Seit 2013 sind die jährlichen Emissionen eines verbotenen Fluorchlorkohlenwasserstoffs (FCKW) aus Ostchina um fast 8.000 Tonnen gestiegen. Dies geht aus einer neuen, in Nature veröffentlichten Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams aus dem Vereinigten Königreich, Südkorea, Japan, den Vereinigten Staaten und Australien hervor , und die Schweiz.
Im vergangenen Jahr wurde berichtet , dass die Emissionen eines der wichtigsten ozonschädlichen Stoffe, FCKW-11, zugenommen hätten. Diese Chemikalie wurde hauptsächlich als Schaummittel für Gebäudeisolierungen, Kühlschränke und andere Konsumgüter verwendet. Das überraschende Ergebnis deutete darauf hin, dass irgendjemand irgendwo wahrscheinlich Tausende Tonnen FCKW-11 produzierte, trotz eines weltweiten Ausstiegs seit 2010 im Rahmen des Montrealer Protokolls .
„Durch globale Überwachungsnetzwerke wie das Advanced Global Atmospheric Gases Experiment ( AGAGE ) und die Global Monitoring Division der National Oceanic and Atmospheric Administration führen Wissenschaftler seit über 40 Jahren Messungen von FCKW in der Atmosphäre durch“, sagt Matt Rigby , einer der Hauptautoren der Studie und Dozentin für Atmosphärenchemie an der University of Bristol . „In den letzten Jahrzehnten haben wir aufgrund des Montrealer Protokolls vor allem sinkende FCKW-Emissionen gesehen, die sich in diesen Messungen widerspiegeln. Daher war es unerwartet, als letztes Jahr berichtet wurde, dass die weltweiten Emissionen eines der wichtigsten FCKW ab etwa 2013 plötzlich zu steigen begannen.“
Dieser Befund war besorgniserregend, da FCKW die Hauptverursacher des Abbaus der stratosphärischen Ozonschicht sind, die uns vor der ultravioletten Strahlung der Sonne schützt. Jeder Anstieg der FCKW-Emissionen wird die Zeit verzögern, die die Ozonschicht und das „Ozonloch“ in der Antarktis benötigen, um sich zu erholen.
Aber woher kamen diese neuen Emissionen? Bisher hatten Forscher nur Hinweise darauf, dass zumindest ein Teil der Quelle irgendwo in Ostasien lag.
„Ursprünglich wurden unsere Überwachungsstationen an abgelegenen Orten aufgestellt, weit entfernt von potenziellen Quellen“, sagt Ronald Prinn , Co-Autor der Studie, Leiter des AGAGE-Netzwerks, Professor für Atmosphärenwissenschaften und Co-Direktor des Joint Program on the MIT Wissenschaft und Politik des globalen Wandels . „Der Grund dafür war, dass wir daran interessiert waren, Luftproben zu sammeln, die repräsentativ für die Hintergrundatmosphäre waren, damit wir globale Konzentrationsänderungen überwachen und deren atmosphärische Lebensdauer bestimmen konnten.“
Um Emissionsquellen besser lokalisieren zu können, wurden neuere Messstationen näher an industrialisierten Regionen angesiedelt. In diesem Fall kam der Hinweis auf den Ort der neuen CFC-11-Emissionen von einer AGAGE-Station in Südkorea und einer AGAGE-angegliederten Station des National Institute of Environmental Studies (NIES) in Japan.
Professor Sunyoung Park von der Kyungpook National University in Südkorea, einer der Hauptautoren der Studie und Betreiber der südkoreanischen Gosan-Messstation, erklärt: „Unsere Messungen zeigen ‚Spitzen‘ der Verschmutzung, wenn Luft aus Industriegebieten ankommt.“ Bei CFC-11 stellten wir fest, dass das Ausmaß dieser Spitzen nach 2012 zunahm, was darauf hindeutet, dass die Emissionen irgendwo in der Region angestiegen sein müssen.“
Ähnliche Signale wurden auch an der NIES-Station auf der japanischen Insel Hateruma in der Nähe von Taiwan beobachtet. Um herauszufinden, welche Länder für die steigenden Verschmutzungsgrade an diesen Stationen verantwortlich sind, führte ein internationales Team von Modellierungsgruppen an der Universität Bristol, dem britischen Met Office, den Schweizerischen Bundeslaboratorien für Materialwissenschaft und -technologie und dem MIT anspruchsvolle Computersimulationen durch, die die ermittelten Herkunft der verschmutzten Luftproben.
„Aus den atmosphärischen Beobachtungsdaten von FCKW-11 an den koreanischen und japanischen Stationen und Modellen haben wir herausgefunden, dass die Emissionen von FCKW-11 aus Ostchina nach 2013 um etwa 7.700 Tonnen pro Jahr gestiegen sind – vor allem rund um die nordöstlichen Provinzen Shandong und Hebei – während für Japan und die koreanische Halbinsel in diesem Zeitraum keine Hinweise auf steigende Emissionen gefunden wurden“, sagt Xuekun Fang , Hauptautor der Studie und Postdoktorand am MIT.
Um die Möglichkeit zu untersuchen, dass die neuen Emissionen aus China das Ergebnis einer Freisetzung von FCKW-11 in die Atmosphäre sein könnten, das vor dem Verbot erzeugt wurde, prüfte das Team eine Reihe von Möglichkeiten. Da FCKW-11 hauptsächlich beim Schaumblasen verwendet wurde, untersuchten die Forscher Schätzungen der Menge an FCKW-11, die in Isolierschäumen in Gebäuden oder Kühlschränken, die vor 2010 hergestellt wurden, eingeschlossen sein könnte. Die Mengen waren jedoch viel zu gering, um den jüngsten Anstieg zu erklären .
„Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass zumindest vor Ende 2017, dem Zeitraum, den unsere Arbeit abdeckt, eine neue Produktion stattgefunden hat“, sagt Rigby.
Während die Studie einen erheblichen Teil des weltweiten Emissionsanstiegs identifiziert hat, ist es möglich, dass kleinere Anstiege auch in anderen Ländern oder sogar in anderen Teilen Chinas stattgefunden haben. Laut Park sind die koreanischen und japanischen Messungen nur für den östlichen Teil Chinas, Westjapan und die koreanische Halbinsel empfindlich; Der Rest des AGAGE-Netzwerks umfasst Teile von Nordamerika, Europa und Südaustralien. So gibt es große Teile der Welt, für die nur sehr wenige detaillierte Informationen über die Emissionen ozonschädigender Stoffe vorliegen.
Dennoch stellt diese Studie „einen wichtigen und besonders politikrelevanten Meilenstein für die Fähigkeit der Atmosphärenforscher dar, zu sagen, welche Regionen ozonschädigende Substanzen, Treibhausgase oder andere Chemikalien in welchen Mengen ausstoßen“, sagt Professor Ray Weiss, ein Geochemiker an der Scripps Institution of Oceanography an der University of California in San Diego und Co-Autor der Studie.
Rigby betont die dringende Notwendigkeit, herauszufinden, welche Branchen für die neuen Emissionen verantwortlich sind.
„Wenn die Emissionen auf die Herstellung und Verwendung von Produkten wie Schaumstoffen zurückzuführen sind, ist es möglich, dass wir nur einen Teil der insgesamt produzierten Menge an FCKW-11 gesehen haben“, sagt er. „Der Rest könnte in Gebäuden und Kühlanlagen eingeschlossen sein und in den kommenden Jahrzehnten letztendlich in die Atmosphäre gelangen.“
Frühere Berichte der Environmental Investigation Agency und der New York Times hatten darauf hingewiesen, dass chinesische Schaumstoffhersteller nach dem weltweiten Verbot FCKW-11 verwendeten, und chinesische Behörden haben einige illegale Produktionsanlagen identifiziert und geschlossen .
Diese neue Studie kann zwar nicht feststellen, welche Industrie(n) dafür verantwortlich sind, liefert aber einen klaren Hinweis auf einen starken Anstieg der CFC-11-Emissionen aus China in den letzten Jahren. Diese Anstiege, die wahrscheinlich auf neue Produktion zurückzuführen sind, sind für einen erheblichen Teil des gleichzeitigen globalen Emissionsanstiegs verantwortlich.