Wetenschappers hebben een mysterieuze toename van de uitstoot van een belangrijke ozonvernietigende chemische stof ontdekt, ondanks dat de productie ervan wereldwijd al meer dan 30 jaar is verboden.  Sinds 2007 was er in wezen geen gerapporteerde productie van CFC-11, de tweede meest schadelijke van alle cfk’s. Maar nu is het dus terug. Eerder was al duidelijk geworden dat het herstel van de ozonlaag in de weg wordt gezeten door ozonvernietigende stoffen waarover in het Montreal Protocol geen afspraken zijn gemaakt.

De uitstoot van sommige ozonlaag afbrekende chloorfluorkoolwaterstoffen (cfk’s) is de afgelopen zes jaar flink omhoog gegaan, ondanks een decennia-oud verdrag dat die stoffen volledig verbood. “Atmosferisch detectivewerk” heeft een mysterieuze nieuwe bron in Oost-Azië aangewezen die verantwoordelijk kan zijn voor deze toename van destructieve chemicaliën.

De stijging van CFC-11 werd onthuld door wetenschappers bij de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in Colorado, die de ontdekking “het meest verrassende dat ze ooit hebben gezien” noemen.

De ontdekking suggereert dat er de afgelopen jaren nieuwe cfk-bronnen zijn ontstaan, en dat er dus iemand vals aan het spelen is. Er is de afgelopen zes jaar geen extra cfk-productie gerapporteerd aan het ozonsecretariaat van het VN-milieuprogramma.

Montreal

Het dichten van het gat in de ozonlaag en vooral het Akkoord van Montreal dat de cfk’s aan banden legde die het veroorzaakten, wordt gezien als een voorbeeld van hoe we, als we dat willen, wel degelijk iets kunnen doen om onze planeet te redden.

Vorig jaar vierde het protocol dat onze ozonlaag “redde”, zijn 30e verjaardag. In het Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer beloofden landen de productie van stoffen die de ozonlaag aantastten, vooral cfk’s, terug te schroeven. En met succes.

Het gat dat geen gat is

Maar laten we eerst even uitleggen wat dat “gat” precies is. Om te beginnen: het is geen gat maar een voortdurende verdunning van de ozonlaag. De ozonconcentratie boven de zuidpool fluctueert van nature: aan het eind van de Antarctische zomer – als de zon zich weer laat zien – wordt de ozonlaag tot in september alleen maar dunner, om zich vervolgens weer te herstellen.

Maar in de jaren zeventig stelden onderzoekers vast dat er naast die seizoensgebonden trend een andere zorgwekkende trend zichtbaar was: de ozonlaag was sinds de jaren zeventig elke lente dunner dan de lente ervoor. De effecten werden ook steeds meer voelbaar buiten Antarctica: in Australië, delen van Zuid-Amerika en Afrika.

Ozon ontstaat op natuurlijke wijze in de hogere lagen van de atmosfeer, de troposfeer, en daar speelt het een zeer gunstige rol voor het leven op aarde. Het houdt de schadelijke ultraviolette straling van de zon tegen. Zonder de ozonlaag zou meer ultraviolet licht het oppervlak van de aarde bereiken, en dat zou leiden tot fatale huidkankers bij mensen, maar bijvoorbeeld ook oogziektes. Bovendien zou het onze gewassen verwoesten en het plankton in de zee aantasten, wat dan weer de voedselpiramide in onze oceanen zou doen instorten.

Boosdoener geïdentificeerd, akkoord gesloten

De boosdoener werd geïdentificeerd: het ging vooral om stoffen als gechloreerde fluorkoolwaterstoffen, die meer en meer gebruikt werden in koelsystemen en voor airco’s, in piepschuim en in industriële schoonmaakmiddelen, en uit observatie bleek dat de ozonlaag inderdaad aangetast werd.

In 1987 werd in Montreal een akkoord afgesloten dat die stoffen aan banden legde. En effectief, het leek beter te gaan met onze ozonlaag. Begin deze eeuw begon het gat te stabiliseren en daarna te krimpen: in 2015 was het al 4,4 miljoen vierkante kilometer kleiner geworden. Tegen 2050, zo maakten wetenschappers zich sterk, zou het gat verdwenen zijn als we zo bleven voortdoen.

Maar toen werd het gat weer groter …

Maar toen werd het gat weer groter. Het gat is sinds 2015 weer met 2,5 miljoen vierkante kilometer gegroeid. Hoe kon dat? De uitstoot van cfk’s was inmiddels immers grotendeels uitgefaseerd.

Een paar maanden geleden was er nog alarmerend nieuws: nieuw onderzoek toonde aan dat boven bewoonde gebieden, en dan zeker naar de evenaar toe, in de lagere stratosfeer, waar de dichtste concentratie van ozon moet zijn, die niveaus flink aan het dalen zijn.

Dat onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Atmospheric Chemistry and Physics, combineert metingen van atmosferisch ozon uit 11 verschillende datasets om een overzicht van de afgelopen 30 jaar te produceren. Er werd gekeken naar ozonconcentraties tussen de 60e parallellen, een gebied dat zich uitstrekt van Scandinavië, Rusland en Alaska in het noorden tot het puntje van Zuid-Amerika.

En daaruit blijkt dus dat in de lagere stratosfeer, waar er de meeste ozon is, de niveaus dalen.

Hoe?

Dat het verdrag van Montreal met de voeten wordt getreden is dus wellicht een deel van de verklaring. Eerder werd al ontdekt dat het herstel van de ozonlaag in de weg wordt gezeten door ozonvernietigende stoffen waarover in het Montreal Protocol geen afspraken zijn gemaakt. In de studie A growing threat to the ozone layer from short-lived anthropogenic chlorocarbons in het blad Atmospheric Chemistry and Physics onthulden onderzoekers dat een aantal stoffen waarvan gedacht werd dat ze te vluchtig waren om schade te veroorzaken, toch de ozonlaag aantasten.

Ze worden vooral in Zuid-Azië versneld naar grote hoogte getransporteerd. Eén van de belangrijkste is dichloormethaan. Dat wordt gebruikt tijdens de productie van medicijnen, maar bijvoorbeeld ook om verf te verwijderen.

De concentratie dichloormethaan in de atmosfeer nam in de jaren negentig en aan het begin van deze eeuw af, wat wellicht verklaart waarom we niet eerder zagen welk effect ze hebben op de ozonlaag. Maar in het afgelopen decennium is die concentratie weer sterk toegenomen.

China en PVC

Dat komt door de economische groei en snelle industrialisering in landen zoals China en India, maar eigenlijk in heel Zuid-Oost-Azië.

De wetenschappers bestudeerden de luchtvervuiling in Oost-Azië om de exacte oorsprong van dichloormethaan te achterhalen. China blijkt verantwoordelijk voor zo’n 50 tot 60% van de huidige wereldwijde uitstoot van dichloormethaan en andere Aziatische landen, waaronder ook vooral India, zorgen voor het grootste stuk van de rest.

Uit de monsters die ze verzamelden bleek ook dat 1,2-dichloorethaan (CH2ClCH2Cl), gebruikt om PVC te maken, en een notoire ozonvernietiger, prominent aanwezig was. China is de grootste producent van PVC en het land heeft de productie de afgelopen jaren verder opgevoerd. Dat daarbij de uitstoot van 1,2-dichloorethaan sterk is toegenomen, verraste de onderzoekers, omdat het goedje zo giftig is en China al bij al strenge milieunormen heeft ingevoerd die zouden moeten voorkomen dat 1,2-dichloorethaan in de atmosfeer komt.

Nog een verrassing

Nog een verrassing was dat de onderzoekers ontdekten dat dichloormethaan en 1,2-dichloorethaan niet alleen in de atmosfeer terecht komen, maar er ook lang genoeg stand kunnen houden om de stratosfeer te bereiken.

Ze ontdekten verhoogde concentraties van die chemische stoffen boven tropische gebieden, op een hoogte van zo’n 12 kilometer, duizenden kilometers verwijderd van de plek waar de stoffen geproduceerd werden.

Volgens de onderzoekers is het hoog tijd dat het Montreal Protocol wordt uitgebreid en ook deze opkomende ozonvernietigende stoffen aan banden worden gelegd.

Maar, dat is wellicht niet genoeg. Het Akkoord van Montreal wordt vaak aangehaald als voorbeeld van hoe we als mensheid wel degelijk globaal milieuproblemen kunnen tackelen en hoe het inspiratie kan zijn om de opwarming van ons klimaat aan te pakken.

Global warming

Global warming blijkt overigens wel degelijk een rol te spelen in het gat in de ozonlaag. Jarenlang hebben atmosfeerwetenschappers beide fenomenen zorgvuldig gescheiden gehouden, maar nu blijkt dat ze sterk verbonden zijn. Eerst werd nog gedacht dat het broeikaseffect zelfs een positieve rol speelde in het herstel van de ozonlaag.

Maar ondertussen weten we dat het omgekeerde waar is. De interne waterbron van de stratosfeer, methaan, is aan het toenemen met ongeveer 1% per jaar. Door toename van de waterdampdruk in de stratosfeer wordt de condensatietemperatuur voor water hoger. Wanneer op de oppervlakte van sulfaat-aerosolen watermoleculen condenseren, treden bij een bepaalde diameter van deze aerosolen, dezelfde reacties op als bij het gat in de ozonlaag, waarbij dan ozon wordt afgebroken in de gehele atmosfeer.

Hoeveel watermoleculen op de aerosolen condenseren wordt bepaald door de waterdampdruk en door de temperatuur. Door het broeikaseffect stijgt de temperatuur in de troposfeer, in de stratosfeer neemt de temperatuur hierdoor juist af. Bij de stijgende waterdampdruk en de dalende temperatuur zoals we nu meemaken, is het een kwestie van tijd voordat de NOx-concentratie te ver daalt en de ozonlaag wereldwijd wordt afgebroken.