Rapido aumento delle emissioni di diclorometano dalla Cina dedotto attraverso osservazioni atmosferiche

Nature Communications volume 12, numero articolo: 7279 (2021) Citare questo articolo

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Con il successo dell’attuazione del Protocollo di Montreal sulle sostanze che riducono lo strato di ozono, l’abbondanza atmosferica di sostanze che riducono lo strato di ozono continua a diminuire lentamente e il buco dell’ozono in Antartide sta mostrando segni di ripresa. Tuttavia, le crescenti emissioni di clorocarburi di origine antropica non regolamentati e di breve durata stanno compensando alcuni di questi guadagni. Qui riportiamo un aumento delle emissioni dalla Cina del clorocarburo prodotto industrialmente, il diclorometano (CH2Cl2). Le emissioni sono cresciute da 231 (213–245) Gg anno–1 nel 2011 a 628 (599–658) Gg anno–1 nel 2019, con un aumento medio annuo del 13 (12–15) %, principalmente dalla Cina orientale. L’aumento complessivo delle emissioni di CH2Cl2 dalla Cina ha la stessa entità dell’aumento delle emissioni globali di 354 (281−427) Gg anno−1 nello stesso periodo. Se le emissioni globali di CH2Cl2 rimanessero ai livelli del 2019, potrebbero portare a un ritardo nel recupero dell’ozono antartico di circa 5 anni rispetto a uno scenario senza emissioni di CH2Cl2.

Le emissioni globali di sostanze che distruggono l’ozono a lungo termine (ODS), come i clorofluorocarburi (CFC), gli halon, gli idroclorofluorocarburi (HCFC) e il tetracloruro di carbonio (CCl4), considerati i principali responsabili della riduzione dell’ozono stratosferico, sono diminuite significativamente risultato delle norme imposte dal Protocollo di Montreal e dalle sue modifiche1. Ciò ha portato alla riduzione dell’abbondanza di bromo e cloro nella stratosfera e all’inizio del recupero del buco dell’ozono antartico2,3. Le restanti incertezze riguardanti il ​​recupero globale dello strato di ozono derivano in parte dalle sostanze alogenate a vita molto breve (VSLS), definite come specie con una vita atmosferica inferiore a ~ 6 mesi1. In precedenza, si pensava che i VSLS avessero un’influenza minore sui livelli di cloro e bromo nella stratosfera e quindi non fossero regolamentati dal Protocollo di Montreal. Tuttavia, studi recenti hanno riscontrato contributi sostanziali e crescenti di VSLS4,5,6,7,8,9,10 alla riduzione dell’ozono stratosferico, che potrebbe compensare alcuni dei benefici del Protocollo di Montreal, in particolare quando le emissioni provengono da regioni come l’Est e l'Asia meridionale, dove forti sistemi convettivi facilitano il loro rapido trasporto nella stratosfera4,8,11,12,13,14,15.

Il diclorometano (CH2Cl2), il VSLS contenente cloro più abbondante con una durata di circa 6 mesi16, rappresenta circa il 70% dell'iniezione totale di gas di origine stratosferica da VSLS contenenti cloro1,7. Questa sostanza proviene principalmente da fonti antropiche, compreso il suo utilizzo come solvente emissivo per scopi adesivi e di pulizia e come materia prima per la produzione di idrofluorocarburi (HFC)17,18,19. Le misurazioni della frazione molare atmosferica di CH2Cl2 mostrano un rapido aumento a partire dagli anni 2000, quando i valori medi globali annuali hanno subito un duplice aumento, compreso un periodo di crescita particolarmente rapida nel periodo 2012-20131,20. Uno studio sulla sensibilità del modello di trasporto chimico globale6 ha stimato un ritardo sostanziale nel ripristino dello strato di ozono antartico, fino a circa 30 anni, se la crescita della frazione molare di CH2Cl2 continuasse al ritmo osservato tra il 2004 e il 2014. Il significativo aumento delle emissioni globali di CH2Cl2 , da 637 (600−673) Gg yr−1 (1 sd di incertezza) nel 2006 a 1171 (1126−1216) Gg yr−1 nel 2017, è stato attribuito a un aumento delle emissioni industriali dall’Asia21. Poiché le emissioni provenienti dall’Asia orientale e meridionale possono essere rapidamente trasportate nella stratosfera da sistemi convettivi, è fondamentale quantificare le emissioni di questa regione per aiutare a comprendere il suo crescente impatto sull’ozono stratosferico. Tuttavia, ci sono poche stime derivate dall’osservazione atmosferica (dall’alto verso il basso) delle emissioni di CH2Cl2 in Asia, e nessuna stima che si estenda su più anni.

In questo studio, deduciamo un aumento sostanziale delle emissioni annuali di CH2Cl2 dalla Cina (definita come la Cina continentale, escluse Hong Kong e Macao) nel 2011-2019, utilizzando misurazioni da nove siti all’interno del paese e un approccio di modellazione inverso. Questa serie temporale top-down concorda bene con un inventario bottom-up compilato utilizzando i dati di consumo e produzione appena disponibili. Riteniamo che l’aumento delle emissioni provenienti dalla Cina svolga un ruolo importante nella crescita delle emissioni globali e che questi aumenti abbiano il potenziale di avere un impatto sul recupero dello strato di ozono stratosferico.