Cieknące wiadro w atmosferze

Trzydzieści lat temu weszły w życie międzynarodowe ustalenia dotyczące walki z dziurą ozonową. Wtedy groźba globalnej katastrofy została zażegnana.

26.08.2019

Czyta się kilka minut

Przygotowanie do startu balonu ­meteorologicznego służącego pomiarom dziury ozonowej, Szwecja, 1989 r. / SHEPARD SHERBELL / CORBIS / GETTY IMAGES / SHEPARD SHERBELL / CORBIS / GETTY IMAGES
Przygotowanie do startu balonu ­meteorologicznego służącego pomiarom dziury ozonowej, Szwecja, 1989 r. / SHEPARD SHERBELL / CORBIS / GETTY IMAGES / SHEPARD SHERBELL / CORBIS / GETTY IMAGES

Thomas Midgley Jr. – autor ponad stu patentów – chciał swoimi wynalazkami pomóc ludzkości. Jednak po śmierci został okrzyknięty „najbardziej pechowym wynalazcą” i „naukowcem, który prawie zniszczył planetę”. Gdy pod koniec lat 20. XX wieku kierował zespołem, który miał rozwiązać problem wykorzystania toksycznych środków w ówczesnych chłodniach, na koncie miał już ważne osiągnięcie. Kilka lat wcześniej odkrył, że dodanie tetraetyloołowiu do benzyny zapobiega nieprawidłowemu spalaniu paliwa w silniku samochodów. Stworzona w ten sposób etylina przez następne dziesięciolecia była podstawowym paliwem, emitując na całym świecie ogromne ilości toksycznego ołowiu do atmosfery.

Tym razem zespół Midgleya Jr. szukał substancji pozbawionej smaku, koloru, zapachu, a przy tym nietoksycznej i niełatwopalnej. Po kilku latach prac udało im się zsyntetyzować dichlorodifluorometan, który otrzymał handlową nazwę Freon (obecnie nazywany jest Freon-12, a freonami nazywa się szerszą grupę substancji – chlorofluorowęglowodory). Kilkadziesiąt lat później historyk środowiska prof. J.R. McNeill powiedział o Midgleyu Jr.: „żaden organizm w historii Ziemi nie miał większego wpływu na atmosferę”.

Pech nie opuścił go nawet po dwóch najsłynniejszych odkryciach. Gdy w latach 40. zapadł na polio, opracował maszynę, która miała mu pomóc z niepełnosprawnością wywołaną chorobą. Skomplikowany mechanizm sznurów i kołowrotków okazał się równie „udany”, co etylina i freon – podczas jednej z prób wstania z łóżka udusił samego Midgleya Jr.

Jak koniec świata

Na początku lat 70. freony były powszechnie wykorzystywane w chłodniach i lodówkach (jako czynnik chłodniczy, czyli substancja przenosząca ciepło w urządzeniu) oraz w aerozolach, sprejach, nawet w inhalatorach dla astmatyków. Wtedy ich wpływ na środowisko postanowiło zbadać dwóch naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine – Mario Molina i Frank Sherwood Rowland. Ten drugi, zapytany przez żonę, jak idą prace, miał odpowiedzieć: „W pracy dobrze, ale to wygląda jak koniec świata”.

Molina i Rowland postawili hipotezę, że uwalniany z freonów chlor ma niszczycielski wpływ na powłokę ozonową, która jest kluczowa w ochronie Ziemi przed promieniowaniem ultrafioletowym. Abstrakt opublikowanego w 1974 r. w „Nature” artykułu kończą przełomowym wówczas stwierdzeniem: „Fotodysocjacja chlorofluorometanów w stratosferze produkuje znaczną ilość atomów chloru, które prowadzą do zniszczenia atmosferycznego ozonu”. I dalej: „Wydaje się oczywiste, że atmosfera ma ograniczoną możliwość absorpcji atomów chloru powstających w stratosferze, co może mieć poważne konsekwencje. Jest ona prawdopodobnie niższa nawet od obecnego poziomu chlorofluorometanów”.

Bez ochronnej warstwy ozonu powszechniejszym problemem byłyby nowotwory skóry, mogłoby też załamać się rolnictwo i życie w morzach i oceanach. Molinę i Rowlanda zaproszono nawet do amerykańskiego Kongresu, jednak silne lobby producentów chłodni i aerozoli skutecznie stawiało na swoim.

Chlor w stratosferze

Z pomocą przyszły badania British Antarctic Survey opublikowane w 1985 r., które wykazały zatrważająco niski poziom warstwy ozonowej nad biegunem południowym. Na ich podstawie można już było tworzyć ładne, przerażające mapki. W tym samym roku w Wiedniu odbyło się spotkanie przedstawicieli ponad 20 państw, największych producentów freonów, na którym zadeklarowano „plan międzynarodowych negocjacji” na rzecz rozwiązania problemu.

NASA dziurę ozonową porównuje do cieknącego wiadra. „Jeśli dolewa się tyle samo wody, co z niego wycieka, jej poziom zostaje taki sam. Podobnie, jeśli ozon jest tworzony w takiej samej ilości, co niszczony, całkowita jego ilość będzie taka sama” – wyjaśniają naukowcy związani z agencją. Ozon – trójatomowa cząsteczka tlenu – naturalnie powstaje w stratosferze (10–50 km nad ziemią) w wyniku oddziaływania promieniowania słonecznego na najczęstsze, dwuatomowe cząsteczki tlenu. Ozon jest silnym utleniaczem fotochemicznym i w stratosferze absorbuje niebezpieczne promieniowanie ultrafioletowe.

Freony są bardzo stabilne. „Jedną z niewielu sił, które mogą je rozbić, jest promieniowanie ultrafioletowe. W niższej atmosferze chroni je przed nim warstwa ozonowa. W stratosferze pozbawione ochrony rozpadają się i powstaje atom chloru” – opisuje NASA. Ten chlor następnie wchodzi w reakcję z ozonem, niszcząc go. Podobne reakcje zachodzą z innymi tzw. substancjami zubożającymi warstwę ozonową. Wiadro zaczyna przeciekać szybciej, niż nabiera wody.

Już 18 miesięcy po spotkaniu w Wiedniu, 26 sierpnia 1987 r. podpisano Protokół montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową.

– Po długiej batalii prowadzonej przez środowiska naukowe udało się dotrzeć do opinii publicznej i przekonać, że produkcja freonów jest szkodliwa dla warstwy ozonowej w stratosferze, a tym samym może stanowić zagrożenie dla życia biologicznego na Ziemi – uważa dr hab. inż. Ireneusz Śliwka, emerytowany fizyk z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN, i wylicza: – To spowodowało podpisanie Protokołu przez 195 państw, które zobowiązały się do przestrzegania harmonogramu: 35 proc. redukcji od 2004 r., 99,5 proc. redukcji od 2020 r. i całkowita redukcja 10 lat później. Protokół wszedł w życie dwa lata po podpisaniu – 30 lat temu.

Lepszy niż trociny

W październiku 1990 r. prezydent Wojciech Jaruzelski poinformował, że Polska przystępuje do Protokołu. Początkowo nie było to jednak egzekwowane.

„Nie niszczy okryć, nie powoduje załamań, a dodatkowo natłuszcza skórę – mówią pracownicy zakładu. Według klientów futra potraktowane freonem zyskują na urodzie” – zachwalał w kwietniu 1991 r. usługi jednej z pralni stołeczny dodatek do „Gazety Wyborczej”. Czyszczenie Freonem 113 miało być lepsze, chociaż też półtora raza droższe od standardowego, z wykorzystaniem trocin.

Szybko jednak zaczęło się to zmieniać. Już w 1992 r. ten sam dziennik pisał, że „nowoczesna kobieta” kupuje dezodoranty bez freonu. Kolejni producenci lodówek i chłodni zapowiadali rezygnację z produkcji sprzętu wykorzystującego te gazy. Dyrektor zakładów w Dębicy wyjaśniał: to dlatego, że nikt na Zachodzie nie chce już kupować takich produktów. W 1995 r. najwięksi uczestnicy rynku czynników chłodniczych założyli w Polsce fundację PROZON, która nadzoruje m.in. odzysk i regenerację tych produktów.

1 lipca 2002 r. w życie weszła Ustawa o postępowaniu z substancjami zubażającymi warstwę ozonową. – Głównym jej efektem jest to, że ludzie już nie wyrzucają starych lodówek do lasu, tylko w ramach zakupu nowej stara jest utylizowana w specjalnych punktach odbioru. Podobnie jest z innymi urządzeniami, jak gaśnice, klimatyzatory – tłumaczy Śliwka. – Z badań prowadzonych od 1997 do 2017 r., najpierw pod kierownictwem prof. Jana Lasy, później pod moim, stwierdziliśmy dziesięciokrotny spadek częstotliwości przekroczeń stężeń bazowych dla badanych związków chlorowcowych po roku 2002, kiedy to uchwalona ustawa weszła w życie. Jest to udokumentowany doświadczalnie wpływ polityki państwa na stan środowiska – dodaje.

Sztandarowy model

Protokół montrealski od momentu podpisania był rewidowany dziewięć razy. Ostatnio w Kigali, stolicy Rwandy, w 2016 r. Wtedy zobowiązano się zmniejszyć zużycie hydrofluorowęglowodorów, które w dużej mierze zastąpiły freon w chłodniach, o 80 proc. przez 30 lat.

W styczniu 2018 r. NASA przedstawiła, jak twierdzi, „bezpośredni dowód regeneracji dziury ozonowej” z powodu zakazu wykorzystania freonów. Obserwacja satelitarna wykazała, że od 2005 do 2016 r. zgodnie z przewidywaniami dziura ozonowa zmniejszyła się o 20 proc. – Od roku 2000 jej powierzchnia sukcesywnie maleje. W optymistycznym scenariuszu w latach 2065-75 ulegnie zabliźnieniu, czyli powróci do stanu z lat 70. XX w. W pesymistycznym, gdy po roku 2030 jakieś małe państwa będą jeszcze produkować te związki, zabliźnienie może nastąpić dopiero w latach 2090–2100 – ocenia Śliwka.

W połowie 2018 r. pojawiły się jednak bardziej niepokojące informacje. Badania opublikowane w „Nature” wskazywały, że źródłem nowych emisji jednego z groźnych dla powłoki ozonowej freonów – CFC-11 – jest wschodnia Azja. Dalsze śledztwo Enviromental Investigations Agency wykazało, że powodować ma je niezgodne z Protokołem montrealskim wykorzystanie tego gazu w piankach poliuretanowych powszechnie stosowanych na placach budowy w Chinach. Jest on tańszy i skuteczniejszy od legalnych i bardziej ekologicznych zamienników, a przestrzegania prawa ma nikt tam nie sprawdzać. W tym roku koreańscy i japońscy naukowcy stwierdzili, że emisje w chińskich prowincjach Hebei i Szandong wzrosły o 110 proc. w latach 2014-17 w porównaniu z latami 2008-12.

W 2003 r. były przewodniczący ONZ Kofi Annan nazwał Protokół montrealski „najprawdopodobniej najskuteczniejszym międzynarodowym porozumieniem w historii”. Na to, czy rzeczywiście będzie ono tak skuteczne, musimy poczekać jeszcze kilkadziesiąt lat, pamiętając przy tym, że sama zregenerowana powłoka ozonowa nie uratuje nas przed innymi antropogenicznymi zgubnymi zmianami środowiska.

O tym, jak kruche bywają traktaty międzynarodowe, świadczy Porozumienie paryskie, pod którym znalazły się zaledwie dwa podpisy mniej niż pod Protokołem montrealskim, a które w założeniu ma zredukować globalne ocieplenie. W 2017 r. prezydent USA Donald Trump poinformował, że jego kraj, który emituje 17,9 proc. wszystkich gazów cieplarnianych, chce się z niego wycofać w pierwszym możliwym terminie (czyli listopadzie 2020 r.). Nie wiadomo, czy od wycofania z używania freonu w USA nie dzieli nas np. jeden program Fox News, który obejrzy Trump, o tym że „dziura ozonowa to mit”. ©

Dziękujemy, że nas czytasz!

Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →

Dostęp 10/10

  • 10 dni dostępu - poznaj nas
  • Natychmiastowy dostęp
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
10,00 zł

Dostęp kwartalny

Kwartalny dostęp do TygodnikPowszechny.pl
  • Natychmiastowy dostęp
  • 92 dni dostępu = aż 13 numerów Tygodnika
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
89,90 zł
© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]

Artykuł pochodzi z numeru Nr 35/2019