«Αόρατη χημική βροχή» σαρώνει τον πλανήτη – Το κρυφό τίμημα για τη σωτηρία του όζοντος
Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν για την αντικατάσταση των CFC (χλωροφθορανθράκων) που καταστρέφουν το όζον, προκαλούν τώρα μια παγκόσμια έξαρση ενός ανθεκτικού “αιώνιου χημικού”.
Ο ρύπος αυτός, που ονομάζεται τριφθοροξικό οξύ (TFA), πέφτει από την ατμόσφαιρα στο νερό, το έδαφος και τον πάγο, ακόμη και σε απομακρυσμένες περιοχές όπως η Αρκτική. Παρόλο που οι παλαιότερες χημικές ουσίες σταδιακά καταργούνται, η μακρά διάρκεια ζωής τους σημαίνει ότι η ρύπανση συνεχίζει να αυξάνεται.
Χημικές ουσίες που εισήχθησαν για την προστασία της στιβάδας του όζοντος συνδέονται πλέον με μια απροσδόκητη περιβαλλοντική συνέπεια. Μια νέα μελέτη δείχνει ότι αυτές οι ουσίες συνέβαλαν στη διασπορά μεγάλων ποσοτήτων ενός ανθεκτικού και δυνητικά επιβλαβούς “αιώνιου χημικού” σε ολόκληρο τον πλανήτη.
Ερευνητές στην επιστήμη της ατμόσφαιρας, υπό την καθοδήγηση μιας ομάδας από το Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ, υπολόγισαν για πρώτη φορά το μέγεθος αυτής της ρύπανσης που έχει συσσωρευτεί παγκοσμίως.
Η ανάλυσή τους εκτιμά ότι οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν για την αντικατάσταση των CFC, μαζί με ορισμένα αναισθητικά αέρια, οδήγησαν στην εναπόθεση περίπου 335.500 τόνων (ενός τρίτου του εκατομμυρίου) τριφθοροξικού οξέος (TFA) από την ατμόσφαιρα στην επιφάνεια της Γης μεταξύ 2000 και 2022.
Η μελέτη προειδοποιεί επίσης ότι το πρόβλημα απέχει πολύ από την κορύφωσή του. Πολλές από τις χημικές ουσίες που αντικατέστησαν τους CFC παραμένουν στην ατμόσφαιρα για δεκαετίες, επιτρέποντας στο TFA να συνεχίσει να εισέρχεται στο περιβάλλον για μεγάλο διάστημα μετά τις αρχικές εκπομπές.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ετήσια παραγωγή TFA από αυτές τις πηγές θα μπορούσε να φτάσει στα υψηλότερα επίπεδά της κάποια στιγμή μεταξύ 2025 και 2100. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Geophysical Research Letters.
Για να καταλήξουν στα συμπεράσματά τους, οι επιστήμονες βασίστηκαν σε μοντέλα χημικής μεταφοράς, μια μέθοδο που αναπαριστά τον τρόπο με τον οποίο οι χημικές ουσίες κυκλοφορούν, μετασχηματίζονται και τελικά κατακάθονται από την ατμόσφαιρα.
Χρησιμοποιώντας αυτή την προσέγγιση, οι ερευνητές μέτρησαν πώς σχηματίζεται το TFA όταν συγκεκριμένα αέρια διασπώνται στον αέρα. Αυτά περιλαμβάνουν τους υδροχλωροφθοράνθρακες (HCFCs) και τους υδροφθοράνθρακες (HFCs), οι οποίοι χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ψύξης, καθώς και ενώσεις που χρησιμοποιούνται ως εισπνεόμενα αναισθητικά.
Παρόλο που αυτές οι ουσίες, γνωστές ως F-gases (φθοριούχα αέρια), καταργούνται σταδιακά (σύμφωνα με το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ και τη μεταγενέστερη Τροποποίηση του Κιγκάλι), η συνολική συγκέντρωσή τους στην ατμόσφαιρα συνεχίζει να αυξάνεται.
Το TFA ανήκει στην ευρύτερη οικογένεια των υπερφθοριωμένων και πολυφθοριωμένων αλκυλιωμένων ουσιών (PFAS). Αυτές οι ανθρωπογενείς χημικές ουσίες αναφέρονται συχνά ως “αιώνια χημικά”, επειδή αντιστέκονται στη φυσική διάσπαση και μπορούν να παραμείνουν στο περιβάλλον για εξαιρετικά μεγάλες χρονικές περιόδους.
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να αποσαφηνίζουν την κατανόησή τους σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις του TFA. Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Χημικών Προϊόντων θεωρεί το TFA επιβλαβές για την υδρόβια ζωή.
Η χημική αυτή ουσία έχει επίσης ανιχνευθεί στο ανθρώπινο αίμα και τα ούρα, ενώ η Γερμανική Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Χημικών Προϊόντων πρότεινε πρόσφατα την ταξινόμηση του TFA ως δυνητικά τοξικού για την ανθρώπινη αναπαραγωγή.
Ενώ ορισμένοι ρυθμιστικοί φορείς αναφέρουν ότι τα τρέχοντα επίπεδα του TFA στο περιβάλλον βρίσκονται κάτω από τα όρια που αναμένεται να βλάψουν τους ανθρώπους, η ανησυχία αυξάνεται για τη σταθερή και δυνητικά μη αναστρέψιμη συσσώρευσή του. Αυτό έχει οδηγήσει σε εκκλήσεις για την αντιμετώπιση του TFA ως απειλή για τα πλανητικά όρια.
«Η μελέτη μας δείχνει ότι τα υποκατάστατα των CFC είναι πιθανό να αποτελούν την κυρίαρχη ατμοσφαιρική πηγή του TFA», δήλωσε η Lucy Hart, διδακτορική ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
«Αυτό αναδεικνύει πραγματικά τους ευρύτερους κινδύνους που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη από τη νομοθεσία κατά την αντικατάσταση επιβλαβών χημικών ουσιών, όπως οι CFC που καταστρέφουν το όζον».
Για να επικυρώσουν τα αποτελέσματά τους, οι ερευνητές συνέκριναν τις εκτιμήσεις του μοντέλου τους για τον σχηματισμό και την εναπόθεση του TFA με πραγματικές μετρήσεις. Αυτές περιλάμβαναν δεδομένα από πυρήνες πάγου της Αρκτικής και δείγματα βρόχινου νερού που συλλέχθηκαν από όλο τον κόσμο.
Το μοντέλο τροφοδοτήθηκε με πληροφορίες σχετικά με την ποσότητα και την τοποθεσία των αερίων-πηγών, χρησιμοποιώντας δεδομένα από ένα παγκόσμιο δίκτυο παρακολούθησης. Καθώς αυτά τα αέρια αλληλεπιδρούν με άλλα συστατικά της ατμόσφαιρας, διασπώνται χημικά και παράγουν TFA.
Στις προσομοιώσεις ενσωματώθηκαν επίσης τα μετεωρολογικά πρότυπα, ώστε να δειχθεί πώς το TFA μετακινείται και κατακάθεται. Η χημική αυτή ουσία μπορεί να απομακρυνθεί από τα σύννεφα μέσω της βροχόπτωσης ή να εναποτεθεί απευθείας από τον αέρα πάνω στην ξηρά και στις υδάτινες επιφάνειες.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι σχεδόν όλο το TFA που ανιχνεύεται στην Αρκτική προέρχεται από χημικές ουσίες που αντικατέστησαν τους CFC, παρόλο που η περιοχή βρίσκεται πολύ μακριά από τις κύριες πηγές εκπομπών.
Το εύρημα αυτό υπογραμμίζει πόσο ευρέως διαδεδομένη είναι η ρύπανση από TFA σε ολόκληρο τον πλανήτη. «Τα υποκατάστατα των CFC έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και μπορούν να μεταφερθούν μέσω της ατμόσφαιρας από το σημείο εκπομπής τους σε απομακρυσμένες περιοχές, όπως η Αρκτική, όπου διασπώνται σχηματίζοντας TFA», δήλωσε η Lucy Hart.
«Μελέτες έχουν εντοπίσει αυξανόμενα επίπεδα TFA σε απομακρυσμένους πυρήνες πάγου της Αρκτικής και τα αποτελέσματά μας παρέχουν την πρώτη οριστική απόδειξη ότι σχεδόν όλες αυτές οι εναποθέσεις μπορούν να αποδοθούν σε αυτά τα αέρια».
Εκτός των πολικών περιοχών, η μελέτη επισημαίνει πρόσθετες αιτίες ανησυχίας. Στις περιοχές μέσου γεωγραφικού πλάτους, το μοντέλο ενισχύει τις αυξανόμενες ενδείξεις ότι το HFO-1234yf, το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως στα συστήματα κλιματισμού των αυτοκινήτων, εξελίσσεται σε μια σημαντική και πιθανώς επεκτεινόμενη πηγή ατμοσφαιρικού TFA.
«Τα HFO είναι η τελευταία κατηγορία συνθετικών ψυκτικών μέσων που προωθούνται στην αγορά ως φιλικές προς το κλίμα εναλλακτικές λύσεις έναντι των HFC», δήλωσε ο καθηγητής Ryan Hossaini του Πανεπιστημίου του Λάνκαστερ και συν-συγγραφέας της μελέτης.
«Ένας αριθμός HFO είναι γνωστό ότι παράγουν TFA και η αυξανόμενη χρήση αυτών των χημικών ουσιών για τον κλιματισμό των αυτοκινήτων στην Ευρώπη και αλλού, προσθέτει αβεβαιότητα στα μελλοντικά επίπεδα του TFA στο περιβάλλον μας».
«Υπάρχει ανάγκη να αντιμετωπιστεί η περιβαλλοντική ρύπανση από TFA, επειδή είναι ευρέως διαδεδομένη, εξαιρετικά ανθεκτική και τα επίπεδά της αυξάνονται συνεχώς», δήλωσε ο καθηγητής Ryan Hossaini.
«Τα αυξανόμενα επίπεδα TFA από τα φθοριούχα αέρια (F-gases) είναι εντυπωσιακά. Παρόλο που η χρήση των HFC μειώνεται σταδιακά, αυτή η πηγή TFA θα παραμείνει μαζί μας για δεκαετίες. Υπάρχει επιτακτική ανάγκη να κατανοήσουμε και άλλες πηγές TFA και να αξιολογήσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις του. Αυτό απαιτεί μια συντονισμένη διεθνή προσπάθεια, συμπεριλαμβανομένης μιας πιο εκτεταμένης παρακολούθησης του TFA στο Ηνωμένο Βασίλειο και αλλού», δήλωσε ο ίδιος.
Ο καθηγητής Cris Halsall, Διευθυντής του Περιβαλλοντικού Κέντρου του Λάνκαστερ και συν-συγγραφέας της μελέτης, σημείωσε ότι οι πηγές προέλευσης του TFA είναι ευρύτερες από ό,τι πιστευόταν κάποτε.
«Γενικά θεωρούσαμε το TFA ως προϊόν διάσπασης από τη χρήση λίγων φθοριούχων φυτοφαρμάκων, αλλά είναι σαφές ότι το TFA (μια πολύ ανθεκτική χημική ουσία στο περιβάλλον) προκύπτει από τη χρήση και τη διάσπαση μιας πολύ ευρείας ομάδας οργανοφθοριούχων ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων ψυκτικών μέσων, διαλυτών, φαρμακευτικών προϊόντων και της ομάδας των PFAS γενικότερα».
Ένας από τους συγγραφείς, ο Δρ. Stefan Reimann, του οποίου η ερευνητική ομάδα στην Ελβετία παρακολουθεί στενά τα φθοριούχα αέρια που σχηματίζουν TFA στην ατμόσφαιρα, δήλωσε ότι η τάση είναι σταθερή παγκοσμίως. «Σε όλες τις περιοχές όπου υπάρχουν διαθέσιμες μετρήσεις TFA, αναδύεται μια συνεπής εικόνα αυξανόμενων ατμοσφαιρικών συγκεντρώσεων και εναπόθεσης στην επιφάνεια της Γης», δήλωσε ο ίδιος.
«Αυτή η μελέτη είναι εξαιρετική, καθώς συνδυάζει για πρώτη φορά όλες τις σημαντικές πηγές ατμοσφαιρικού TFA και έχει παγκόσμιο προσανατολισμό. Με την αυξανόμενη χρήση των HFO, η συσσώρευση του TFA στους υδάτινους όγκους θα αυξηθεί δυνητικά, γεγονός που καθιστά τη μακροχρόνια παρακολούθηση αναγκαιότητα».
Τα ευρήματά τους παρουσιάζονται λεπτομερώς στην μελέτη με τίτλο: «Αύξηση στην παραγωγή και την περιβαλλοντική εναπόθεση του τριφθοροξικού οξέος λόγω των μακρόβιων υποκατάστατων των CFC και των αναισθητικών».
Στην μελέτη συμμετείχαν ερευνητές από: το Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ (Lancaster University), το Πανεπιστήμιο του Λιντς (University of Leeds), το Πανεπιστήμιο του Ουρμπίνο (University of Urbino), τον Οργανισμό Επιστημονικής και Βιομηχανικής Έρευνας της Κοινοπολιτείας της Αυστραλίας (CSIRO), το Νορβηγικό Ινστιτούτο Έρευνας του Αέρα (NILU), το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο (UCSD), το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ (University of Bristol), το Εθνικό Πανεπιστήμιο Kyungpook της Κορέας, τα Ελβετικά Ομοσπονδιακά Εργαστήρια Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών (Empa) και το Πανεπιστήμιο Γκαίτε της Φρανκφούρτης.