2.15 Aantasting van de ozonlaag

Transcriptie

1 Caroline Polders, Hendrik Van Rompaey, Integrale Milieustudies, Vito Hugo De Backer, Afdeling Waarnemingsstations, KMI Jeroen Van Laer, MIRA, VMM Door de verdunning van de stratosferische ozonlaag stijgt de UV-stralingsintensiteit op de aarde. Dit heeft schadelijke effecten tot gevolg voor de mens (huidkanker) en andere organismen (o.a. belemmering van de plantengroei). Chloor- en broomverbindingen in de stratosfeer - afkomstig van menselijke activiteiten - dragen bij tot de afbraak van de ozonlaag. Ozonafbrekende stoffen worden gebruikt als koelmiddel, blaasmiddel, brandbestrijdingsmiddel, drijfgas, ontsmettingsmiddel en solvent. De afbraak van de ozonlaag kan versterkt worden door de aanwezigheid van aërosolen door vulkaanuitbarstingen. Onder impuls van het protocol van Montreal (1987) zijn wereldwijd, ook in Vlaanderen, maatregelen getroffen om de emissie van antropogene ozonafbrekende stoffen te reduceren met het oog op de bescherming van de ozonlaag. 275 Emissie van ozonafbrekende stoffen Ingezamelde koelen vriestoestellen met recuperatie van koelen blaasmiddel Recuperatie en vernietiging van halonen afkomstig van brandbeveiligingssystemen en blusapparaten Dikte van de ozonlaag Chloorverbindingen in de atmosfeer? UV-straling 1 Milieudruk Emissie van ozonafbrekende stoffen Figuur 1 toont de evolutie van de emissie van ozonafbrekende stoffen (in ton CFK-11-equivalenten) in Vlaanderen. De emissie in 2002 werd op basis van extrapolaties berekend op 427 ton CFK-11-eq. In 2002 lag de emissie 592 ton CFK- 11-eq lager dan in 1995, dat is een emissiereductie van 58 %.

2 Het MINA-plan 3 ( ) heeft als doelstelling de emissie van ozonafbrekende stoffen tegen 2007 terug te dringen met ten minste 70 % t.o.v. de emissie in In 2002 stellen we een emissiereductie van 36 % vast t.o.v De volgende 5 jaren moet er dus jaarlijks 45 ton CFK-11-eq worden gereduceerd om de doelstelling te halen. De verwachting is dat deze doelstelling zal worden bereikt. In 1999 bedroeg de consumptie van ozonafbrekende stoffen in de Europese Unie zo n 14 kton CFK-11-eq. Hiervan nam België 4 % voor zijn rekening. De consumptie in Vlaanderen is niet gekend. Indien we de consumptie per capita berekenen, stellen we vast dat die in 1999 in de Europese Unie 37 g CFK-11-eq bedroeg. In België lag de consumptie een stuk hoger, namelijk 56 g CFK-11-eq per capita (EMA, 2003; Vito op basis van Econotec, 2002). Figuur 1: Totale emissie van ozonafbrekende stoffen (Vlaanderen, ) emissie (ton CFK-11-equivalenten) * totale emissie doel 2007 * voorlopig cijfer op basis van extrapolaties van de emissie in de voorgaande jaren. Bron: Econotec, 2002 herwerkt door Vito en VMM. Figuur 2 toont de evolutie van de emissie van ozonafbrekende stoffen (in ton CFK-11-eq) in Vlaanderen, per toepassing. De dalende trend is het meest uitgesproken voor de koelmiddelen (-92 % t.o.v. 1995). Als gevolg van het KB van 1991 over het gebruik en het bezit van chloorfluorkoolstofverbindingen in koelinstallaties en de EG-Verordening 2037/2000 betreffende de ozonlaag afbrekende stoffen is de koelsector op zoek gegaan naar alternatieven. Het KB stelt o.a. dat het gebruik en het bezit van chloorfluorkoolstoffen (CFK s) in koelinstallaties verboden is vanaf begin De EG-Verordening 2037/2000 legt o.a. een verbod op de productie, het op de markt brengen en het gebruik van CFK s en voorziet een geleidelijke uitfasering van chloorfluorkoolwaterstoffen (HCFK s). Als alternatief voor ozonafbrekende stoffen worden vaak fluorkoolwaterstoffen (HFK s) gebruikt. Deze HFK s bezitten een zeer sterk opwarmend effect en zijn dan ook opgenomen in de korf van 6

3 gassen die door het protocol van Kyoto worden geviseerd (2.16 Klimaatverandering). Met de uitfasering van het gebruik van ozonafbrekende stoffen is een sterke toename van het gebruik van deze HFK s als koelmiddel vast te stellen. Andere mogelijke koelmiddelen zoals ammoniak (NH 3 ), koolstofdioxide (CO 2 ), koolwaterstoffen dragen in mindere mate bij tot de klimaatverandering, maar kunnen niet in alle toepassingen worden gebruikt. In het kader van de aanvaardingsplicht voor afgedankte elektrische en elektronische toestellen, worden het koelen blaasmiddel uit koelen vriestoestellen sinds 1999 gerecupereerd (zie Ingezamelde koelen vriestoestellen). Figuur 2: Emissie van ozonafbrekende stoffen per toepassing (Vlaanderen, ) emissie (ton CFK-11-equivalenten) koelmiddel ontsmettingsmiddel solvent drijfgas blaasmiddel brandbestrijdingsmiddel * 277 * voorlopig cijfer op basis van extrapolaties van de emissie in de voorgaande jaren. Ontsmettingmiddel omvat methylbromide (CH 3 Br) als bodem- en ruimteontsmettingsmiddel. Solvent omvat tetrachloorkoolstof (CCl 4 ) en HCFK-141b. Bron: Econotec, 2002 herwerkt door Vito en VMM. Methylbromide (CH 3 Br) wordt gebruikt als bodemontsmettingsmiddel in de land- en tuinbouw en als ruimteontsmettingsmiddel o.a. voor containers en bloemmolens. De daling van de emissie van methylbromide (-84 % t.o.v. 1995) is te verklaren door een daling van het gebruik ervan bij bodemontsmetting. Het gebruik van methylbromide is verboden vanaf einde 2005 met uitzondering van het gebruik als grondstof, als technische hulpstof, bij kritische toepassingen, voor quarantainedoeleinden en voor toepassingen voor het vervoer ( preshipment ). Solventen worden gebruikt in verschillende toepassingen (o.a. bij de droogkuis, metaalontvetting, precisiereiniging, elektronicareiniging). Het gebruik van tetrachloorkoolstof (CCl 4 ) is verboden sinds begin 1995, uitgezonderd het gebruik ervan als grondstof, als technische hulpstof en bij essentiële toepassingen. Ook het gebruik van HCFK s wordt aan banden gelegd. De daling van de

4 emissie van solventen (-55 % t.o.v. 1995) is toe te schrijven aan een drastische reductie van de emissie van tetrachloorkoolstof bij de productie van monovinylchloride (MVC) in De emissie van drijfgassen afkomstig van medische dosisinhalatoren daalde met slechts 26 %. De Europese Commissie heeft immers - in afwijking met het verbod op het gebruik van CFK s volgens EG-Verordening nr. 2037/ t.e.m. einde 2004 een vrijstelling verleend voor het gebruik van CFK s in deze toepassing. Alternatieven zoals medische dosisinhalatoren met een HFK als drijfgas en dry powder inhalers (DPI s) zijn reeds beschikbaar op de markt. Bij de blaasmiddelen is de dalende trend eveneens beperkt (-24 % t.o.v. 1995). Blaasmiddelen worden gebruikt bij de vervaardiging van kunststofschuimen (o.a. geëxtrudeerd polystyreen, polyurethaanschuim). Het gebruik van CFK s is verboden. HCFK s mogen momenteel nog gebruikt worden in een beperkt aantal toepassingen, maar vanaf 2004 zijn HCFK s verboden voor de vervaardiging van elk schuim. Er zullen echter nog vele jaren uitgestelde emissies uit de kunststofschuimen plaatsvinden. 278 De emissie van brandbestrijdingsmiddelen bleef nagenoeg constant (-3 % t.o.v. 1995). De EG-Verordening nr. 2037/2000 voorziet nochtans dat brandbeveiligingssystemen en blusapparaten met halonen - behoudens de kritische toepassingen - voor 2004 buiten gebruik worden gesteld met terugwinning van de halonen (zie Recuperatie en vernietiging van halonen). In het MINA-plan 3 wordt ook vermeld dat het aantal toepassingen met ozonafbrekende stoffen, moet worden afgebouwd tegen het einde van de planperiode. De ultieme doelstelling is de emissie van ozonafbrekende stoffen in de atmosfeer stop te zetten tegen De 5 acties van het MINA-plan 2 ( ) worden verder opgevolgd en uitgevoerd. Het informatiesysteem voor de substitutie van ozonafbrekende stoffen is sinds 2000 raadpleegbaar op en werd in 2003 geactualiseerd. In 2002 is gestart met de voorbereiding van een erkenningsregeling voor koeltechnici. Momenteel is een Besluit in voorbereiding dat vermoedelijk in de loop van 2004 door de Vlaamse regering zal worden goedgekeurd. De reglementering voor het gebruik van ozonafbrekende stoffen is opgesteld. Op 24 april 2003 werden concrete maatregelen voor de uitbating van koelen luchtbehandelingsinstallaties van kracht. Deze maatregelen zijn terug te vinden in hoofdstuk 5.16, artikel 3 en hoofdstuk 6.8 van Vlarem II. De inspecties naar het gebruik en de afvoer van ozonafbrekende stoffen, die sinds 1998 lopen, gaan voort. In 2002 heeft de afdeling Milieu-inspectie van AMINAL bij 81 bedrijven 422 koelinstallaties gecontroleerd. In 6 van de 74 gecontroleerde koelinstallaties werd een verboden koelmiddel aangetroffen. Bij de controles hebben de toezichthoudende ambtenaren ook gepeild naar de prestaties van de koelinstallaties. Het gemiddelde jaarlijkse lekverlies van 61 onderzochte koelinstallaties bedroeg 84 %. De redenen voor de hoge lekverliezen zijn niet altijd te achterhalen. Sinds 1 augustus 1995 zijn de uitbaters van koelinstal-

5 laties verplicht onderhoudswerkzaamheden te registreren. Milieu-inspectie stelde echter vast dat de meeste bedrijven nog geen (of een onvolledig) logboek hebben. In 2002 ontvingen 72 bedrijven een aanmaning; 7 bedrijven een procesverbaal (AMINAL, 2003). Ingezamelde koelen vriestoestellen met recuperatie van koelen blaasmiddel Sinds 1 juli 1999 bestaat er in Vlaanderen een aanvaardingsplicht voor afgedankte elektrische en elektronische toestellen (MIRA-BE, 2003). De aanvaardingsplicht werd evenwel pas vanaf 1 juli 2001 in de praktijk georganiseerd na een akkoord tussen de verschillende gewesten. Met de steun van de gewestelijke overheden werd de vzw Recupel opgericht door de producenten en de invoerders van elektrische en elektronische toestellen. Recupel staat in voor de organisatie van de ophaling, sortering, verwerking en recyclage van de afgedankte elektrische en elektronische toestellen. In 2002 werden in Vlaanderen koelen vriestoestellen ingezameld waarvan er zo n werden verwerkt in Vlaanderen. De andere toestellen werden verwerkt in verwerkingscentra in Wallonië en in Nederland. In Vlaanderen vindt de verwerking plaats bij AppaRec, een gezamenlijk initiatief van Indaver en van Gansewinkel. Normalerwijze kunnen alle ingezamelde koelen vriestoestellen na kortstondige opslag verwerkt worden. Het koelmiddel (CFK-12) wordt via een vacuümleiding afgetapt en overgebracht naar een scheidingsinstallatie, waar de olie en het koelmiddel worden gescheiden. Het isolatiemateriaal wordt vermalen tot poeder. Het blaasmiddel (CFK-11) dat vrijkomt uit het isolatiemateriaal wordt met behulp van actieve koolfilters afgescheiden. 279 De aanvoer en de verwerking van afgedankte koelen vriestoestellen bij Apparec kende tussen 1999 en 2002 een forse toename (tabel 1). Door de verwerking wordt de emissie van het koelen het blaasmiddel bij afgedankte koelen vriestoestellen vermeden. In 2002 bedroeg deze vermeden emissie bij Apparec zo n 9 ton CFK-11-eq.

6 Tabel 1: Aantal aangevoerde koelen vriestoestellen en gerecupereerde hoeveelheden CFK-12 en CFK-11 bij AppaRec (Vlaanderen, ) * aantal aangevoerde koelen vriestoestellen koelmiddel: totale gerecupereerde hoeveelheid CFK-12 (kg CFK-11-eq) blaasmiddel: totale gerecupereerde hoeveelheid CFK-11 (kg CFK-11-eq) * Cijfers t.e.m. 4 oktober. Op 5 oktober 2002 werd Apparec getroffen door een brand. T.e.m. begin mei 2003 werden de koelen vriestoestellen voor verwerking afgevoerd naar Recydel in Luik en Coolrec in Dordrecht. Bron: AppaRec. Recuperatie en vernietiging van halonen afkomstig van brandbeveiligingssystemen en blusapparaten 280 Voor 1 januari 2004 moeten brandbeveiligingssystemen en blusapparaten met halonen - behoudens kritische toepassingen - buiten gebruik worden gesteld en moeten de halonen op een correcte manier worden afgevoerd. OVAM zal in eerste instantie de hoeveelheid halonen die nog in omloop is in kaart brengen. Momenteel is er een Besluit van de Vlaamse regering in voorbereiding om de gebruikers te verplichten de gebruikte hoeveelheden te melden. Een bevraging door OVAM bij de installateurs naar de namen van de klanten leverde niets op. OVAM zal erop toezien dat de gebruikers zich op een correcte manier van halonen ontdoen. De naleving van het verbod op gebruik zal in een latere fase gecontroleerd worden. De halonen worden momenteel ingezameld en tijdelijk opgeslagen bij de leverancier. Vervolgens worden ze afgevoerd naar Cogal Belgium en gestockeerd in grotere volumes. De definitieve verwerking vindt plaats bij Indaver. De recuperatie van halonen zit duidelijk in een stroomversnelling; de vernietiging nog niet (tabel 2). Merk op dat in 2001 de totale gerecupereerde hoeveelheid halonen zo n 46 ton CFK-11-eq bedroeg. Dit is ongeveer de helft van de emissie van halonen, zo n 106 ton CFK-11-eq. Tabel 2: Gerecupereerde en vernietigde hoeveelheden halon 1211 en halon 1301 (Vlaanderen, ) gerecupereerde hoeveelheid halon 1211 (kg CFK-11-eq) vernietigde hoeveelheid halon 1211 (kg CFK-11-eq) - - gerecupereerde hoeveelheid halon 1301 (kg CFK-11-eq) vernietigde hoeveelheid halon 1301 (kg CFK-11-eq) Bron: OVAM.

7 2 Milieukwaliteit Dikte van de ozonlaag Figuur 3 toont dat de dikte van de ozonlaag boven Vlaanderen tussen begin 1980 en eind 2002 is afgenomen met gemiddeld 0,23 % (± 0,02 %) of 0,76 Dobson Eenheid per jaar (1 Dobson Eenheid is gelijk aan 0,01 mm ozondikte). De trend wordt berekend vanaf 1980 omdat vanaf dan de chloorverbindingen de stratosfeer bereikten. Deze trend is sterk seizoensgebonden: in de lente bedraagt de afname gemiddeld 0,75 % per jaar (d.w.z dat de ozonlaag in het voorjaar twintig jaar geleden ongeveer 15 % dikker was dan in de recente jaren), terwijl de afname in de herfst statistisch verwaarloosbaar is. Schommelingen in de dikte zijn normaal maar de trendmatige daling is zorgwekkend. Aangezien de daling van de dikte van de ozonlaag zich ingezet heeft in de jaren 80, wordt als doelstelling vooropgesteld ernaar te streven terug op het niveau van voor 1980 te komen. Ter vergelijking toont figuur 3 ook de evolutie van de dikte van de ozonlaag boven een noordelijk station in de VSA en een station dichtbij de evenaar in India. Zoals te zien is op deze figuur hangt de dikte van de ozonlaag sterk af van de breedtegraad. Bij de evenaar is de ozonlaag dunner, maar minder onderhevig aan schommelingen. Er worden daar ook minder grote trends gemeten. Bij de polen daarentegen is de laag het dikste, maar tevens het meest onderhevig aan schommelingen, en ook aan de invloed van chemische afbraak. Daarnaast hebben ook grote vulkaanuitbarstingen een effect op de ozonlaag. Zij brengen aërosolen in de stratosfeer. Deze kunnen dan getransporteerd worden naar gematigde en hogere breedtegraden, waar zij tijdens het koude seizoen de beschikbare oppervlakte voor heterogene ozonafbraak doen toenemen. De effecten van deze grote vulkaanuitbarstingen treden vertraagd op maar zijn duidelijk zichtbaar in figuur De dikte van de ozonlaag hangt op een complexe wijze samen met de menselijke activiteiten. Vandaar dat het onmogelijk is een directe link te leggen tussen maatregelen en resultaten. De maatregelen die genomen zijn in het protocol van Montreal hebben slechts op zeer lange termijn hun uitwerking: de emissie van ozonafbrekende stoffen is sedert geruime tijd aan het dalen maar slechts recent kon een stagnering van de hoeveelheid chloor in de atmosfeer worden vastgesteld (zie Chloorverbindingen in de atmosfeer). Momenteel is er grote onzekerheid over de toekomstige evolutie van de dikte van de ozonlaag door de mogelijke koppeling met klimaatswijzigingen. Door de stijging van de temperatuur in de troposfeer (2.16 Klimaatverandering) zal de temperatuur in de stratosfeer dalen. Dit zou de efficiëntie van de ozonafbrekende stoffen kunnen doen toenemen. Als gevolg hiervan zou dan het herstel van de ozonlaag (zelfs met afnemende chloorconcentraties) verder vertraagd worden. Gelet op de grote schommelingen die optreden van jaar tot jaar is het nog te vroeg om de toename gedurende de laatste jaren te Ukkel (figuur 3) al te interpreteren als een definitief herstel van de ozonlaag. Bovendien blijkt ook uit recente metingen (september 2003) aan de zuidpool dat het probleem van

8 het ozongat nog niet is opgelost. De omvang en de diepte van het ozongat in 2003 zijn vergelijkbaar met de recordomvang waargenomen in 2000 ( Figuur 3: Dikte van de ozonlaag boven Ukkel, Barrow, (VSA, 70 N) en Kodaikanal (India, 10 N) ( ) dikte van de ozonlaag (DE) Fuego trend in Ukkel: -0,23 % per jaar ( ) El Chichon Pinatubo 240 '72 '74 '76 '78 '80 '82 '84 '86 '88 '90 '92 '94 '96 '98 '00 '02 70 N Ukkel 10 N 282 De volle zwarte lijn geeft de trend aan zoals die zich sinds 1980 voordoet, terwijl de streepjeslijn het niveau van ervoor weergeeft (doelstelling). Met pijltjes zijn de tijdstippen aangeduid waarop er vulkanische uitbarstingen waren die stof tot in de stratosfeer injecteerden (Fuego in Guatemala, El Chichon in Mexico en de Pinatubo op de Filippijnen). Bron: KMI & WOUDC. Chloorverbindingen in de atmosfeer Eén van de oorzaken van de aantasting van de ozonlaag is de aanwezigheid van een aantal ozonafbrekende stoffen waarin chloorverbindingen een belangrijk aandeel hebben (ongeveer 70 % van de geëmitteerde ozonafbrekende stoffen in Vlaanderen zijn chloorverbindingen). Aangezien het gebruik van de CFK s aan banden is gelegd, kan verwacht worden dat de chloorconcentraties in de stratosfeer op termijn zullen afnemen. Figuur 4 toont inderdaad dat de maximumconcentraties waarschijnlijk bereikt zijn einde jaren 1990, en dat de eerste tekenen van een daling zichtbaar worden. Door mogelijke interactie met klimaatwijzigingen is het echter mogelijk dat het herstellend effect hiervan op de ozonlaag vertraagd wordt.

9 Figuur 4: Kolomdichtheden van chloorcomponenten, afgeleid uit infrarood waarnemingen op de Jungfraujoch (Zwitserland, ) kolomdichtheid (10 15 molec/cm 2 ) CI y HCI CIONO 2 Cl y is de som van HCl en ClONO 2 en is een goede maat voor de hoeveelheid chloor in de stratosfeer die beschikbaar is voor ozonafbraak. Figuur 4 toont glijdende jaargemiddelden die op basis van de maandgemiddelden van juni tot november (maanden met de minste schommelingen) worden berekend. Bron: ULg-GIRPAS. UV-straling 283 De aantasting van de ozonlaag heeft rechtstreekse gevolgen voor het leefmilieu door de verhoogde UV-stralingsintensiteit op aarde. Ozon absorbeert namelijk zeer sterk de schadelijke UV-B-straling ( nm). Als indicator voor de intensiteit van de UV-straling wordt de UV-index gebruikt. Dit is een onbenoemd getal dat berekend wordt uit het spectrum van het vermogen van de op het aardoppervlak invallende straling, rekening houdend met een zonnebrandactiespectrum om het effect van de straling op de huid te simuleren. Zoals te zien op figuur 5, is er nog geen sprake van een duidelijke trend in het verloop van de UV-index. Wetenschappelijke studies hebben aangetoond dat de te verwachten trend in UV-B-straling pas binnen enkele decennia zullen kunnen gedetecteerd worden. De reden hiervoor is de onvoldoende gekende invloed van bewolking en aërosolen op de UV-B-straling.

10 Figuur 5: Tijdreeks van gemeten waarden van de UV-index te Ukkel ( ) UV-index Bron: KMI. 284 Volgens modelberekeningen voor een heldere hemel leidt een daling van 0,23 % per jaar in de dikte van de ozonlaag tot een verwachte toename in UV-index van 0,40 % per jaar. Dit verband tussen UV-index en dikte van de ozonlaag kan pas na enkele decennia uit de metingen afgeleid worden (Weatherhead et al., 1998). Het verband tussen de dikte van de ozonlaag en de UV-intensiteit werd aangetoond op plaatsen met weinig bewolking, maar toch een redelijke variatie in de dikte van de ozonlaag (zoals bv. in Griekenland). Wanneer men kijkt naar de evolutie op lange termijn constateert men soms een daling in de UV-intensiteit. Mogelijke oorzaken zijn dan een verandering in bewolkingsgraad of in aërosolconcentraties. De meeste tijdreeksen zijn relatief kort (hooguit jaar) en vertonen geen duidelijke trends gezien de variabiliteit van de atmosfeer. Om de bevolking te waarschuwen, worden voorspellingen van de UV-index samen met de weersvoorspellingen verspreid. Zo kunnen bij een hoge UV-index passende beschermingsmaatregelen worden getroffen zoals het dragen van speciale zonnekledij of het gebruiken van zonnecrème met hoge beschermingsfactor. Bovenal moet echter worden vermeden lang in de zon te blijven.

11 Meer informatie in het achtergronddocument Aantasting van de ozonlaag op Referenties AMINAL (2003) Milieuhandhavingsrapport 2002 van de Afdeling Milieu-inspectie. Econotec (2002) Update of the emission inventory of ozone depleting substances, HFCs, PFCs and SF 6 for 2000 and EMA (2003), Europe s environment: the third assessment, Environmental assessment report n 10, Kopenhagen. MIRA-BE 2003 (2003) Bracke R. Milieubeleidsovereenkomsten ter uitvoering van de aanvaardingsplicht. In: Van Steertegem M. (Red.) MIRA-BE Milieu- en natuurrapport Vlaanderen: beleidsevaluatie. VMM, Erembodegem, 215 p. Weatherhead et al. (1998) Factors affecting the detection of trends: Statistical considerations and application to environmental data, J. Geophys. Res., 103, WOUDC: World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre; databank via Meteorological Services Canada onder toezicht van WMO (Wereld Meteorologische Organisatie). ULg-GIRPAS: databank van Groupe Infra-Rouge de Physique Atmosphérique et Solaire, Université de Liège. Lectoren 285 Raf Bouckaert, BAYER Antwerpen nv Sven Claeys, Afdeling AMINABEL, AMINAL Birgit Dumez, Cel Milieu en Gezondheid, AMINAL Dirk Gullentops, Figas An Van de Vel, Agoria Vlaanderen Liesbet Van Rooy, Gezondheidsinspectie, Departement WVC Inge Van Vynckt, VMM Martine Vanderstraeten, DWTC Hugo Westyn, Electrabel

12