Ozonschädigende und klimawirksame Gase: Messen, was der Wind bringt

21.11.2012 - Wie sich die Emissionen von klimawirksamen und ozonschädigenden Gasen entwickeln, zeigen Messungen auf dem Jungfraujoch. Diese signalisieren sowohl den Erfolg internationaler Regelungen als auch neue Herausforderungen zur Reduktion der Schadstoffe.

Die zivilisationsfernen Messstationen Jungfraujoch, Mace Head (Irland) und Ny-Ålesund (Norwegen) eignen sich ideal zur Erfassung der Hintergrundbelastung mit dem ozonschädigenden gas HFCKW-141b in Westeuropa. durch das Verbot in den Industriestaaten sind die Spitzenwerte zwar rückläufig, doch steigen die durchschnittlichen Konzentrationen aufgrund der Verbrauchszunahme in den Schwellenländern weiterhin an.

Das von lokalen Verschmutzungsquellen weitgehend verschonte Jungfraujoch ist ein idealer Ort, um weiträumig verbreitete Luftbelastungen zu ermitteln. Deshalb nutzen Fachleute die auf 3580 Metern über Meer gelegene Forschungsstation für langfristig angelegte Messprogramme. Seit dem Jahr 2000 erfassen sie rund 30 halogenierte organische Substanzen, welche die Ozonschicht schädigen und als Treibhaus­gase zum Klimawandel beitragen. 2008 konnte man die Zahl der ausgewerteten Stoffe mit einer Erneuerung der Messeinrichtung auf über 50 steigern, sodass heute praktisch alle relevanten Treibhausgase erfasst sind. Damit gehört die Einrichtung auf dem Jungfraujoch zum weltweiten Netz von 11 Überwachungssta­tionen für diese langlebigen Substanzen. Im Montreal-Protokoll zum Schutz der Ozonschicht, das seit 1989 in Kraft ist, haben sich die Vertragsstaaten verpflichtet, die früher in grossen Mengen als Treibgase, Kälteflüssigkeiten und Lösungsmittel eingesetzten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) sowie weitere langlebige halogenierte organische Substanzen stufenweise aus Produktion und Verbrauch zu verbannen. Als Ersatzstoffe führte die Industrie zu Beginn der 1990er-Jahre die teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) ein, obwohl damit ein anderes Problem bestehen blieb: HFKW wirken als sehr starke Treibhausgase. Folglich nahm man diese und weitere halogenierte organische Stoffe, für die im Montreal-Protokoll keine Regelungen bestehen, ins Kyoto-Protokoll zum Schutz des Klimas auf. Die Emissionen müssen also sinken. Aus diesem Grund gelten für Produzenten und Anwender besondere Sorgfaltspflichten, um beispielsweise Kältemittel in dichten Systemen zu halten oder sie durch umweltfreundliche Ersatzstoffe auszutauschen.

Überprüfbare Entwicklung. Wie sich die Emissionen all dieser Substanzen real entwickeln, lässt sich mit den kontinuierlichen Messungen auf dem Jungfraujoch überwachen. Das vom BAFU begleitete und finanziell unterstützte Monitoring der Forschungsanstalt Empa zeigt interessante Entwicklungen. Einerseits weisen die Messreihen eine ständig vorhandene Grundbelastung aus. Andererseits zeigen sie je nach Windströmungen Ausschläge nach oben, die auf erhöhte Emissionen aus bestimmten ­Gegenden hinweisen. Meteorologische Daten und Modellrechnungen geben Hinweise auf die Herkunftsländer. Mittels neuer atmosphärischer Transportmodelle ist sogar eine punktgenaue Zuordnung möglich. So können die Fachleute beispielsweise den Ausstoss von Schadstoffen aus Produktionsstätten in Nachbarländern belegen. «Die Messergebnisse dokumentieren, wie effizient das Montreal-Protokoll den Ausstoss von Stoffen, welche zum Abbau der Ozonschicht beitragen, reduziert hat», stellt BAFU-Mitarbeiter ­Blaise Horisberger fest. Einen der klarsten Rückgänge verzeichnet Methylbromid, das früher vor allem als Begasungsmittel zur Desinfektion von Ackerland und Lagerhäusern zugelassen war. Während zuerst noch Emissionen aus südeuro­päischen Ländern festzustellen waren, die begrenzte Einsätze bewilligten, ging die Belastung bis 2010 in ganz Europa massiv zurück.

Das Montrealprotokoll zum Schutz der Ozonschicht hat die Belastung der Luft mit Methylbromid vor allem in Südeuro-pamarkant reduziert.

Quellen versiegen nicht so rasch. Weniger schnell verläuft die Abnahme bei den Grundkonzentrationen der FCKW. Diese Stoffe sind in den Industrieländern zwar seit 1996 und weltweit seit 2010 verboten, doch ihr Abbau in der Atmosphäre erfordert mehrere Jahrzehnte, was sich auch in den Messungen auf dem Jungfraujoch spiegelt. Ein anderes Verhalten wird für die bei uns verbotene Substanz HFCKW-141b festgestellt. Trotz verminderter Emissionen in Europa steigt die Konzentration dieses Ozonkillers in der Luft weiterhin an. Hauptgrund dafür ist der erhöhte Gebrauch als Treibmittel für Schaumstoffe in Schwellenländern wie China und Indien, die erst bis 2030 stufenweise darauf verzichten müssen. Da der Beitrag aus schweizerischen Quellen gegenüber der globalen Belastung nur knapp über der Messungenauigkeit liegt, variieren die Emissionsabschätzungen für unser Land seit Beginn der Messungen von Jahr zu Jahr stark. Seit 2008 erlaubt die verbesserte Messtechnik jedoch genauere Aussagen über die diffuse Freisetzung verbotener Stoffe. Auf dem Jungfraujoch werden immer noch kleine Erhöhungen über der FCKW-Grundbelastung registriert. Demnach sind die Emissionen der hierzulande seit Anfang 1990 verbotenen FCKW noch nicht eindeutig rückläufig. Sie stammen von diffusen Ausgasungen aus langlebigen Produkten wie Schaumstoffen und Kühlanlagen. Klar verringert hat sich jedoch der Ausstoss an HFCKW-141b. Dasselbe gilt für eines der beiden Halone, die früher beim Brandschutz zum Einsatz kamen, das Lösungsmittel 1,1,1-Trichlorethan, sowie für Methylbromid. Die Daten für solche Aussagen werden an fast windstillen Sommertagen gewonnen, wenn die Messstation auf dem Jungfraujoch die Luftmassen aus dem Mittelland erfasst.

Messungen signalisieren Handlungsbedarf. Aus globaler Sicht stellen die HFKW weiterhin ein grosses Problem dar. Sie werden seit fast 20 Jahren in Kühlsystemen und in kleinerem Ausmass zur Schaumstoffherstellung oder als Treibmittel in Druckgasverpackungen eingesetzt. Das Kyoto-Protokoll reguliert die Emissionen dieser starken Treibhausgase, um deren Entweichen aus Fabriken, Produkten oder Kühlanlagen zu verhindern. Dies gilt insbesondere für HFKW-134a, eine Substanz in Autoklimaanlagen und weiteren Kühlsystemen. Gemäss den Messungen steigt die Hintergrundbelastung mit diesem Stoff aber weltweit stark an. Anders ist es im Inland, wo Vorschriften den Einsatz von HFKW begrenzen und wo sich die Emissionen stabilisiert haben. «Dies könnte ein erstes Signal sein, dass die schweizerische Regelung wirkt, aber eigentlich sollten solche Stoffe nicht in diesem Ausmass aus Anlagen austreten», kommentiert Blaise Horisberger. Er erwähnt damit eine weitere Funk­tion des aufwendigen Messprogramms: Es kann als Alarm dienen und weiteren Handlungsbedarf signalisieren.

Beatrix Mühlethaler

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Letzte Änderung 20.11.2012

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