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Fonti e pozzi di sostanze organiche bromurate

Le sostanze organiche bromurate sono emesse nell’atmosfera da una varietà di fonti naturali e antropiche. Il bromuro di metile, CH3Br, è il composto organobromurato più abbondante emesso nell’atmosfera, anche se altri come il dibromometano e il clorobromometano possono contribuire in misura significativa (per esempio, vedi Kourtidis et al., 1996). Gli halon, specialmente CF2ClBr (Halon-1211) e CF3Br (Halon-1301), sono usati come soppressori d’incendio in situazioni in cui l’uso dell’acqua non è appropriato (per esempio, intorno alle apparecchiature elettroniche e sugli aerei civili; Freemantle, 1995). Il sistema di numerazione degli halon è nel seguente ordine: #C, #F, #Cl, e #Br, dove # indica il numero di ogni tipo di atomo nella molecola; quando non c’è cloro nel composto, viene usato uno zero in terza posizione. Così C2F4Br2, per esempio, è Halon-2402 (O’Sullivan, 1989).

Il bromuro di metile è usato come fumigante per i terreni (l’uso agricolo mostrato nella Tabella 12.7) e per le spedizioni di frutta e verdura, così come per gli edifici per il controllo delle termiti (mostrato come “scopi strutturali” nella Tabella 12.7). Grandi quantità vengono rilasciate durante la combustione della biomassa (per esempio, vedi Manö e Andreae, 1994; Cicerone, 1994) e piccole quantità dalla combustione di benzina al piombo contenente additivi al bromo (per esempio, Thomas et al., 1997; Chen et al., 1999). Sono state riportate anche emissioni da piante superiori terrestri (Gan et al., 1998).

Come indicato dagli intervalli nella tabella 12.7, ci sono incertezze significative associate a queste stime (WMO, 1995; Butler, 1995). Per esempio, il bromo dagli additivi della benzina deriva dall’uso del dibromuro di etilene nella benzina con piombo per prevenire l’accumulo di depositi di piombo nel motore. Una percentuale significativa di questo bromo è emessa sotto forma di CH3Br così come sotto forma di particelle. Con l’introduzione dei convertitori catalitici sulle automobili, e l’associata eliminazione del piombo, che avvelena i catalizzatori, anche l’uso del dibromuro di etilene è diminuito. Tuttavia, le emissioni derivano ancora dall’uso continuato di benzina con piombo in molte regioni del mondo. Thomas et al. (1997) hanno esaminato la probabile diminuzione delle emissioni di CH3Br dalla combustione della benzina tra il 1984 e il 1992 e l’aumento dovuto al suo uso come fumigante agricolo. Essi concludono che, entro una grande incertezza, è possibile che gran parte dell’aumento dell’uso agricolo sia stato controbilanciato dalla diminuzione delle emissioni associate alla combustione della benzina.

Una grande incertezza è associata alla fonte oceanica, che, data la dimensione potenziale del suo contributo, è una chiave importante per capire il suo ruolo nel determinare le concentrazioni di bromuro di metile nell’atmosfera. I processi biologici che non sono ben compresi producono CH3Br. Tuttavia, l’oceano agisce anche come un sink per CH3Br, che idrolizza e reagisce anche attraverso uno spostamento nucleofilo con Cl- (Elliott e Rowland, 1993; Butler, 1994; Lobert et al., 1995; Jeffers e Wolfe, 1996; Yvon e Butler, 1996; Yvon-Lewis e Butler, 1997). Come risultato del bilanciamento di questi due effetti, cioè produzione e assorbimento, le riduzioni delle emissioni antropogeniche possono non riflettersi linearmente in un corrispondente cambiamento nelle concentrazioni atmosferiche (Butler, 1994).

La predominanza della produzione o della distruzione dipende da una serie di fattori, tra cui la temperatura e il tasso di produzione biologica di CH3Br, vedi Anbar et al., 1996; e Pilinis et al., 1996).

Anche la quantità di CH3Br che viene applicata al suolo come fumigante e che sfugge all’atmosfera è incerta. Per esempio, Cicerone e collaboratori (Yagi et al., 1993, 1995) hanno misurato una gamma dal 34 all’87% del bromuro di metile applicato a un campo che è sfuggito all’atmosfera. Poiché circa l’80% dell’uso di CH3Br sintetico è dovuto alla fumigazione del suolo (Shorter et al., 1995), tali variazioni sono significative per valutare accuratamente il bilancio del bromuro di metile. È stato suggerito, sulla base di esperimenti sul campo, che le emissioni dalla fumigazione del suolo potrebbero essere ridotte a livelli molto bassi coprendo il suolo con una pellicola impermeabile, o quasi, al CH3Br (Yates et al., 1998).

I processi batterici nel suolo sono noti per agire come un sink per il CH3Br (Oremland et al., 1994a, 1994b; Shorter et al., 1995; Serça et al., 1998; Varner et al., 1999). Tuttavia, poiché l’entità dipende da una varietà di fattori, tra cui il tipo di suolo, il contenuto di umidità, la temperatura, ecc., non è facile fare un’accurata estrapolazione su scala globale, con stime da ∼42 ± 32 Gg/anno (Shorter et al., 1995) a 94 ± 54 Gg/anno (Serça et al., 1998). L’assorbimento da parte del fogliame delle piante è stato anche osservato e suggerito essere dello stesso ordine di grandezza di quello dei suoli (Jeffers et al., 1998).