Heading

Bronnen en putten van broomhoudende organische stoffen

Broomhoudende organische stoffen worden door een verscheidenheid van natuurlijke en antropogene bronnen in de atmosfeer uitgestoten. Methylbromide, CH3Br, is de meest voorkomende organobroomverbinding die in de atmosfeer wordt uitgestoten, hoewel andere verbindingen zoals dibromomethaan en chloorbromomethaan ook in belangrijke mate kunnen bijdragen (zie bijvoorbeeld Kourtidis et al., 1996). Halonen, met name CF2ClBr (Halon-1211) en CF3Br (Halon-1301), worden gebruikt als blusmiddel in situaties waarin het gebruik van water niet geschikt is (b.v. rond elektronische apparatuur en in burgervliegtuigen; Freemantle, 1995). Het nummeringssysteem voor halonen is in de volgende volgorde: #C, #F, #Cl, en #Br, waarbij # het aantal van elk soort atoom in het molecuul aangeeft; wanneer er geen chloor in de verbinding is, wordt op de derde positie een nul gebruikt. Zo is C2F4Br2 bijvoorbeeld Halon-2402 (O’Sullivan, 1989).

Methylbromide wordt gebruikt als fumigatiemiddel voor de bodem (het landbouwgebruik in tabel 12.7) en voor het vervoer van fruit en groenten, alsmede voor gebouwen ter bestrijding van termieten (weergegeven als “constructiedoeleinden” in tabel 12.7). Grote hoeveelheden komen vrij bij de verbranding van biomassa (zie bijvoorbeeld Manö en Andreae, 1994; Cicerone, 1994) en kleine hoeveelheden bij de verbranding van loodhoudende benzine met broomhoudende additieven (zie bijvoorbeeld Thomas et al., 1997; Chen et al., 1999). Er is ook melding gemaakt van emissies van hogere planten op het land (Gan et al., 1998).

Zoals aangegeven door de bandbreedtes in tabel 12.7 zijn er grote onzekerheden verbonden aan deze schattingen (WMO, 1995; Butler, 1995). Zo is het broom uit benzineadditieven afkomstig van het gebruik van ethyleendibromide in gelode benzine om de ophoping van loodafzetting in de motor te voorkomen. Een aanzienlijk percentage van dit broom wordt uitgestoten in de vorm van CH3Br, maar ook in de vorm van deeltjes. Met de invoering van katalysatoren in auto’s, en de daarmee gepaard gaande geleidelijke afschaffing van lood, dat de katalysatoren vergiftigt, is ook het gebruik van ethyleendibromide afgenomen. In veel regio’s van de wereld zijn er echter nog steeds emissies ten gevolge van het voortgezette gebruik van gelode benzine. Thomas et al., (1997) hebben de waarschijnlijke afname van CH3Br-emissies door de verbranding van benzine tussen 1984 en 1992 en de toename daarvan door het gebruik ervan als fumigatiemiddel in de landbouw onderzocht. Zij concluderen dat het binnen een grote onzekerheid mogelijk is dat een groot deel van het toegenomen gebruik in de landbouw gecompenseerd zou kunnen zijn door afnemende emissies in verband met de verbranding van benzine.

Een grote onzekerheid is verbonden met de bron in de oceaan, die, gezien de potentiële omvang van zijn bijdrage, een belangrijke sleutel is tot een goed begrip van de rol die deze bron speelt bij het bepalen van methylbromideconcentraties in de atmosfeer. Biologische processen die niet goed worden begrepen produceren CH3Br. De oceaan fungeert echter ook als put voor CH3Br, dat hydrolyseert en ook reageert via een nucleofiele verplaatsing met Cl- (Elliott en Rowland, 1993; Butler, 1994; Lobert et al., 1995; Jeffers en Wolfe, 1996; Yvon en Butler, 1996; Yvon-Lewis en Butler, 1997). Als gevolg van het evenwicht tussen deze twee effecten, d.w.z. productie en opname, is het mogelijk dat reducties van antropogene emissies niet lineair worden weerspiegeld in een overeenkomstige verandering in de atmosferische concentraties (Butler, 1994).

Hoewel productie of vernietiging de overhand heeft, hangt af van een aantal factoren, waaronder de temperatuur en de snelheid van de biologische productie van CH3Br. Dientengevolge kan de oceaan dienen als een nettobron of als een nettoput, afhankelijk van de omstandigheden (b.v, zie Anbar et al., 1996; en Pilinis et al., 1996).

De hoeveelheid CH3Br die als fumigant op de bodem wordt gebracht en die naar de atmosfeer ontsnapt, is ook onzeker. Cicerone en zijn medewerkers (Yagi et al., 1993, 1995) hebben bijvoorbeeld gemeten dat 34 tot 87% van het op een akker toegepaste methylbromide ontsnapt in de atmosfeer. Aangezien ongeveer 80% van het synthetische CH3Br-gebruik voor rekening komt van grondontsmetting (Shorter et al., 1995), zijn dergelijke variaties van belang voor een nauwkeurige evaluatie van het methylbromidebudget. Op basis van veldexperimenten is gesuggereerd dat de emissie van bodemfumigatie tot een zeer laag niveau zou kunnen worden teruggebracht door de bodem te bedekken met een folie die ondoordringbaar is of bijna ondoordringbaar is voor CH3Br (Yates et al., 1998).

Bacteriële processen in de bodem fungeren als een put voor CH3Br (Oremland et al., 1994a, 1994b; Shorter et al., 1995; Serça et al., 1998; Varner et al., 1999). Aangezien de omvang echter afhangt van een reeks factoren, waaronder het bodemtype, het vochtgehalte, de temperatuur, enz., is een nauwkeurige extrapolatie naar een mondiale schaal niet gemakkelijk, met schattingen die variëren van ∼42 ± 32 Gg/jaar (Shorter et al., 1995) tot 94 ± 54 Gg/jaar (Serça et al., 1998). Opname door het blad van planten is ook waargenomen en gesuggereerd wordt dat deze van dezelfde orde van grootte is als die door de bodem (Jeffers et al., 1998).