Heading

Źródła i pochłaniacze bromowanych związków organicznych

Bromowane związki organiczne są emitowane do atmosfery z różnych źródeł naturalnych i antropogenicznych. Bromek metylu, CH3Br, jest najobficiej występującym związkiem bromoorganicznym emitowanym do atmosfery, chociaż inne, takie jak dibromometan i chlorobromometan, mogą również przyczyniać się do tego w znacznym stopniu (np. patrz Kourtidis et al., 1996). Halony, szczególnie CF2ClBr (Halon-1211) i CF3Br (Halon-1301), są stosowane jako środki tłumiące ogień w sytuacjach, w których użycie wody nie jest właściwe (np. wokół sprzętu elektronicznego i w samolotach cywilnych; Freemantle, 1995). System numeracji halonów jest w następującej kolejności: #C, #F, #Cl, i #Br, gdzie # oznacza liczbę każdego rodzaju atomu w cząsteczce; gdy w związku nie ma chloru, na trzeciej pozycji używa się zera. Tak więc C2F4Br2, na przykład, to Halon-2402 (O’Sullivan, 1989).

Bromek metylu jest stosowany jako fumigant do gleb (zastosowanie rolnicze przedstawione w tabeli 12.7) oraz przesyłek owoców i warzyw, jak również do budynków w celu zwalczania termitów (przedstawione jako „cele konstrukcyjne” w tabeli 12.7). Duże ilości uwalniane są podczas spalania biomasy (np. patrz Manö i Andreae, 1994; Cicerone, 1994), a niewielkie podczas spalania benzyny ołowiowej zawierającej dodatki bromu (np. Thomas et al., 1997; Chen et al., 1999). Odnotowano również emisje z lądowych roślin wyższych (Gan et al., 1998).

Jak wskazują zakresy w Tabeli 12.7, istnieją znaczne niepewności związane z tymi szacunkami (WMO, 1995; Butler, 1995). Na przykład, brom pochodzący z dodatków do benzyny pochodzi z zastosowania dibromku etylenu w benzynie ołowiowej, aby zapobiec gromadzeniu się osadów ołowiu w silniku. Znaczny procent tego bromu jest emitowany w postaci CH3Br, jak również w postaci cząstek stałych. Wraz z wprowadzeniem katalizatorów w samochodach i związanym z tym stopniowym wycofywaniem ołowiu, który zatruwa katalizatory, zmniejszyło się również wykorzystanie dibromku etylenu. Jednak w wielu regionach świata emisje nadal wynikają z ciągłego stosowania benzyn ołowiowych. Thomas et al., (1997) zbadali prawdopodobny spadek emisji CH3Br ze spalania benzyny w latach 1984-1992 oraz wzrost emisji spowodowany stosowaniem jej jako fumigantu rolniczego. Doszli oni do wniosku, że w ramach dużej niepewności możliwe jest, że znaczna część zwiększonego wykorzystania w rolnictwie mogła zostać zrównoważona przez zmniejszające się emisje związane ze spalaniem benzyny.

Duża niepewność związana jest ze źródłem oceanicznym, które, biorąc pod uwagę potencjalną wielkość jego udziału, jest głównym kluczem do zrozumienia jego roli w określaniu stężenia bromku metylu w atmosferze. Jednak ocean działa również jako pochłaniacz CH3Br, który ulega hydrolizie, a także reaguje poprzez nukleofilowe przesunięcie z Cl- (Elliott i Rowland, 1993; Butler, 1994; Lobert et al., 1995; Jeffers i Wolfe, 1996; Yvon i Butler, 1996; Yvon-Lewis i Butler, 1997). W wyniku równoważenia się tych dwóch efektów, tj. produkcji i absorpcji, redukcje antropogenicznych emisji mogą nie być liniowo odzwierciedlone w odpowiadającej im zmianie stężeń atmosferycznych (Butler, 1994).

To, czy przeważa produkcja czy destrukcja, zależy od wielu czynników, w tym temperatury i tempa biologicznej produkcji CH3Br. W rezultacie ocean może służyć jako źródło netto lub pochłaniacz netto, w zależności od warunków (np, patrz Anbar et al., 1996; oraz Pilinis et al., 1996).

Niepewna jest również ilość CH3Br, która jest stosowana na glebach jako fumigant i która wydostaje się do atmosfery. Na przykład, Cicerone i współpracownicy (Yagi i in., 1993, 1995) zmierzyli zakres od 34 do 87% bromku metylu zastosowanego na polu, który wydostał się do atmosfery. Ponieważ około 80% syntetycznego zużycia CH3Br przypada na fumigację gleby (Shorter i in., 1995), takie wahania są istotne dla dokładnej oceny budżetu bromku metylu. Na podstawie doświadczeń terenowych zasugerowano, że emisje z fumigacji gleby mogłyby zostać zredukowane do bardzo niskich poziomów poprzez pokrycie gleby warstwą nieprzepuszczalną lub prawie nieprzepuszczalną dla CH3Br (Yates et al., 1998).

Wiadome jest, że procesy bakteryjne w glebie działają jak pochłaniacz dla CH3Br (Oremland et al., 1994a, 1994b; Shorter et al., 1995; Serça et al., 1998; Varner et al., 1999). Jednakże ponieważ wielkość ta zależy od wielu czynników, w tym rodzaju gleby, zawartości wilgoci, temperatury itd., nie jest łatwo dokonać dokładnej ekstrapolacji na skalę globalną, przy czym szacunki wahają się od ∼42 ± 32 Gg/rok (Shorter i in., 1995) do 94 ± 54 Gg/rok (Serça i in., 1998). Obserwowano również pobieranie przez liście roślin i sugeruje się, że jest ono tego samego rzędu wielkości co pobieranie przez gleby (Jeffers et al., 1998).