Milieuloket:
Ozonlaag

 

Ozonlaag

de ozonlaag vanaf de ruimte gezien

De aarde wordt bedekt door een laag gassen, dampkring of atmosfeer genaamd. De ozonlaag, die het gas ozon (O3) bevat, bevindt zich in de stratosfeer. Dit is het deel van de dampkring dat zich op een afstand van 15 tot 45 kilometer van de aarde bevindt. De ozonlaag weert de ultraviolette (uv) straling van de zon. Dit is belangrijk, omdat uv-straling schadelijk is voor mens, plant en dier. Als mensen lang aan uv-straling worden blootgesteld, kan dit huidkanker veroorzaken.

De mens heeft grote hoeveelheden stoffen als cfk's geproduceerd die het ozon in de ozonlaag aantasten. Deze chloorhoudende stoffen breken ozon hoog in de dampkring af. Boven de zuidpool ontstaat sinds 1980 jaarlijks vanaf september een groot ozongat dat enkele maanden aanwezig blijft. Maar ook boven Europa hebben wetenschappers de afgelopen twintig jaar een kleine maar voortdurende verdunning van de ozonlaag geregistreerd.

Door gaten in de ozonlaag bereikt de schadelijke uv-straling ongehinderd de aarde. Strenge internationale regelgeving heeft ervoor gezorgd dat steeds minder ozonvretende stoffen geproduceerd worden. Omdat cfk's en andere gassen maar heel langzaam opstijgen, wordt de ozonlaag jaarlijks pas na een lange 'vertraging' afgebroken. Door de uitstoot van twintig jaar geleden bereikt het gat in de ozonlaag momenteel jaarlijks recordgroottes. Naar verwachting zal het jaarlijkse gat in de ozonlaag vanaf 2010 voortdurend kleiner worden, omdat de ozonvretende stoffen langzaamaan uit de atmosfeer verdwijnen.

1.

Oorzaken

Ozonvreters

De belangrijkste ozonafbrekende stoffen zijn chloor-houdende gasverbindingen. Deze gassen zijn door industriŽle processen gemaakt, ze komen vanuit zichzelf niet voor in de natuur. De belangrijkste ozonvreters zijn cfk's en stoffen als halonen, methylbromide, trichloorethaan en tetrachloorkoolstof.

Cfk's werden gedurende de jaren 1970-80 massaal geproduceerd. Ze dienden als koelvloeistof voor koelkasten en in de industrie, als drijfgas in spuitbussen, in isolatieschuim, in brandblussers, als ontvettingsmiddel en als schoonmaakmiddel bij de productie van microchips . Het bestrijdingsmiddel methylbromide, dat onder andere gebruikt wordt bij grondontsmetting in de landbouw, breekt eveneens ozon af. Verder is vliegen op grote hoogte schadelijk voor de ozonlaag, omdat hierbij schadelijke stoffen direct in de stratosfeer komen.

Ozonvreters verdwijnen pas na 50 tot 100 jaar uit de atmosfeer en breken gedurende al die tijd ozon af. Deze stoffen werken bovendien 'vertraagd': na verdamping stijgen deze stoffen op naar het deel van de atmosfeer waar de ozonlaag zich in bevindt (15 ŗ 45 kilometer hoogte), maar om deze afstand te overbruggen hebben ze ongeveer tien jaar nodig. De afbraak van de ozonlaag zal zich dus nog lang voortzetten, zelfs als men volledig met de uitstoot gestopt is.

Zonlicht, extreme kou en wervelwinden

Het gat in de ozonlaag ontstaat door een complexe combinatie van factoren. De belangrijkste oorzaak is de aanwezigheid in de stratosfeer van ozonvreters. Een tweede voorwaarde is de aanwezigheid van zeer lage temperaturen. Pas als het in de stratosfeer 80 graden vriest, kan een ozongat ontstaan. Ten slotte moet er voldoende zonlicht aanwezig zijn. Omdat in het zuidpoolgebied de zon voortdurend schijnt als de poolwinter overgaat naar de lente (september), zijn alle voorwaarden aanwezig voor het ontstaan van een ozongat. Bij extreem lage temperaturen en zon zorgt de vervuiling voor de vorming van zogenaamde 'parelmoerwolken' in de droge buitenlucht, die de aanwezige ozon snel afbreken.

De combinatie van zonlicht en een koude atmosfeer zorgt voor sterke winden rond het zuidpoolgebied. Hierdoor wordt koude lucht gescheiden van warme lucht, zodat er geen aanvoer is van ozon buiten het zuidpoolgebied: het ozongat is afgesnoerd. Pas wanneer de zon hoger aan de hemel staat en de temperaturen stijgen gaan de wervelwinden liggen (meestal rond december), zodat ozon-moleculen van buiten het zuidpoolgebied de voorraad weer op peil kunnen brengen.

2.

Gevolgen

Afbraak ozonlaag

De ozonvreters zorgen ervoor dat ozon (O3) wordt omgezet in zuurstof (O2). De afbraak van ozon betekent dat de ozonlaag dunner wordt, waardoor meer ultraviolette (uv) straling van de zon de aarde bereikt. Door een toename van uv-straling stijgen voor mens en dier de kansen op huidkanker. Ook kan een te hoge blootstelling aan uv-straling leiden tot oogaandoeningen en zelfs blindheid. Verder neemt de afweer tegen infectieziekten af.

Wetenschappers meten de hoeveelheid ozon over een bepaalde luchtoppervlakte in Dobson Units (DU's). Boven Nederland registreert het KNMI tijdens een normale situatie in de ozonlaag 380 tot 400 Dobson units . Er is sprake van een gat in de ozonlaag als de hoeveelheid ozon is gedaald tot beneden de 200 Dobson Units, omdat uv-straling van de zon dan niet meer voldoende wordt tegengehouden. In september 2003 was het gat in de ozonlaag groter dan ooit door een extreem koude winter: 29 miljoen vierkante kilometer. In 2005 was het gat kleiner: 25 miljoen vierkante kilometer. Door de extreem lage temperatuur vestigde het ozongat in 2006 een record qua grootte. In 2007 was het ozongat 30% kleiner dan in 2006.

Planten en dieren

Uv-straling heeft een schadelijke invloed op planten en landbouwgewassen. Experimenten op rijst en bonen hebben aangetoond dat een verhoogde blootstelling aan uv-straling leidt tot kleinere planten en lagere oogsten. Ook zou de vorm en chemische samenstelling van planten gewijzigd worden, waarmee de voedingswaarde afneemt, terwijl het aantal giftige stoffen in planten toeneemt.

Ook plankton ondervindt de gevolgen van het gat in de ozonlaag. Plankton is een verzamelnaam voor kleine (vaak eencellige) plantjes of diertjes die leven in zee. Zij dienen als voedsel voor vrijwel al het andere zeeleven. Bovendien neemt plankton zonlicht op waarna zij via fotosynthese zuurstof aanmaken, wat ook belangrijk is voor al het zeeleven. Plankton is echter niet goed bestand tegen een verhoogde uv-straling. In het water rond de Zuidpool, waar het gat in de ozonlaag veel uv-straling doorlaat, zijn de concentraties plankton dan ook bijzonder laag.

Aantasting van de plankton-populatie is schadelijk voor de hele voedselketen, en uiteindelijk ook voor de mens. Een vermindering van de planktonpopulatie draagt bovendien bij aan verergering van het broeikaseffect, omdat plankton veel CO2 absorbeert, een belangrijk broeikasgas. Door al deze effecten draagt het gat in de ozonlaag tevens bij aan een grootschalige verandering van ecosystemen.

 
 Illustratie grootste gat in de ozonlaag ooit gemeten boven Antartica, september 2006

3.

Maatregelen

Protocol van Montreal

In de jaren 1970-80 werd na veel wetenschappelijk onderzoek besloten om het gat in de ozonlaag in internationaal verband op te lossen, onder toezicht van de Verenigde Naties. Voor de afname en uiteindelijke stopzetting van het gebruik van ozonvreters zijn vooral het Montreal Protocol in 1987 en de daaropvolgende aanscherpingen in Londen (1990), Kopenhagen (1992), Montreal (1997) en Beijing (1999). Inmiddels doen 183 landen mee. Het Nederlandse beleid volgt de afspraken die gedurende deze conferenties zijn gemaakt, en diverse Europese verordeningen op dit gebied. Twintig jaar na de implementatie van het Protocol van Montreal blijkt dat de afspraken werken; het gebruik van CFK's is sterk afgenomen.

In Nederland wordt het wegnemen van ozonvretende stoffen in drie stappen ter hand genomen. Tijdens de eerste fase werd de productie van deze stoffen verboden voor gebruik in Nederland. Deze fase is inmiddels afgerond, zo werd de productie van koelkasten die cfk's bevatten in 1995 verboden. (Productie van cfk's voor ontwikkelingslanden en voor medicinale toepassingen is nog wel toegestaan). Tijdens de tweede fase werd ook de handel in apparaten die deze stoffen bevatten verboden in Nederland. Ook deze fase is afgerond: per 1999 mochten geen cfk-houdende producten meer worden verkocht.

Halonenbanken en de Engelse koelkastberg

Momenteel pakt de overheid het gebruik en de afvalverwerking van apparaten aan waarin ozonvretende materialen als bestanddeel verwerkt zitten. Zo mogen oude koelkasten niet zomaar in de recycling : eerst moeten de cfk's en andere ozonafbrekende chemicaliŽn uit deze apparaten worden verwijderd. Deze stoffen worden dan ingeleverd bij een zogenaamde halonenbank. Sinds november 2001 zijn alle EU-lidstaten verplicht om ozonvretende stoffen uit oude apparaten te verwijderen, voordat deze apparaten mogen worden gerecycled . Nederland houdt zich goed aan de Europese richtlijnen, halonen, cfk's en andere ozonvreters worden centraal ingezameld en verwerkt in zogenaamde halonenbanken.

4.

Het gat in de ozonlaag en het broeikaseffect

Het broeikaseffect en de afbraak van de ozonlaag zijn lang als compleet onafhankelijke problemen beschouwd. Het is echter niet verbazingwekkend dat deze twee kwesties, die allebei worden veroorzaakt door stoffen die mensen in de lucht brengen, een zekere invloed op elkaar uitoefenen. Hierboven is al genoemd dat de verdunning van de ozonlaag nadelige effecten heeft op de planktonpopulatie. Plankton neemt veel broeikasgassen op. Het gat in de ozonlaag draagt dus indirect bij aan verergering van het broeikaseffect, omdat het zorgt voor vermindering van plankton.

Broeikasgassen vertragen op hun beurt het herstel van de ozonlaag, volgens sommige schattingen wel met vijftien jaar. Broeikasgassen als CO2 zorgen er voor dat in de onderste lagen van de atmosfeer de temperatuur stijgt. Maar tegelijk zorgt het broeikaseffect dat de bovenste lagen van de atmosfeer (waar de ozonlaag zich bevindt) flink afkoelen.

Ozon breekt echter snel af bij koude temperaturen. Daarnaast ontstaan er bij lage temperaturen ook ijswolken, die een grote rol spelen bij de afbraak van ozon. Ironisch genoeg dient de kouder wordende stratosfeer als buffer voor het broeikaseffect: de aarde warmt minder snel op omdat de bovenste lagen van de atmosfeer kouder zijn geworden.

Verder is de uitstoot van stikstofoxiden een groot probleem. Stikstofoxiden worden massaal uitgestoten door benzineverbranding van auto's en ander wegverkeer. Deze stoffen veroorzaken de vorming van ozon in de onderste lagen van de atmosfeer en dragen zodoende bij aan verzuring van lucht (smog) en het broeikaseffect. Maar als stikstofoxiden opstijgen naar de stratosfeer tasten zij, na het doorlopen van een aantal chemische reacties, ook de ozonlaag zelf aan. Daarnaast zijn de vervangers van ozonvreters soms broeikasgassen. Zo zien we dat tussen deze twee kwesties dus verschillende ingewikkelde relaties bestaan.

5.

Wel boven de zuidpool, niet boven de noordpool

Wetenschappers hebben zich lang afgevraagd waarom zich boven de noordpool geen ozongat bevindt. Het antwoord op dit probleem ligt misschien in de verdeling van landmassa's op aarde. Op het noordelijke halfrond bevindt zich meer land dan op het zuidelijk halfrond. De zon verwamt land sterker en sneller dan de oceanen, en de landmassa geeft op zijn beurt weer warmte af aan de lucht. Bovendien zorgen hooggebergten (denk aan de Himalaya, de Oeral, de Kaukasus, de Alpen en de Rocky Mountains ) ervoor, dat de lucht omhoog wordt gestuwd tot aan het gedeelte van de atmosfeer waar de ozonlaag zich bevindt.

De opwarming van land, gecombineerd met stuwende werking van de hooggebergtes, zorgen voor machtige luchtstromingen in de dampkring op het Noordelijk halfrond. Deze luchtbewegingen zouden ervoor kunnen zorgen dat ozonvreters minder makkelijk de ozonlaag aantasten, omdat het gat voortdurend zou worden aangevuld met 'verse' ozonmoleculen die door de winden worden aangevoerd.

Op de zuidpool ontstaan ook windstromingen onder invloed van zon en extreem koude temperaturen. Maar omdat deze extreem koude wervelwinden ronddraaien en geen warmere luchtstromen binnenlaten, blijft het ozongat boven de zuidpool juist geÔsoleerd. De wetenschappelijke discussie over de precieze oorzaken woedt overigens nog in volle hevigheid.

Niet alleen de noordpool en de zuidpool hebben te maken met een dunner wordende ozonlaag. Het KNMI registreerde ook boven Europa en Noord Amerika een behoorlijke verdunning. Volgens het KNMI neemt de hoeveelheid ozon af met ongeveer 1 tot 7% per decennium, afhankelijk van de beschouwde periode en het seizoen.

 
 dikte van de ozonlaag

6.

Verwachte ontwikkelingen

Nederland

De afgelopen jaren is het gebruik van ozonvreters aanzienlijk gedaald. Al in 1995 is de productie van cfk's, halonen, trichloorethaan en tetrachloorkoolstof volledig beŽindigd. Hierbij is een uitzondering gemaakt voor essentiŽle toepassingen (bepaalde brandblusapparatuur) en gebruik in ontwikkelingslanden.

Sinds 1999 is het voor handelaren in gebruikte goederen, zoals kringloopbedrijven, verboden om in (h)cfk-houdende koel- en vrieskasten te handelen. Per 2001 zijn verboden gekomen op het bijvullen van koelkasten met cfk's, en op bromochloormethaan (ook een ozonlaagafbrekende stof).

In de ontwikkelingslanden zullen de beperkende maatregelen met een vertraging van 10 jaar worden doorgevoerd. Per 2002 is in Nederland een verbod van kracht geworden op de export van tweedehands koelkasten (met cfk's) naar ontwikkelingslanden.

Ontwikkelingslanden

Er wordt ook streng gelet op de export van ozonvreters naar bijvoorbeeld ontwikkelingslanden. Deze landen hebben volgens de internationale afspraken meer tijd voor het afschaffen van ozonvreters. Zo zal het gebruik van methylbromide pas in 2014 worden verboden voor ontwikkelingslanden (voor rijkere landen geldt dit verbod per 2004). Omdat het juist in deze landen moeilijk is de stoffen op een verantwoorde wijze uit de weg te ruimen, hebben rijkere landen de plicht deze export tegen te gaan. Nederland is in 2003 gestopt met de productie van cfk's voor ontwikkelingslanden.

De uitstoot van de cfk-vervangende stoffen hcfk's en hfk's nemen echter snel toe. Hfk's tasten weliswaar de ozonlaag niet aan, maar zijn wel sterke broeikasgassen. De effecten van hcfk's op de ozonlaag zijn naar verhouding niet zo groot, maar door een groeiende productie met name in ontwikkelingslanden vormen ze toch een probleem. Samen met de illegale handel in cfk's en de grootschalige productie van ozonvreters in ontwikkelingslanden zorgen ze ervoor dat het probleem pas ten dele is opgelost.

Een combinatie van het nog steeds bestaande gebruik van ozonvreters, de verkoeling van de ozonlaag en de lange periode waarin de ozonvreters hun werkzaamheid behouden zorgen ervoor dat voorlopig de ozonlaag op sommige plekken nog verdunt. Toch zijn ontwikkelingslanden nu ook met afschaffing van ozonvreters begonnen en rijkere landen leven het Montreal Protocol (en de hieropvolgende regelgeving) goed na. Er is dus een grote kans dat het terugdringen van ozonvreters een mooi voorbeeld vormt voor een succesvolle internationale aanpak van milieuproblemen.

7.

Europa

De internationale afspraken rond het terugdringen van ozonlaag-afbrekende stoffen worden binnen de Europese Unie gecoŲrdineerd via Europese Ozonrichtlijnen. Deze richtlijnen gelden voor alle EU-lidstaten en streven naar uitfasering van ozonvreters aan de hand van het volgende tijdpad:

  • per 2003 een verbod op productie van cfk's voor ontwikkelingslanden
  • per 2004 een verbod op het gebruik van halonen (vooral gebruikt als brandblusmiddel)
  • per 2005 een verbod op vrijwel alle toepassingen voor methylbromide. (In Nederland is de belangrijkste toepassing, bij grondontsmetting, vanaf 1992 al verboden. Op enkele uitzonderingen na is het gebruik van methylbromide in Nederland in 2001 beŽindigd.)
  • per 2006 een totaalverbod op productie van cfk's (de productie voor medische doeleinden wordt dan gestopt)
  • per 2015 een verbod op hcfk's (onvolledig gehalogeneerde cfk's)

Sinds november 2001 zijn alle EU-lidstaten verplicht om ozonvretende stoffen uit oude apparaten te verwijderen, voordat deze apparaten mogen worden gerecycled. We hebben hierboven al gezien dat Nederland ozonvreters centraal ingezamelt en verwerkt in "halonenbanken". Ook andere landen moeten aan deze regels voldoen. Om te controleren of de Europese ozonrichtlijnen goed worden nageleefd, zijn de EU-lidstaten verplicht om de voortgang van nationale maatregelen terug te koppelen aan de Europese Commissie.

8.

Meer weten

Internetsites

Of neem contact op met

 
  • Contact
  • Home