Gaz cieplarniany, którego nie znacie. To "efekt uboczny" tępienia owadów

Kalifornia, stan znany z prowadzenia polityki zmierzającej do szybkiego ograniczania emisji gazów cieplarnianych, jest zdecydowanym liderem w produkcji jednego z nich. Najnowsze badanie wskazuje, że emituje go więcej, niż cała reszta USA razem wzięta. 

Gaz ten to fluorek sulfurylu, powszechnie stosowany pestycyd np. w zwalczaniu termitów i innych owadów żerujących na drewnie. USA emituje aż 17 proc. światowych emisji tego gazu. Jak wynika z nowego badania przeprowadzonego przez Uniwersytet Johnsa Hopkinsa, nawet 85 proc. z tych emisji ma swoje źródło w zaledwie kilku hrabstwach Kaliforni. 

Fluorek sulfurylu to nieorganiczny związek, którego cząsteczka (SO2F2) składa się z atomów siarki, tlenu i fluoru. W wysokich partiach atmosfery, każda cząsteczka tego związku przyczynia się do ocieplania atmosfery w stopniu aż o ponad 4 tys. razy większym od jednej cząsteczki CO2. Na szczęście fluorku w atmosferze jest na razie niewiele - najprawdopodobniej mniej, niż 2 cząsteczki na bilion (dla porównania, w przypadku CO2 to stężenie to ponad 420 cząsteczek na milion), to jego stężenie szybko rośnie - nawet o 5 proc. rocznie. Po wyemitowaniu cząsteczka fluorku utrzymuje się w atmosferze przez ponad 40 lat. 

Związek został w 1959 r. zatwierdzony przez Agencję Ochrony Środowiska USA do wykorzystania jako pestycyd. Początkowo niezbyt popularny, zaczął być wykorzystywany na dużą skalę po tym, jak z użytku wycofano stosowane wcześniej związki, które niszczyły warstwę ozonową. 

W USA najczęściej jest wykorzystywany do tępienia termitów. Ok. 85 proc. emisji związku w USA następuje w toku tzw. fumigacji strukturalnej - praktyce polegającej na zamykaniu zainfekowanej konstrukcji hermetycznym namiotem i pompowaniu do niego gazu w celu wytępienia szkodników. Gaz następnie jest wypuszczany bezpośrednio do atmosfery. Około 15% emisji pochodzi z fumigacji produktów rolnych i towarów, np. w portach, gdzie służy do zabijania szkodników, zanim te dostaną się do innych części świata. 

Ze względu na stosunkowo niskie stężenia tego gazu, nie przeprowadzono dotąd precyzyjnych badań mających ustalić to, gdzie znajdują się największe źródła emisji. Badacze z Uniwersytetu Johnsa Hoskinsa postanowili to zmienić. 

"Kiedy w końcu to nakreśliliśmy, wyniki były zagadkowe, ponieważ wszystkie emisje pochodziły z jednego miejsca" powiedział Scot Miller, adiunkt na wydziale zdrowia i inżynierii środowiskowej w Johns Hopkins, który bada gazy cieplarniane i zanieczyszczenia powietrza. "Inne gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla i metan, występują w całych Stanach Zjednoczonych. Na naszej mapie fluorku siarki tylko Kalifornia rozświetliła się jak choinka".

Miller i Dylan Gaeta, doktorant w Johns Hopkins, przeanalizowali ponad 15 000 próbek powietrza pobranych w latach 2015-2019 przez naukowców z NOAA Global Monitoring Laboratory. Aby prześledzić chemikalia do punktu ich pochodzenia, badacze uwzględnili prędkość, kierunek i inne zmienne meteorologiczne wiatru.

Zespół odkrył, że 60-85% emisji fluorku siarki w USA pochodzi z Kalifornii, głównie z hrabstw Los Angeles, Orange i San Diego, mimo że Kalifornia jest krajowym liderem w ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych i planuje osiągnięcie netto zerowej emisji do 2045 r. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Communications Earth & Environment.

"Bez jakiejś formy interwencji fluorek siarki będzie nadal gromadził się w naszej atmosferze. W przypadku większości gazów cieplarnianych Kalifornia bardzo świadomie podjęła decyzję o ograniczeniu emisji" - powiedział Gaeta. "Ten zniknął z radaru."

Wysiłki mające na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych zazwyczaj koncentrują się na związkach węgla, takich jak CO2 czy metan, ponieważ stanowią one największe zagrożenie dla globalnego klimatu. Badacze podkreślają jednak, że konieczne jest uzyskanie pełniejszego obrazu zagrożeń stwarzanych przez inne gazy cieplarniane.

"Możemy teraz pokazać nie tylko gdzie, ale także w jaki sposób i dlaczego emitowany jest ten gaz" - powiedział Gaeta. "Aby osiągnąć zerową emisję netto, potrzebujemy skatalogować wszystkie występujące w naszym kraju gazy cieplarniane".

Paradoksalnie, fluorek zaczął być wykorzystywany na dużą skalę, bo inne środki stosowane wcześniej miały bardzo poważne negatywne skutki środowiskowe. 

"To miecz obosieczny. Fluorek siarki jest mniej szkodliwy niż zakazane fumiganty, ale przyczynia się do globalnego ocieplenia" stwierdził Miller. "Doświadczenia Kalifornii pokazują, że szuka ona nieszablonowych, kreatywnych sposobów ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Myślę, że lepsza wiedza o tym, jakie są emisje i jaki mają wpływ, zapewni państwu informacje potrzebne do opracowania strategii redukcji gazów cieplarnianych".

Najważniejszym gazem przyczyniającym się do ocieplenia planety jest dwutlenek węgla. Jego stężenie w powietrzu zwiększyło się drastycznie - w czasach przed epoką przemysłową ziemska atmosfera zawierała ok. 278 cząsteczek CO2 na milion. Dziś - przeszło 420. Do ocieplenia przyczynia się także para wodna, ale ludzkość nie przyczynia się bezpośrednio do zwiększenia jej zawartości w atmosferze. 

Drugim produkowanym przez człowieka gazem najsilniej oddziałującym na klimat jest metan. Jedna cząsteczka gazu, emitowanego m.in. w produkcji rolnej oraz przetwarzaniu ropy i gazu ziemnego, przyczynia się do ocieplania planety 30 razy bardziej, niż cząsteczka CO2. Stężenia metanu w atmosferze są zdecydowanie niższe, niż dwutlenku węgla, ale rosną o wiele szybciej - z 729 cząsteczek na miliard ponad 100 lat temu do niemal 2 tysięcy obecnie. Stężenie kolejnego z powszechnych gazów cieplarnianych, tlenku azotu, wzrosło w tym samym czasie o 50 proc. 

Na czarnej liście znajdują się jednak także związki tysiące razy silniejsze, od CO2. Tetrafluorometan (CF4) utrzymuje się w powietrzu przez 50 tys. lat i oddziałuje w tym czasie na atmosferę 7,300 razy silniej, niż dwutlenek węgla. Jest wykorzystywany np. w produkcji aluminium. Stosowane w chłodnictwie, 1,1,1,2-tetrafluoroetan, difluorometan i trichlorofluorometan oddziałują odpowiednio 770, 1500 i 6200 razy silniej. 

Na szczęście ich stężenia w porównaniu z ilością w atmosferze CO2 są śladowe - nie przekraczają 230 cząsteczek na bilion, ale nie można zignorować ich wpływu na ocieplanie atmosfery.