Защита озонового слоя - Монреальский протокол

Обновлено: 12.05.2024

В эту субботу, 16 сентября, исполняется 30 лет Монреальскому протоколу — глобальному соглашению о запрете производства соединений, разрушающих озоновый слой Земли. «Чердак» напоминает, что это за документ, как он появился и почему считается самым эффективным международным соглашением в сфере охраны окружающей среды.

Программа ООН по окружающей среде (UNEP) считает защиту озонового слоя одной из четырех ключевых экологических проблем, в решении которой человечеству удалось добиться значительных успехов (а всего таких проблем у нас насчитывается около 500). Монреальский протокол, подписанный в 1987 году, в свою очередь, называют самым успешным глобальным экологическим соглашением.

Протокол ограничивает и запрещает использование фреонов, хлорфторуглеродов (ХФУ) и некоторых других соединений, которые раньше использовались в аэрозолях, огнетушителях, холодильниках и кондиционерах. При низких температурах и в присутствии солнечного света производные этих соединений разрушают озон — Нобелевскую премию по химии 1995 года за это открытие получили Марио Молина, Шервуд Роуланд и Пауль Крутцен.

Своеобразной «эмблемой» этой проблемы стала дыра в озоновом слое над Антарктидой. Впервые сезонную озоновую дыру там обнаружили еще в 1950—1960-х годах, однако в 1980-х стало ясно, что ее размеры постепенно растут, а «толщина» озонового слоя по всему миру медленно уменьшается.

Рецепт успеха

Монреальский протокол ратифицировали 196 стран и ЕС — таким образом, это самое массовое в истории международной дипломатии соглашение. Интересно, что в 1988 году после призыва президента Рональда Рейгана сенат США единогласно ратифицировал протокол (трудно представить, что вообще может единогласно сделать современный американский сенат, да и Дональд Трамп природоохранные соглашения не любит).

Именно Монреальский протокол положил начало двум фундаментальным принципам международной экологической политики. На момент подписания Венской конвенции и протокола к ней у ученых еще не было «окончательных», стопроцентных выводов о том, как именно хлорфторуглероды влияют на озоновый слой, — тем не менее имевшейся информации было достаточно для того, чтобы страны решили действовать. Такой подход стали называть принципом предосторожности: чтобы не упустить момент, когда еще не поздно изменить ситуацию, иногда приходится мириться с неопределенностью научных данных.

Кроме того, в Монреальском протоколе ввели принцип общей, но дифференцированной ответственности: все страны соглашались, что озоновый слой необходимо защищать, но развивающимся экономикам давали дополнительное время на то, чтобы вывести из производства озоноразрушающие соединения. Кроме того, эти страны получали финансовую и экспертную поддержку, и в итоге к 2010 году все 142 развивающиеся страны, ратифицировавшие протокол, отказались от производства и использования ХФУ.

Монреальский протокол — что редко бывает с экологическими соглашениями — имеет, как говорят, «острые зубы» в виде торговых санкций для тех, кто его не соблюдает (что характерно, эти санкции ни разу не применяли). Вместе с тем протокол был достаточно гибким: ограничения вводились постепенно, список запрещенных веществ, от производства которых нужно было полностью отказаться, при необходимости расширялся или сокращался.

Любители конспирологических теорий любят связывать успех Монреальского протокола с интересами большого бизнеса: мол, корпорация «Дюпон» заранее заготовила альтернативы фреонам и ХФУ и «протолкнула» через ООН нужное ей соглашение. На самом деле порядок действий был другой: после того как Молина и Роуланд опубликовали свою первую работу в 1974 году, глава «Дюпона» публично назвал ее «сказкой» и «кучей мусора». Бизнес спонсировал скептически настроенные материалы в СМИ и даже в 1988 году, после принятия протокола, пугал хаосом и многомиллиардными катаклизмами для американской экономики. Инновационные замены фреонам появились несколько позже.

Наконец, Монреальский протокол стал катализатором научных исследований. По словам представителя России в Международной комиссии по озону, ведущего научного сотрудника Института физики атмосферы РАН имени Обухова Александра Груздева, именно через протокол ученым удалось получить очень серьезные деньги на проведение научных исследований, развитие моделирования атмосферы и лабораторные эксперименты. В общем, всем сестрам по серьгам.

Результат налицо

Протокол в свои 30 лет успешно выполняет свою задачу: количество большинства озоноразрушающих веществ в атмосфере Земли уверенно падает с начала нынешнего века. Если Монреальский протокол будут соблюдать и дальше, к середине столетия мы вернемся к концентрациям, наблюдавшимся в 1980-е годы.

В последние годы благоприятные изменения затронули и собственно озоновый слой: о «первых следах исцеления» озонового слоя над Антарктикой в 2016 году в журнале Science написала группа ученых из MIT под руководством Сьюзан Соломон. По их данным, с 2000 года площадь дыры по состоянию на сентябрь уменьшилась на четыре с лишним миллиона квадратных километров — это примерно половина площади США.

Если дальше все пойдет такими же темпами, ученые считают, что к 2045—2060 годам озоновый слой тоже вернется к тому состоянию, в котором он был в 1980-е годы.

Новая борозда для старого коня

После принятия Монреальского протокола на смену «старым» хлорфторуглеродам пришли «новые» гидрофторуглероды (ГФУ) — аналогичные по свойствам, но безопасные для озонового слоя соединения. С ними, правда, пришла новая напасть: ГФУ — мощные парниковые газы. Их выбросы растут на 10−15% в год, в первую очередь из-за распространения кондиционеров — это очень быстро по сравнению с другими парниковыми газами вроде углекислоты или метана.

Оказавшись в ситуации «не понос, так золотуха», страны стали думать, что с этим делать. Международные соглашения по проблемам изменения климата — Киотский протокол и Парижское соглашение — куда менее строгие и большими успехами пока похвастаться не могут. Поэтому пошли по проторенному пути: в 2016 году страны — участницы Монреальского протокола — договорились распространить его и на ГФУ.

Вообще-то, в этом случае протокол используют не по назначению: никакого вреда для озонового слоя гидрофторуглероды не несут. Однако механизмы его оказались настолько удобными, что страны согласились с 2019 года использовать именно их (а не, скажем, Киотский протокол), чтобы в очередной раз модернизировать промышленность и отказаться от опасных для атмосферы соединений.

Интересно, что пока страны почти 20 лет пытались договориться о том, как бороться с изменением климата, Монреальский протокол делал свое дело: некоторые соединения, попадавшие под его ограничения, были также и парниковыми газами, и их выбросы сильно снизились (местами уже до нуля). Жаль, конечно, что «именинника» нельзя приспособить для лечения гриппа и переработки мусора.

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, был подписан представителями 46 стран 16 сентября 1987 года.

Изначально документ предполагал замораживание производства пяти наиболее применяемых ХФУ и галонов на уровне 1986 года, а затем сокращение их производства на 20% к 199 году и на 30% — к 1998 году. Документ ограничивал экспорт и импорт озоноразрушающий веществ (ОРВ), а также предусматривал помощь развивающимся странам по переводу промышленности на озонобезопасные вещества и технологии.

Особое положение развивающихся стран оговаривается в Статье 5 Монреальского протокола. Данная статья предусматривает отсрочку выполнения требований протокола для стран, ежегодный расчетный уровень потребления веществ из списка А (5 наиболее распространенных ХФУ и галонов) в которых на момент присоединения к Протоколу или в любой последующий период до 1 января 1999 года не превышал 0,3 кг на душу населения.

Первоначально Монреальский протокол предусматривал только сокращение, но не полное прекращение производства ОРВ. Тем самым промышленности предоставлялось время на разработку и внедрение технически и экономически приемлемых альтернатив (ТЭПА).

Позднее поправки и корректировки к протоколу расширили перечень контролируемых веществ, сроки прекращения их производства и потребления, а также меры по ограничению экспортно-импортных и других операций.

По состоянию на сентябрь 2021 года первоначальный текст Монреальского протокола ратифицирован 198 сторонами (всеми государствами-членами ООН, а также Ниуэ, островами Кука, Государством Палестина, Папским престолом и Европейским Союзом).

Российская Федерация, как правопреемница СССР, подписавшего протокол 29 декабря 1987 года и ратифицировавшего 10 ноября 1988 года, является Стороной Монреальского протокола с 31 декабря 1991 года.

Некоторые положения Монреальского протокола

Статья 2 изначально устанавливала график поэтапного сокращения производства и потребления регулируемых веществ. После принятия поправок - описывает меры регулирования производства и потребления регулируемых веществ. Графики для различных групп веществ содержатся в статьях 2А, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2I и 2J.

Статья 3 определяет порядок расчета регулируемых уровней производства и потребления.

Статья 4 описывает меры контролирования торговли регулируемыми веществами, которые должны стимулировать страны присоединяться к Монреальскому протоколу и предотвращать передачу технологий для производства или использования контролируемых веществ странам, не являющимся Сторонами Монреальского протокола.

Статья 5 предоставляет развивающимся странам право на отсрочку мер регулирования.

Статья 6 предписывает не реже одного раза в 4 года проводить оценку мер регулирования на основе самой свежей научной, экологической, технической и экономической информации.

Статья 7 предусматривает ежегодное представление статистических данных о производстве, импорте и экспорте каждого из регулируемых веществ в Озоновый секретариат.

Статья 8 вводит процедуры и организационный механизм определения факта несоблюдения положений Монреальского протокола.

Статья 9 предусматривает обмен информацией между Сторонами.

Статья 10 описывает механизм обеспечения финансового и технического сотрудничества, включая передачу технологий Сторонам 5 Статьи.

Данный механизм включает формы многостороннего, регионального и двустороннего сотрудничества, а также Многосторонний фонд для осуществления Монреальского протокола. Из средств МФМП покрываются «согласованные дополнительные расходы», которые развивающиеся страны, действующие в рамках пункта 1 статьи 5, несут в связи с соблюдением мер регулирования, предусмотренных Монреальским протоколом.

Поправки и корректировки к Монреальскому протоколу

Первая редакция протокола была одобрена 16 сентября 1987 года и вступила в силу 1 января 1989 года.

В протоколе предусмотрено положение о корректировках расчетных коэффициентов с учетом последних научных данных, которое позволяет оперативно изменять график вывода регулируемых веществ. Корректировки автоматически распространяются на все страны, ратифицировавшие протокол.

Протокол также предусматривает поправки, которые подлежат ратифицикации Сторонами. За время действия протокола были приняты Лондонская, Копенгагенская, Монреальская, Пекинская и Кигалийская поправки.

Помимо корректировок и поправок ежегодно проходят заседания Сторон протокола, на которых принимаются решения по его реализации.

Лондонская поправка

В соответствии с Лондонской поправкой в список ОРВ включили ряд новых ХФУ, а также метилхлороформ (МХФ) и четыреххлористый углерод (ЧХУ).

Также был введен термин «переходные вещества», т. е. соединения, оказывающие воздействие на озоновый слой, срок производства которых не был ограничен. Эти вещества рассматривались в качестве ТЭПА и включали гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и их бромсодержащие аналоги гидробромхлорфторуглероды (ГБФУ).

Лондонская поправка была принята решением II Совещания Сторон Монреальского протокола (г. Лондон, 27-29 июня 1990 года).

СССР принял ее во исполнение постановления Кабинета Министров СССР от 23.04.1991 №198. Она вступила в силу для Российской Федерации после сдачи ратификационной грамоты 13 января 1992 года.

Копенгагенская поправка

Поправка установила срок прекращения производства ГХФУ—2030 год (2040 год для Сторон Статьи 5) и ГБФУ — 1996 год, а также перенесла сроки прекращения производства пяти ХФУ (R11, R12, R113, R114, R115), ЧХУ, МХФ на 1996 год, а галонов - на 1994 год.

В число веществ, регулируемых протоколом, был введен метилбромид (бромистый метил). Потребление этого фумиганта было заморожено на уровне 1995 года для Сторон, не действующих в рамках Статьи 5, и 2002 года для Сторон Статьи 5.

Копенгагенская поправка была принята на IV Совещании Сторон Монреальского протокола (г. Копенгаген, 23-25 ноября 1992 года) и по состоянию на сентябрь 2021 года ратифицирована всеми 197 Сторонами Монреальского протокола.

Российская Федерация является Стороной Копенгагенской поправки к Монреальскому протоколу с 14 декабря 2005 года.

Монреальская поправка

Поправка предусматривает создание глобальной системы лицензирования и регулирования импорта и экспорта ОРВ, корректирует график прекращения производства метилбромида, а также вводит запрет на импорт и экспорт этого вещества в страны и из стран, не являющихся Сторонами Копенгагенской поправки с 10 ноября 2000 года.

Поправка была принята на IX Совещании Сторон Монреальского протокола (г. Монреаль, 15-17 сентября 1997 года) и по состоянию на сентябрь 2018 года ратифицирована всеми 197 Сторонами Монреальского протокола.

Российская Федерация является Стороной Монреальской поправки к Монреальскому протоколу с 14 декабря 2005 года.

Пекинская поправка

Пекинская поправка устанавливает новые уровни потребления ГХФУ, запрещает торговлю любыми ОРВ со странами, не ратифицировавшими данную поправку, вводит меры регулирования производства ГХФУ, ХФУ и галонов для развивающихся стран, а также запрещает производство и потребление бромхлорметана с 1 января 2002 года. Производство ГХФУ, в частности, было заморожено на уровне 1 января 2004 года для Сторон статьи 2 и на уровне 1 января 2016 года для Сторон статьи 5.

Поправка была принята решением XI Совещания Сторон Монреальского протокола (г. Пекин, 29 ноября — 3 декабря 1999 года).

Российская Федерация является Стороной Пекинской поправки к Монреальскому протоколу с 14 декабря 2005 года.

По состоянию на сентябрь 2021 года сторонами Лондонской, Копенгагенской, Монреальской и Пекинской поправок являются 197 Сторон Монреальского протокола (все за исключением Палестины).

Кигалийская поправка

Эта поправка предусматривает поэтапное сокращение производства и потребления гидрофторуглеродов (ГФУ).

Она добавляет 100-летний ПГП для ряда ГХФУ и вводит в текст протокола Приложение F, включающее ГФУ. Расчеты объемов потребления (в том числе базовый уровень) в рамках поправки производятся не в тоннах озоноразрушающей способности, а в тоннах ПГП (CO2-эквивалента).

Поправка также устанавливает отдельные графики сокращения потребления ГФУ для четырех групп государств: двух групп развивающихся стран и двух развитых.

Кигалийская поправка была принята на XXVIII Совещании Сторон Монреальского протокола (г. Кигали, 10-15 октября 2016 года) и по данным на сентябрь 2021 года ратифицирована 122 Сторонами Монреальского протокола.

Процедура принятия Кигалийской поправки Российской Федерацией завершилась 3 октября 2020 года. С 1 января 2021 года поправка вступила в силу в России.

Уничтожение ОРВ

Согласно пункту 5 Статьи 1 Монреальского протокола технологии уничтожения регулируемых веществ подлежат утверждению Сторонами соглашения.

Решение I/12F, принятое на Первом Совещании Сторон Монреальского протокола, разъяснило определение понятия „уничтожение“ следующим образом: „процесс разрушения представляет собой такой процесс, который при его применении к регулируемым веществам приводит к постоянной трансформации или разложению таких веществ или их значительной части“.

Второе Совещание Сторон в решении II/11 постановило создать специальный технический консультативный комитет для анализа технологий уничтожения, оценки их эффективности и экологической приемлемости и разработки критериев их одобрения.

Первый перечень утвержденных технологий уничтожения, одобренный Четвертым Совещанием Сторон в решении IV/11, включал всего пять технологий: инжекторные печи на жидком топливе, крекинг в реакционном аппарате, окисление в дымовой/газовой среде, вращающиеся обжиговые печи и цементные обжиговые печи.

Последняя на сегодняшний день редакция перечня утвержденных технологий уничтожения, принятая на Тридцатом Совещании Сторон (решение XXX/6) содержит 17 технологий для уничтожения различных групп регулируемых веществ, в том числе и для ГФУ, включенных в Монреальский протокол Кигалийской поправкой.

Текущие обязательства РФ по Монреальскому протоколу

Вещество Период Сокращение относительно базового уровня, % Ежегодное потребление регулируемых веществ, тонны ОРС
ГХФУ 01.01.2020-31.12.2029 99,5
(Потребление ГХФУ в объеме 0,5% от базового уровня допускается только для обслуживания холодильного оборудования и оборудования для кондиционирования воздуха, выпущенного до 1 января 2020 года)		 19,98
C 01.01.2030 0 0

Базовый уровень потребления ГХФУ для РФ — 3999,9 тонны ОРС.

Вещество Период Потребление относительно базового уровня, % Ежегодное потребление регулируемых веществ в тоннах ПГП (тоннах CO2-экв.), не более
ГФУ 01.01.2020-31.12.2024 95 46 292 794
01.01.2025-31.12.2028 65 31 674 017
01.01.2029-31.12.2033 30 14 618 777
01.01.2034-31.12.2035 20 9 745 851
С 2036 года 15 7 309 389

Базовый уровень потребления ГФУ для РФ — 48 729 257 тонн СО2

Многосторонний фонд для осуществления Монреальского протокола

Многосторонний фонд для осуществления Монреальского протокола был организован в 1991 году для помощи развивающимся странам в выполнении обязательств по Монреальскому протоколу. Подробнее

Озоновый секретариат

Озоновый секретариат — это секретариат Венской конвенции об охране озонового слоя и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Подробнее

Дыра, которую мы залатаем

В прошлом месяце над Арктикой была замечена озоновая дыра площадью шесть миллионов квадратных километров. Над северным полюсом такое случилось впервые, и неожиданная близость атмосферной бреши к нашему дому заставила многих задаться резонным вопросом: кажется, для защиты озонового слоя планеты человечество приложило немало сил — неужели мы в итоге не справились? На самом деле нет, все хорошо: дыра над Арктикой это не симптом неудачи Монреальского протокола, а сам протокол вообще следует считать образцовым примером тому, что мы умеем решать проблемы глобального масштаба. О том, как его принимали и что получили 31 год спустя, рассказывает для N + 1 ведущий научный сотрудник лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Алексей Екайкин.

У климатических отрицателей есть один железный (как им кажется) аргумент: мол, вспомните историю с озоновым слоем — раздули шумиху с фреоном, перешли на производство других хладагентов, кто-то на этом заработал, а потом про озон благополучно забыли. Вот и с глобальным потеплением точно так же, это игра нечестных дельцов, пытающихся погреть на потеплении руки.

Парадокс этого аргумента в том, что в реальности все было ровно наоборот. История с Монреальским протоколом это пример того, что человечество способно успешно решать отдельно взятые глобальные проблемы.

Хлор, пожиратель озона

В начале 1970-х годов химики Франк Шервуд Роуленд и Марио Молина заинтересовались судьбой хлорфторуглеродов (ХФУ) в атмосфере. Первоначально они собирались использовать эти инертные и потому долгоживущие газы для изучения атмосферной циркуляции. Ученые предположили, что рано или поздно эти вещества попадают в стратосферу, где время их жизни может составлять 40-150 лет, и где они постепенно разлагаются ультрафиолетом с образованием хлора. Им также были известны работы Пауля Крутцена и Харольда Джонстона, которые примерно в то же время изучали разложение озона в атмосфере за счет реакции с оксидами азота.

Роуленд и Молина осознали, что хлор с озоном может вести себя схожим образом — и 28 июня 1974 года опубликовали коротенькую, всего 2 странички, статью в журнале Nature о том, что производимые человеком ХФУ могут разрушать озоновый слой. Один из самых неприятных выводов статьи заключался в том, что в этих реакциях хлор действует в качестве катализатора: то есть один атом хлора может «убить» много молекул озона.

Зачем озон планете

Озон — это неустойчивая форма кислорода с химической формулой О3.

Обнаружили его в XVIII веке по характерному запаху, но описали уже лишь в XIX-м. Озон образуется из кислорода, но для реакции нужно много энергии — поэтому в природе озон возникает при грозовых разрядах, либо под действием коротковолнового солнечного излучения, ультрафиолета.

Озон — мощнейший окислитель, эффективно разлагает органику, и это его свойство успешно используется для дезинфекции. Но это же делает его для нас, людей, ядовитым газом. Смертельная концентрация озона — всего-навсего 4,8 ppm (миллионных долей, то есть 4,8 молекулы озона на 1 миллион молекул воздуха). К счастью, мы распознаем озон в воздухе по запаху гораздо раньше, чем он станет для нас опасен. (Не забывайте, что при использовании домашнего озонатора дышать этим «запахом грозы» нельзя, нужно покинуть помещение!)

В тропосфере озон, таким образом, считается загрязняющим веществом.

Но бóльшая часть атмосферного озона находится в стратосфере: наибольшая концентрация на высоте 20-25 км может достигать 2-8 ppm, образуясь там из кислорода под действием солнечного света — это и есть тот самый «озоновый слой». Здесь озон выполняет важнейшую функцию — он поглощает солнечное излучение в жестком ультрафиолетовом диапазоне (UV-b, 280-315 нм), которое, достигая поверхности Земли, крайне опасно для человека (вызывает рак кожи и катаракту), растений и морского фитопланктона.

Озоновый экран образовался на нашей планете около миллиарда лет назад, когда фотосинтезирующие бактерии устроили на Земле «кислородную революцию», после которой жизнь смогла выбраться из моря на сушу.

Экран этот весьма тонкий: если собрать весь озон атмосферы возле поверхности Земли и сжать до нормального давления, то получится слой толщиной всего лишь около 3 миллиметров — что соответствует 300 единицам Добсона (ДЕ), в которых принято измерять содержание этого газа.

Озон производится в стратосфере постоянно, но озоновый слой не становится больше, потому что этот газ разрушается реакциями с оксидами азота, галогенами (особенно хлором и бромом), ионами OH-, а также самопроизвольно. До того, как на происходящее с озоном стали влиять мы, образование и разрушение озона находились в равновесии, которое изредка нарушалось впрыском в стратосферу разрушающих озон веществ вулканами.

Время чинить небо

В 1974-м году события развивались стремительно. Широкая общественность сильно обеспокоилась, и уже в декабре 1974 года Роуленд и Молина были приглашены на слушания в палату представителей США, где было принято решение более детально изучить этот вопрос. В 1976 году академия наук США, проведя собственные исследования, подтвердила выводы ученых.

В 1985 году Британская антарктическая служба опубликовала данные об аномально низкой концентрации озона на антарктической станции Халли Бэй. В то же время измерения химического состава стратосферы показало аномально высокое содержание хлора. Так человечество осознало, что «озоновая дыра» — реальность, в которой мы уже существуем какое-то время.

Почему дыра в Антарктиде

Почему дыра в Антарктиде, хотя фреоны выпускаются в атмосферу в основном в Северном полушарии?

Дело в том, что пока фреоны добираются до стратосферы, они успевают хорошенько перемешаться в атмосфере планеты — поэтому снижение концентрации озона в стратосфере происходит повсеместно: за период с 1980 по 2000 год содержание озона в средних и низких широтах упало на 5-7 процентов. Но в Антарктиде особые условия, и потому содержание озона падало особенно сильно. Зимой над Антарктикой формируется полярный вихрь, который препятствует притоку озона из более низких широт. В условиях полярной ночи температура в нижней стратосфере падает до -80 ºС, и там формируются полярные стратосферные — они же перламутровые — облака (ПСО), в присутствии которых химические реакции разрушения озона резко ускоряются. Но для этих реакций также нужно УФ излучение, поэтому основное снижение уровня озона приходится на весну, с появлением первых солнечных лучей.

Над Антарктикой формируется огромная дыра в озоновом слое, покрывающая весь континент — количественно это значит, что концентрация озона здесь оказывается на уровне 220 единиц Добсона и ниже. Ближе к лету температура повышается, полярные стратосферные облака разрушаются, вихрь размывается, в Антарктику начинает идти насыщенный озоном воздух из нижних широт, и к декабрю дыра затягивается.

Сразу же после появления первых данных о влиянии фреонов на озон в игру вступили промышленники, производящие аэрозоли, спреи и хладагенты, во главе с американской фирмой DuPont. В Америке упали продажи аэрозолей, и это им не нравилось. Председатель правления «Дюпон» назвал теорию антропогенного влияния на озон «научной фантастикой, кучей мусора, полной чепухой». Корпорации не сдавались вплоть до самого конца, хотя и обещали прекратить производство ХФУ, если будут даны убедительные доказательства их влияния на озон. С принятием Монреальского протокола им пришлось уступить.

В 1985 году была согласована Венская конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 году подготовлен к подписанию Монреальский протокол — дополнение к конвенции, в котором изложены цели и методы сокращения разрушающих озон веществ. 1 января 1989 года он вступил в силу. К 2013 году его ратифицировали все страны ООН, острова Кука, Святой престол, а также Европейский союз. Последним подписавшим Протокол государством стал Южный Судан, получивший независимость в 2011 году.

Таким образом, от первой научной публикации до решения на международном уровне прошло 13 лет. Это следует признать огромным успехом. Крутцен, Молина и Роуленд в 1995 году получили за своё открытие Нобелевскую премию по химии.

Протокол подразумевает постепенное сокращение до нуля производства и потребления разрушающих озон веществ (ODSs — Ozone Depleting Substances) — мы для простоты будем называть их «фреонами».

Среди фреонов выделяются несколько групп, в зависимости от их разрушительного потенциала.

  • Наиболее опасные для озона вещества — хлорфторуглероды (ХФУ), имеющие химическую формулу типа CFCl3. Протокол предусматривал постепенное снижение их производства и потребления до нуля к 1996 году с заменой на менее опасные субстанции (ГХФУ и ГФУ, о них ниже). При этом для некоторых веществ были сделаны исключения — например, дозволялось использовать ХФУ в некоторых замкнутых циклах, например тушения пожаров на подводных лодках. Другая опасность ХФУ в том, что они — исключительно мощные парниковые газы, чей отеплительный потенциал в тысячи раз больше, чем у СО2.
  • Следующая группа — гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). Их разрушительный потенциал существенно ниже, чем у ХФУ, потому что они в основном разрушаются уже в тропосфере. Развитые страны начали снижать потребление ГФХУ в 2004 году, а производство в 2010 году, выход на ноль должен состояться в этом. Для развивающихся стран предусмотрена отсрочка порядка 10 лет. Также, как и ХФУ, ГХФУ являются мощными парниковыми газами.
  • Наконец, третья группа — это гидрофторуглероды (ГФУ). Они не разрушают озоновый слой, поскольку не содержат хлора, и именно на них в основном заменяли ХФУ и ГХФУ. Тем не менее, они также являются парниковыми газами, поэтому в 2016 году было принято решение сократить и их производство тоже (поправка Кигали к Монреальскому протоколу).

Расчеты показывают, что сокращение производства и выпуска в атмосферу фреонов должно дать положительный эффект на озоновый слой через несколько десятилетий — из-за большого времени жизни этих веществ в стратосфере. Сейчас, по прошествии 30 лет, можно подводить первые итоги.

Монреальские завоевания

Все страны более или менее честно соблюдали Протокол — об этом можно судить по инструментально наблюдаемому снижению концентрации фреонов в атмосфере. Рост ХФУ не остановился сразу (потому что молекулы хлора еще какое-то время продолжали «добегать» из тропосферы в стратосферу), но замедлился: где-то в 90-х годах их концентрация достигла максимума, после чего начала снижаться.

Концентрация ГХФУ, напротив, продолжает расти — поскольку именно этими веществами были поначалу заменены ХФУ. Тем не менее, общая концентрация фреонов, приведенная к эквиваленту «эффективного хлора» (верхняя панель на рисунке ниже), уже преодолела максимум в конце XX века.

Не все, правда, соблюдали этот протокол честно. Есть предположения, что в 90-е Россия производила ХФУ для продажи на черном рынке Европы. А в 2018 году появились публикации о том, что

неопознанный источник ХФУ где-то в восточной Азии.

Тем не менее, в 2006 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) констатировало: «Монреальский протокол работает. Есть четкие доказательства снижения атмосферной концентрации разрушающих озон веществ и некоторые первые признаки восстановления озонового слоя». В отсутствие Монреальского протокола снижение озона в атмосфере было бы гораздо более сильным, что повлекло бы более сильный рост жёсткого УФ-излучения и стоило бы человечеству нескольких миллионов дополнительных смертей от онкологических заболеваний.

Около 2000 года наметилось сокращение озоновой дыры над Антарктидой. С 2000 по 2015 год площадь дыры сократилась на 4 млн км 2 — правда, на этот тренд накладывается сильная межгодовая изменчивость, поэтому судить о его достоверности трудно.

На фоне этого в целом позитивного тренда могут случаться разные аномалии — так, в прошлом месяце этого года наблюдалась озоновая дыра в Арктике, что вообще-то не типично для этого региона, поскольку там нечасто формируется устойчивый полярный вихрь и температуры редко опускаются до очень низких значений.

Дополнительный эффект

Снижение количества фреонов и увеличение озона будет влиять не только на здоровье человека, но также иметь долговременные сложные и пока еще слабо изученные последствия для климата Южного полушария и всей Земли. Например, озон над Антарктикой активно влияет на циркуляцию атмосферы во всем Южном полушарии через тропосферно-стратосферный обмен. С 1980 по 2000 годы снижение количества озона привело к понижению температуры в нижней стратосфере за счет меньшего поглощения солнечной энергии. Это, в свою очередь, привело к усилению полярного вихря, смещению к югу полярного фронта и расширению «ячейки Хэдли» (она же «ячейка Гадлея») — одной из основных циркуляционных ячеек Земли, включающей внутритропическую зону конвергенции, зону пассатов и тропическую область высокого давления. С практической точки зрения это означает, что площадь засушливых тропических областей Южного полушария немного увеличилась, со всеми вытекающими последствиями для местных жителей.

После 2000 года наметился перелом трендов всех этих процессов в обратную сторону — но все не так-то просто. На фоне восстановления озонового слоя продолжается общее потепление планеты, при котором тропосфера теплеет, а вот стратосфера как раз становится холоднее — что компенсирует ее нагрев озоном. Далее, сам озон является парниковым газом — поэтому увеличение его концентрации немного ускоряет потепление. Наконец, фреоны — тоже мощнейшие парниковые газы, и снижение их количества благоприятно влияет на климат.

Так что про озон никто не забывал, и мы не раз еще услышим о нём в последующие годы. Ожидается, что полное восстановление озонового слоя на доиндустриальном уровне произойдёт к 2050-2060 году. А пока что можно следить за его количеством в режиме реального времени на специальном сайте NASA.

Монреальский протокол — отличный пример того, как человечество может сообща решить отдельно взятую проблему. Смогли разобраться с фреоном — сможем одолеть и глобальное потепление? Хочется верить, что сможем, хотя проблема с потеплением неизмеримо сложнее и масштабнее: в ней задействовано несравнимо большее количество сторон. Да и цена вопроса — на несколько порядков больше, чем в озоновой истории.

Эффективность мер по защите озонового слоя впервые подтвердили экспериментально

Климатологи из NASA впервые экспериментально подтвердили эффективность Монреальского протокола, принятого в 1985 году для защиты озонового слоя в атмосфере Земли. С помощью прямых измерений химического состава атмосферы над Антарктидой удалось установить, что уменьшение концентрации галогенсодержащих газов приводит к снижению скорости роста озоновой дыры, пишут ученые в Geophysical Research Letters.

В 70-е годы XX века в атмосфере над Антарктидой впервые была обнаружена довольно большая озоновая дыра — область истощенного озонового слоя, которая с тех пор постоянно увеличивалась в размерах. Сейчас антарктическая озоновая дыра занимает около 20 миллионов квадратных километров. Наличие озоновых дыр в атмосфере приводит к увеличению потока ультрафиолетового излучения, попадающего на Землю, и опасно как для человека, так и для флоры и фауны Земли. Поэтому, чтобы восстановить озоновый слой или хотя бы замедлить рост озоновой дыры, в 1985 году был подписан Монреальский протокол, который регулирует выброс наиболее опасных для атмосферного озона веществ, в первую очередь хлорфторуглеродов и некоторых других галогенпроизводных углеводородов. Ученые из NASA уже отмечали, что в последние годы площадь озоновой дыры над Антарктидой сокращается, однако в первую очередь это связывали со значительным увеличением температуры в Южном полушарии Земли, при этом эффективность мер по снижению антропогенного влияния на озоновый слой экспериментально подтверждена не была.

Американским климатологам Сьюзан Стрэн (Susan E. Strahan) и Энн Дагласc (Anne R. Douglass) из NASA впервые удалось связать уменьшение размеров антарктической озоновой дыры с изменением химического состава атмосферы. Ученые проанализировали данные о химическом составе атмосферы над Антарктидой, полученные с помощью микроволнового сканирования атмосферного лимба. Такие измерения позволили получить информацию о концентрации в атмосфере озона (O3), закиси азота (N2O) и хлороводорода (HCl). По измерениям концентрации озона авторы работы определили степень истощения озонового слоя, а по отношению концентраций закиси азота и хлороводорода — падение относительного уровня хлорсодержащих газов в атмосфере. Чтобы снизить возможную ошибку, связанную с климатическими колебания, концентрации оценивались по усредненным значениям за три года.

Оказалось, что средний уровень хлороводорода атмосфере над Антарктидой с 2006 по 2015 год упал примерно на 220 триллионных долей. То есть в среднем за один год концентрация хлора уменьшалась примерно на 25 триллионных долей, что составляет около 0,8 процента.

В это же время наблюдалось и заметное снижение скорости уменьшения концентрации озона в атмосфере. Ученым удалось показать однозначную корреляцию между концентрациями хлороводорода и озона в атмосфере: с 2006 по 2010 год концентрация хлора и скорость истощения озонового слоя синхронно падали, после чего наблюдался период стабильной концентрации озона и хлора, а с 2013 концентрация хлора и скорость потери озона медленно росли, но тоже синхронно. Для подтверждения экспериментальных наблюдений, ученые также провели компьютерное моделирование подобной системы.

По словам авторов работы, их результаты однозначно говорят о том, что Монреальский протокол 1985 года эффективно работает, и именно снижение выбросов галогенсодержащих газов в атмосферу приводит к восстановлению озонового слоя в атмосфере Земли. Ученые отмечают, что время жизни галогенсодержащих газов, опасных для озонового слоя, составляет около 50 — 100 лет, поэтому не стоит ожидать полного исчезновения озоновой дыры над Антарктидой раньше 2060 года.

Стоит отметить, что выброс не всех опасных для озонового слоя газов регламентирован Монреальским протоколом. В частности, недавно обнаружилось, что опасность представляют дихлорметан и дихлорэтан — вещества, которые образуются в результате работы легкой и пищевой промышленности.

Доказана эффективность Монреальского протокола в борьбе за сохранение озонового слоя


Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (международный протокол к Венской конвенции ООН об охране озонового слоя 1985 года), признали эффективным средством борьбы с изменением климата. К таким выводам пришли специалисты Объединенного института исследований в области наук об окружающей среде (Boulder Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences) при Колорадском университете, Лаборатории исследования системы Земли (Earth System Research Laboratory) Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Агентства США по охране окружающей среды (EPA). Об исследовании ученых, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, сообщает портал Inhabitat.

"О двойной выгоде Монреальского протокола говорят уже какое-то время. Он ограничивает разрушение озонового слоя и изменение климата. Все потому, что эти разрушающие озоновый слой субстанции являются также мощными газами, стимулирующими глобальное потепление", - рассказала менеджер климатической политики и ведущий экономист климатической и энергетической программы Союза обеспокоенных ученых (Union of Concerned Scientists) Рэйчел Клитус.

Монреальский протокол запрещает производство и продажу веществ, которые разрушают озоновый слой, в том числе хлорфторуглеродов (ХФУ) и гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ). Вещества широко использовались как хладагенты (жидкие химические вещества, способствующие охлаждению в холодильных машинах), пенообразующие вещества, аэрозольные пропелленты (газообразующие компоненты аэрозолей), огнезащитные средства и растворители, до того как было признано их негативное воздействие на озоновый слой атмосферы Земли. ХФУ и ГХФУ также признали мощными парниковыми газами, способными удерживать тепло в тысячи раз эффективнее диоксида углерода.

Как установили специалисты, производство и потребление ХФУ фактически прекратились в 1996 году, а производство ГХФУ сократилось на 95% с 1998 года, в результате чего выбросы ХФУ сократились в период с 2008 по 2014 год на две три, а ГХФУ - вполовину.

Ряд предыдущих исследований, в том числе работа специалистов NOAA "Важность Монреальского протокола по защите климата" (The importance of the Montreal Protocol in protecting climate), опубликованная в журнале Национальной академии наук США (Proceedings of the National Academy of Sciences), продемонстрировали более высокую эффективность Монреальского протокола в сокращении глобальных выбросов парниковых газов по сравнению с другими международными мерами.

В новом исследовании впервые приводится количественная оценка эффективности. По прогнозам специалистов, Монреальский протокол позволит сокращать объемы выбросов парниковых газов в США к 2025 году на 500 млн тонн СО 2 -эквивалента ежегодно по сравнению с уровнем 2005 года. Это приблизительно 10% от нынешнего уровня эмиссии углекислого газа в стране.

Борьба за озоновый слой

В 2016 году в Кигали (столице Руанды) 197 сторон Монреальского протокола одобрили Кигалийскую поправку. Страны согласились снять с производства и остановить потребление гидрофторуглеродов (ГФУ). Ранее эти соединения, которые не содержат озоноразрушающих хлора и брома, заменяли ХФУ и ГХФУ. Однако, как установили специалисты, ГФУ стимулируют глобальное потепление.

Поправка вступит в силу в 2019 году, если будет ратифицирована как минимум 20 государствами. Первыми выводить ГФУ из оборота начнут развитые страны. За ними в 2020 году последуют Россия, Белоруссия, Таджикистан, Узбекистан и Казахстан. В большинстве развивающихся стран потребление веществ будет остановлено в 2024 году, а вывод начнется в 2029-м. В Бахрейне, Индии, Иране, Ираке, Кувейте, Омане, Пакистане, Катаре, Саудовской Аравии и ОАЭ это произойдет в 2028 и 2032 годах соответственно.

По плану к концу 2040-х годов потребление ГФУ в странах составит 15-20% от базовых уровней. Как надеются стороны Монреальского протокола, мера поможет избежать глобального повышения температуры на 0,5 градуса.

Первыми, в феврале 2017 года, поправку ратифицировали Маршалловы Острова. "Я горжусь тем, что сегодня моя страна первой ратифицировала Кигалийскую поправку", - сообщила президент страны Хильда Хайн в своем Twitter.

Читайте также: