대기 관측을 통해 추정되는 중국의 디클로로메탄 배출량 급증

Nature Communications 12권, 기사 번호: 7279(2021) 이 기사 인용

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오존층을 파괴하는 물질에 대한 몬트리올 의정서가 성공적으로 이행됨에 따라 대기 중 오존층을 파괴하는 물질의 양은 계속해서 천천히 감소하고 있으며 남극의 오존홀은 회복의 조짐을 보이고 있습니다. 그러나 규제되지 않은 단수명 인위적 염화탄소의 배출 증가는 이러한 이득 중 일부를 상쇄하고 있습니다. 여기에서는 중국에서 산업적으로 생산된 염화탄소인 디클로로메탄(CH2Cl2)의 배출량이 증가했음을 보고합니다. 배출량은 2011년 231(213–245) Gg yr−1에서 2019년 628(599–658) Gg yr−1로 증가했으며, 주로 중국 동부에서 연평균 13(12–15)% 증가했습니다. 중국의 전반적인 CH2Cl2 배출량 증가는 같은 기간 동안 전 세계 배출량 증가 354(281−427) Gg yr−1과 동일한 규모입니다. 전 세계 CH2Cl2 배출량이 2019년 수준으로 유지된다면 CH2Cl2 배출이 없는 시나리오에 비해 남극 오존 회복이 약 5년 정도 지연될 수 있습니다.

성층권 오존층 파괴의 주요 원인으로 간주되는 염화불화탄소(CFC), 할론, 수소화염화불화탄소(HCFC), 사염화탄소(CCl4) 등 장수명 오존층 파괴 물질(ODS)의 전 세계 배출량은 몬트리올 의정서 및 개정안에 의해 부과된 규정의 결과1. 이로 인해 성층권 브롬 및 염소 농도가 감소하고 남극 오존 구멍이 회복되기 시작했습니다2,3. 지구 오존층 회복과 관련된 나머지 불확실성은 대기 수명이 ~6개월 미만인 종으로 정의되는 초단명 할로겐화 물질(VSLS)에서 부분적으로 기인합니다1. 이전에는 VSLS가 성층권 염소 및 브롬 수준에 미미한 영향을 미치는 것으로 생각되어 몬트리올 의정서에 따라 규제되지 않습니다. 그러나 최근 연구에 따르면 VSLS4,5,6,7,8,9,10이 성층권 오존 고갈에 상당히 기여하고 증가하고 있으며 이는 특히 동부와 같은 지역에서 배출되는 경우 몬트리올 의정서의 이점 중 일부를 상쇄할 수 있습니다. 그리고 남아시아에서는 강력한 대류 시스템이 성층권으로의 신속한 이동을 촉진합니다4,8,11,12,13,14,15.

최대 6개월의 수명을 갖는 가장 풍부한 염소 함유 VSLS인 디클로로메탄(CH2Cl2)은16 염소 함유 VSLS에서 주입되는 전체 성층권 소스 가스의 ~70%를 차지합니다1,7. 이 물질은 접착제 및 세척 목적을 위한 방출 용매 및 HFC(수소불화탄소) 생산을 위한 공급원료로 사용되는 것을 포함하여 주로 인위적인 소스에서 유래합니다17,18,19. CH2Cl2의 대기 몰 분율 측정은 2000년대 이후 급격한 증가를 보여주며, 2012~2013년 동안 특히 급속한 성장 기간을 포함하여 연간 전 세계 평균 값이 두 배 증가했습니다1,20. 지구 화학 수송 모델 민감도 연구6에서는 CH2Cl2 몰분율 증가가 2004년과 2014년 사이에 관찰된 속도로 계속된다면 남극 오존층 회복이 최대 ~30년까지 상당히 지연될 것으로 추정했습니다. 전 세계 CH2Cl2 배출이 크게 증가했습니다. 2006년 637(600−673) Gg yr−1(1 sd 불확실성)에서 2017년 1171(1126−1216) Gg yr−1까지의 값은 아시아 지역의 산업 배출량 증가에 기인합니다21. 동아시아와 남아시아의 배출물은 대류 시스템을 통해 성층권으로 빠르게 이동할 수 있으므로, 성층권 오존에 대한 증가하는 영향을 이해하는 데 도움이 되도록 이 지역의 배출물을 정량화하는 것이 중요합니다. 그러나 아시아 내 CH2Cl2 배출량에 대한 대기 관측 기반(하향식) 추정치는 거의 없으며 수년에 걸친 추정치는 없습니다.

이 연구에서 우리는 중국 내 9개 현장의 측정치와 역모델 접근 방식을 사용하여 2011~2019년 중국(홍콩과 마카오를 제외한 중국 본토로 정의)의 연간 CH2Cl2 배출량이 크게 증가했다고 추론합니다. 이 하향식 시계열은 새로 사용 가능한 소비 및 생산 데이터를 사용하여 수집된 상향식 재고와 잘 일치합니다. 우리는 중국의 배출량 증가가 전 세계 배출량 증가에 중요한 역할을 하며 이러한 증가가 성층권 오존층 회복에 영향을 미칠 가능성이 있음을 발견했습니다.