Az ózonréteget károsító anyagokról
Az ózonréteget károsító anyagokról
A 30-as évek elejétől egyre szélesebb körben alkalmaznak az iparban halogénezett szénhidrogéneket: hűtőgépek és légkondicionálók hűtőközegeként; aeroszolos szórópalackok hajtógázaként; műanyagok habosítására (hőszigetelő és csomagoló merev habanyagok, habszivacsok, cipőtalpak stb.); oldószerként (zsírtalanításra az elektronikai és fémiparban, festékekhez, textilvegytisztításra); tűzoltásra.
A korábban csodaanyagoknak kikiáltott vegyületek elterjedését különleges sajátosságaik is elősegítették. Ezek: vegyületként más, szokatlan forráspontjuk; nem égnek, többségük egészségre ártalmatlan; viszonylag olcsón előállíthatók; kémiailag stabilak.
Épp ez utóbbi sajátosságukból ered, hogy a légkörbe jutva hosszú időn át megmaradnak. A leggyakrabban használt vegyületek koncentrációja a 80-as években évi 7%-kal nőtt. A növekedés a troposzféra felső rétegeiben a legkifejezettebb, és a vegyületek a sztratoszférába is feldiffundálnak. Légköri üvegházfokozó szerepük is igen számottevő, egy molekulájuk a szén-dioxidhoz képest több tízezerszeres hatású. Így viszonylag kis koncentrációjuk ellenére is 15–20%-ban felelősek a várható klímaváltozásért.
Az ózonréteget károsító, nagy – általában 70–120 éves – légköri élettartamú halogénezett szénhidrogéneknek két csoportja van:
1. klórozott-fluorozott karbonátok (angol rövidítéssel CFC, hazánkban a DuPont márkanév alapján freonként ismertek);
2. brómozott-fluorozott karbonátok (nemzetközileg és hazánkban is halonnak nevezett vegyületek).
Az egyes csoportokba tartozó vegyületeket a bennük levő klór-, ill. bróm-, továbbá fluor- és szénatomok száma szerint számkóddal jelölik.
Speciális tulajdonságaik miatt igen nehéz feladat a freonok és halonok kiváltása más, környezetkímélő vegyületekkel. Anyagtakarékos megoldásokkal is kísérleteznek, de ezek nem jelentenek végleges megoldást. Ilyenek pl. a hajtógázként vagy hőközlőként alkalmazott freonok fajlagos felhasználásának a csökkentése más anyaggal történő keveréssel, nyílt pórusú műanyag habok gyártásánál és ipari oldószerhasználatnál a levegőbe kerülő freonok visszanyerése, hűtőgépek javításakor és kiselejtezésekor a freon hűtőközeg összegyűjtése és regenerálás utáni újrahasznosítása.
Az utóbbi években e téren nagymértékben felgyorsult kutató és fejlesztő tevékenység számos eredménnyel kecsegtet, de eddig egyetlen felhasználási területen sem hozott átütő sikert. A műanyag habok gyártására szóba jövő alternatív anyag mérgező vagy tűzveszélyes, ráadásul a termékek hőszigetelő tulajdonsága romlik, s hamarabb porladnak. Sok esetben a javasolt megoldás lényegesen drágább, s az áttéréshez szükséges technológiaváltás tovább növeli a költségeket.
Világszerte a freonok szórópalack-hajtógázként történő alkalmazásának a kiküszöbölését szorgalmazzák a leginkább, ez ugyanis jelentős csökkentéssel kecsegtet (e célra használják a freonmennyiségnek csaknem a felét). Egyre szélesebb körben alkalmaznak e célra különböző szénhidrogéneket (szagtalanított propán-butánt, izobutánt, dimetil-étert stb.), ami tűzvédelmi, egészségügyi és környezetvédelmi szempontból is nagy óvatosságot igényel. A szén-dioxid, a nitrogén vagy a tisztított sűrített levegő (ez utóbbi magyar szabadalom!) hajtógázként való alkalmazásához megfelelő szeleprendszert és szórófejet, valamint lényegesen nyomásállóbb palackot kell még kifejleszteni. A helyettesítő anyagokkal gyártott termékek használati értéke is kisebb, hiszen a freon a kipermetezésre kerülő anyagban oldódva a cseppecskéket tovább „robbantja”, s így valóban aeroszol finomságú permetet eredményez. Egyes gyógyszerészeti és műszaki sprayk esetén a freon a hatóanyagreceptúra szerves része, ezeknél a megfelelő helyettesítő anyagok kifejlesztésére tehát még éveket kell várni.
A freonokat világviszonylatban gyártó mintegy kéttucatnyi vegyi gyár már egy évtizede óriási ráfordításokkal kísérletezik az ózonréteget nem károsító helyettesítő anyagok kidolgozásán. Először arra jöttek rá, hogy ha a freonok egy vagy több klóratomját hidrogénnel helyettesítik, légköri élettartamuk lényegesen lerövidül, s a sztratoszférába csak kis hányaduk (2–10%) jut fel. Így született meg a HCFC, magyarul telítetlen (vagy lágy) freoncsalád, amely az üvegházhatás szempontjából is kedvezőbb tulajdonságokat mutat. Újabban aggályok merültek fel a lágy freonok alkalmazásával szemben, mondván: mivel kevésbé stabil vegyületek, mint a kemény freonok, a sztratoszférában könnyebben bomlanak, s így már kis mennyiségük is láncreakciót generálhat. A kérdést épp ezért felülvizsgálják, és használatukat csak átmenetileg, néhány évtizedre javasolják.
Az elmúlt években kifejlesztett, immár klórtartalom nélküli, rokontulajdonságú vegyületek a HFC-k (népszerű elnevezéssel: zöld freonok). Mivel az ózonréteget egyáltalán nem károsítják, több problematikus freonkiváltási területen a jövő ígéretei. Kedvezőtlen tulajdonságuk, hogy üvegházhatásuk – a telített freonokéhoz hasonlóan – erős.
A lágy és zöld freonok körébe tartozó új vegyületeket még az üzemi gyártókapacitás kiépítése előtt mintegy 6 éven át tartó szigorú nemzetközi tesztvizsgálatnak vetik alá rövid és hosszú távú egészségügyi és környezeti hatásaik szempontjából. Kereskedelmi forgalmazásra csak a különösebb probléma nélküli vegyületek kerülhetnek. A lágyfreon-vegyületek közül elsőként a HCFC-22 használata kezdődött meg, de mivel később környezeti hatásait illetően aggályok merültek fel, gyártása további bővítését felfüggesztették. Korlátozott mennyiségben már kapható a HCFC-141b és HCFC-142b, amely a merev műanyag habok előállításánál a CFC-11, ill. a CFC-12 kemény freonokat váltja ki a következő években. A lágyfreon-család többi tagja a tesztelés befejeztével várhatóan 1993-ig, a zöld freonok pedig csak azután kerülnek forgalomba.
Mivel ezen új vegyületek kifejlesztése és tesztelése igen nagy ráfordításokat igényel, továbbá gyártási technológiájuk is bonyolultabb, a lágy freonok 2–5-ször, a zöld freonok pedig 5–7-szer lesznek drágábbak az eddig alkalmazott kemény freonoknál. Ezáltal rengeteg termék lesz drágább, de ennek van egy pozitív hatása is: gazdaságosabb új technológiák kifejlesztésére ösztönöz.
A főként tűzvédelemre használt halonok helyettesítésére a legutóbbi időkig még csak remény sem volt. 1990 tavaszán jelentette be a DuPont cég, hogy két olyan vegyületet talált, amely a jövőben alternatív anyaggá válhat.
Legutóbb az ózonréteg-károsító vegyületek közé sorolták a szén-tetrakloridot és a metil-kloroformot is. Míg egyes országokban felhasználásuk még mindig rohamosan nő, más országokban számos területen máris kiváltották őket kevésbé toxikus és rövidebb élettartamú, tehát az ózonréteget nem károsító rokon vegyületekkel. A szén-tetraklorid intermedierként továbbra is használható.
