Озоноразрушающие Вещества
Материал из Moscs
Озоноразрушающие вещества (ОРВ) – это химические соединения, в основе
которых хлорированные, фторированные или бромированные углеводороды,
обладающие потенциалом вступать в реакцию с молекулами озона в
стратосфере. Если вещество содержит только фтор (не содержит хлор или
бром), оно не является озоноразрушающим веществом. К ОРВ относятся
следующие вещества:
• Хлорфторуглероды (ХФУ)
• Гидрохлорфторуглероды (ГХФУ)
• Галоны
• Гидробромфторуглероды (ГБФУ)
• Бромхлорметан
• 1,1,1-трихлорэтан (метилхлороформ)
• Четыреххлористый углерод
• Бромистый метил
Способность этих веществ расщеплять озоновый слой называется
озоноразрушающим потенциалом (ОРП). ОРП для каждого вещества
определяется исходя из того, что ОРП ХФУ-11 условно равен 1
Значения ОРП для некоторых ОРВ
ХФУ-11 1,0
ХФУ-12 1,0
Галон-1301 10,0
Четыреххлористый
углерод 1,1
Метилхлороформ 0,1
ГХФУ-22 0,055
ГБФУ-22B1 0,74
Бромхлорметан 0,12
Бромистый метил 0,6
Потенциал глобального потепления (GWP - ПГП) – это «вклад» каждого
парникового газа (газ, который удерживает тепло в земной атмосфере) в
глобальное потепление относительно двуокиси углерода, чей потенциал
глобального потепления определен как 1. Потенциал глобального потепления
обычно относится к периоду в 100 лет (GWP 100). Вопросы глобального
потепления и изменения климата более подробно рассматриваются в конце
этой главы.
Где используются ОРВ?
В большинстве развивающихся стран крупнейшей отраслью, где все еще
используются ОРВ, остается сектор обслуживания холодильников и
кондиционеров, где ХФУ и ГХФУ используются как хладагенты в системах
охлаждения. Но ГХФУ, переходные вещества, во всем мире постепенно
выводятся из производства и употребления в рамках Монреальского
протокола.
ОРВ также используются как вспенивающие агенты при производстве пен, в
качестве чистящих растворителей в электронной промышленности и в
химической чистке, распылителей в аэрозолях и в медицинских дозирующих
аэрозольных ингаляторах (ДАИ), используемых для лечения легочных
заболеваний, в качестве стерилизаторов в больницах, в качестве средств
пожаротушения, фумигантов для контроля над вредителями и для
карантинной обработки перед отправкой, а также в качестве исходного сырья
в химическом производстве. ОРВ могут также применяться в качестве
лабораторных или аналитических реагентов.
Использование в качестве хладагентов
ОРВ используются в качестве хладагентов в холодильных, кондиционирующих системах и тепловых насосах. ХФУ хладагенты постепенно заменяются на ГХФУ с меньшим озоноразрушающим потенциалом (ОРП и ПГП > 0), ГФУ
хладагенты (ОРП= 0, но ПГП > 0) и углеводородные хладагенты (ОРП = 0 и
ПГП очень низок).
Во многих бытовых холодильниках в качестве хладагента используется ХФУ-
12. В торговых холодильных системах, используемых как витрины и для
хранения свежих и замороженных продуктов, в качестве хладагентов могут
использоваться ХФУ-12, R-502 (смесь ХФУ-115 и ГХФУ-22) или ГХФУ-22. На
транспортных рефрижераторах и кондиционирующих системах, используемых
в наземных и железнодорожных контейнерах, грузовых и пассажирских судах,
могут применяться ХФУ-11, ХФУ-12, ХФУ--114, ГХФУ-22 или ХФУ, содержащие
смеси R-500 (смесь ХФУ-12 и ГФУ-152a) и R-502 (смесь ХФУ-115 и ГХФУ-22).
В воздухо - кондиционирующих установках и тепловых насосах, применяемых
в зданиях, в качестве хладагентов могут содержаться большие количества
ГХФУ-22, ХФУ-11, ХФУ-12 или ХФУ-114. ХФУ-хладагенты чаще всего можно
обнаружить в кондиционерах транспортных средств, произведенных до 1994г.
Многие заменители хладагента ХФУ-12 основаны на смесях, содержащих ГХФУ.
В тех странах, где ХФУ и ГХФУ постепенно выводятся из производства и
потребления, заменители хладагентов включают гидрофторуглероды (ГФУ),
такие как R-134a и гидроуглероды (ГУ), такие как изобутан. ГФУ и ГУ не
регулируются Монреальским протоколом, потому что они не являются
озоноразрушающими веществами (т.е., их ОРП = 0). ХФУ и ГХФУ могут
завозиться контрабандным путем с неправильной маркировкой ГФУ или ГУ. В
Главе 5 обсуждаются различные контрабандные схемы для ОРВ.
Использование в качестве пенообразователей
До введения регулирующего контроля, ХФУ-11 использовался в качестве
основного пенообразующего агента при производстве полиуретана,
фенопласта, полистирола и пенно-полиолефиновых пластиков. Пены
используются для производства широкого ассортимента продукции, а также в
качестве изоляционных материалов. В настоящее время ХФУ-11 постепенно
заменяется на ГХФУ-141b или же на альтернативные вещества, не являющиеся
ОРВ (ГФУ, ГУ).
Использование в качестве чистящих растворителей
ХФУ-113 широко использовался как чистящий растворитель в процессах
электронной сборки, для высокоточной очистки и для общего обезжиривания
металлов в производственных процессах. Он также использовался в
химчистках (сухая чистка) и в качестве пятновыводителя в текстильной
промышленности. Прочие озоноразрушающие растворители включают
метилхлороформ и четыреххлористый углерод, которые заменяются
веществами, не разрушающими озоновый слой.
Использование в качестве распылителей
В середине 1970-х, в ХФУ - распылителях, используемых во всем мире в
аэрозольной продукции, 60% составляли ХФУ-11 и ХФУ-12. К концу 1970-х,
страны начали вводить запрет или ограничения на использование ХФУ в
аэрозольной продукции. В настоящее время почти вся аэрозольная продукция
в мире, за исключением медицинских ингаляторов (исключение на
использование), производится без ХФУ.
Использование в качестве стерилизаторов
Смеси ХФУ-12 и оксида этилена используются в медицине для стерилизации в
больницах и поликлиниках. Компонент ХФУ снижает пожаро - и
взрывоопасность от оксида этилена. Наиболее известная смесь, 12/88,
содержит 88 процентов ХФУ-12 по весу. Оксид этилена используется для
стерилизации предметов, чувствительных к нагреванию и влаге, таких как
катетеры и медицинское оборудование, в котором используется волоконная
оптика. В настоящее время в качестве стерилизующих средств имеются не
разрушающие озон заменители.
Использование в качестве огнетушителей
Галоны и ГБФУ широко использовались в качестве огнетушителей, но во
многих случаях они уже заменены на ГФУ, инертные газы, двуокись углерода и
водяную пыль.
Использование в качестве фумигантов
Бромистый метил широко применялся и применяется как пестицид для
фумигациции почвы с тем, чтобы защитить сельскохозяйственные культуры и
предотвратить появление вредителей. Однако, были созданы альтернативные
вещества, не содержащие ОРВ (как химические, так и не химические), для
замены этого очень сильного фумиганта. Но согласно Монреальскому
протоколу, разрешается использовать бромистый метил в карантинных целях
и для обработки грузов перед отправкой.
Использование в качестве сырья
ГХФУ и четыреххлористый углерод обычно используются в качестве сырья в
химическом синтезе. Четыреххлористый углерод, когда используется в
качестве реагента в производственных процессах, ускоряет или замедляет
химическую реакцию. ОРВ, используемые в качестве исходного сырья, обычно
не высвобождаются в атмосферу и поэтому не разрушают озоновый слой.
Использование для лабораторных и аналитических целей
В небольших количествах четыреххлористый углерод и другие ОРВ
используются для химических реакций и в качестве аналитических реагентов в
лабораториях.
Как ОРВ высвобождаются в стратосферу?
ОРВ высвобождаются в стратосферу множеством способов, включая
следующие:
• Обычное использование очищающих растворителей, красок, оборудования
пожаротушения, и баллончиков с аэрозолями, которые выделяют ОРВ
• Вентилирование и продувка в ходе обслуживания систем охлаждения и
кондиционирования
• Использование бромистого метила для фумигации почвы, для контроля над
пестицидами после сбора урожая, в карантинных целях и для обработки
грузов перед отправкой
• Уничтожение ОРВ - содержащей продукции и оборудования, таких как пены
и холодильники
• При утечках в оборудовании (в системах охлаждения, в огнетушителях) и
продукции, содержащей ОРВ.
Попав в атмосферу, ОРВ распределяются в окружающем воздухе. Они могут
достигать стратосферы, смешиваясь с воздушными массами вследствие
термодинамического эффекта и диффузии. Благодаря длительности своего
жизненного цикла, большинство ОРВ достигают стратосферы.
Когда восстановится озоновый слой?
Согласно отчету Группы по Научной Оценке за 2006 г., если все Стороны
Монреальского протокола и поправок к нему выполнят свои обязательства по
поэтапному выведению ОРВ из производства и употребления, концентрация
молекул озона в стратосфере достигнет «нормального» уровня над
Антарктикой к 2065 г. Такой длительный период восстановления учитывает
количество ХФУ-11 и ХФУ-12 в холодильниках и другом оборудовании,
которое, в конечном итоге, будет выпущено в атмосферу, и увеличение
производства ГХФУ-22. Такой период восстановления частично обусловлен
продолжительностью жизни ОРВ и цепными реакциями, которые разрушают
молекулы озона. Ожидается, что озоновая дыра над Антарктикой будет
регулярно формироваться в течение еще двух десятилетий.
Случаи заболевания раком кожи и катарактой глаз снизятся
предположительно до «нормального» уровня с задержкой в 20-50 лет, к концу
столетия. Независимо от типа кожи, люди всех возрастов, но особенно дети и
подростки, должны использовать эффективные средства защиты кожи и глаз,
чтобы не нанести вред здоровью.