Co jsou hydrochlorfluoruhlovodíky (HCFC)?

HCFC jsou sloučeniny obsahující uhlík, vodík, chlor a fluor. Průmysl a vědecká komunita považují některé chemické látky z této třídy sloučenin za přijatelné dočasné alternativy k chlorfluoruhlovodíkům. HCFC mají kratší životnost v atmosféře než CFC a dodávají méně reaktivní chlor do stratosféry, kde se nachází „ozónová vrstva“. V důsledku toho se očekává, že tyto chemické látky budou přispívat k úbytku stratosférického ozonu mnohem méně než freony. Protože stále obsahují chlor a mají potenciál ničit stratosférický ozon, jsou považovány pouze za dočasnou náhradu freonů. Současná mezinárodní legislativa nařídila omezení výroby HCFC; výroba je zakázána po roce 2020 v rozvinutých zemích a po roce 2030 v rozvojových zemích.

Obrázek 1. Pozorované změny v atmosféře pro náhradní halogenované uhlovodíky ze sítě NOAA/GML Flask Sampling Network.

HCFC jsou méně stabilní než CFC, protože molekuly HCFC obsahují vazby uhlík-vodík. Vodík navázaný na uhlík v organických sloučeninách, jako jsou tyto, je napadán hydroxylovým radikálem v dolní části atmosféry zvané troposféra. (Protože freony neobsahují vodík, a tedy ani vazby uhlík-vodík, nejsou hydroxylovým radikálem ničeny.) Při oxidaci HCFC v troposféře se uvolněný chlor obvykle spojuje s dalšími chemickými látkami za vzniku sloučenin, které se rozpouštějí ve vodě a ledu a jsou z atmosféry odstraňovány srážkami. Když se HCFC zničí tímto způsobem, jejich chlor se nedostane do stratosféry a nepřispívá k ničení ozonu.

Nějaká část molekul HCFC uvolněných do atmosféry se dostane do stratosféry a tam se zničí fotolýzou (rozkladem iniciovaným světlem). Chlor uvolněný ve stratosféře se pak může účastnit reakcí poškozujících ozonovou vrstvu stejně jako chlor uvolněný fotolýzou freonů. Vzhledem k tomu, že HCFC jsou v atmosféře významně rozkládány dvěma mechanismy (na rozdíl od CFC, které jsou ve stratosféře ničeny téměř výhradně fotolýzou), a protože rychlost fotolýzy HCFC je obecně pomalejší než u CFC, uvolňuje se z HCFC ve spodní stratosféře ve srovnání s CFC úměrně méně chloru. Tyto vlastnosti vysvětlují, proč se očekává, že HCFC poškozují stratosférický ozon mnohem méně než ekvivalentní množství CFC.

Jak se atmosférické koncentrace HCFC měnily v průběhu času?

Pravidelná a pečlivá měření ovzduší ze vzdálených míst ukazují, že globální koncentrace HCFC v průběhu času rychle rostly. Tento nárůst lze přičíst zvýšenému používání HCFC jako náhrady CFC a dalších chemických látek jako rozpouštědel/čisticích prostředků, chladiv, pěnotvorných prostředků, klimatizačních kapalin atd. počínaje koncem 80. a začátkem 90. let 20. století. Měření vzduchu uloženého v nádobách, které byly původně naplněny již v roce 1977, a měření ještě staršího vzduchu zachyceného ve sněhu nad Antarktidou nebo Grónskem umožnila vědcům z NOAA, CSIRO (Austrálie) a University of East Anglia (Velká Británie) rekonstruovat, jak se koncentrace těchto plynů v atmosféře za posledních 100 let změnily. Vyplývá z toho, že na počátku 20. století se HCFC v atmosféře nevyskytovaly. Jakmile bylo jejich používání podpořeno, aby se urychlilo vyřazování freonů a příbuzných plynů poškozujících ozonovou vrstvu, koncentrace HCFC se rychle zvýšily z nulových hodnot na hodnoty pozorované v současnosti.

Vzhledem k poškozování stratosférického ozonu vyrovnal nárůst koncentrací HCFC pokles pozorovaný u koncentrací CFC a dalších chemických látek poškozujících ozonovou vrstvu v atmosféře?

Rovnováhu ozonu ve stratosféře určuje řada důležitých faktorů včetně koncentrace reaktivních chemických látek chloru a bromu. Dramatické zvýšení koncentrace chlóru a bromu ve stratosféře od 50. let 20. století přineslo zvýšenou destrukci ozonu. Ničení je nejvýraznější na jaře (září-listopad) nad Antarktidou, ale v menší míře je pozorováno také nad Arktidou v březnu až květnu a nad středními zeměpisnými šířkami po celý rok. Měření NOAA týkající se freonů, HCFC a dalších látek poškozujících ozonovou vrstvu však ukazují, že celkové množství chloru a bromu v atmosféře začalo klesat v 90. letech 20. století! Tento pokles je přímým důsledkem toho, že mnoho států dodržuje předpisy uvedené v Montrealském protokolu, které omezují výrobu látek poškozujících ozonovou vrstvu. Zatímco tedy koncentrace HCFC v atmosféře nadále rostly, dosud pozorovaný pokles u silnějších látek poškozujících ozonovou vrstvu (jako jsou CFC a methylchloroform) více než vyrovnal zvýšený vliv HCFC. Předpisy Montrealského protokolu, které omezují a případně eliminují výrobu HCFC, jsou navrženy se záměrem, aby se HCFC nestaly větším problémem než CFC, které nahradily.

Co poskytují měření NOAA/GML tvůrcům veřejné politiky, široké veřejnosti a vědecké komunitě?

Měření NOAA/GML umožňují nejkomplexnější a nejkonzistentnější obraz globálních koncentrací stopových plynů a změn těchto koncentrací v čase. Stopové plyny, které měříme, hrají důležitou roli při určování množství ozonu ve stratosféře. Silně také ovlivňují tepelnou rovnováhu v atmosféře, protože pohlcují světlo a protože ovlivňují jiné plyny, které pohlcují světlo (ozon ve stratosféře). Pouze při pokračujícím monitorování Cl, Br, aerosolů a teplot budeme schopni odpovědět na otázky:

• Funguje Montrealský protokol?
• Probíhá obnova ozonové vrstvy podle očekávání?
• Existují v našem chápání jevů poškozování ozonové vrstvy nějaké zásadní mezery?
• Zpomaluje nárůst skleníkových plynů obnovu ozonové vrstvy?

Další informace získáte na adrese: Montzka; tel.:
Dr: (303)-497-6657