Ce sunt hidroclorofluorocarburile (HCFC)?

HCFC sunt compuși care conțin carbon, hidrogen, clor și fluor. Industria și comunitatea științifică consideră anumite substanțe chimice din această clasă de compuși ca fiind alternative temporare acceptabile la clorofluorocarburi. HCFC-urile au o durată de viață în atmosferă mai scurtă decât CFC-urile și livrează clor mai puțin reactiv în stratosferă, unde se găsește „stratul de ozon”. În consecință, se preconizează că aceste substanțe chimice vor contribui mult mai puțin la reducerea stratului de ozon stratosferic decât CFC-urile. Deoarece conțin încă clor și au potențialul de a distruge stratul de ozon stratosferic, ele sunt privite doar ca înlocuitori temporari ai CFC-urilor. Legislația internațională actuală a impus plafoane de producție pentru HCFC; producția este interzisă după 2020 în țările dezvoltate și după 2030 în țările în curs de dezvoltare.

Figura 1. Modificări atmosferice observate pentru halocarburile de substituție din NOAA/GML Flask Sampling Network.

HCFC-urile sunt mai puțin stabile decât CFC-urile deoarece moleculele de HCFC conțin legături carbon-hidrogen. Hidrogenul, atunci când este atașat la carbon în compuși organici precum aceștia, este atacat de radicalul hidroxil în partea inferioară a atmosferei cunoscută sub numele de troposferă. (CFC-urile, deoarece nu conțin hidrogen și, prin urmare, nici legături carbon-hidrogen, nu sunt distruse de radicalul hidroxil). Atunci când HCFC-urile sunt oxidate în troposferă, clorul eliberat se combină de obicei cu alte substanțe chimice pentru a forma compuși care se dizolvă în apă și gheață și sunt eliminați din atmosferă prin precipitații. Atunci când HCFC se distrug în acest mod, clorul lor nu ajunge în stratosferă și nu contribuie la distrugerea ozonului.

O anumită parte din moleculele de HCFC eliberate în atmosferă vor ajunge în stratosferă și vor fi distruse acolo prin fotoliză (descompunere inițiată de lumină). Clorul eliberat în stratosferă poate participa apoi la reacții de distrugere a ozonului, la fel ca și clorul eliberat prin fotoliza CFC-urilor. Deoarece HCFC-urile sunt degradate în mod semnificativ prin două mecanisme în atmosferă (spre deosebire de CFC-uri, care sunt distruse aproape exclusiv prin fotoliză în stratosferă) și deoarece ratele de fotoliză ale HCFC-urilor sunt, în general, mai lente decât cele ale CFC-urilor, în stratosfera inferioară se eliberează proporțional mai puțin clor de la HCFC-uri decât de la CFC-uri. Aceste proprietăți explică de ce se așteaptă ca HCFC să epuizeze mult mai puțin ozonul stratosferic decât cantități echivalente de CFC.

Cum au evoluat în timp concentrațiile atmosferice de HCFC?

Măsurătorile regulate și atente ale aerului din locații îndepărtate arată că concentrațiile globale de HCFC au crescut rapid în timp. Această creștere poate fi atribuită utilizării sporite a HCFC ca înlocuitori pentru CFC și alte substanțe chimice ca solvenți/ agenți de curățare, agenți frigorifici, agenți de spumare, fluide de aer condiționat etc., începând cu sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990. Măsurătorile aerului stocat în containere care au fost inițial umplute încă din 1977 și măsurătorile aerului și mai vechi, captat în zăpada de deasupra Antarcticii sau Groenlandei, au permis oamenilor de știință de la NOAA, CSIRO (Australia) și Universitatea East Anglia (Regatul Unit) să reconstituie modul în care concentrațiile acestor gaze s-au modificat în atmosferă în ultimii 100 de ani. Imaginea care se conturează este una în care HCFC-urile nu erau prezente în atmosferă la începutul secolului XX. Odată ce utilizarea lor a fost încurajată pentru a contribui la accelerarea eliminării treptate a CFC și a altor gaze care epuizează stratul de ozon, concentrațiile de HCFC au crescut rapid de la zero la valorile observate în prezent.

În ceea ce privește epuizarea stratului de ozon stratosferic, creșterile concentrațiilor de HCFC au compensat scăderile observate în concentrațiile atmosferice ale CFC și ale altor substanțe chimice care epuizează stratul de ozon?

Echilibrul ozonului din stratosferă este determinat de o serie de factori importanți, inclusiv de concentrația de substanțe chimice reactive de clor și brom. Creșterile dramatice ale concentrației de clor și brom în stratosferă începând cu anii 1950 au dus la o distrugere sporită a ozonului. Distrugerea este cea mai izbitoare în timpul primăverii (septembrie-noiembrie) deasupra Antarcticii, dar se observă, de asemenea, în mai mică măsură, deasupra Arcticii în perioada martie-mai și la latitudini medii pe tot parcursul anului. Cu toate acestea, măsurătorile efectuate de NOAA pentru CFC, HCFC și alte substanțe care distrug stratul de ozon arată că cantitatea totală de clor și brom din atmosferă a început să scadă în anii 1990! Această scădere este rezultatul direct al aderării multor națiuni la reglementările descrise în Protocolul de la Montreal pentru a limita producția de substanțe care epuizează stratul de ozon. Astfel, în timp ce concentrațiile atmosferice de HCFC au continuat să crească în atmosferă, scăderile observate până în prezent pentru substanțele mai puternice care epuizează stratul de ozon (cum ar fi CFC și metilcloroformul) au mai mult decât compensat influența sporită a HCFC. Reglementările Protocolului de la Montreal care restricționează și, în cele din urmă, elimină producția de HCFC sunt concepute cu intenția ca HCFC să nu devină o problemă mai mare decât CFC-urile pe care le-au înlocuit.

Ce oferă măsurătorile NOAA/GML factorilor de decizie politică publică, publicului larg și comunității științifice?

Măsurătorile NOAA/GML permit cea mai cuprinzătoare și mai coerentă imagine a concentrațiilor globale de gaze de urmă și a modificărilor acestor concentrații în timp. Gazele urmă pe care le măsurăm joacă un rol important în determinarea cantităților de ozon din stratosferă. De asemenea, acestea influențează puternic echilibrul căldurii în atmosferă, deoarece absorb lumina și deoarece afectează alte gaze care absorb lumina (ozonul din stratosferă). Numai prin monitorizarea continuă a Cl, Br, aerosolilor și a temperaturilor vom putea răspunde la întrebările:

• Protocolul de la Montreal funcționează?
• Refacerea stratului de ozon decurge conform așteptărilor?
• Există lacune majore în înțelegerea noastră a fenomenului de epuizare a stratului de ozon?
• Creșterea gazelor cu efect de seră întârzie recuperarea stratului de ozon?

pentru mai multe informații, vă rugăm să contactați:
Dr. Stephen A. Montzka; telefon: (303)-497-6657