en ru

chlorofluorouhlovodíky (CFC)

  • Stručná charakteristika

    Fluorochlorouhlovodíky (CFC) jsou organické sloučeniny obsahující chlór, fluór a uhlík. Jako freony jsou známy díky stejnojmennému obchodnímu názvu společnosti DuPont. Dnes se tato skupina látek nazývá spíše tzv. tvrdé freony. CFC se v přírodě přirozeně nevyskytují, ale díky svým vhodným chemickým vlastnostem se staly bohužel její běžnou součástí. Uplatnění CFC našly jako chladící média, hnací plyny v aerosolových sprejích, čisticí prostředky a rozpouštědla. V atmosféře CFC působí jako skleníkové plyny a pomocí chlóru rozkládají atmosférický ozón chránící zemský povrch před UV zářením.

    CFC se nejčastěji dostávají do atmosféry při jejich použití, výrobě, či likvidaci. Životnost CFC v atmosféře je u jednotlivých sloučenin různá, ale pohybuje se v rozmezí desítek až stovek let. V roce 1989 vešel v platnost tzv. Montrealský protokol, který stanovuje určitou „cestovní mapu“ k společnosti bez CFC. Hlavním cílem je nahradit CFC podobnými látkami bez nežádoucích účinků na atmosférický ozón. V České Republice je výroba a spotřeba CFC pro běžné účely zakázána od roku 1996. Ale i zde se najdou výjimky, ať již z důvodů technologických, či vědeckých. Problémem stále představují rozvojové země.

  • Podrobná charakteristika

    Fluorochlorouhlovodíky (CFC) jsou organické sloučeniny obsahující chlór, fluór a uhlík. Jako freony jsou známy díky stejnojmennému obchodnímu názvu společnosti DuPont. Dnes se tato skupina látek nazývá spíše tvrdé freony. V tzv. měkkých freonech není na rozdíl od tvrdých freonů vodík plně nahrazen chlórem a fluorem (mají tedy zkratku HCFC a v této databázi je jim věnována samostatná stránka). Za normálních podmínek se jedná o plynné nebo nízkovroucí kapalné inertní látky bez barvy a buď bez zápachu, nebo jen s mírným etherickým zápachem. V přírodě se CFC přirozeně nevyskytují, byly vyvinuty v 30. letech 20. století jako náhrada za doposud používané chladící média (amoniak a oxid siřičitý). CFC se uměle připravují nahrazením atomů vodíku v molekulách alkanů atomy chlóru a fluoru. Freony odvozené od methanu se označují dvojčíselným kódem, zatímco ty odvozené od ethanu trojčíselným, který začíná jedničkou. V tomto kódu poslední číslo značí počet atomů fluoru v molekule, předposlední číslo pak počet zbývajících (nenahrazených) atomů vodíku zvětšený o jednotku.

    Díky své chemické stálosti a snadné zkapalnitelnosti se po dlouhou dobu tvrdé freony jevily jako ideální chemické látky, které našly široké uplatnění především jako chladící médium, v klimatizacích a tepelných čerpadlech. Freonů 11 a 12 se hojně využívalo také jako hnacích plynů v aerosolových sprejích či jako nadouvadel při výrobě polystyrenu a polyuretanu. Freon 113 našel široké využití jako čisticí prostředek nebo rozpouštědlo, zejména v elektrotechnickém a elektronickém průmyslu. Tak tomu bylo až do 70. let minulého století, kdy poprvé vědci F. S. Rowland a M. J. Molina vystoupili s domněnkou, že freony poškozují ozónovou vrstvu Země, která chrání zemský povrch před tvrdým UV zářením. (Více viz část věnovanou výskytu v životním prostředí.)

    Před rokem 1987 se látek CFC na světě spotřebovalo okolo 1,1 mil. tun ročně, podstatná část v hospodářsky vyspělých zemích (0,9 mil. tun, z toho v dnešní ČR přes 5.500 tun, tedy 0,5 % světové spotřeby). Téměř celé toto množství přecházelo do ovzduší.

    Výroba a spotřeba CFC byla pro běžné účely v hospodářsky vyspělých státech včetně České republiky, již téměř úplně vyloučena 1. lednu 1996. Ovšem ve výjimečných případech, odůvodňovaných tak, že dosud nejsou k dispozici vhodné náhrady, jejich spotřeba dosud přetrvává na základě udělovaných výjimek. Jedná se například o některá použití ve zdravotnictví při léčbě chronických plicních onemocnění (léčivé přípravky pro léčbu astmatu – zde se celosvětově spotřebuje téměř 7.000 tun CFC), obrany státu, požární ochrany, v oblasti vědy a laboratorního použití. Také pro tyto výjimečné případy se v současné době celosvětově hledají vhodná náhradní řešení. V roce 2001 hospodářsky vyspělé země spotřebovaly pouhých 7.000 tun látek CFC.

    Velkým problémem zůstává použití CFC v rozvojových zemích. Proces jejich vyloučení v těchto zemích byl zahájen až 1. července 1999 a je naplánován do r. 2010. Spotřeba CFC v těchto zemích poklesla z 200 000 tun v r. 1986 na 170 000 tun v r. 2001. Největšími spotřebiteli jsou Brazílie, Čína a Korejs Již od 70. Let minulého století se objevovala a stále objevuje snaha nahradit tvrdé freony CFC něčím méně škodlivým. Nejprve přišly na trh již výše zmiňované měkké freony, tzv. HCFC. HCFC měly být méně stabilní, což zvyšovalo pravděpodobnost jejich degradace ještě před dosažením ozónové vrstvy. Tyto domněnky se nepotvrdily a HCFC i přes veškerou dobrou vůli nadále dopravovaly do stratosféry velké množství chlóru. Řešením, zdá se, nejsou ani fluorované uhlovodíky HFC. Ty sice nepoškozují ozónovou vrstvu, ale zato jsou významným hráčem na poli skleníkových plynů. Nabízí se možnost návratu k tradičním chladícím mediím, amoniaku a oxidu siřičitému, která již nyní řada výrobců ve svých chladících zařízení opět používá.

    Tvrdé freony v České republice vyráběla Spolchemie Ústí nad Labem. V celosvětovém měřítku pak s jejich výrobou byla spjata především nadnárodní společnost DuPont.

  • Účinky na zdraví lidí a zvířat

    Freony samotné přímo nepředstavují přímé riziko pro zdraví lidí či zvířat. Jejich nebezpečnost spočívá v narušování ozónové vrstvy Země. Ta zabraňuje dopadu tvrdého UV záření na zemský povrch, což v podstatě umožňuje existenci života na Zemi.

    Vyššímu procentu UV - B záření dopadajícího na zemský povrch se připisují tři efekty na lidské zdraví: nárůst rakoviny kůže, poškození zraku a oslabení imunitního systému.
    Vědecké výzkumy také prokázaly citlivost na zvýšené ozařování složkou UV - B u dvou třetin zkoumaných rostlin. Tyto rostliny vykazovaly nižší vzrůst, měly drobnější listy a nepříznivé bylo i opylování. U stromů byla zjištěna zvýšená citlivost vůči ultrafialovému záření zejména u borovice.

    Z vodních organismů je na ultrafialové záření nejvíce citlivý zooplankton žijící blízko vodní hladiny, který nemá čidla, jež by ho varovala před ozářením. Toto záření také odbarvuje fytoplankton a zabraňuje tak u něj fotosyntéze.

    Hlášení o počasí většinou obsahuje i informaci o stavu ozónové vrstvy Země s doporučenou délkou pobytu na přímém slunci.

    Některé chlorofluorouhlovodíky jsou podezřelé z mutagenního působení.

  • Výskyt v životním prostředí

    F. S. Rowland a M. J. Molina vystoupili v roce 1974 s domněnkou, že freony vypouštěné rostoucím tempem mohou v ovzduší dlouho přetrvávat a pronikat až do stratosféry. Zde se z nich působením ultrafialového slunečního záření odštěpuje chlór, který pak katalyticky rozkládá ozón. Jeden atom chlóru takto může rozložit až 10 000 molekul ozónu.

    Původní domněnka o rozkladu ozónu působením chlóru (a jak se později ukázalo i působením bromu - viz např. metylbromid) byla pozdějšími vědeckými výzkumy v zásadě potvrzena. Ve druhé polovině osmdesátých let 20. století se na družicových snímcích jižního pólu objevily vysoké úbytku ozónu. Reakcí na tato zjištění byl vznik mezinárodní úmluvy na ochranu ozónové vrstvy Země, pro niž se vžil název Montrealský protokol. Ten stanovil data postupného nahrazování ozón poškozujících látek méně problematickými alternativami.

    Následující obrázek je zmenšený družicový snímek zachycující tzv. ozonovou díru nad jižní poloukolí (sytě červená oblast) v říjnu 1998.

    Mezi přítomností chlóru v oblasti ozónové vrstvy Země (15 - 50 km nad zemským povrchem) a koncentrací ozónu byla prokázána přímá závislost. Úhrnné množství ozónu ve sloupci vzduchu nad určitým místem se měří pomocí absorpce ultrafialového slunečního záření a vyjadřuje se v tzv. Dobsonových jednotkách. Jeden Dobson odpovídá vrstvě ozónu (při normální teplotě a tlaku) o síle jedné setiny mm. Průměrné úrovně stratosférického ozónu se pohybují v rozmezí 300 - 400 Dobsonových jednotek.

    Přestože je CFC v České republice již zakázáno vyrábět a používat, stále se zde nacházejí nebezpečné zdroje jejich úniků. Jsou jimi například stará chladicí zařízení, včetně průmyslových provozů. Dle dokumentace předložené podnikem obsahuje freony i například zařízení ve výrobě PVC ve Spolaně Neratovice.
    Nebezpečí úniků freonů ze starých lednic nesouvisí jenom s freony obsaženými v samotném chladicím systému, ale také v izolaci, kde se freony používaly jako nadouvadla.

    Bez problémů není ani likvidace freonů. K jejich spalování je využívána například spalovna Ekotermex ve Vyškově. Hořením freonů stejně jako dalších chlorovaných látek mohou vznikat nebezpečné dioxiny. Kromě toho mohou freony při neopatrné manipulaci a skladování unikat do ovzduší.

  • Synonyma

    CFC (CFC 11, CFC 12 atd.), R (R 11, R 12 atd.), FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe)
  • Limity pro ovzduší

    První zákon na ochranu ozónové vrstvy přijala ČR už v roce 1993, na jeho přípravě se významně podílely ekologické organizace. V roce 1995 jej nahradil zákon nový a od roku 2002 je ochrana ozónové vrstvy začleněna do zákona o ochraně ovzduší. V současné době se na našem území uplatňuje také evropské nařízení o látkách, které poškozují ozónovou vrstvu Země. Výroba a až na výjimky (viz text výše) i spotřeba těchto látek je zakázána. Stejně tak je zakázáno je volně vypouštět do ovzduší.

  • Ostatní limity

    Pracovní prostředí
    chlortrifluor­methan: PEL (přípustný expoziční limit): 4 000 mg/m3 (pro dlouhodobou expozici) (nařízení 361/2007 Sb.)
    NPK-P (nejvyšší přípustná koncentrace: 6 000 mg/m3 (nařízení 361/2007 Sb.)

    dichlordifluor­methan: PEL (přípustný expoziční limit): 3 000 mg/m3 (pro dlouhodobou expozici) (nařízení 361/2007 Sb.)
    NPK-P (nejvyšší přípustná koncentrace: 5 000 mg/m3 (nařízení 361/2007 Sb.)

    trichlorfluormethan: PEL (přípustný expoziční limit): 3 000 mg/m3 (pro dlouhodobou expozici) (nařízení 361/2007 Sb.)
    NPK-P (nejvyšší přípustná koncentrace: 4 500 mg/m3 (nařízení 361/2007 Sb.)

    1,2-dichlor-1,1,2,2-tetrafluorethan: PEL (přípustný expoziční limit): 3 000 mg/m3 (pro dlouhodobou expozici) (nařízení 361/2007 Sb.)
    NPK-P (nejvyšší přípustná koncentrace: 5 000 mg/m3 (nařízení 361/2007 Sb.)

    Integrovaný registr znečišťování:

    Ohlašovací práh pro emise do ovzduší: 1 kg/rok

    Ohlašovací práh pro přenosy mimo provozovnu: 100 kg/rok

  • Mezinárodní úmluvy a legislativa

    Montrealský protokol o látkách poškozujících ozonovou vrstvu Země.

  • Tabulka

    Tabulka: Zařazení látky v seznamu látek pro integrovaný registr znečišťování dle Nařízení Evropského parlamenu a Rady (ES) č. 166/2006, dle Nařízení vlády č. 145/2008 Sb. a dle Nařízení vlády č. 450/2011 Sb.

    č. číslo CAS ohlašovaná látka ohlašovací prahy v kg/rok více informací
         

    A

    (ovzduší)

    B

    (voda)

    C

    (půda)

    D

    (odpady)

    o seznamu najdete
    15    chlorofluorouhlovodíky (CFC)  1       zde

    Vysvětlivky:
    A = ohlašovací práh pro emise do ovzduší
    B = ohlašovací práh pro emise do vody a pro přenosy do vody
    C = ohlašovací práh pro emise do půdy
    D = ohlašovací práh pro přenosy v odpadech

  • Odkazy

    1) http://bezjedu.arnika.org/prumysl/clanek.shtml?x=300096 (Další zpřísnění Montrealského protokolu - překlad článku z Europe environment, 1999, č. 558, s. I/9 - 10.)

    2) http://www.arnika.org/ozonosfera.shtml (Informativní stránka Arniky s dalšími odkyzy na informace o Montrealském protokolu a ozón poškozujících látkách)

  • Literatura

    1) Jech, Č. 1992: V zájmu života ochraňujme ozónovou vrstvu. Děti Země, Brno, červen 1992.

    2) Yip, M. 2000: Ozone in the Atmosphere. Environmental Physics/Letter VO 437-503. December 01, 2000.

  • Autor

    Jindřich Petrlík s využitím původního textu Čestmíra Jecha, Ing. Petr Válek
  • Email

    Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.


Více z této kategorie: « chloridy chlorovodík »
jbj
Sledujte nás:

Přehled zpráv emailem

captcha