Stručná charakteristika
Pro hydrochlorofluorouhlovodíky (HCFC) se vžilo označení měkké freony, jelikož na rozdíl od tvrdých freonů CFC je vodík plně nahrazen chlórem a fluorem. HCFC jsou čistě umělé látky vytvořené za účelem nahradit ozónovou vrstvu poškozující tvrdé freony CFC v chladicích systémech a klimatizacích. HCFC měly být oproti CFC méně stabilní, což zvyšovalo pravděpodobnost jejich degradace ještě před dosažením ozónové vrstvy. Tyto domněnky se ale nepotvrdily a HCFC i nadále dopravují do stratosféry velké množství chlóru. V současnosti jsou postupně nahrazovány látkami bez chlóru, ale i přes to se s HCFC setkáme v chemickém průmyslu, slouží nám jako hnací i plnící plyny, jsou součástí hasicích prostředků. HCFH nejsou pro život přímo toxické. Nebezpečí jejich použití spočívá v poškozování ozónové vrstvy a v následném zvýšeném pronikání UV-B záření, způsobující nárůst výskytu rakoviny kůže, poškození zraku a oslabení imunity. Podle Montrealského protokolu by měla v roce 2015 započít redukce výroby i spotřeby HCFC. V ČR není možné od ledna 2015 žádné nové používání ani recyklovaného HCFC, stávající zařízení s HCFC mohou být používána jen v rámci deklarované životnosti.
Podrobná charakteristika
Pro hydrochlorofluorouhlovodíky (HCFC) se vžilo označení měkké freony, protože jsou podobné tzv. tvrdým freonům (CFC). V měkkých freonech není na rozdíl od tvrdých freonů vodík plně nahrazen chlórem a fluorem (mají tedy zkratku HCFC).
Tyto plynné či kapalné látky v přírodě přirozenou cestou nevznikají a připravují se uměle 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. Za normálních podmínek se jedná většinou o plynné, nebo kapalné látky se zápachem podobným éteru. HCFC jsou relativně chemicky stabilní a většinou nehořlavé.
Měkké freony byly použity jako náhrada za tvrdé freony. Díky své chemické stálosti a snadné zkapalnitelnosti se po dlouhou dobu freony jevily jako ideální chemické látky, které našly široké uplatnění především jako chladící médium, v klimatizacích a tepelných čerpadlech. 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).
Na základě Montrealského protokolu a zřejmého faktu o poškozování atmosférického ozónu, byly tvrdé freony CFC postupně nahrazovány HCFC. HCFC se staly součástí chladicích systémů, hnacími a plnícími plyny, byly i součástí čisticích prostředků a rozpouštědel. U HCFC se předpokládalo, že díky nižší stabilitě dojde k rozpadu ještě v nižších vrstvách atmosféry a poškození ozónové vrstvy bude o to nižší. To se sice potvrdilo, hodnota potenciálu destrukce ozónu u HCFC se pohybuje v rozmezí 2-10 % úrovně klasických CFC. Nicméně i to je nepřijatelné. V rámci Montrealského protokolu, který byl v roce 2012 znovu ratifikován i Českou republikou má od roku 2015 docházet ke globálnímu omezení produkce i spotřeby HCFC. Od ledna 2015 se v ČR skutečně nesmí prodávat žádné zařízení obsahující HCFC (včetně recyklovaného). Provoz stávajících zařízení s HCFC má být ukončen v souladu s jejich deklarovanou životností.
Účinky na zdraví lidí a zvířat
Freony (tedy i měkké freony) samotné 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.
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.
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 HCFC v České republice již zakázáno vyrábět a používat do nových zařízení, stále se zde nacházejí zdroje jejich úniků. Jsou jimi například 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
HCFC (HCFC 22, HCFC 123 atd.), R (R 22, R 123 atd.)
Limity pro ovzduší
Podle Nařízení č. 2037/2000 Evropského parlamentu a Rady ze dne 29.6.2000 o látkách, které způsobují ztenčování ozónové vrstvy Země, se nesmí HCFC od 1.1 2004 používat ve veškerých nových zařízeních, od 1.1.2010 platí zákaz používání HCFC pro servis a údržbu a od 1.1.2015 úplný zákaz používání zařízení obsahující HCFC. 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. Tato problematika je v současné době upravena nařízením ES č. 2037/2000 v platném znění (dále jen nařízení), dále pak zákonem č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší, v platném znění.
Ostatní limity
Integrovaný registr znečišťování (NV č. 368/2003 Sb.): ohlašovací prahy v kg/rok pro emise do ozduší = 1, pro emise do vody = nestanoven, pro emise do půdy = nestanoven a pro přenosy mimo provozovnu = 100.
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 | |||
| 14 | hydrochlorofluorouhlovodíky (HCFC) | 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
Literatura
1) Jech, Č. 1992: V zájmu života ochraňujme ozónovou vrstvu. Děti Země, Brno, červen 1992.
