Freonas — kas tai, rūšys ir poveikis ozonui bei klimato kaitai

Freonu vadinami tam tikri cheminiai junginiai, dažnai naudojami kaip šaldymo agentai ir dujos, palengvinančios slėgio ir temperatūros kontrolę šaldymo ir vėsinimo įrenginiuose. Istoriškai freoną kaip šaldymo agentą išrado Thomas Midgley jaunesnysis, o žodis „freonas“ yra registruotas „DuPont“ prekės ženklas. Pirmiausia šiuo pavadinimu apibūdinti buvo chlorofluorangliavandeniliai (CFC), tačiau dabar terminas vartojamas plačiau – apima įvairias chemines medžiagas, naudojamas kaip šaldymo agentai. Šių medžiagų molekulėse gali būti anglies, chloro, fluoro ir kartais bromo atomų. Pavyzdžiui, freonas‑10 yra anglies tetrachloridas. Daugelis freono rūšių yra mažai toksiškos gyvūnams, nepalieka degių liekanų ir yra santykinai pigi bei efektyvi vėsinimo funkcijai, tačiau kai kurios – tokios kaip anglies tetrachloridas – yra kenksmingos sveikatai.

Rūšys ir pavadinimai

CFC (chlorofluorangliavandeniliai) – pvz., CFC‑11, CFC‑12: turi chloro ir labai stabilūs atmosferoje; stipriai naikina ozoną.
HCFC (hidrochlorfluorangliavandeniliai) – pvz., R‑22: mažiau stabilūs nei CFC, bet taip pat kenkia ozono sluoksniui.
HFC (hidrofluorangliavandeniliai) – pvz., HFC‑134a: neturi chloro ir neardo ozono, tačiau yra stiprios šiltnamio efektą sukeliančios dujos.
HFO ir kitos naujos kartos medžiagos (pvz., hidrofluoroolefinai) – mažesnis šiltnamio potencialas (GWP) ir mažesnis poveikis klimatui.

Kaip freonai naikina ozoną

Atmosferoje stabilūs CFC ir HCFC patenka į stratosferą, kur ultravioletinė (UV) spinduliuotė išskiria chloro atomus iš molekulių. Išsilaisvinęs chloro radikalas katalizuoja ozono (O3) skaidymą į deguonį (O2) ir laisvą deguonį, todėl vienas chloro atomas gali sunaikinti daug ozono molekulių. Dėl ozono sluoksnio susilpnėjimo į žemę patenka daugiau ultravioletinių spindulių, o tai didina riziką susirgti odos vėžiu, sukelia kataraktą ir kenkia ekosistemoms, pavyzdžiui, gali sunaikinti planktoną – pagrindinę jūrų maisto grandinės grandį.

Freonai ir klimato kaita

Be ozono poveikio, daugelis šaldymo agentų yra stiprios šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Jų šiltnamio efektas (GWP – global warming potential) gali būti tūkstančius kartų didesnis už anglies dioksidą (CO₂). Tai reiškia, kad net nedidelis šių dujų išmetimas turi reikšmingą indėlį į globalinį atšilimą ir klimato kaitą. Naujesnės technologijos ir medžiagos siekia sumažinti GWP, tačiau praeities emisijos ir tolesni nutekėjimai iš senų įrenginių išlieka problema.

Reguliavimas, mažinimas ir alternatyvos

Tarptautiniai susitarimai, tokie kaip Montrealyje pasirašytas protokolas, ženkliai apribojo CFC ir vėliau HCFC naudojimą ir paskatino pereiti prie mažiau pavojingų alternatyvų. Vėliau priimti papildiniai susitarimai (pvz., Kigali papildymas) skirti HFC mažinimui dėl jų įtakos šiltnamio efektui. Praktiniai sprendimai apima:

pereitį prie mažesnio GWP turinčių šaldymo agentų (pvz., HFO),
šilumos siurblių ir natūralių šaldymo medžiagų (pvz., CO₂, amoniako, hidrokarbonų) diegimą ten, kur tai saugu ir ekonomiška,
įrangos projektavimą mažinant nutekėjimo riziką bei energijos sąnaudas,
šaldymo agentų surinkimą, perdirbimą ir tinkamą utilizavimą, kad nebūtų išleidžiami į aplinką.

Saugumas ir tvarkymas

Nors dauguma freonų yra mažai toksiški, jų išsiskyrimas gali būti pavojingas: aukštos koncentracijos dujos gali išstumti deguonį ir sukelti asfiksiją, šaltos skystos fazės — nudegimus ar šaltinės sužeidimus, o kai kurios medžiagos turi tiesioginį toksiškumą. Pramonėje ir priežiūroje svarbu:

naudoti sertifikuotus technikus ir specialią įrangą freonų pildymui bei ištraukavimui,
tikrinti ir prižiūrėti sandarumą, kad sumažintumėte nutekėjimus,
užtikrinti teisingą utilizavimą — neutralizavimą ar perdirbimą pagal aplinkosaugos reikalavimus,
laikytis gamintojo nurodymų ir teisinių reikalavimų bei mokytis apie alternatyvas.

Išvados

Freonai (šaldymo agentai) buvo svarbūs šaldymo technologijų plėtrai dėl savo efektyvumo ir saugumo eksploatacijos metu, tačiau daugelis jų kenkė ozono sluoksniui ir prisidėjo prie klimato kaitos. Dėl to pasaulis ėmėsi priemonių jų pakeitimui ir emisijų mažinimui. Svarbu ir toliau diegti mažo GWP sprendimus, kontroliuoti nutekėjimus bei tinkamai tvarkyti senus įrenginius, kad būtų apsaugota atmosfera ir sveikata.

Susiję puslapiai

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra freonas?

A: Freonu vadinami tam tikri cheminiai junginiai, dažnai naudojami kaip šaldymo agentai.

K: Kas sugalvojo naudoti freoną kaip šaldymo agentą?

A: Thomas Midgley jaunesnysis išrado freoną kaip šaldymo agentą.

K: Kokios yra kai kurios šaldymo agentų sudedamosios dalys?

A: Šaldymo agentų sudėtyje gali būti anglies, chloro, fluoro ir kartais bromo.

K: Ar freonas 10 toksiškas gyvūnams?

A: Daugelis freono rūšių nėra toksiškos gyvūnams.

K: Kaip freonas veikia ozono kiekį atmosferoje?

A: CFC šaldymo agentų chloro dalis gali sumažinti ozono kiekį, o HCFC taip pat gali pakenkti ozonui. HFC neturi chloro ir nemažina ozono kiekio atmosferoje.

K.: Ar yra kokių nors pasekmių aplinkai, susijusių su freono, kaip šaldymo agento, naudojimu?

A.: Dauguma šaldymo agentų gali sumažinti ozono kiekį viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, todėl į atmosferą patenka daugiau ultravioletinių spindulių, kurie gali sukelti odos vėžį ir kataraktą, taip pat gali sunaikinti planktoną vandenynuose. Be to, dauguma šaldymo medžiagų didina visuotinį atšilimą, nes jos yra galingos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios visuotinį atšilimą didina tūkstančius kartų labiau nei anglies dioksidas (CO2).