Фреон: дефиниция, видове хладилни агенти и влияние върху озона

Фреон: видове хладилни агенти, риск за озоновия слой и глобалното затопляне — научете причините, ефектите и безопасните алтернативи.

Фреон е наименование на някои химични съединения, които често се използват като хладилни агенти. Томас Миджли младши изобретява използването на фреон като хладилен агент. "Фреон" е регистрирана търговска марка на DuPont. Фреонът първо е използван за описание на хладилни агенти, съдържащи хлорофлуоровъглероди (CFC), но сега се използва за описание на много други видове химикали, използвани като хладилен агент. Хладилните агенти могат да съдържат въглерод, хлор, флуор, а понякога и бром. Например фреон 10 е въглероден тетрахлорид. Много видове фреон не са токсични за животните. Освен това те са евтини и работят добре. Повечето хладилни агенти обаче могат да намалят количеството на озона от горните слоеве на атмосферата. Намаляването на озона позволява проникването на повече ултравиолетова светлина. Прекалено многото ултравиолетова светлина може да причини рак на кожата и катаракта, както и да унищожи планктона в океаните.

Хлорът, който се съдържа в хладилните агенти CFC, може да намали озона. Хидрохлорфлуорвъглеводородите (HCFC) също могат да увредят озона. По-новите хладилни агенти, съдържащи хидрофлуоровъглероди (HFC), не съдържат хлор и не намаляват озона в атмосферата. Повечето хладилни агенти също така увеличават глобалното затопляне, тъй като са мощни парникови газове. Тези хладилни агенти увеличават глобалното затопляне хиляди пъти повече от въглеродния диоксид (_CO2).

Видове фреони и примери

• CFC (хлорофлуоровъглероди) – първите масово използвани фреони. Примери: фреон-11 (CFC-11), фреон-12 (CFC-12). Имат високо ozone depletion potential (ODP) и дълъг атмосферен живот.
• HCFC (хидрохлорфлуорвъглеводороди) – временна алтернатива с по-нисък ODP от CFC, но все още съдържат хлор и увреждат озона.
• HFC (хидрофлуоровъглероди) – не съдържат хлор и не разрушават озона, но имат висока global warming potential (GWP). Примери: R-134a.
• HFO (хидрофлуороолефини) – по-нов клас с нисък GWP; използват се като заместители на HFC в някои приложения (напр. R-1234yf).
• PFC и SF6 (перфлуоровъглеводороди и серен хексафлуорид) – използват се в специализирани приложения и имат изключително високи GWP.
• Естествени хладилни агенти – амоняк (R-717), въглероден диоксид (R-744), въглеводороди като пропан (R-290) и изобутан (R-600a). Те имат нисък или нулев потенциал за разрушаване на озона и често нисък GWP, но могат да бъдат токсични или запалими и изискват специални мерки за безопасност.

Как фреонът уврежда озоновия слой

В горните слоеве на атмосферата (стратосферата) силната ултравиолетова радиация разгражда CFC и HCFC молекулите, отделяйки атоми хлор. Един атом хлор може да участва в каталитични реакции, които разрушава стотици молекули озон (O3). Това води до тънки зони в озоновия слой и до увеличена радиация на земната повърхност.

Оценки на въздействието: ODP и GWP

За сравнение и регулиране на хладилните агенти се използват два основни показателя:

• ODP (ozone depletion potential) – оценява способността на веществото да унищожава озона, спрямо референтна стойност.
• GWP (global warming potential) – измерва приносът на веществото към парниковия ефект за определен период (обикновено 100 години), спрямо CO2.

Регулации и международни споразумения

За ограничаване на употребата на вещества, които разрушават озона, бе приет Монреалският протокол, по силата на който производството и употребата на много CFC и HCFC вещества бяха постепенно намалени и забранени. По-късно бе приет и Kigali Amendment, който регулира намаляването на HFC поради високия им GWP.

Алтернативи и съвременни тенденции

• Преминаване към ниско-GWP хладилни агенти (HFO, някои HFC/HFO смеси).
• Връщане към естествени хладилни агенти като CO2 и амоняк в индустриални системи.
• Подобряване на енергийната ефективност и намаляване на изтичания чрез по-добри уплътнения, мониторинг и поддръжка.

Безопасност и управление

Въпреки че много видове фреон са с ниска остра токсичност, някои могат да бъдат вредни при вдишване в големи количества или при разлагане при високи температури (образуване на токсични газове). Някои съвременни заместители са запалими. Поради това е важно:

• да се използват одобрени хладилни агенти за конкретното приложение;
• да се прави правилно инсталиране, поддръжка и проверка за течове;
• да се прилагат процедури за безопасно събиране, рециклиране и обезвреждане на използваните хладилни агенти;
• да се следват местните и международни регулации по отношение на производство, търговия и фреони.

Заключение

Терминът "фреон" обхваща различни химични съединения, използвани като хладилни агенти. Въпреки че много от тях са били предпочитани заради ниската си токсичност и добрите хладилни свойства, някои класове (най-вече CFC и HCFC) допринесоха значително за разрушаването на озоновия слой и за парниковия ефект. Затова светът постепенно преминава към по-безопасни и по-екологични алтернативи, комбинирани с контрол и рециклиране, за да се намалят вредните въздействия върху атмосферата и климата.

Въпроси и отговори

Въпрос: Какво представлява фреонът?

В: Кой е измислил използването на фреон като хладилен агент?

В: Кои са някои от компонентите на хладилните агенти?

В: Токсичен ли е фреон 10 за животните?

В: Как фреонът влияе на нивата на озона в атмосферата?

В: Има ли някакви екологични последици, свързани с използването на фреон като хладилен агент?

Търсене по буква