Усилия по восстановлению озонового слоя привели к увеличению концентрации «вечных химикатов» в атмосфере

Новости МирТесен

В 1980-е годы значительную известность получила кампания по борьбе с разрушением озонового слоя. В связи с этим хлорфторлероуглероды, используемые в качестве хладагентов, были заменены на соединения из гидрофторуглеродов. Однако, как установили ученые, эта замена, а также последующие изменения, предпринятые в целях борьбы с глобальным потеплением, приводят к накоплению в атмосфере весьма опасных персистентных органических загрязнителей».

За последние десятилетия ученые все более пристально изучают так называемые «вечные химикаты», или ПФАС (перфторалкильные и полифторалкильные соединения). Трифторуксусная кислота является одним из наиболее распространенных представителей этой группы. Оценка ущерба, причиняемого ПФАС, продолжается, и на данный момент их связывают с повышенным риском выкидышей, ухудшением репродуктивной функции и гипертонией у беременных женщин. Другие исследования показывают, что ПФАС могут снижать эффективность вакцинации и оказывать иное негативное воздействие на иммунную систему. Некоторые ПФАС (за исключением трифторуксусной кислоты, которая будет рассмотрена далее) классифицируются как установленные канцерогены первой группы. Кроме того, они способны нарушать функционирование некоторых эндокринных желез. Характерной чертой этих соединений является их практически полная устойчивость к разрушению в естественной среде обитания в течение значительного периода времени, что и обусловило их название «вечные химикаты»).

Предпринимаются усилия по ограничению использования тефлона, изоляции на основе ПФАС и фум-ленты (использующего ту же основу), однако результаты пока незначительны. Более того, источниками этих соединений могут оказаться другие продукты химической промышленности, в которых изначально не содержались и не планировалось использование ПФАС.

Ученые из Великобритании опубликовали в Geophysical Research Letters работу, где попытались уточнить вклад в накопление ПФАС в атмосфере именно от таких источников. Результаты оказались достаточно неутешительны: авторы работы прогнозируют, что пик накопления «вечных химикатов» в атмосфере придется на период от наших дней до 2100 года.

Для устранения озоновых дыр хлорфторуглероды в качестве хладагентов в холодильниках, кондиционерах и подобных устройствах были заменены на гидрофторуглероды. Эти вещества не оказывают негативного воздействия на озоновый слой. Однако, последующие исследования показали, что их разрушение в земной атмосфере приводит к образованию трифторуксусной кислоты. В последнее время предпринимаются попытки заменить гидрофторуглероды на гидрофторолефины. Но и их разложение оказалось источником «вечных химикатов».

Согласно результатам исследования, объем трифторуксусной кислоты, образующейся из указанных веществ, увеличился в период с 2000 по 2022 год в 6,8 раза. За указанный период в атмосферу было выброшено 0,335 миллиона тонн стойких химических соединений. Основной вклад в это увеличение внесли хладагенты, не содержащие хлорфторуглеродов, такие как HCFC-123, HCFC-124 и HFC-134a.

Предлагается более пристальное внимание к объемам потребляемых хладагентов, однако остается неясным, каким образом это позволит изменить текущую ситуацию. Возвращение к хлорфторуглеродам исключено. Альтернативные хладагенты либо обладают значительно меньшей эффективностью, что приведет к увеличению потребления энергии, либо в конечном итоге приводят к образованию персистентных химических соединений. Существуют и исключения (пропан, изобутан, аммиак), однако аммиак токсичен, а пропан и изобутан представляют собой взрывоопасные вещества, что делает опасной любую их утечку. Именно поэтому изобутан находит применение в холодильниках, где даже полная утечка не приведет к сильному взрыву, но практически не используется в кондиционерах, где объем хладагента уже представляет значительную опасность.

Некоторые соединения обладают достаточной эффективностью в качестве хладагентов, особенно в определенных температурных диапазонах и для использования в специализированных системах глубокого охлаждения. При этом они не содержат «вечных химикатов», таких как элегаз. Тем не менее, его масштабное применение маловероятно, поскольку это вещество является сильным парниковым газом. К тому же, для работы с ним необходимы компрессоры, рассчитанные на несколько более высокие давления, чем в современных холодильных установках.

Это указывает на то, что задача устранения «вечных химикатов», являющихся следствием мер по защите озонового слоя и противодействия глобальному потеплению, представляется сложной для реализации. Поэтому оценка авторов относительно увеличения концентрации трифторуксусной кислоты в атмосфере в период с 2025 по 2100 год представляется обоснованной.