Влияние хладагентов на окружающую среду

До 1980 г. хладагенты (хлорфторуглероды, или CFC) применялись широко в холодильной технике как безопасные и имеющие хорошие термодинамические свойства. Но после проведения исследований ученые пришли к выводу, что эти вещества оказывают вредное воздействие на окружающую среду в связи с повышением парникового эффекта и возможным нарушением озонового слоя.
Парниковый эффект позволяет поддерживать на поверхности земли температуру, при которой возможна жизнь человека. Природный парниковый эффект является следствием того, что пары воды земной атмосферы задерживают инфракрасное излучение земной поверхности. При отсутствии парникового эффекта температура поверхности земного шара была бы ниже, чем она есть, и земля была бы необитаемой. Парниковый эффект, т.е. удержание инфракрасного излучения в природе, происходит не только благодаря парам воды, содержащимся в воздухе, но и другим газам, в частности диоксиду углерода СО2 и хладагентам группы CFC. Наличие в атмосфере СО2 и CFC создает искусственный парниковый эффект, который добавляется к природному, обусловленному наличием паров воды. Хотя концентрация всех хлорфторуглеродов CFC в атмосфере гораздо меньше, чем концентрация СО2 , их влияние на парниковый эффект во много тысяч раз больше вследствие их очень длительного периода «жизни» в атмосфере. Например, 100 лет для R12 и 250 лет для R115, входящего в состав R502. Для сравнения хладагентов по степени их влияния на парниковый эффект введен показатель – потенциал парникового эффекта (возможности глобального потепления) за 100 лет. Этот показатель обозначают GWP ( Global Warming Potential). Эмиссия в атмосферу различных газов, влияющих на глобальное потепление, различна, но наиболее существенна доля СО2 Значительная часть попадающего в атмосферу СО2 выделяется на тепловых электростанциях при сжигании мазута, газа и угля. По данным ученых, вклад газов в парниковый эффект различен и составляет : СО2 -55%; CFC – 17; HCFC – 7; N2O – 6; СH4 – 15% .
Возможное разрушение озонового слоя Земли связано с энергетическим ультрафиолетовым излучения Солнца. Наиболее удаленным от Земли слоем атмосферы является стратосфера, которая представляет собой шаровой слой толщиной примерно 35 км, начинающийся на высоте 15 км от поверхности Земли. В этом слое находится озон О3, который поглощает 99% ультрафиолетового излучения Солнца и выполняет роль защитного экрана для Земли. Разрушение озонового слоя происходит следующим образом: хлорфторуглероды CFC медленно поднимаются вверх и через 1-2 года доходят до стратосферы, где их молекулы под действием ультрафиолетового излучения распадаются с выделением атомов хлора, которые вступают в реакцию с озоном, образуя оксид хлора и молекулярный кислород. Одна молекула хлора может вызвать разрушение многих тысяч молекул озона. Для сравнения хладагентов по степени разрушения озонового слоя введен показатель - озонирующий потенциал. Этот показатель обозначают ODP (Ozone Depletion Potential). Уменьшение озонового слоя вызывает опасность проникновения биологически активного ультрафиолетового излучения к поверхности Земли, что наиболее опасно для ДНК человека.
В связи с этими факторами возникла необходимость замены хладагентов категории CFC экологически безопасными хладагентами категории HFC . Например замена R12 на R 409a и далее на хладагент R134a, который в настоящее время используется в современных холодильных установках рефрижераторного контейнера. Хладагент R134a – это чистое вещество, изготовленное на базе этана ( CH2F-CF3). Негорючий хладагент нетоксичен, но при соприкосновении с пламенем и с горячими поверхностями разлагается, как и все производные углеводородов, с образованием высокотоксичных продуктов. Термодимнамические и основные физико-химические свойства R134a аналогичны свойствам R12 .
Использование хладагентов нового поколения в холодильных установках рефрижераторных контейнеров делает их эксплуатацию абсолютно безопасной не только в отношении хранимого груза, но и окружающей среды.