CFC Free
Забележка: Този запис подготвя почвата за една от следващите теми в блога. Неговата единствена цел е да покаже, че описаните климатични проблеми са отдавна познати и доказани по неоспорим научен начин.
За първи път видях лепенка с надпис “CFC Free” преди десетина години. Тогава ми направи впечатление, че тя масово присъства върху хладилници и фризери в магазините за бяла техника.
CFC всъщност е наименование на група химични съединения, съдържащи хлор, флуор и въглерод. Самото съкращение идва от английското изписване на името им – Chlorofluorocarbon (хлорофлуорвъглероди). Аналогично ние можем да използваме съкращението ХФВ. Тези халогенопроизводни на алканите са по-известни с името на една от търговските марки, под които ги продава концернът Дюпон, а именно – Фреон. Съществуват различни видове на тези съединения като Фреон-11 (CCl3F), Фреон-12 (CCl2F2), Фреон-13 (CCl2FCClF2), Фреон-14 (CClF2CClF2) и така нататък.
Когато ХФВ биват изобретени през 1928 година от Чарлз Франклин Кетъринг, те биват посрещнати с аплодисменти. Тези вещества притежават ниска температура на кипене и заедно с инертността им в атмосферата (тоест неучастието им в химични реакции), стават идеален кандидат за заместването на използваните по онова време в хладилниците опасни работни течности (най-често амоняк и серен диоксид). След вкарването на ХФВ в продажба, тяхното производство расте експоненциално. През 60-те години, средното годишно производство на ХФВ е 100 000 тона. През 1986 година, производството вече надминава 1 000 000 тона. По това време Фреон се използва не само в хладилната техника, но и в електрониката, химическото чистене, аерозолните спрейове и ред други битови продукти.
До тук всичко върви чудесно, с едно малко изключение. През месец август 1985 година, група учени от космическия център Годар на НАСА обявяват, че част от озоновия слой над Антарктика е значително изтънял. Размерът на липсващото парче е с площ колкото територията на Съединените щати. Долната илюстрация показва регистрираното изменение през 1985 година, като на нея присъстват и данните от 1979 и 1981 година за сравнителни цели[1].

Данните на НАСА потвърждават това, за което учените Марио Молина и Шерууд Роланд от Калифорнийския университет предупреждават още от далечната 1974 година. А именно – ХВФ съединенията унищожават озоновия слой.
Какво всъщност се случва. Вече споменахме, че попадащите в атмосферата ХВФ съединения имат висока устойчивост и не влизат във взаимодействие. Те биват подети от атмосферните конвекционни течения и рано или късно се озовават във високите слоеве на атмосферата. В стратосферата обаче ХВФ попадат под ударите на ултравиолетовите лъчи, които водят до протичането на фотохимична реакция.
Да видим какво се случва например с една молекула Фреон-11 и Фреон-12 под действието на ултравиолетовите лъчи:
CCl3F → CCl2F + Cl
CCl2F2 → CClF2 + Cl
Изглежда, че под действието на слънчевите лъчи ХВФ отделят хлорни атоми. Тези хлорни атоми играят ролята на катализатор при разпадането на озона озона (O3) до кислорода (O2). Това се осъществява по следния начин:
2Cl + 2O3 → 2ClO + 2O2
2ClO + 2O → 2Cl + 2O2
Резултатът от протичащата сложна реакция е, че две молекули озон (2O3) се разрушават, а се генерират три молекули кислород (O2). Още по-лошото е, че първоначалния виновник хлора (Cl) е напълно възстановен и може да участва в същата реакция отново. По този начин един хлорен атом може да унищожи 100 000 молекули озон, задържайки се с години в атмосферата.
Унищожаването на озоновия слой води до много сериозни последствия. Тъй като той е естествения щит между земната повърхност и ултравиолетовите лъчи, неговото изтъняване позволява на много по-голямо количество от лъчите да достигат до нас. Научно е доказано, че прекомерното излагане на действието на ултравиолетовите лъчи води до карциногенеза (образуване на рак). При попадането си върху кожата ултравиолетовите лъчи се абсорбират от нашата ДНК. При този процес се задейства серия от фотохимични реакции (точно както в стратосферата), които довеждат до продукцията на вторични биологично активни вещества. Част от тези вещества, например свободните радикали, имат доказан токсичен ефект. Връзката между ултравиолетовите лъчи и ракът на кожата отдавна е доказана, а механизмите й на действие са обстойно изучени.[2][3]
Проникването на ултравиолетовите лъчи до по-ниските слоеве на атмосферата има и други ефекти. То се свързва с генерирането на озон в близост до земната повърхност, което изглежда по следния начин:
O2 → 2О
О + О2 → О3
Колкото и озонът да е полезен в стратосферата (от 10 до 50 км от земната повърхност), то наличието му в близост до нея представлява здравен риск за хората. За нас той се счита за токсичен заради силните му свойства на окислител.
Нещо повече – още през 1999 година е доказано научно [4], че увеличеното проникване на ултравиолетови лъчи унищожава цианобактериите. Те са най-важната група фотосинтезиращи бактерии на земята. Редица важни за изхранването ни растения като ориз и пшеница изцяло зависят от тях. Вредното въздействие на ултравиолетовите лъчи върху бактериите пряко въздейства и върху споменатите растителни култури, което ни изправя пред риск от тяхното унищожаване. Това е още по-тревожно на фона на отправяните в последно време предупрежденията от ООН за устойчив тренд на недостиг в производството на хранителни суровини в световен мащаб.
Редица учени също така вярват, че по-широкия спектър ултравиолетовите лъчи е пагубен за планктона[5]. Той нарушават определени спектрално зависими процеси (например фотореактивацията) и вредейки на планктона има опасност да наруши равновесието на цялата морска екосистема.
ХВФ са и един от големите виновници за глобалното затопляне. Освен, че унищожават озоновия слой те, заедно с въглеродния диоксид, метана, водните пари и азотните оксиди формират по-голямата част от парниковите газове, отговорни за засилването на парниковия ефект. Тези газове пречат на естествения процес на излъчване на топлина от земната повърхност. Те имат свойството да абсорбират топлината, да я задържат и по този начин да увеличават средната температура в близост до земната повърхност. Долната фигура е конструирана по данни от замерванията на Метеорологичната служба на Англия и обхваща период от 150 години [6].

Увеличаването на температурата от своя страна води до редица катастрофални последствия като топенето на ледниците и увеличаването на морското равнище, а от там – до различни природни бедствия като наводнения, засушавания и урагани.

Глобалното затопляне, парниковия ефект и разрушаването на озоновия слой са научно доказани и съвсем не са празни приказки. Именно поради тази причина те водят до международна политическа ангажираност. Рамковата конвенция на ООН по изменение на климата и в частност протоколът от Киото, който задължава страните да намалят емисиите си на парникови газове, е подписан от 137 от развиващите се страни (включително Китай и Индия) и от Европейския съюз като общност. Именно тази единна воля (и в частност протоколът от Монреал за ограничаване на използването на вещества разрушаващия озоновия слой, подписан през 1989 година) накара индустрията да започне да ограничава вредите, които нанася върху нашата планета. Което ни връща там от където тръгнахме, а именно – лепенките “CFC Free” върху хладилниците в магазините за бяла техника. Те разбира се не трябва да ни карат да се чувстваме спокойни. ХВФ съединенията просто са заменени с по-малко вредни, но не и напълно безвредни такива. Едно подобно съединение, което можем да намерим в уредите с лепенки “CFC Free” е например HCFC (познато като Фреон-22). Но това би трябвало да е тема за съвсем отделна история.
Допълнителни материали
[1] Ozone Hole Watch, Images Data and Information; Updated Daily, NASA, http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov
[2] Sarasin A., The molecular pathways of ultraviolet-induced carcinogenesis, Laboratory of Molecular Genetics, UPR 42, CNRS, 94801, Villejuif, France. sarasin@infobiogen.fr
[3] Cleaver JE, Crowley E., UV damage, DNA repair and skin carcinogenesis, UCSF Cancer Center and Department of Dermatology, Box 0808,University of California, San Francisco, CA 94143-0808, USA. jcleeaver@cc.ucsf.edu
[4] R. P. Sinha; S. C. Singh and D.-P. Häder (1999). “Photoecophysiology of cyanobacteria”. Journal of Photochemistry and Photobiology 3: 91–101.
[5] RC Smith, BB Prezelin, KS Baker, RR Bidigare, NP Boucher, T Coley, D Karentz, S MacIntyre, HA Matlick, D Menzies; Ozone depletion: ultraviolet radiation and phytoplankton biology in antarctic waters, Science, Vol 255, Issue 5047, 952-959
[6] http://www.globalwarmingart.com/wiki/Image:Instrumental_Temperature_Record_png

Тези дни се присетих за следната история. Стоя и чакам асансьор в сградата, където се помещава нашия офис. До мен застава една от колежките, с която принципно често се налага да работя. Убиваме времето за изчакване с няколко изречения и най-сетне асансьорът звънва и отваря врати. Пристъпвам вътре и задържам бутона за отворени врати, а тя нахълтва след мен:
Снощи се замъкнахме на кино. Момент, за който си мечтаех от няколко седмици, тъй като от тогава горе-долу се точех на „Индиана Джоунс и кралството на кристалния череп“. След като преспах с мисли за филма, реших тая сутрин да седна да напиша впечатленията си на свежа глава.
Вчера обещах да напиша отделен пост за изумителния превод на „Време“ на Стивън Бакстър, заслуга на издателска къща ИнфоДАР. Няма да е възможно да изредя всичките глупости, които бяха равномерно разпределени върху 570-те страници на романа. Започнах да си отбелязвам едва от 290-та страница нататък. Ето най-блестящите от тях, за които може да благодарите на преводача Милена Иванова, редактора Милка Панайотова и коректора Ангелина Вълчева:
През 1903 година френският професор Рене Блондло, изявен физик и завеждащ катедрата по физика на Университета в Нанси, експериментира както много други по това време с рентгенови лъчи. Той конструира интересна лабораторна постановка. Два електрода се разполагат един срещу друг, като пространството между тях е изпълнено с газ (например въздух). При подаване на съответно електрическо напрежение следва електростатичен разряд, който йонизира газа и драстично намалява съпротивлението му, позволявайки протичането на електричество. Обикновено ефектът е придружен от ярка светлина и звук (пукот). Това, което професор Блондло направил било да облъчи с рентгенови лъчи зоната на йонизация между електродите. За да създаде рентгеново излъчване той използвал високоволтова вакумна тръба, като поставил лист от алуминиево фолио между нея и електродите, за да предпази тръбата и електродите от директно взаимодействие. При така конструираният експеримент той забелязал видимо изменение в яркостта на искрата формирана при подаването на напрежение, като дори успял да фотографира ефекта.

Снощи към 10:00 седнах да гледам един филм, на който се канех от няколко седмици. Става въпрос за Surviving Picasso, който по кината се извъртя като “Да устоиш на Пикасо”, въпреки че за мен по-точно е “Да превъзмогнеш Пикасо”.
Още с излизането на Amazon Kindle и сериозно режисирания около него маркетингов шум, скептичното ми съзнание започна да развява флагове за черни замисли зад иначе бялото устройство.