A diklórmetán sötét oldala

A diklórmetán (DCM) egy fantasztikusan hasznos oldószer. Rengetegféle vegyületet képes feloldani; kromatográfiás oszlopokon átkeveri őket; majd egy szempillantás alatt elrotovapolja.

Mégis van egy sötét oldala is. A DCM évek óta egészségügyi aggályokat vet fel: az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége például “valószínűsíthetően rákkeltő anyagnak” minősíti. Most bizonyíték van arra, hogy a DCM növekvő légköri koncentrációja felemésztheti a Föld ózonrétegét. Bár hatása ma még viszonylag csekély, a DCM-kibocsátás növekedése sürgős cselekvésre készteti a kutatókat, az ipart és a politikai döntéshozókat.

Figyelmeztető jelek

Az egykor hűtőközegként széles körben használt klórozott-fluorozott szénhidrogénekhez (CFC) hasonló anyagok szabad gyökei által okozott ózonrétegpusztulás kilátása olyan vészjósló volt, hogy a világ legsikeresebb nemzetközi környezetvédelmi megállapodásához, a Montreali Jegyzőkönyvhöz vezetett.

A 1987-ben elfogadott jegyzőkönyv menetrendet határozott meg a CFC-k és más ózonromboló vegyületek fokozatos kivonására. Ennek köszönhetően a légkörben lévő szerves klór teljes mennyisége a 3660 trillió részecskés csúcsértékről 2012-re mintegy 3300 ppm-re csökkent.

A Caribic projekt az elmúlt évtizedben a DCM légköri koncentrációjának mintegy 60%-os növekedését regisztrálta

A DCM-et a jegyzőkönyv nem szabályozza. A légköri élettartama kevesebb mint 6 hónap, és a kutatók korábban úgy gondolták, hogy lebomlik, mielőtt elérné a sztratoszférát. Egy júliusban közzétett tanulmány szerint azonban évente körülbelül egymillió tonna DCM kerül a légkörbe, és egy része valóban megtámadhatja az ózonréteget.1 Mivel a DCM felszíni légköri koncentrációja évente mintegy 8%-kal emelkedik, 2050-re a DCM az alsó légkörben lévő klór 30%-át is kiteheti.

Nem ez az első tanulmány, amely figyelmeztető jelzést ad. A Caribic (polgári repülés a légkör rendszeres, műszeres konténeren alapuló vizsgálatára) nevű projekt az elmúlt évtizedben a DCM légköri koncentrációjának mintegy 60%-os növekedését regisztrálta. Ennek nagy része Kínából származik, amely évente mintegy félmillió tonna DCM-et bocsát ki;2 és Indiából, ahol a DCM-kibocsátás 1998 és 2008 között több mint kétszeresére nőtt.3

Meglepő módon Északkelet-Ázsia és India adja a globális DCM-fogyasztás mintegy háromnegyedét. Elsősorban extrakciós vagy technológiai oldószerként használják, de alapanyagként szolgál a difluormetán, egy másik hűtőgáz előállításához is, amelynek termelése az ENSZ Környezetvédelmi Programja szerint 2012 és 2015 között 23%-kal nőtt. Nem kell Sherlock Holmesnak lenni ahhoz, hogy kikövetkeztessük, hogy a légköri DCM legalább egy része a difluorometán üzemekből származik.

Montreali módosítások

A DCM ózonréteget fenyegető veszélyét több fronton is kezelni kell. A probléma létezésének elismerése jó első lépés lenne. A DCM-ről szóló fehér könyvében például az Európai Klórozott Oldószerek Szövetsége azt állítja, hogy ” nem csökkenti az ózonréteget. “4 Az ipari csoportoknak felül kellene vizsgálniuk ezt a véleményt a légköri bizonyítékok fényében.

A vegyiparnak is csökkentenie kell a DCM kibocsátását. Ez magában foglalja, hogy átláthatóbbá kell tennie, hogy mennyi DCM-et használ fel a folyamataiban, és együttműködő megközelítést kell alkalmaznia a kibocsátások korlátozására. Tanulhatna a gyógyszeripar példájából, amely kezdeményezően lépett fel a DCM-ről való leszoktatásban, valamint a tudás és a legjobb gyakorlatok megosztásának javításában olyan kezdeményezések révén, mint az ACS Zöld Kémiai Intézet Gyógyszeripari Kerekasztal.5 Eközben a helyi légköri megfigyelési kampányok Indiában és Kínában segítenének jobban megérteni a DCM hatását, és pontosan meghatározni a kibocsátási forrásokat.

A Montreali Jegyzőkönyv szintén fontos szerepet játszhatna. Egyik nagy erőssége, hogy frissíthető a friss tudományos ismeretek figyelembevételével. Legutóbb a 2016 októberében elfogadott Kigali módosítás új kötelezettségvállalást fogalmazott meg a fluorozott szénhidrogének (HFC-k), köztük a difluorometán használatának csökkentésére. Ezek a vegyületek hozzájárultak a CFC-k kiváltásához, de globális felmelegedési potenciáljuk több ezerszer nagyobb lehet, mint a szén-dioxidé, és súlyosbítják az éghajlatváltozást. Ha a Kigali-módosítást ratifikálják, India, Kína és más fejlődő országok a 2020-as évek közepére-végére elkezdik csökkenteni HFC-termelésüket, és a 2040-es évekre több mint 80%-kal csökkentik azt.

Ez alatt az időszak alatt azonban a difluorometán-termelés növekedhet. Ez azért van így, mert alacsonyabb a globális felmelegedési potenciálja, mint a legtöbb más HFC-nek, és így végül helyettesítheti azokat a légkondicionáló berendezésekben. A légköri DCM-mel kapcsolatos felfedezéseknek a következő, novemberi jegyzőkönyv-ülésen a difluormetán-felhasználás növekedésének káros következményeit hivatottak elhárítani.

A kínai vegyipari vállalatok keményen lobbiztak a Kigali módosítás ellen – elvégre nagy összegeket fektettek be a HFC-gyártásba, és az üzlet virágzik. A kínai kormány azonban egyre nagyobb erőbedobással próbál érvényt szerezni a környezetszennyezés ellenőrzésének, és most a DCM-re kellene fordítania a figyelmét. Ha a Kigali módosítás képes a HFC-k ellenőrzésére, akkor minden esély megvan arra, hogy a Montreali Jegyzőkönyv további módosításai visszaszoríthatják a kémia kedvenc klórozott oldószerének kibocsátását.

Köszönet

Köszönöm Tom Weltonnak az Imperial College Londonból és Emma Elvidge-nek a University of East Anglia-ról a hasznos beszélgetéseket.