Latura întunecată a diclorometanului

Diclorometanul (DCM) este un solvent extrem de util. Poate dizolva o varietate uriașă de compuși; îi poate biciui prin coloanele de cromatografie; și apoi poate fi eliminat prin Rotovap într-o clipită.

Și totuși are și o parte întunecată. DCM a stârnit îngrijorări în materie de sănătate de ani de zile: de exemplu, Agenția pentru Protecția Mediului din SUA îl consideră un „carcinogen uman probabil”. Acum există dovezi că concentrațiile atmosferice crescânde de DCM ar putea afecta stratul de ozon al Pământului. Deși impactul este relativ minor în prezent, creșterea emisiilor de DCM ar trebui să determine cercetătorii, industria și factorii de decizie politică să ia măsuri urgente.

Semnal de alarmă

Perspectiva distrugerii stratului de ozon de către radicalii liberi proveniți de la substanțe precum clorofluorocarburile (CFC), folosite cândva pe scară largă ca agenți frigorifici, a fost atât de dezastruoasă încât a dus la încheierea celui mai de succes acord internațional de mediu din lume, Protocolul de la Montreal.

Acordat în 1987, protocolul a stabilit un calendar pentru eliminarea treptată a CFC și a altor compuși care distrug stratul de ozon. Acesta a contribuit deja la reducerea cantității totale de clor organic din atmosferă de la un vârf de 3660 de părți pe trilion la aproximativ 3300ppt în 2012.

Proiectul Caribic a înregistrat o creștere de aproximativ 60% a concentrațiilor atmosferice de DCM în ultimul deceniu

DCM nu este reglementat de protocol. Acesta are o durată de viață în atmosferă de mai puțin de 6 luni, iar cercetătorii au crezut anterior că se descompune înainte de a ajunge în stratosferă. Cu toate acestea, un studiu publicat în iulie sugerează că aproximativ un milion de tone de DCM intră în atmosferă în fiecare an și că, într-adevăr, o parte din acesta poate ataca stratul de ozon.1 În condițiile în care concentrațiile atmosferice de suprafață de DCM cresc cu aproximativ 8% pe an, acesta ar putea contribui cu până la 30% din clorul din atmosfera inferioară până în 2050.

Nu este primul studiu care trage un semnal de alarmă. Un proiect numit Caribic (aviația civilă pentru investigarea periodică a atmosferei pe baza unui container de instrumente) a înregistrat o creștere de aproximativ 60% a concentrațiilor atmosferice de DCM în ultimul deceniu. O mare parte din această cantitate provine din China, care emite aproximativ o jumătate de milion de tone de DCM pe an;2 și India, unde emisiile de DCM au crescut de peste două ori între 1998 și 2008.3

În mod surprinzător, Asia de Nord-Est și India reprezintă aproximativ trei sferturi din consumul global de DCM. Acesta este utilizat în principal ca solvent de extracție sau de procesare, dar este, de asemenea, materia primă pentru fabricarea difluorometanului, un alt gaz refrigerant, a cărui producție a crescut cu 23% între 2012 și 2015, potrivit Programului de mediu al ONU. Nu trebuie să fii Sherlock Holmes pentru a deduce că cel puțin o parte din DCM din atmosferă provine de la fabricile de difluorometan.

Modificări de la Montreal

Amenințarea pe care o reprezintă DCM pentru stratul de ozon ar trebui să fie abordată pe mai multe fronturi. Recunoașterea faptului că problema există ar fi un prim pas bun. De exemplu, într-o carte albă despre DCM, Asociația Europeană a Solvenților Clorurați afirmă ” nu epuizează stratul de ozon. „4 Grupurile industriale ar trebui să revizuiască această opinie în lumina dovezilor atmosferice.

Industria chimică trebuie, de asemenea, să își reducă emisiile de DCM. Acest lucru ar trebui să includă o mai mare transparență cu privire la cantitatea de DCM utilizată în procesele sale și adoptarea unei abordări colaborative pentru limitarea emisiilor. Aceasta ar putea învăța din exemplul oferit de industria farmaceutică, care a fost proactivă în ceea ce privește renunțarea la DCM și îmbunătățirea schimbului de cunoștințe și a celor mai bune practici prin inițiative precum ACS Green Chemistry Institute Pharmaceutical Roundtable.5 Între timp, campaniile locale de monitorizare a atmosferei din India și China ar ajuta la o mai bună înțelegere a impactului DCM și la identificarea surselor de emisii.

Protocolul de la Montreal ar putea juca, de asemenea, un rol esențial. Unul dintre marile sale atuuri este că poate fi actualizat pentru a ține cont de noile cunoștințe științifice. Cel mai recent, amendamentul de la Kigali, convenit în octombrie 2016, a stabilit un nou angajament de reducere a utilizării hidrofluorocarburilor (HFC), inclusiv a difluorometanului. Acești compuși au contribuit la înlocuirea CFC, dar potențialul lor de încălzire globală poate fi de mii de ori mai mare decât cel al dioxidului de carbon, iar aceștia agravează schimbările climatice. Dacă amendamentul de la Kigali va fi ratificat, India, China și alte țări în curs de dezvoltare vor începe să își reducă producția de HFC până la mijlocul sau sfârșitul anilor 2020, scăzând-o cu peste 80% până în anii 2040.

În această perioadă, însă, producția de difluorometan ar putea crește. Acest lucru se datorează faptului că are un potențial de încălzire globală mai mic decât majoritatea celorlalți HFC și, prin urmare, ar putea ajunge să îi înlocuiască în unitățile de aer condiționat. Descoperirile despre DCM atmosferic ar trebui să stimuleze discuțiile la următoarea reuniune a protocolului din noiembrie, cu scopul de a evita consecințele negative ale unei creșteri a utilizării difluorometanului.

Companiile chimice chinezești au făcut un lobby puternic împotriva amendamentului de la Kigali – la urma urmei, au investit masiv în producția de HFC, iar afacerile sunt în plină expansiune. Dar guvernul chinez își încordează din ce în ce mai mult mușchii pentru a impune controlul poluării, iar acum ar trebui să își îndrepte atenția către DCM. Dacă amendamentul de la Kigali poate controla HFC, există toate șansele ca modificările ulterioare ale Protocolului de la Montreal să limiteze emisiile de solvenți clorurați favoriți ai chimiei.

Recunoștință

Mulțumiri lui Tom Welton de la Imperial College London și Emma Elvidge de la University of East Anglia pentru discuțiile utile.