|
ΟΙ ΑΛΛΟΤΕ «ΑΘΩΕΣ» ΑΚΕΤΟΝΗ ΚΑΙ ΟΞΙΚΟ ΟΞΥ ΠΑΙΖΟΥΝ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΡΟΛΟ ΣΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ
Χημικές ενώσεις, δηλητήριο για το κλίμα
Νέα στοιχεία στο φως από την ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου Φωτοχημείας και Χημικής Κινητικής Πανεπιστημίου Κρήτης
Του ΠΑΝΑΓΙΩΤΗ ΓΕΩΡΓΟΥΔΗ
Πηγή: εφημερίδα ΕΛΕΥΘΕΡΟΤΥΠΙΑ
Χημικές ενώσεις, που στο παρελθόν θεωρούνταν ακίνδυνες για το περιβάλλον, όταν προσκολλώνται πάνω σε σωματίδια στην ανώτερη τροπόσφαιρα (15 χιλιόμετρα ύψος), προκαλούν σημαντικές αλλαγές στο κλίμα. Η ακετόνη και το οξικό οξύ ενδεχομένως να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στις συντελούμενες κλιματικές αλλαγές, ανατρέποντας δραματικά τα μέχρι σήμερα δεδομένα.
Τα νέα στοιχεία φέρνει στο φως η ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου Φωτοχημείας και Χημικής Κινητικής του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Κρήτης, με επικεφαλής τον καθηγητή Πάνο Παπαγιαννακόπουλο, η οποία συνεργάζεται με άλλα 61 ευρωπαϊκά εργαστήρια Ατμοσφαιρικής Χημείας.
Το Εργαστήριο Χημείας ασχολείται με την αποτίμηση της εγκυρότητας
χρήσης των προτεινόμενων εναλλακτικών των χλωροφθορανθράκων
(ChloroFluoroCarbons, CFC), ενώσεων με ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Ως γνωστόν, οι χλωροφθοράνθρακες έχουν ενοχοποιηθεί για την αραίωση της
προστατευτικής στιβάδας του όζοντος στη στρατόσφαιρα. Γι'αυτό η
παγκόσμια περιβαλλοντική κοινότητα υπαγόρευσε την καθολική κατάργηση
παραγωγής και χρήσης τους βάσει του πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ (1987) και
των μεταγενέστερων τροποποιήσεων-συνθηκών του.
Η Ευρωπαϊκή Ενωση προχώρησε στη θέσπιση μέτρων προκειμένου να
ελέγχονται διεξοδικά τα προτεινόμενα υποκατάστατα. Το Εργαστήριο
Φωτοχημείας και Χημικής Κινητικής διερευνά τις εναλλακτικές λύσεις και
μελετά κατά πόσο οι προτεινόμενες ενώσεις επιβαρύνουν το φαινόμενο του
θερμοκηπίου και ενισχύουν την υπερθέρμανση του πλανήτη.
Οι ερευνητές μελέτησαν επισταμένα φθοριωμένες αλκοόλες και φθοριωμένους
αιθέρες, αφού κάποιοι εξ αυτών χρησιμοποιούνται ήδη σε διάφορες
δραστηριότητες, όπως π.χ. ως πρόσθετα στα καύσιμα αυτοκινήτων.
Τα πλεονεκτήματα χρήσης των συγκεκριμένων ενώσεων συνοψίζονται σε:
* Ελαχιστοποίηση της ενίσχυσης του φαινομένου του θερμοκηπίου.
* Μηδενική συνδρομή στην αραίωση του στρατοσφαιρικού όζοντος και
* Δραστική μείωση των τοξικών εκπομπών των καυσίμων.
Τα υποκατάστατα του υδροφθοράνθρακα
Η ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου Φωτοχημείας και Χημικής Μηχανικής
ασχολείται με την αποτίμηση της ρυπαντικής δράσης ακόρεστων φθοριωμένων
υδρογονανθράκων.
Οι συγκεκριμένοι υδρογονάνθρακες πρόσφατα προτάθηκαν ως υποκατάστατα
του υδροφθοράνθρακα HFC-134a, στα συστήματα κλιματισμού των
αυτοκινήτων, κατόπιν οδηγίας της Ευρωπαϊκής Ενωσης για καθολική
κατάργηση χρήσης του μέχρι το 2011.
Η δράση αυτή εντάσσεται στο πλαίσιο της διεθνούς προσπάθειας εφαρμογής
του Πρωτοκόλλου του Κιότο, για δραστική μείωση των εκπομπών αερίων, που
προέρχονται από ρυπογόνες ανθρώπινες δραστηριότητες, οι οποίες
ενισχύουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και οδηγούν στην υπερθέρμανση
του πλανήτη.
Ο καθηγητής Πάνος Παπαγιαννακόπουλος και ο συνεργάτης του ερευνητής δρ
Βασίλης Παπαδημητρίου, που συνεργάζεται με το Εθνικό Ινστιτούτο
Διοίκησης Ωκεανών και Ατμόσφαιρας των ΗΠΑ (National Oceanic and
Atmospheric Administration, ΝΟΑΑ), αναφερόμενοι στην ερευνητική δουλειά
τους μάς είπαν:
«Στο εργαστήριο μελετάμε τη χημική δραστικότητα κρίσιμων οργανικών
πτητικών ενώσεων ανθρωπογενούς και μη προέλευσης. Συγκεκριμένα
διερευνούμε ενδελεχώς τον ατμοσφαιρικό οξειδωτικό κύκλο -"μοίρα"- των
χημικών ενώσεων, που εκπέμπονται στο περιβάλλον και μελετάμε τόσο τις
διεργασίες ομογενούς χημείας, αέριας φάσης, στις οποίες συμμετέχουν,
όσο και την ετερογενή τους αλληλεπίδραση με αερολύματα και σωματίδια,
που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα.
Ετσι, διερευνούμε διεξοδικά την επίδρασή τους στην ποιότητα της
ατμόσφαιρας και στις συντελούμενες κλιματικές μεταβολές και
δημιουργούμε τις προϋποθέσεις για τη σύνταξη πολιτικής για την
προληπτική προστασία του περιβάλλοντος.
Στην πρώτη φάση της μελέτης μας προσδιορίζουμε τον χρόνο ζωής των
συγκεκριμένων πτητικών οργανικών ενώσεων στην ατμόσφαιρα, καθώς και τα
πρωτογενή και τελικά προϊόντα της ατμοσφαιρικής οξείδωσής τους. Με τον
τρόπο αυτό είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε τη συνολική επίδρασή τους στην
ατμόσφαιρα.
Τα άτομα χλωρίου και η τρύπα του όζοντος
Μία κατηγορία ενώσεων που μελετούν είναι τα εναλλακτικά των
χλωροφθορανθράκων. Οι χλωροφθοράνθρακες ευθύνονται για την τρύπα του
όζοντος στη στρατόσφαιρα, ενώ συγχρόνως έχουν σημαντική επίδραση στην
ενίσχυση του φαινομένου του θερμοκηπίου.
Το χαρακτηριστικό γνώρισμα των συγκεκριμένων ενώσεων είναι η παρουσία
ατόμων χλωρίου στο μόριό τους. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τον
μεγάλο χρόνο ζωής που τις χαρακτηρίζει, έχει ως συνέπεια τη μεταφορά
τους από την τροπόσφαιρα στη στρατόσφαιρα, όπου η, μεγάλης ενέργειας,
ηλιακή ακτινοβολία, οδηγεί στη φωτοδιάσπασή τους και στην απελευθέρωση
δραστικών ατόμων χλωρίου.
Τα άτομα χλωρίου υπεισέρχονται στον κύκλο του όζοντος και επιταχύνουν
καταλυτικά την καταστροφή του. Ενα άτομο χλωρίου που ελευθερώνεται στη
στρατόσφαιρα μπορεί να καταστρέψει μέχρι και 100.000 μόρια όζοντος,
προτού αδρανοποιηθεί σε κάποια μορφή σταθερής αποθήκης του.
Η έρευνα των επιστημόνων επικεντρώνεται στον έλεγχο της ατμοσφαιρικής
επίδρασης και της φιλικότητας των προτεινόμενων εναλλακτικών των
χλωροφθορανθράκων προς το περιβάλλον, τα οποία, κατόπιν θέσπισης του
Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ το 1987 και των μεταγενέστερων διεθνών
συμφωνιών που υπαγόρευαν την πλήρη κατάργηση παραγωγής και χρήσης των
χλωροφθορανθράκων, κατέκλυσαν τη βιομηχανία, προκειμένου να καλυφθεί το
εξαιρετικά εκτενές φάσμα εφαρμογών στις οποίες χρησιμοποιούνται οι
χλωροφθοράνθρακες.
Δύο εκ των βασικών αιτιών, που ο καταστροφικός ρόλος των
χλωροφθορανθράκων καθυστέρησε να διευκρινιστεί, είναι ότι αφενός οι
εκπομπές τους, όπως αναμένεται, επικεντρώνονται σε περιοχές με έντονη
ανθρωπογενή δραστηριότητα, βιομηχανική ανάπτυξη κ.λπ., αφετέρου η μικρή
σχετική αφθονία των δραστικών μορφών χλωρίου στη στρατόσφαιρα, που παρά
τη γνωστή καταλυτική τους δράση δεν θα επαρκούσαν, προκειμένου να
ερμηνευτεί η έκταση της παρατηρούμενης τρύπας του όζοντος.
Ωστόσο η τρύπα του όζοντος πρωτοπαρατηρήθηκε στην Ανταρκτική, περιοχή
με σχεδόν μηδενική ανάπτυξη, γεγονός που δεν φέρεται να ενοχοποιεί σε
πρώτη φάση τους χλωροφθοράνθρακες. Βέβαια, είναι πλέον γνωστό ότι η
γεωτοπολογία και οι πολύ χαμηλές θερμοκρασίες στην περιοχή συνιστούν
δύο από τις βασικότερες παραμέτρους για την ερμηνεία του φαινομενικά
παραδόξου. Ετσι:
- Η κίνηση των αέριων μαζών προς τους πόλους επιφέρει τη μεταφορά παροδικών αποθηκών χλωρίου στην περιοχή της Ανταρκτικής.
- Η ύπαρξη σωματιδίων μονοσυστατικών και πολυσυστατικών μορφών πάγου
(με προσμίξεις θειικού και νιτρικού οξέος) έχει ως αποτέλεσμα τη
συσσώρευσή τους στην επιφάνειά τους, κατά τη διάρκεια της πολικής
νύχτας, η οποία διαρκεί έξι μήνες.
- Με την ανατολή του ήλιου, οι χλωριωμένες ενώσεις που έχουν
«εγκλωβιστεί» στην περιοχή φωτοδιασπώνται, ελευθερώνοντας μεγάλες
ποσότητες δραστικών μορφών χλωρίου.
Αποτέλεσμα; Αυτές με τη σειρά τους υπεισέρχονται συσταδικά στον κύκλο
του όζοντος καταστρέφοντας καταλυτικά μεγάλες ποσότητες όζοντος,
οδηγώντας στην παρατηρούμενη αραίωση της στιβάδας του στη
στρατόσφαιρα».*
 (0) |
