Çevre Dergisi. Prof.Dr. Zafer AYVAZ Ege Üniversitesi - izmir

Transkript

1 Çevre Dergisi Prof.Dr. Zafer AYVAZ Ege Üniversitesi - izmir GiRiŞ Yaklaşık 0-5 yıldan ben kloroflorokarbon (CFC) bıleşiklerindekı klorun atmosterın üst tabakası olan stratosferde bulunan ozon tabakasını incelttiği bilinmektedir. 5 yıl önce de Antartıka üzerindeki tabakada bir delik tespit edilmişti. Ozon tabakası güneş ışınları içerisinde bulunan ultraviyole-c'nin hepsini. ııltraviyole-b'nin de önemli bir kısmını absorplar. Ozon miktarı azaldığı zaman yeryüzüne daha fazla ultraviyole (morötesi) radyasyonu ulaşır. Bu ışınlara fazlaca maruz kalmak insan ve hayvan sağlığına zarar verir. Özellikle ultraviyole-b'ye maruz kalma süresi arttıkça melanoma ve nonmelanoma cilt kanserleri riski artmakladır. Kritik toplam doz aşıldığında bu risk dramatik bir şekılde yükselmektedir. Ozon tabakası delinince güneş altında aynı sürede kalınsa dahi daha yüksek bir doza maruz kalınmış olur. CFC gazlarının ozon tabakasını yokeden bu etkilen yanında diğer önemli bir özellikleri "sera tesiri" meydana getirmeleridir. Bu gazlar yeryüzünden gelen ınfared (kızılötesi) ışınlan absorplayarak ısı ertelisi kapanı görevi yaparlar. Böylece yeryüzü daha fazla ısınır, bu da iklim değişikliklerine yol açar. Ayrıca ozon tabakasının delirtmesi de güneşten gelen ultraviyole ışınlarının atmosfere daha fazla girmesiyle ilave bir ısınma tesirine yol açar. CFC gazları dışında karbondioksit, metan, nitrozoksit ve troposferdeki ozon da sera etkisi yapan gazlardandır. Yaklaşık yirmi dolayında bu özellikli gaz tespit edilmiştir Yapılan model hesaplamalara göre ısıtıcı tesirin yaklaşık yarısı karbondioksit, diğer yarısı da öbür gazlar tarafından meydana getirilmektedir. Fakat CFC'Ier çok etkili infraded absorplayıcısı olduklarından tesirleri çok fazladır. Meselâ atmosfere sadece molekül CFC ilavesiyle meydana gelen sera etkisi, ancak molekül karbondioksit ile sağlanabilir. Hem sağlık nedenleriyle hem de topyekün ısınmayı azaltmak için atmosfere salınan CFC miktarını azaltmak gerekmektedir. Nitekim 987 Montreal Protokolüyle bu konuda bir adım atılmıştır. Bu protokol, tamamen holojenleşmiş CFC'Ier ile tamamen holojenlenmiş ve brom ihtiva eden (halon adlı) florokarbonlarla ilgilidir. Protokole göre bu maddelerden CFC'ierle ilgili sınırlamalar Temmuz 989 da başlamıştır. Buna göre Temmuz 993te % 20lik azalma, Temmuz 998"de % 50'lik bir azalma sağlanması gerekmektedir. Holonlarla ilgili sınırlamalar ise 992 yılında başlayacaktır. En önemli ticari CFC'Iar CFCb (CFC-), CFzCIz (CFC- 2) ve CsFaCla (CFC-3)'tür. Dünyada yılda yaklaşık ton CFC- ve CFC-2 üretilmektedir. CFC-3 üretim miktarı ise 70 bin tondur. Üretilen CFC- ve CFC-2'nin yaklaşık % 30'u aerosollerde (spray); CFC- Tin % 55'i ile CFC-2'nin % 3'ü esnek ve njıt köpük ürünlerinde (sünger yapılı maddeler): CFC-'in % 8'i ile CFC-2'nin % 50'si de soğutucularda kullanılmaktadır. Şu anda kişi başına CFC- ve CFC-2 tüketimi AT'da ve ABD'de 0.85 kg. Avustralya'da 0.78 kg. Japonya'da 0.48 kg. ve isveç'te 0.43 kg dır. CFC'Iara getirilen sınırlama kimya sanayiinde bu maddelere alternatif soğutucu madde arayışlarını hızlandırmıştır. Bunların yerme geçecek maddeler yalnız "çevre dostu" olmakla kalmamalı, ayni zamanda yanmaz, düşük zehirlikte. kolay ve ucuz üretilebilir ve her yerde bulunabilen hammaddeye ihtiyaç göstermelidir. Uygun özelliklere sahip yeni soğutucu gazlarının geliştirilmesi zaman alacaktır. Çünkü tek bir bileşiğin sadece zehirlilik durumunun araştırılması 5 yıl veya daha uzun süreli bir araştırmayı gerektirmektedir. Bu arada mühendislik tekniklerinin geliştirilmesi de ihtiyaç duyulan soğutucu miktarında azalmaya yol açabilir. Meselâ birçok derin dondurucuya sahip bir süpermarkette bir merkezi soğulma ünitesi kurularak ve çevreye zarar vermeyen emniyetli sıvılar kullanılarak, bu soğutucu sıvıların soğutma kabinlerine pompalanmasıyla gerekli CFC miktarında yaklaşık % 0luk bir tasarrut sağlanabilir. Evlerdeki soğutucularda CFC yerine amonyak kullanılabilir. Şu anda karavanların soğutucularında ve soğuk hava depolarında kullanılan amonyak daha uygun termodinamik ve ısı transferi özelliklerine sahip olmakla birlikte CHCIFz'den daha pahalıdır. TARİHÇE Soğutucularda kullanılan zehirli ve yanabilen maddelerden olan kükürt dıoksıt. metil klorür ve propan yerine geçebilecek olan yeni bir maddenin keşfedilmesi 930'lu yıllara dayanır. O tarihlerde ABD'deki General Motors firmasının Frigidair bölümünde çalışan Thomas Midgley ve Albert Henne adlı kimyacılar bu buluşlarını Nisan 930'da "Ice and Refngeration" adlı dergide yayınladılar. Bu yeni soğutucu madde diklorodiflorometan'dı ve buna Freon-2 adı verildi. General Motors ile Du Pont ortak olarak 93 yılında karbontetraklorür ile hidrolenflorürden tek kademeli bir prosesle antimon (V) klorür katalizörü kullanarak bu maddeyi üretmeye başladılar: CCI 4 +H a F B C CI 2 F r +2HCI Bu yeni bileşik büyük bir gelişme olarak görüldü. Çünkü zehirli ve yanıcı olmaması yanında kararlı bir yapıda, uçucu değil ve korozit (aşındırıcı) değildi. Bu özellikleri sebebiyle birçok yerde karbondioksit ve amonyağın yerini aldı. 940ı yıllarda Ou Pont bir dizi florokarbon bileşiği daha üretti Kısa adıyla CFC ler ucuz. etkili ve kolay kullanımlı idiler.

2 Ekoloji Bu sebepten soğutma ve klima pazarındaki paylan giderek 950 li yıllarda bileşikler plastik köpüklerde şişirme aracı olarak, hazır gıda (fast food) ambalajlarında, kuru temizlemede çözücü olarak ta kullanılmaya başladı. Aerosollerde itici gaz olarak kullanılmaya başlanması da bu yıllara rastlar. Bu suretle atmosfere salınmaya başladılar. Bu bileşikler, diğer geniş bir uygulama sahasını cerrahi aletlerin sterilizasyonunda, tıbbi oral inhalasyon preparatlarında, elektronik cihaz bileşenlerinin temizlenmesinde buldular. 970 li yılların başlarında her yıl yaklaşık milyon ton CFC üretiliyordu. 988 de bu rakam yılda, milyon tona ulaştı. Tüketim yeri ve miktarları ülkelere göre farklılık göstermektedir. Mesela ingiltere'de CFC ler büyük ölçüde itici gaz olarak kullanılmaktadırlar (Pazarın %62 si). Her yıl 600 milyon spray kutusunun üçte ikisine CFC gazları doldurulmaktadır. Geri kalan %38 lik kısmı ise şöyle dağılmaktadır: %8 köpük şişirmede, %2 çözücü olarak ve %8 soğutucularda. ABD deki durum daha farklıdır. %35 i soğutucu ve klimalarda, %35 i köpük şişirmede, %8 i çözücü olarak, %6,5 u ise sterilizasyon için kullanılmaktadır. ABD de itici gaz olarak kullanımı 978 den beri yasaktır. Bu suretle bu pazardaki payı %95 oranında elimine edilmiştir. Tablo-'de beş ana ticari CFC'nin esas kullanım yerleri görülmektedir. Bir CFC'nin özel bir uygulama alanı için seçiminde en önemli faktör kaynama noktasıdır. Tabloda görülen CFC lerin kaynama noktaları 48 C den -39 C ye kadar değişmektedir. CFC- ve 2, metan orijinli bileşikler iken diğerleri etan esaslıdır. Tabloda "halon" diye bilinen bunlara yakın bileşikler de görülmektedir. Bu tip halojeni! metan ve etan bileşikleri brom ihtiva ederler ve esas itibarıyla yangın söndürücülerde kullanılırlar. STRATOSFERDE OZON AZALMASI Stratosferde ozon varlığı 88 de tespit edildi. Bu madde, troposferdeki oksijenin güneş ışığı etkisiyle parçalanması sonucunda meydana gelmektedir. Bu oluşumun mekanizması 930 yılında Syndey Chapman tarafından şöyle açıklandı: 02+hv -> 20' (230 nm'den kısa dalga boylarında) 0'+Û2 -» 0a ozon 03+hv -» 02+0'( nm dalga boylarında) Bu reaksiyonlar en çok, kuvvetli güneş radyosyonuna maruz kalan ekvator ve tropikal kuşağın yukarılarında meydana gelir. Stratosferdeki rüzgarlarla, oluşan ozon kutuplara doğru taşınır. Stratosferdeki ozon'un eksilmesiyle ilgili ilk sorular 970 li yılların başlarında belirmeye başladı. 97 yılında, stratosferde uçan süpersonik uçakların motorlarından çıkan eksoz gazlarında bulunan azot oksitlerinin, ozon seviyesini etkileyebileceği belirtildi. 974 de Amerikalı bilim adamları Rovvland ve Molina özünün tahrip edilmesinden CFC gazlarını sorumlu tuttular. Bunlara göre klor radikalleri katalitik olarak ozonu parçalamaktaydı ve stratosferdeki klorun ana antropojenik kaynağı da CFC lerdi. Hesaplamalarına göre, CFC lerin üretim hızı aynen devam ettiği takdirde her yıl stratosferde yarım milyon ton klor birikecektir. Bu da ozonun tabii bozunma hızını iki katına çıkaracak ve sonuçta ozon miktarı %7-3 azalacaktır. 985 te British Antarctic Survey'den J.C.Farman, Halley Bay bölgesi üzerinde ozonun mevsimlere göre azaldığını tespit etti. 987 deki ölçümlere göre, 4 ile 23 km irtifalar arasındaki bölgede ozonon %95 i iki aydan kısa bir sürede yokolmuştu. Ozon tabakasının toplam kalınlığı da 979 daki değerinin %40 ma inmişti. Bu bulgular NASA'nın Ocak 986 da toplanan "Ozondaki Gelişmeler Paneli"nde (OGP) teyit edildi. Atmosfer bilimcilerinden oluşan uluslararası bir grubun meydana getirdiği komite, uydu ve yer istasyonlarından elde edilen verileri gözden geçirerek bu sonuca vardı. 987 deki OGP raporunda, orta ve aşağı enlemlerdeki ozon seviyelerinde, 978 ile 985 yılları arasında %2,5 luk bir azalma olduğu belirtildi. 50 ve 60 arası yukarı kuzey enlemler arasında Bileşik Metan esaslı CFC ler: CFC- CFC- 2 Etan esaslı CFC ler: CFC-3 CFC- 4 CFC- 5 Halon' lor: Halon-2 Halon- 30 Halon-2402 Formülü CCI3F CCI2F2 CC2F C Cl F2 CCF2 C Cl F2 CC F2 CF3 CF2Br Cl CF3Br C2F4Br2 Kullanım yeri Aerosol, soğutma, klima, temizleme, köpük Aerosol, köpük, soğutma, klima, sterilizasyon Soğutma, temizleme, köpük Aerosol, soğutma, köpük Soğutma, klima, köpük Seyyar yangın söndürücü Yangın söndürme sistemleri Yangın söndürücü rablo-: CFC ve halon'ların ana kullanım yerleri

3 Çevre Dergisi ozon konsantrasyonları 970 e göre %6 oranında azalmıştı. OGP, bu azalmayı CFC ile ilişkilendirdi. Halley Bay üzerinde, ortalama toplam ozon konsantrasyonlarının 957 den 985 e kadarki Ekim değerleri arasındaki azalma miktarı, kuzey yarım küredeki CFC oluşumuyla tam bir uygunluk göstermektedir. OZON YOKOLMA REAKSİYONLARI Stratosferin aşağı kısımlarında CFC lerin fotolitik olarak (güneş ışığı etkisiyle) parçalanması sonucunda klor radikalleri (Cl'j meydana gelir. CFC- ve CFC-2 nin şu reaksiyonları tipiktir: CCIsF+hv -» CCI2F+CI' CCl2F2+hv -» CCl F2+CI' Meydana gelen bu Cl' radikalleri, stratosferin bütün irtifalarında ozonu katalitik olarak şu şekilde tahrip edebilir: CI+Os -» CIO+02 CIO'+O' -»CI+02 Bilim adamlarının hesaplamalarına göre tek bir klor radikali 00 ozon molekülü ile reaksiyona girebilir. Ayrıyeten CFC ler de dayanıklılıkları sebebiyle stratosferde 00 yıl bozulmadan kalabilirler. Halon'lar daha da tahripkârdırlar. Bunlar da yukarıdakine benzer reaksiyonlarla Br' radikalleri açığa çıkarır ve bundan da brommonoksit (BrO') meydana gelir. Stratosferdeki Halon 30 konsantrasyonu her yıl %5 oranında artmaktadır. Bugün stratosferdeki toplam klor konsantrasyonu 3ppb (bir milyon hava molekülünde 3 tane) kadardır. Bu değer 970 lerin başında 2 ppb ve geçen yüzyılda ise ancak 0,6 ppb idi. Halon ve Brom Monoksit halindeki bromun şu andaki konsantrasyonu ise 0,02 ppb kadardır. Son zamanlarda anestezide kullanılan halojeni! maddelerden halotan (CFsCCIBrH), enfluran (CF2HOCF2CFCIH) ve izofluran (CF 2 HOCH CICFal'ın da stratosferik ozonun tahribinde katkılarının olduğu ileri sürüldü. Ancak A.C. Brovvn'un araştırmalarıyla bunun mümkün olmadığı, çünkü bu bileşiklerin ihtiva ettiği hidrojenin, troposferdeki hidroksil (OH') radikalleriyle birleştiği ve atmosferdeki kalış sürelerinin ancak 2 ila 6 yıl olduğu ortaya çıkarıldı. OZON AZALMASININ SONUÇLARI CFC ler ve diğer halojeni! bileşikler sebebiyle ozon'un azalması, yeryüzüne ulaşan morötesi radyosyon miktarında da bir artışa yolaçmaktadır. Bu da yaşam için doğrudan bir tehdittir. Çünkü ortak güneş radyasyonu, deri kanseri ve katarakt gibi göz hastalıklarına sebep olabilir. Yapılan hesaplamalara göre, ozon tabakasındaki % lik azalma, dünya çapında fazladan 70 bin cilt kanseri vakasına neden olacaktır. Morötesi radyasyonun artışı insan vücudundaki immun (bağışıklılık) sisteminin etkinliğini de azaltmaktadır. Bu da insanları değişik hastalıklara, meselâ paraziter etkilere karşı daha hassas hale getirmektedir. Artan radyosyonun bitkilere, tahıl üretimine ve yaban hayatına da olumsuz etkileri vardır. CFC'LERİN SERA ETKİSİYLE ISINMAYA KATKISI Atmosferdeki karbondioksit, su buharı ve diğer gazlar güneşin morötesi ışınlarını geçirip, yeryüzünün ısınmasına izin verirlerken bu gazlar ayni zamanda sıcak yeryüzünden yansıyan kızılötesi radyosyonu da absorplarlar. CÛ2 3-9 pm'lik dalga bandındaki, su buharı ise 4-8 pm'lik banttaki ışınları emer. Yeryüzünü çepeçevre saran bu "ısı battaniyesinde tutulan ısı dünyamızı "sera etkisi" adını verdiğimiz olayla sıcak tutmaktadır. Esasında bu durumda bile 8-2 pm ilk dalga boyu "pencere" sindeki ışınlar uzaya kaçmaktadır. Atmosferde tabii olarak bulunan gazlar bu dalga boylarına sahip ışınları çok az engellemektedirler. 20. yüzyıldan önce dünyaya gelen ve uzaya geri giden enerjiler arasında bir denge mevcuttu. Bu şekilde dünyanın sıcaklığı da sabit bir şekilde tutuluyordu. içinde bulunduğumuz yüzyılda fosil yakıtların daha fazla yanması ve endüstriyel faaliyetlerin hızlanması bu dengeyi bozdu. Atmosferdeki COa miktarı 860 yılında 280 ppm (milyonda 280 kısım) iken 980 de 350 ppm e çıktı. Artan bu miktar, daha fazla kızılötesi ışının absorplanıp, dünyanın daha fazla ısınmasına neden oldu. Bu sıcaklık artışı 9. yüzyıldan sonra 0,5+0, C kadar olmuştur. Artan sıcaklıklar, daha sıcak yaz ve daha ılık kışlar, buzulların erimesine, deniz seviyesinin yükselmesine sebep olurken klasik mevsimlerde ve ürün miktarında da değişmeye neden olabilir. N20 (diazot oksit) ve CH4 (metan) gibi diğer antropojenik (insan faaliyeti orijinli) gazlar da yeryüzünü saran ısı battaniyesinin boyutlarını artırmıştır. CFC lar 8-2 m dalga bandındaki kızılötesi ışınları absorplayarak, atmosfere kaçma penceresini de tamamen kapatırlar. Bu şekilde tabii denge tamamen altüst olur. CFC'Iar çok etkili sera gazlarıdırlar. molekül CFC- veya CFC-2 nin etkisi molekül CÛ2 e eşdeğerdir. Yapılan hesaplamalara göre sera ısınmasının %5-20 sine CFC-ler neden olmaktadır. Bu olumsuz etkisinin yanında sera gazlarının stratosferdeki ozon azalması olayında olumlu bir yanı vardır. Termal tabakada gittikçe daha fazla ısı tutulduğundan bunun üst tarafında olan stratosfer soğur. Bu da ozon azalmasını yavaşlatır. Çünkü ozonun parçalanma reaksiyonu sıcaklık azaldıkça yavaşlar. MONTREAL PROTOKOLÜ Son yirmi yıl içinde dünyada global kirlenmenin çeşitli formları ve bunların yeryüzündeki hayat üzerine olumsuz etkileri hakkında artan bir ilgi oluştu. Bu global kirlilik formları; ozon tabakasının delinmesi, sera etkisiyle ısınma, asit yağmurları ve kimyasal sis ve duman (smog)dır. 970 li yılların ortalarında Rowland ve Molina'nın tespitleri ışığında ulusal ve uluslararası kuruluşlar, global kirliliğin esas suçluları arasında CFC'Ieri de saymaya başladılar. 976 da ABD deki Çevre Koruma Ajansı (EPA), CFC'Ierin zaruri olmadıkça aerosollerde itici gaz olarak kullanılmasını önleme kararını açıkladı. Bununla birlikte 984 yılında dünya çapında CFC üretimi, yasaklamadan önceki değerleri de aşarak yılda milyon tonu geçti. 6 Eylül 987 de 24 ülke Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP) nezaretinde hazırlanan Montreal Protokolünü imzaladı. Bu protokol üç ana konuyu karar altına alıyordu:

4 Ekoloji * CFC-.2.3,4 ve 5'in 986 daki tüketim seviyeleri, 989 un yarısından itibaren asılamayacaktır. * 986 üretim seviyeleri Temmuz 993 te %20, Temmuz 998 de de %30 olmak üzere toplam olarak %50 azaltılacaktır. * Halon-2,30 ve 2402 nin 986 daki tüketim miktarları 994 e kadar sabit tutulacaktır. 23 ülkenin katıldığı Mart 989 daki Londra Ozon Konferansıyla Mayıs 99'deki Helsinki toplantısında daha birçok ülke bu kararlara uyacağını bildirdi. Bileşik Formülü Hidro klorofloro karbonlar (HCFC) HCFC-22 CHCIF 2 HCFC-23 CHCfcCFs HCFC-24 CHCIFCF.^ HCFC-4 b CH 3 CC 2 F HCFC-42b CH 3 CCF 2 Hidrofloro karbonlar HFC-25 CHF 2 CF 3 HFC-34a CH 2 FCF 3 HFC-52a CH 3 CHF 2 /chırh CFC'LARA ALTERNATİFLER CFC'Iar yerine kullanılacak olan maddelerde şu özellikler bulunmalıdır: -CFC'Ierle ayni temel fiziksel özelliklere, mesela benzer kaynama noktasına sahip olmalı, -Mümkün olabildiği ölçüde CFC'Ierle ayni güvenlik özelliklerine sahip olmalı (mesela yanmamalı ve zehirli olmamalı) -Teknik ve ekonomik açıdan ticari ölçekte üretime uygun olmalı. Üreticiler, üretim hatlarında değişikliğe gitmemek için CFC gibi davranan ancak ozonu delmeyen bir bileşiği tercih ederler. -Kullanıldığı yerlerde kimyasal olarak bozulmayan, ancak atmosferde CFC'Iardan daha çabuk bozulan ve şayet stratosfere kaçarsa burada fazla kalamayan ve bu suretle ozon tabakası ve sera etkisi açısından sıfır veya çok az bir potansiyel tehlike teşkil eden yapıda olmalı. Bu özellik molekülde hidrojen bulunuşuyla sağlanabilir. Hidroksil (OH') radikalleri ile bu tip moleküller parçalanabilir. Kısmen holojenlenmiş metan ve etan (hepsi hidrojen ihtiva eder) CFC'Iara alternatif olarak düşünülmektedir. HCFC- 22 ve 42b ile HFC-52a şu anda piyasada mevcuttur. Diğerleri de test aşamasındadır. (Tablo-2'ye bakınız) CFC, HCFC ve HFC'Iarın özellikleri, köşelerinde hidrojen, klor ve flor olan bir üçgen yardımıyla gösterilebilir (Şekil ) Altı çizgi (taban) CFC'Iarı temsil etmektedir. Bunların atmosferde kalış süreleri uzun, yamalıkları azdır. Zehirlilik, mevl Iıdrnjen Uzun atmosferik ömür Şekil : Bileşikte bulunan hidrojen, klor ve flor atomlarının nisbi sayılarına bağlı olarak CFC ların özellikleri cut klor miktarına bağlıdır. HFC'Iar üçgenin sağ kenarıyla temsil edilir. Bunların zehirliliği az, yamalıkları da mevcut hidrojen miktarına bağlıdır. HCFC'Iar ise hidrojen, klor ve flor oranlarına göre üçgen içinde herhangi bir yerde bulunabilirler. Özellikleri de buna göre değişir. ÇEVRESEL KABULEDİLEBİLİRLİK Ekim 988'de Hague'de yapılan bir UNEP toplantısında "Alternatif Florokarbonların Çevresel Kabuledilebilirlik Araştırması" (AFEAS) mn sonuçları takdim edildi. AFEAS'a uluslararası 5 kimya kuruluşu katılmıştı. Bu araştırma HCF ve HCFC'Ierin ozon delme ve global ısınma potansiyelleri hakkındaydı. Bir bileşiğin ozonu tahrip etme kapasitesi ihtiva ettiği klor miktarı ile atmosferde kalış süresine bağlıdır. Ozon tahrip Kullanım yeri Soğutmada, köpük üretiminde Soğutmada, köpük üretiminde Soğutmada, köpük üretiminde İtici, köpük üretiminde itici soğutucuda soğutucuda soğutucuda, itici gaz Tablo 2 : CFC'Iarm muhtemel alternatifleri [H]"

5 Çevre Dergisi Bileşik CFC- CFC- 2 CFC-3 CFC- 4 CFC-5 HCFC-22 HCFC- 23 HCFC-24 HCFC-4b HCFC-42b HFC-25 HFC-34a HFC-52a OTP (CFC-.0'e göre) 0,8 0,6 0,05 0,02 0,02 0, 0, GIP (CFC-.0'e göre) 2,8-3,4,4 3,7-4, 7,5-7,6 0,34-0,37 0,07-0,02 0,092-0, 0,087-0,097 0,34-0,39 0,5-0,65 0,25-0,29 0,026-0,033 Tablo 3: CFC, HCFC ve HFC'Iarın ozon taprip (OTP) ve global ısınma (GIP) potansiyelleri. potansiyeli (OTP), çeşitli CFC'Iar ile bunların alternatiflerinin, değeri,0 kabul edilen CFC-'e göre tahrip derecesinin bir ölçüsüdür. Global ısınma potansiyeli (GIP) ise bilgisayar modelleri ile hesaplanır ve yine değeri,0 kabul edilen CFC- ile karşılaştırılır. UNEP ve AFEAS tarafından verilen bazı değerler Tablo 3 te görülmektedir. 989 da yayınlanan son AFEAS raporunda sadece uzun atmosferik ömürlü HCFC'Iarın stratosferik ozona potansiyel etkilerinin olabileceği, ömürlerinin troposferdeki bozulma hızlarıyla hesaplandığı belirtildi. HFC-34a nın atmosferik ömrü 5,5 yıl fakat OTP'nin sıfır olduğu bulundu. Bu bileşiğin GIP değeri de 0,27 gibi gayet azdır. Buna karşılık CFC-2 nin GIP değerinin 3, olduğu düşünülürse, bu bileşik yerine HFC- 34a kullanılmakla g/oba/ ısınma potansiyelinde %9 lik azalma sağlanacağı görülür. AFEAS daha bir çok konuyu detaylı olarak araştırdı. Bunlar arasında HFC ve HCFC lerin atmosferik bozulma reaksiyonları; çevresel konsantrasyonlar ve kararlı (bozulmayan) ürünlerin nihai durumu; biyolojik öneme sahip beklenmeyen konsantrosyanlardaki herhangi bir bileşiğin biyolojik bozulma (biodegradasyon) reaksiyonları sayılabilir. CFC üreticilerinin AFEAS adıyla bilinen yeni bir konsorsiyumu kurulmuş olup bu da ikinci kademe araştırmalar yapacaktır. Program üç yıl sürecek; endüstriye, akademisyenlere ve hükümetlere laboratuvarlarında yapılacak CFC'Ierin atmosferik ve karasal etkileriyle ilgili araştırmaları için destek ve maddi katkı sağlayacaktır. Bu araştırmaların sonucunun 993 te alınması beklenmektedir. Ocak 988'de, uygun CFC alternatiflerinin emniyetini (safety), değerlendirmek üzere, Alternatif Florokarbon Zehirlilik Test Programı (PAFT) kuruldu. Bu programda AFEAS'a paralel olarak 4 kuruluş iştirak etti. PAFT l, HCFC-23 ile HCFC-34a'nm zehirlilik profillerini geliştirdi. HCFC-4b'yi araştırmak üzere Eylül 988 de 0 CFC üreticisi tarafından PAFT II ve HCFC-24 ile HFC-25'İ araştırmak üzere de Haziran 989 da 7 üretici tarafından PAFT III teşkil edildi. HCFC-23, HFC-34a ve HCFC-4b nin zehirlilik profilleri cesaret kırıcıydı ve bunların kronik ve kanserojenik etkileriyle ilgili iki yıllık araştırma devam ediyor ve sonuçlar en erken 993 yılında alınabilecek. PAFT lll'e konu olan bileşiklerle ilgili araştırmalar henüz ilk safhada olup sonuçlarının te alınabileceği tahmin ediliyor. CFC-'İN ALTERNATİFLERİ CFC- soğutmada, endüstriyel klimalarda ve köpük üretiminde kullanılmaktadır. Bu bileşik mükemmel bir izolatör ve yanmaz bir maddedir. Buzdolaplarının dış duvarlarını doldurmada kullanılan sert köpüklerin üretiminde kullanılır. Köpüğü, su kullanarak karbondioksit ile üretmek teknik açıdan mümkündür, ancak bu ürün iyi izolatör değildir. Diklorometan (C H2CI2) da kullanılabilir, fakat yanıcıdır. CFC-'in yerini endüstriyel sistemlerde alabilecek bileşik HCFC-23 tür. Bunun GIP değeri, CFC- in sadece %2 sidir. CCIsCFa'ten elde edilebilir: CCIsCFa -»CHCI2CF3+ÇH2CICF3 HCFC-23 HCFC-33a Fakat bu sentez metodunda birçok proses güçlükleri mevcuttur. Eser miktarda bulunan safsızlıklar katalizörü bozabilir ve ürünler, fraksiyonlu distilasyonda ayrılmaları güç olan azeotrop'lar teşkil ederler. Ayrıca HCFC-33a zehirlidir. Amerikan kimya şirketi Du Pont, HCFC-23 üretecek pilot ve tam ölçekli birçok tesis inşa etmektedir. Bu ürün endüstriyel soğutma tesislerinde, poliüretan ve fenolik köpüklerin üretiminde CFC-'in yerini alabilir, ingiliz ICI şirketi, CFC- 'e alternatif köpük şişirme bileşiği olarak kullanılmak üzere HCFC-23 ve 24b üzerinde araştırmalar yapmaktadır. Köpük

6 Ekoloji izolasyon malzemesi üretiminde CFC-'e uzun vadeli mümkün olabilecek bir alternatif tehcfc- 4 b dir. CFC-2'YE ALTERNATİFLER Soğutma ve klima tesisatlarında, bilhassa otomobil klimalarında, soğutucu ve dondurucularda, ticari bina klimalarında ve diğer endüstriyel sistemlerde CFC-2'nin yerini almaya aday bileşiklerin başında HCFC-34a gelmektedir. Çünkü bu bileşiğin özellikleri CFC-2 ye benzer. HCFC-23 gibi bunda da asıl problem üretimindedir. Çoğu üretim prosesleri üç veya dört kademeli olup bu sebepten pahalıya malolmaktadır. ICI, 990 yılında ingilterede HFC-34a üretimine başlamış bulunuyor. Bu yıl içinde de ABD'de bir tesis kuracak. Bu şirket şu anda ticari adı KLEA 34a olan bir ürün pazarlıyor. PAFT araştırma sonuçlarına göre KLEA 34a, CFC- 2 ye nazaran daha az zehirliliğe sahiptir. ICI'ın, HCFC- 34a üretimi için bir çok proses patenti mevcuttur. Bunlardan birinde hammadde olarak trikloreten kullanılıyor ve ara rün olarak bol miktarda zehirli bir bileşik olan HCFC- 33a oluşuyor. CHCI=CCl2 CH2C CFj HCFC- 33a CH2FCF3+HCI " HCFC- 34a ikinci adımda az miktarda HCFC- 34a oluştuğu için geri besleme gerekmektedir. HCFC- 33a da, HCFC- 34a ya antimon (V) florür katalizörü kullanarak dönüştürülebilir. Diğer bir metotta ise hammadde olarak tetrakloreten, katalizör olarak krom oksit kullanılır. Burada ara ürün HCFC-24 tür. CFC-4'ün üretiminde yan ürün olarak açığa çıkan CFC-4a (CFCI2CF3) m hammadde olarak kullanılmasıyla da HCFC- 34a üretilmiştir. Du Pont, CFC-2 ve başka soğutucular yerine kullanılacak HFC-24 üretmek üzere çalışmalar yapmaktadır. Bir karışım halinde HFC-22, HFC-52a ve HFC-24 ihtiva eden ürün bunlardan biridir. Bu karışım azeotropa yakındır, HFC-24 e göre OTP değeri %96, GIP değeri ise %9 daha düşüktür. CFC-2, polistiren köpük üretiminde kullanılır. CFC, erimiş reçineye üflenerek, ayaküstü beslenme paketlerinde, et tepsilerinde ve yumurta kartonlarında kullanılan ambalaj maddesi üretilir. Du Pont bu uygulama için Formacel-S adlı ürününü pazarlamaktadır. Bu madde HCFC-22 nin çok saf bir şekli olup CFC-2 nin OTP sinin ancak yirmide biri kadar bir değere sahiptir. CFC-3'E ALTERNATİFLER Zehirliliğin düşük oluşu, yanmazlığı ve stabilitesinden dolayı CFC-3 ideal bir çözgendir. Elektronik sanayiinde lehimleri temizleyici olarak son yıllarda çok miktarda kullanılmıştır. Yerini alacak en güvenilir madde su olmakla birlikte bu durumda bir çok teknik problem ortaya çıkmaktadır. Etanol ile propan-2-ol gibi alkol karışımları da temiz ve elde edilebilir oluşları sebebiyle yerini alabilir. ABD'deki AT-T and Petroform Şirketi biyolojik olarak parçalanabilen Bioact EC-7 adıyla bilinen terpenler ve yüzey aktif maddeler karışımını bu iş için geliştirmiştir. Elektronik parçalarının temizlenmesinde CFC-3'ün alternatifleri pek çoktur. Japon sanayii CFC-3 ü tekrar kullanmak suretiyle atmosfere kaçışını azaltmaya çalışmaktadır, isveç'teki bazı tesisler lehim yerine lazer kaynağı veya elektriksel iletken zamk kullanarak lehim artıklarından sakınmayı tercih etmektedirler. Du Pont, FREON SMT ve FREON MCA adıyla solvent olarak iki geçiş ürünü çıkarmıştır. Bunlar CFC-3'e göre sırasıyla %25 ve %37 daha düşük OTP değerine sahiptirler. FREON SMT beyaz atıkları önlemekte, iyonik kirlliği ortadan kaldırmaktadır. Bu; CFC-3, metanol ve dikloroten karışımıdır. Du Pont ayrıca CFC-3'e uzun vadeli alternatif olarak iki ürün teklif etmektedir. Bunlardan biri HCFC- 4 b, HCFC-23 ve metanol'ün bir karışımı (OTP değeri %90 az), diğeri sıfır OTP li bir çözücü ve yüzey aktif maddeler karışımıdır. SONUÇ CFC gazlarının stratosferdeki ozon üzerine etkisi ve sera tesiri gibi olumsuz yönleri bilinmekteyken Montreal Protokoluyla getirilen sınırlamaların yetersiz ve geç kalınmış olunduğu bir çok kesim tarafından dile getirilmektedir. Şu anda bu gazların en kısa zamanda tamamen yasaklanması veya en azından üretim ve tüketimlerinin % 85 oranında azaltılmasına gidilmesi konusunda gittikçe gelişen bir konsensüs oluşmaktadır. Bu sağlanmazsa refah düzeyini yükseltmekte kullanılmaya çalışılan bu maddeler, aksine insanlığa bir felâket getirebilir. KAYNAKLAR:. M. Freemantle, "CFC's and their alternatives", Impact of Science on Society, Vol..40, No.57 (990) pp M.. Spear, "Clearing the Way for CFC Alternatives", Process Engineering,Vol.72, No 3a (99) pp