Schadelijke stoffen - chloorfluorkoolwaterstoffen

In 1928 ontdekte men een groep stoffen die zwaveldioxide en ammonia konden vervangen als koelvloeistoffen, omdat deze veel effectiever waren. De stoffen waren allemaal organische verbindingen, die chloor- en fluoratomen bevatten. Ze werden chloorfluorkoolwaterstoffen, ofwel CFK, genoemd.

CFK vonden niet alleen hun toepassing als koelvloeistoffen, maar werden ook gebruikt als oplosmiddelen voor fijne electronica, als drijfgas in spuitbussen, in blusmiddelen, bij schuimproductie en in airconditioners. De meest toegepaste CFK waren Freon-11 (CFK-11, CFCl₃) en Freon-12 (CFK-12, CF₂Cl₂).

CFK bleken zeer stabiele stoffen te zijn, wat gunstig was voor gebruik. Er bleek echter ook een negatieve kant aan de stabiliteit van de verbindingen te zitten. Tijdens gebruik kwam meer dan 90% van de CFK direct in de atmosfeer terecht. Daar tasten de stoffen de ozonlaag aan. De onzonlaag is een belangrijk onderdeel van de aarde en beschermt het leven op aarde tegen gevaarlijke UV-straling van de zon.

Reactie van CFK met ozon

In de stratosfeer worden CFK afgebroken onder invloed van UV-licht. Daarbij komt chloor vrij in de atmosfeer. Vrije chlooratomen reageren met ozon moleculen, volgens het volgende reactiemechanisme:

Cl^. + O₃ -> ClO^. + O₂
Cl^. + O₃ -> ClO^. + O₂
ClO^. + ClO^. -> Cl₂O₂
Cl₂O₂ + UV-light -> 2 Cl^. + O₂----------------------------- +
2 O₃ -> 3 O₂

Volgens dit reactiemechanisme kan een vrij chlooratoom duizenden ozonmoleculen afbreken. Uiteindelijk verdwijnt het chlooratoom door precipitatie uit de atmosfeer.

In het midden van de jaran 1970 werd het schadelijke effect van CFK ontdekt. Fabrikanten en chemische bedrijven ontkenden de mogelijkheid van de stoffen om ozon af te breken. Milieu-organisaties begonnen actie te voeren voor een verbod op het gebruik van CFK. Een tijd lang veranderde er weinig, tot in de jaren 1980 werd bewezen dat zich boven Antarctica een gat in de ozonlaag heeft gevormd. Hierdoor werd de publieke interesse voor het milieuprobleem gewekt.

Regeringen begonnen samen te werken om de vernietiging van de ozonlaag tegen te gaan. In 1987 resulteerde dat in het Montreal Protocol. Het Protocol limiteerd het gebruik van chloor- en broomhoudende verbindingen in de industrie, waaronder CFK. Twee dozijn landen tekenden het Protocol en beloofden daarmee de productie van CFK (tijdelijk) stil te leggen en voor 1999 de atmosferische concentraties CFK te verminderen tot 50% van het niveau in 1986.

Al snel bleek echter dat het Montreal Protocol niet ver genoeg ging, want de afbraak van de ozonlaag hield aan. In 1990 beloofden 93 landen daarom tijdens een congres in Londen om de volledige productie van CFK stil te leggen. Ook wilde men ontwikkelingslanden helpen overschakelen naar meer milieuvriendelijke alternatieven voor de stoffen. In 1996 werd in alle industriële landen de productie en het gebruik van CFK uitgebannen, met uitzondering van export naar ontwikkelingslanden en noodtoepassingen, zoals asthma inhalators. In 2000 werden ook deze aan banden gelegd.

De laatste grote CFK fabriek in Nederland is dit jaar gesloten. Ontwikkelingslanden staan nu op de agenda voor een volledige ban van de productie en het gebruik van CFK tegen 2010. CFK zullen dan nog tot 15 jaar daarna ozon kunnen gaan afbreken, omdat het normaal gesproken 15 jaar duurt voor de stoffen de ozonlaag bereiken na de uitstoot ervan. Wetenschappelijk onderzoek heeft uitgewezen dat in de afgelopen vier jaar is het gat in de ozonlaag boven Antarctica af is gaan nemen. CFK zullen de komende 50 jaar nog ozon afbreken, doordat ze een lang halfwaardetijd hebben (tot wel 75 jaar). Toch is er hoop dat de ozonlaag zich uiteindelijk (na enkele eeuwen) weer zal herstellen.

Freon-11

Freon-12

Ozongat (blauw)

Koelvloeistoffen

Blusmiddelen