وجدت الدراسة أن الهيدروفلورو أوليفينات التي يتم تسويقها كمبردات صديقة للبيئة تتحلل أيضًا إلى غازات دفيئة ضارة

بدأ التخلص التدريجي من مركبات الكربون الهيدروفلورية على مستوى العالم في عام 2016 بعد الاعتراف بمساهمتها الكبيرة في ظاهرة الاحتباس الحراري.

أصبحت مركبات الهيدروفلوروولفين، التي لها عمر قصير في الغلاف الجوي، هي البدائل الاصطناعية الرائدة وتتكاثر بسرعة كمبردات، وعوامل نفخ رغوية (مثل تلك المستخدمة في الرغوة العازلة) ووقود دافع للأيروسول.

في حين أن العلماء يعرفون شيئًا عن المسارات الكيميائية التي تتحلل بها مركبات الهيدروفلوروكربون، فقد كان هناك جدل حول ما إذا كانت تتحلل بالفعل إلى بعض مركبات الكربون الهيدروفلورية الأقل صداقة للبيئة.

وتتكون الهيدروفلوروليفينات من وحدات كيميائية أكثر تفاعلا من نظيراتها السابقة، لذا فهي لا ترتفع إلى الغلاف الجوي العلوي وتتحول إلى غازات دفيئة طويلة الأمد.

وقال هانسن: "لكننا، ككيميائيين، ننظر إلى هياكل هذه الجزيئات ونبدأ في محاولة تخيل ما ستصبح عليه". "لذلك لا يمكننا أن نقول فقط، أوه، هذا الشيء له عمر أسبوعين فقط، ولا يمكن أن يكون غازًا دفيئًا، علينا أن نرى ما سيصبح عليه. ينظر معظم الكيميائيين إلى هذه الهياكل ويمكنهم اكتشاف التفاعلات التي تصنع بالفعل مركبات الهيدروفلوروكربون."

ومع ذلك، فإن تأكيد ما إذا كان زيت الوقود الثقيل يتحلل إلى مركبات الكربون الهيدروفلورية بكميات منخفضة يتطلب تجارب صعبة، وتفتقر معظم التقنيات والأجهزة الموجودة إلى الحساسية والنوعية اللازمة للقيام بذلك. استخدم هانسن وفريقه مجموعة متنوعة من التقنيات، بما في ذلك اثنتين تم اختراعهما خصيصًا لهذه الدراسة، لقياس وتقييم التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي على مدى الضغوط المتوقعة.

وقال هانسن: "لقد استخدمنا مجموعة متنوعة من التقنيات الطيفية لمراقبة التفاعل. كما أنشأنا خليطًا من الغازات عند ضغوط مختلفة لمحاكاة الغلاف الجوي الملوث بكميات ضئيلة من منتجات التحلل المباشر للهيدرو فلورو أوليفينات". "ثم استخدمنا الليزر لمحاكاة الفوتونات القادمة من الشمس لتحفيز التفاعل."

نحن نعلم أن ناتج الهيدروفلورولفينات المتحللة إلى مركبات الكربونيل المفلورة مثل ثلاثي فلورو أسيتالديهيد يمكن أن يصل أو يتجاوز 100%. وهذا يعني أن جميع جزيئات HFO تصبح المنتج الأول، وبالنسبة لبعض HFOs، مقابل كل جزيء HFO متحلل، من الممكن الحصول على جزيئين من المنتج. توضح هذه الدراسة أن الخطوة التالية في التفاعل تنتج كمية صغيرة من الفلوروفورم من تحلل ثلاثي فلورو أسيتالديهيد في وجود الضوء. الفلوروميثان هو الهيدروفلوروكربون الذي يتمتع بأكبر قدرة على الاحتباس الحراري.

وقال هانسن: "لقد أثبتنا بشكل شامل أن بعض أهم مركبات الهيدروفلوروكربون تتحلل إلى مركبات الكربون الهيدروفلورية وقدمنا ​​أول بيانات علمية قاطعة للنمذجة والتنبؤ بعواقب الانبعاثات واسعة النطاق". "على الرغم من أن التفاعل لا ينتج سوى كميات صغيرة من الفلوروميثان، إلا أن هذه المادة الكيميائية يمكن أن تستمر في الغلاف الجوي لمدة تصل إلى 200 عام ولديها القدرة على الاحتباس الحراري أكثر من 14000 مرة من ثاني أكسيد الكربون. ولا يزال من الممكن أن يكون للكميات الصغيرة المنتجة تأثير كبير."

العديد من الأزمات الجوية تفاجئنا. وقال: "فكر في البنزين المحتوي على الرصاص، وأحداث الضباب الدخاني القاتلة في القرن العشرين، وأزمة ثقب الأوزون، ولكن ليس لأن نماذجنا ليست جيدة بما فيه الكفاية، بل لأن المكونات الكيميائية المهمة مفقودة من النماذج".

يحل هذا البحث الآن جدلاً طويل الأمد ويوفر البيانات العلمية القاطعة اللازمة لوضع نموذج والتنبؤ بآثار الانبعاثات واسعة النطاق من الهيدروفلورين قبل أن يحتاج صناع السياسات إلى الاستجابة للأزمات البيئية الناشئة.

إن مجموعة النمذجة المناخية في جامعة نيو ساوث ويلز، جنبًا إلى جنب مع العلماء في جميع أنحاء العالم، مستعدة الآن لإدخال هذه البيانات في نماذج للمساعدة في حساب الآثار البيئية للاستخدام المستمر لمركبات الوقود الثقيل.

وفي حين لا تزال هناك أسئلة، تقدم هذه الورقة أدلة مهمة للخطوات التالية في معالجة التأثير البيئي للمواد الكيميائية التي نطلقها في الغلاف الجوي. ويخطط الفريق لمزيد من العمل التجريبي الجديد. وقال هانسن: "في هذه الورقة، أجرينا تجارب باستخدام طول موجي واحد، وهو الطول الموجي المستخدم حاليًا في الدراسات التي توجه الهيئات التنظيمية والصناعة والحكومة". "نحن نخطط لاستخدام أطوال موجية أخرى من الضوء لدراسة هذا التفاعل الكيميائي لأن النتائج قد تكون أعلى أو أقل عند الأطوال الموجية الأخرى للضوء." "

تم تجميعها من /ScitechDaily