Главная   breadcrumb   Блог   breadcrumb   Человек и фреон

Человек и фреон

Во время ходовых испытаний на атомной субмарине «Нерпа» произошло несанкционированное срабатывание
автоматизированной системы пожаротушения и выброс фреона, используемого в системе. Жертвами аварии стали 20 человек — трое военнослужащих и 17 гражданских специалистов.
В 1928 году американский химик корпорации «Дженерал Моторс» («General Motors Research») Томас Мидглей младший (Thomas Midgley, Jr.) впервые выделил и синтезировал в своей лаборатории химическое соединение, названное впоследствии «фреон» (от латинского frigor — холод). Позже была синтезирована целая группа подобных соединений; для их обозначения использовалась латинская буква R и цифровой код.
 
Фреоны (другое их название — хлорфторуглероды) представляет собой бесцветные газы или жидкости, без запаха, как правило, хорошо растворимые в органических растворителях, а также во многих смазочных маслах и практически нерастворимые в воде.

Фреоны — это смесь метана и этана, в которых атомы водорода замещаются атомами фтора и хлора.
Известно более 40 различных фреонов, большинство из которых выпускается промышленностью. Среди них существует несколько типов фреона, отличающихся химическими формулами и физическими
свойствами.
 
Наиболее распространены следующие соединения:
  • трихлорфторметан (t кипения — 23,8°C) — Фреон R-11;
  • дифтордихлорметан (t кипения — 29,8°C) — Фреон R-12
  • трифторхлорметан (t кипения — 81,5°C) — Фреон R-13;
  • тетрафторметан (t кипения — 128°C) — Фреон R-14;
  • дифторхлорметан ( t кипения — 40,8°C) — Фреон R-22;
  • хлорофторокарбонат (t кипения — 51,4°C) — Фреон R-410A.
Благодаря своим термодинамическим свойствам, фреоны нашли широкое практическое применение как хладоносители в холодильных машинах, в кондиционерах, в парфюмерии и медицине для создания аэрозолей. Все хладагенты, используемые в бытовых приборах, являются негорючими и безвредными для людей веществами. Помимо использования в качестве хладоносителей, фреоны применяют в качестве пропелантов, для тушения пожаров (например, фреон 13В1). В промышленности чаще всего используются фреоны R-12, R-22, R-134a, R-407C, R-410A.
В 1987 году в соответствии с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) вступил в действие «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой», предусматривающий постепенное сокращение производства и потребления ряда хлорфторуглеродов. В частности в соответствии с этим протоколом фреон R-12 (как наиболее способствующий разрушению озонового слоя) и R-22, а также другие фреоны, разрушающие озоновый слой, перестали применяться в бытовой технике. Однако они продолжают применяться при тушении пожаров. 
По шкале «вредности» фреонов Хладон 22 (Фреон 22) относится к веществам 4-го класса опасности. Эти вещества обладают наркотическим действием, вызывает слабость, переходящую в возбуждение, спутанность сознания, сонливость, при больших концентрациях — удушье.

При попадании на кожу жидкий фреон может вызвать «обморожение» (пузыри, некроз).
Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они не горят на воздухе, взрывобезопасны даже при контакте с открытым пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 °C образуются весьма ядовитые продукты, например фосген СОСl2, который в годы первой мировой войны использовался как боевое отравляющее вещество.
Под действием температур свыше 400 °C фреон может разлагаться с образованием высокотоксичных продуктов: тетрафторэтилена (4-ый класс опасности), хлористого водорода (2-ой класс опасности), фтористого водорода
(1-ый класс опасности).
При определении токсической опасности хладонов учитываются два основных аспекта: токсичность самого хладона и токсичность продуктов его разложения. Степень разложения хладонов при тушении пожара в значительной мере зависит от фазы развития пожара и времени подачи хладона. Использование хладонов при тушении пожаров практически безопасно, так как огнетушащие концентрации по хладонам 23, 318 и 218 на порядок меньше смертельных концентраций при длительности воздействия до 4 часов.
 
Термическому разложению подвергаются примерно 5% массы хладона, поданного на тушение пожара. Поэтому токсичность среды, образующейся при тушении пожара хладонами, будет намного ниже токсичности продуктов пиролиза и разложения.
 
Токсичность существенно зависит также от степени очистки фреонов от примесей химических веществ, загрязняющих основное вещество при производственных процессах, которые представляют наибольшую опасность.
При температурах 180-380°С и выше за счет термоокислительной деструкции фреонов в окружающую среду выделяются сопутствующие примеси: фтороводород, тетрафторэтилен, 2-трифторметил, пентафторпропен и пр., которые определяют картину интоксикации.
 
По токсикокинетике хладоны аналогичны инертным газам. Лишь при длительном вдыхании хладоны низких концентраций могут оказывать неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную
системы, легкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций хладонов токсический эффект — кислородное голодание — развивается в результате вытеснения кислорода. Время безопасного воздействия хладонов
R-125, R-227еа и др. при концентрациях в атмосфере закрытых помещений 9-10.5% составляет 5 минут.