Dažďové kvapky obsahujú okrem vody aj stopové množstvá chemikálií, ktoré nie sú ľahko rozložiteľné a v prostredí pretrvávajú celé desaťročia.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStock.com/studio023
Pred desiatkami rokov vedci po celom svete oslavovali jeden z veľkých environmentálnych úspechov 20. storočia: postupné odstraňovanie látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu. Montrealský protokol, prijatý v roku 1987, sa zameriaval najmä na reguláciu spotreby a výroby chlórfluorovaných uhľovodíkov (CFC: chlorofluorocarbons), známych tiež ako freóny. Tieto chemikálie boli široko používané v chladničkách, klimatizáciách, aerosólových sprejoch a iných produktoch. Ich zákazom sa umožnila regenerácia ozónovej vrstvy, ktorá chráni život na našej planéte pred škodlivým ultrafialovým žiarením.
Ukazuje sa však, že chemikálie používané namiesto freónov vytvorili nový environmentálny problém. Chemikália, ktorá je jadrom tohto problému, sa nazýva kyselina trifluóroctová (TFA: trifluoroacetic acid) – malá molekula, ktorá je súčasťou širšej triedy známej ako PFAS (per- a polyfluóralkylové látky). PFAS sa často označujú ako navždy existujúce chemikálie, pretože odolávajú prirodzenému rozkladu a časom sa hromadia vo vode, v pôde, ľade a dokonca aj v živých tkanivách. TFA je obzvlášť perzistentná: chemicky vysoko stabilná, rozpustná vo vode a málo reaktívna. Na rozdiel od vody či oxidu uhličitého sa TFA prirodzene nevyskytuje vo významných množstvách. Vzniká, keď sa novšie priemyselné chemikálie – najmä tie, ktoré sa používajú ako náhrada freónov – rozložia vo vzduchu.
Vznik kyseliny trifluóroctovej
Kyselina trifluóroctová (TFA) sa tvorí v troposfére pri rozklade niektorých moderných chladiacich plynov. Mnohé z týchto náhradných chemikálií obsahujú malý, ale extrémne stabilný chemický fragment známy ako trifluórmetylová skupina (–CF₃). Po uvoľnení vstupujú plyny do reakcie s vysoko reaktívnymi hydroxylovými radikálmi v atmosfére, čím sa spúšťa séria oxidačných procesov poháňaných slnečným žiarením a prítomným kyslíkom. Počas postupného rozkladu väčšej molekuly podlieha väčšina jej štruktúry degradácii. Pevné väzby uhlík – fluór v skupine CF₃ však odolávajú rozpadu. Nakoniec sa tento fragment (–CF₃) premení na kyselinu trifluóroctovú (CF₃COOH), vysoko stabilnú a vo vode rozpustnú zlúčeninu. Keďže väzby uhlík – fluór patria v organickej chémii medzi najsilnejšie, TFA nie je ľahko biologicky odbúrateľná, čo jej umožňuje dlho pretrvávať v dažďovej vode, v pôde a povrchových vodách.
V atmosfére presúvajú silné cirkulácie vzduchu vzdušné masy cez kontinenty a oceány. Keďže TFA je vysoko rozpustná vo vode, rozpúšťa sa v kvapôčkach v oblakoch a je nimi prenášaná na veľké vzdialenosti. Nakoniec sa na Zem vracia v podobe dažďa alebo snehu. Týmto spôsobom sa TFA produkovaná nad priemyselnými oblasťami môže premiestniť tisíce kilometrov a hromadiť sa na odľahlých miestach, ako je Arktída, ďaleko od akéhokoľvek priameho zdroja.
Aký bude dosah hromadenia TFA?
Nedávny výskum využil pokročilé počítačové modely na sledovanie toho, ako sa tieto náhradné chemikálie pohybujú a transformujú v atmosfére. Zistilo sa, že TFA vzniká ako produkt rozkladu plynov nazývaných HCFC (hydrochlórofluórokarbóny), HFC (hydrofluórokarbóny) a príbuzných zlúčenín, z ktorých mnohé sa stále používajú v chladení, klimatizácii, izolačných penách a dokonca aj v niektorých anestetických plynoch. Medzi rokmi 2000 a 2022 sa rýchlosť, akou sa TFA uvoľňuje z atmosféry a usadzuje sa na zemskom povrchu, zvýšila približne 3,5-krát.
Na prvý pohľad sa mikroskopické množstvá neviditeľnej chemikálie nemusia zdať alarmujúce. Perzistencia TFA však znamená, že sa hromadí rok čo rok. Keďže sa nerozkladá rýchlo, celkové množstvo sa vo vodných systémoch, v pôde a ľade neustále zvyšuje. Vedci sa tiež obávajú obmedzeného množstva informácií. Na rozdiel od znečisťujúcich látok, ako sú oxid uhoľnatý alebo oxidy dusíka, zatiaľ nemáme úplné údaje o tom, ako TFA ovplyvňuje ekosystémy alebo ľudské zdravie v priebehu desaťročí alebo storočí. Je však zrejmé, že nezostáva v blízkosti svojho zdroja, ale globálne sa rozširuje.
Európska agentúra pre chemické látky označila TFA za potenciálne škodlivú pre vodné organizmy. Zdroj: iStock.com/BlazingDesigns
Európska agentúra pre chemické látky označila TFA za potenciálne škodlivú pre vodné organizmy a jej stopy boli dokonca zistené v ľudskej krvi a v ľudskom moči. Niektoré regulačné orgány teraz zvažujú prísnejšie klasifikácie z dôvodu obáv z reprodukčných účinkov.
Montrealský protokol a jeho neskoršie dodatky úspešne znížili množstvo látok, ktoré ničia ozónovú vrstvu a prispievajú k otepľovaniu klímy. Nezohľadnili však, čím by sa tieto náhradné molekuly stali po rozpade. Navyše nové generácie chladív, pôvodne predávané ako alternatívy šetrnejšie ku klíme, sa teraz objavujú ako ďalšie zdroje TFA.
Veda zatiaľ nepozná všetky odpovede na otázky, koľko TFA je priveľa alebo ako by mohla jej prítomnosť ovplyvniť voľne žijúce zvieratá a ľudské zdravie v nasledujúcich desaťročiach. Jedným praktickým krokom, ktorý vedci požadujú, je rozšírené globálne monitorovanie TFA – v dažďovej vode, riekach, oceánoch, ľade a dokonca aj v živých organizmoch. Len prostredníctvom dlhodobých dát môžu regulačné orgány a priemysel robiť informované rozhodnutia o tom, ktoré chemikálie skutočne predstavujú bezpečnejšie alternatívy.
Zdroje: American Geophysical Union, ScienceDaily, University of Bristol
(zh)
