Perfluorouhlovodíky (PFC)

Perfluorované uhlovodíky jsou sloučeniny, které ve svojí molekule obsahují pouze atomy uhlíku a fluoru. Tyto látky jsou většinou bezbarvé plyny nebo nízkovroucí kapaliny bez výraznějšího zápachu. Hlavní a nejdůležitější vlastností této skupiny látek je jejich stabilita a nereaktivita. Jedná se o látky vytvořené člověkem – syntetické. Odvodit jich lze celou řadu, avšak praktický význam mají především látky uvedené v úvodní tabulce.

Vzhledem ke zmíněné stabilitě (nereaktivnosti) a dobrým tepelným vlastnostem jsou látky této skupiny vhodné pro použití jako chladiva. Jedná se především o součásti směsí používaných jako náplně v chladících a mrazících zařízeních, klimatizacích a dalších strojích.

Dále se tyto látky využívají v elektrotechnickém průmyslu při výrobě polovodičových součástek. Další možné použití je v léčivech, kosmetice či hasicích systémech. S PFC se můžeme také setkat v nejrůznějších ochranných nátěrech, lacích, impregnacích (textilie) a slouží také na výrobu např. teflonu. Objemy užívané v těchto aplikacích ovšem nepředstavují zvláštní rizika. Použití jednotlivých látek je shrnuto v tabulce.

Perfluorované uhlovodíky jsou látky syntetické (vytvořené uměle člověkem), proto veškeré jejich emise souvisí s lidskou činností. Zdroje emisí těchto látek můžeme rozdělit do několika skupin:

• Chladící technologie. V těchto aplikacích může docházet k únikům při poškození nebo netěsnostech zařízení a dále při neodborně prováděných zásazích do chladícího okruhu zařízení.
• Ostatní průmyslové aplikace (výroba polovodičů). V každém průmyslovém procesu, kde jsou tyto látky přítomny, může dojít v důsledku technické závady, netěsnosti nebo chyby pracovníka k úniku přítomné látky.
• V rámci dalších aplikací látek této skupiny (kosmetika či hasicí systémy) dochází také k únikům, ovšem v mnohem menších objemech, než v předešlých dvou případech.

Látky ze skupiny perfluorovaných uhlovodíků patří mezi tzv. skleníkové plyny, které mají schopnost pohlcovat infračervené záření a přispívat k oteplování Země. Koncentrace perfluorovaných uhlovodíků v atmosféře je malá, avšak jejich potenciál přispívat k intenzifikaci skleníkového efektu (tedy schopnost molekul absorbovat unikající infračervené záření zemského povrchu) je ve srovnání s nejvíce diskutovaným oxidem uhličitým výrazně vyšší (v případě perfluoroethanu až 11900x). Vykazují rovněž velmi dlouhou životnost v atmosféře, což jejich dopady na životní prostředí jen umocňuje. V tabulce jsou uvedeny odhadované doby jejich setrvání v atmosféře.

Látky této skupiny se v životním prostředí vyskytují ve velice malých koncentracích, proto jejich přímý vliv na zdraví člověka není příliš významný. Při vdechování vyšších koncentrací PFC může dojít k narušení činnosti mozku a srdce nebo mohou poškozovat imunitní a endokrinní systém. Některé z těchto látek jsou podezřelé karcinogeny.

Látky této skupiny jsou velmi málo reaktivní plyny, avšak některé z nich mají vysoký bioakumulační potenciál. Jejich akutní riziko pro životní prostředí či zdraví člověka je sice velmi nízké, ale z dlouhodobého hlediska se tyto látky jeví jako značně rizikové. Jsou to skleníkové plyny s vysokým potenciálem přispívat ke globálnímu oteplování a navíc je jejich životnost v atmosféře velmi dlouhá. Z těchto důvodů jsou PFC regulované Kyotským protokolem. Tyto látky jsou navíc syntetické, vnášené do přírody lidskou činností, proto je nutné jejich výskyt monitorovat a dodržováním všech preventivních opatření snižovat jejich emise.

Odhad emisí perfluorovaných uhlovodíků do atmosféry je možné učinit různými způsoby podle typu provozu a jejich použití. Při výrobě lze jejich ztráty emisemi vypočítat z bilance objemu vstupních surovin a produktu. V rámci jejich využití je možné se opřít o údaje typu množství chladící náplně v zařízení, nebo náplň hnacího plynu a poté odhadnout úbytek.

Ke stanovení koncentrace PFC je možné využít metody plynové chromatografie s detektorem elektronového záchytu nebo s hmotnostním spektrometrem. Dále je možné využít infračervenou absorpční spektrometrii. Stanovení nepatří mezi nejběžnější analýzy, zejména již odběr vzorku k analýze je poměrně speciální záležitost. Případné měření je třeba konzultovat buď se specializovanými pracovišti, nebo špičkovými komerčními laboratořemi.

Ohlašovací práh 100 kg/rok lze přiblížit následujícím příkladem - v případě hypotetického obsahu PFC ve vzduchu unikajícím z výroby 100 mg.m^-3 představuje ohlašovací práh objem uniklého kontaminovaného vzduchu přibližně 1 000 000 m³ za rok (za stejné teploty a tlaku jako byl uveden koncentrační údaj).

Perfluorouhlovodíky také bývají využívány jako dočasná náhrada očního gelu při chirurgických zákrocích na očích pacienta.

• Encyklopedie Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Perfluorinated_compound
• PubChem, Open Chemistry Database, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/120203
• Environment Agency, http://www.environment-agency.gov.uk/
• VanLoon G.W., Duffy S.J.: Environmental Chemistry a Global Perspective, Oxford University Press, 2005
• MŽP - Kjótský protokol, https://www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/kjotsky_protokol/$FILE/OMV-cesky_protokol-20081120.pdf
• European Industrial Emissions Portal, https://industry.eea.europa.eu/pollutants/pollutant-index
• ČSN online, https://csnonline.agentura-cas.cz/