Walka o ozon

Kategoria: Rozpoznawanie zagrożeń

Walka z gazami cieplarnianymi trwa już od dawna. Głównym orężem są akty prawa międzynarodowego i krajowego. Oczywiście samo prawo nie wystarczy, trzeba je jeszcze wprowadzić w życie. Co PSP ma z tym wspólnego?

 

 

Gazy cieplarniane (ang. greenhouse gases – GHG) to składniki atmosfery ziemskiej. Ich właściwości fizykochemiczne pozwalają zatrzymywać energię słoneczną w obrębie atmosfery poprzez pochłanianie promieniowania podczerwonego z planety, a następnie „oddawanie” go do atmosfery. Wpływ gazu na efekt cieplarniany zależy od jego zdolności pochłaniania promieniowania podczerwonego i stężenia w atmosferze. Gazy cieplarniane to:

  • para wodna, która jest głównym gazem cieplarnianym – odpowiada za dwie trzecie naturalnego efektu cieplarnianego, jej obecność w atmosferze wynika z cyklu hydrologicznego oraz –w niewielkim stopniu – z działalności człowieka,
  • dwutlenek węgla (CO2) – stanowi ponad 80% wszystkich gazów cieplarnianych, główne źródło efektu cieplarnianego wynikającego z działalności człowieka (spalanie paliw), jego naturalna” obecność w atmosferze wynika z cyklu obiegu węgla,
  • metan (CH4) także powoduje wzmocnienie efektu cieplarnianego (o około 20%), produkowany jest głównie przez bakterie w warunkach niedoboru tlenu, emitowany jest z różnych źródeł, przede wszystkim z tych wytworzonych przez człowieka (wydobywanie i spalanie paliw kopalnych, hodowla bydła, uprawy ryżu oraz składowanie odpadów), ale też naturalnych (termity, bagna, oceany),
  • podtlenek azotu (N2O), który jest uwalniany w wyniku naturalnych procesów z oceanów i lasów deszczowych oraz przez bakterie w glebie, a w przypadku działalności człowieka – z nawozów azotowych, spalania paliw kopalnych oraz przemysłowej produkcji przy użyciu azotu,
  • fluorowane gazy cieplarniane, zwane też gazami przemysłowymi, to jedyne gazy cieplarniane, które nie występują naturalnie – zostały stworzone dla przemysłu (w krajach uprzemysłowionych stanowią około 1,5% wszystkich uwalnianych do atmosfery gazów cieplarnianych), są niezwykle skuteczne w wiązaniu ciepła, nawet do 22 tysięcy razy bardziej niż dwutlenek węgla, mogą pozostawać w atmosferze przez tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy lat.

Gazem cieplarnianym jest też ozon, ale mechanizm jego działania jest inny niż w przypadku opisanych powyżej gazów. Ozon stratosferyczny powstaje w wyniku oddziaływania promieniowania ultrafioletowego Słońca na cząsteczki tlenu atmosferycznego.

Dlaczego ozon jest ważny dla Ziemi?

Ozon stratosferyczny, znajdujący się na wysokości około 15-50 km nad Ziemią, pochłania część promieniowania ultrafioletowego docierającego ze Słońca. Jest ono szkodliwe dla organizmów żywych, może powodować poparzenia, uszkodzenia komórek i materiału genetycznego oraz zmiany nowotworowe. Życie na Ziemi jest możliwe dzięki ozonosferze.

Gdy zaczęto używać związku CCl2F2 oraz innych fluoropochodnych metanu i etanu (CFC) zawierających chlor, okazało się, że substancje te mogą pozostawać w atmosferze w niezmienionym stanie przez wiele lat (tabela 1), a do tego po przedostaniu się do ozonosfery rozkładają się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego na: węgiel, fluor i chlor, który jest katalizatorem rozkładu ozonu w tlen dwuatomowy.

Wartości opisująca te niekorzystne dla klimatu właściwości gazów cieplarnianych charakteryzują:

  • potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ang. Ozone Depletion Potential – ODP) – pozwala on dokonywać oceny wpływu poszczególnych substancji na warstwę ozonową. Został odniesiony do czynnika R11 (CFCl3), dla którego ODP = 1.
  • współczynnik globalnego ocieplenia (ang. Global Warming Potential – GWP) – służący do ilościowej oceny wpływu danej substancji na efekt cieplarniany. Odnosi się on do właściwości radiacyjnych dobrze wymieszanych gazów cieplarnianych, opisuje połączony efekt różnego czasu pozostawania danego gazu w atmosferze oraz względnej skuteczności pochłaniania odbitego promieniowania podczerwonego. Porównuje ilość ciepła zatrzymanego przez określoną masę gazu do ilości ciepła zatrzymanego przez podobną masę dwutlenku węgla. GWP jest przeliczany dla określonego przedziału czasu – najczęściej 100 lat. 

Substancja

Czas życia w atmosferze (lata)

GWP100

substancje zubożające warstwę ozonową – SZWO

dwutlenek węgla (CO2)

7

1

metan (CH4)

12

23

Podtlenek azotu (N2O)

144

296

fluorowane gazy cieplarniane – F-gazy

trifluorek azotu (NF3)

740

17 200

heksafluorek siarki (SF6)

3 200

22 200

tetrafluorek węgla (CF4)

50 000

5700

HFCs

1÷270

12 ÷ 14 800

PFCs

2600 ÷ 50 000

7390 ÷ 12 200

Tabela 1. Potencjał globalnego ocieplenia gazów cieplarnianych

Kilka słów o SZWO i F-gazach

Substancje zubożające warstwę ozonową, tzw. SZWO, to substancje chemiczne wykazujące potencjał niszczenia ozonu (ODP). Są to pochodne węglowodorów alifatycznych (metanu, etanu i propanu) zawierające atomy chloru, bromu lub fluoru i jodu. Z uwagi na zdolność do niszczenia ozonu substancje zubożające warstwę ozonową zaczęto zastępować innymi substancjami tzw. zamiennikami (dla wszystkich zainteresowanych ochroną przeciwpożarową najbardziej znane będą zamienniki halonów). Należą do nich m.in. substancje z grupy wodorofluorowęglowodorów (HFC), perfluorowęglowodorów (PFC) oraz węglowodorów (HC). Nie zawierają chloru ani bromu, a więc nie zubożają warstwy ozonowej, choć nie oznacza to, że są obojętne dla klimatu. HFC i PFC są gazami cieplarnianymi o bardzo wysokim współczynniku globalnego ocieplenia (GWP) i bardzo długim czasie życia w atmosferze (dla pewnych PFC nawet do 50 000 lat). Determinuje to konieczność szukania zamienników F-gazów oraz – tam, gdzie to możliwe – coraz szersze wykorzystywanie węglowodorów, których zastosowanie z uwagi na ich palność jest jednak ograniczone. Do zamienników substancji zubożających warstwę ozonową zalicza się również dwutlenek węgla lub amoniak (czynniki chłodnicze), perchloroetylen (rozpuszczalnik) oraz fosforowodór (fumigant).

Zgodnie z przepisami substancje zubożające warstwę ozonową dzielą się na substancje kontrolowane (zgodnie z Protokołem montrealskim) oraz nowe substancje (patrz tabela 2). 

Substancje kontrolowane
art. 3 rozporządzenia (WE) 1005/2009
(załącznik I)

Grupa

Oznaczenie/Skrót

Opis

Grupa I

CFC-11

trichlorofluorometan

CFC-12

dichlorodifluorometan

CFC-113

trichlorotrifluoroetany

CFC-114

dichlorotetrafluoroetany

CFC-115

chloropentafluoroetan

Grupa II

CFC-13

chlorotrifluorometan

CFC-111

pentachlorofluoroetan

CFC-112

tetrachlorodifluoroetany

CFC-211

heptachlorofluoropropany

CFC-212

heksachlorodifluoropropany

CFC-213

pentachlorotrifluoropropany

CFC-214

tetrachlorotetrafluoropropany

CFC-215

trichloropentafluoropropany

CFC-216

dichloroheksafluoropropany

CFC-217

chloroheptafluoropropany

Grupa III

halon-1211

bromochlorodifluorometan

halon-1301

bromotrifluorometan

halon-2402

dibromotetrafluoroetany

Grupa IV

CTC

tetrachlorek węgla

Grupa V

1,1,1-TCA

1,1,1-trichloroetan (metylochloroform)

Grupa VI

bromometan (bromek metylu)

Grupa VII

HBFC

wodorobromofluoropochodne metanu, etanu lub propanu

Grupa VIII

HCFC

chlorodifluorometan (HCFC-22)

HCFC

1,1-dichloro-1-fluoroetan (HCFC-141b)

HCFC

inne wodorochlorofluoropochodne metanu, etanu lub propanu (HCFC)

Grupa IX

BCM

bromochlorometan

Mieszaniny

mieszaniny substancji kontrolowanych i nowych substancji

Nowe substancje
art. 24 ust. 1 rozporządzenia (WE) 1005/2009
(załącznik II, część A)

Wzór

Oznaczenie/Skrót

Opis

CBr2F2

halon-1202 

dibromodifluorometan

Nowe substancje
art. 27 rozporządzenia (WE) 1005/2009
Załącznik II Część B

Wzór

Oznaczenie/Skrót

Opis

C3H7Br

HBC

1-bromopropan (bromek n-propylu)

C2H5Br

HBC

bromoetan (bromek etylu)

CF3I

FIC (TFIM)

trifluorojodometan

CH3Cl

HCC (MC)

chlorometan (chlorek metylu)

Znaczenie skrótów grup SZWO

CFC

chlorofluorowęglowodory

HCFC

wodorochlorofluorowęglowodory

PFC

perfluorowcowane węglowodory

HBC

wodorobromowęglowodory

HBFC

wodorobromofluorowęglowodory

HFC

fluorowęglowodory

Tabela 2. Substancje zubożające warstwę ozonową

Fluorowane gazy cieplarniane, tzw. F-gazy – są substancjami chemicznymi zawierającymi w swojej cząsteczce fluor, ponadto odznaczają się wysokim lub bardzo wysokim współczynnikiem ocieplenia globalnego (GWP), w porównaniu do dwutlenku węgla. Są to jedyne gazy cieplarniane, które nie występują naturalnie.

HFC – wodorofluorowęglowodory – najbardziej rozpowszechniona grupa F-gazów wykorzystywanych m.in. jako czynniki chłodnicze, środki spieniające do wyrobu pianek, środki gaśnicze, propelenty aerozolowe i rozpuszczalniki.

PFC – perfluorowęglowodory – wykorzystywane w branży elektronicznej, przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym, w niewielkim zakresie również w chłodnictwie w zastępstwie CFC – często w połączeniu z innymi gazami. W przeszłości PFC były wykorzystywane jako środki gaśnicze i nadal można je znaleźć w starszych systemach ochrony przeciwpożarowej.

SF6 – heksafluorek siarki – wykorzystywany jako gaz izolacyjny oraz do gaszenia zwarć łukowych w rozdzielnicach wysokiego napięcia, a także jako gaz osłonowy w produkcji magnezu i aluminium.

Fluorowane gazy cieplarniane (HFC, PFC oraz SF6) weszły do powszechnego użytku w latach 90. XX w., zastępując niektóre substancje zubożające warstwę ozonową, takie jak chlorofluorowęglowodory (CFC) i wodorochlorofluorowęglowodory (HCFC), których użycie ogranicza się stopniowo od 1987 r., na mocy Protokołu montrealskiego. Spośród tych substancji w świecie pożarniczym najlepiej znane są halony, czyli chlorofluorowęglowodory (CFC), które są nie tylko F-gazami, lecz także substancjami niszczącymi warstwę ozonową, ponieważ w ich cząsteczkach występuje m.in. chlor, „niszczący” ozon w stratosferze. 

Początki walki z substancjami zubożającymi warstwę ozonową

Walka z substancjami zubożającymi warstwę ozonową (tzw. SZWO) zaczęła się od Konwencji wiedeńskiej w sprawie ochrony warstwy ozonowej – międzynarodowego traktatu podpisanego 22 marca 1985 r. przez państwa Wspólnoty Europejskiej. Była to pierwsza zakończona sukcesem inicjatywa utworzenia choćby zarysu wspólnej polityki działania na rzecz ochrony warstwy ozonowej. W ramach Konwencji państwa-strony zobowiązały się do tego, że będą się dzieliły danymi dotyczącymi produkcji i emisji SZWO, wdrażały przedsięwzięcia dotyczące kontroli emisji SZWO oraz współpracowały w zakresie badań naukowych, aby lepiej zrozumieć procesy zachodzące w atmosferze ziemskiej. W Polsce Konwencja wiedeńska weszła w życie w 1990 r.

Kolejnym krokiem był podpisany w 16 września 1987 r. Protokół montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową, który w Polsce wszedł w życie również w 1990 r. (DzU z 1992 r., nr 98, poz. 490). Jego głównym celem jest redukcja zużycia i produkcji substancji zubożających warstwę ozonową m.in. poprzez całkowitą lub częściową redukcję zużycia i produkcji SZWO według harmonogramu określonego w Protokole.

Początki walki z F-gazami

Ramową Konwencję Organizacji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (ang. United Nations Framework Convention on Climate Change – UNFCCC) sporządzono w Nowym Jorku 9 maja 1992 r. Tzw. Konwencja klimatyczna została podpisana w Rio de Janeiro na trwającej od 3 do 14 czerwca 1992 r. Międzynarodowej Konferencji ONZ dotyczącej środowiska i rozwoju (był to tzw. Szczyt Ziemi). Konwencja weszła w życie 21 marca 1994 r. Do dziś podpisali i ratyfikowali ją prawie wszyscy członkowie Organizacji Narodów Zjednoczonych, bo aż 192 państwa. Polska ratyfikowała ją 28 lipca 1994 r.

Początkowo konwencja nie zawierała wiążących nakazów w zakresie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. W ramach tej umowy państwa-strony zobowiązały się m.in. do: publikacji raportów o antropogenicznych emisjach gazów cieplarnianych, formułowania i wdrażania krajowych i regionalnych programów redukcji emisji, popierania transferu technologii pozwalających zapobiegać emisjom, popierania zrównoważonego zarządzania oraz współpracy w badaniach naukowych związanych ze zmianami klimatu. Państwa rozwinięte dodatkowo miały zredukować emisję gazów cieplarnianych do poziomu z 1990 r.

Konferencja Stron (ang. Conferences of the Parties – COP) to powołany na podstawie konwencji organ, uprawniony do dokonywania przeglądów realizacji jej postanowień i związanych z nią instrumentów prawnych, weryfikacji nowych informacji naukowych dotyczących zmian klimatycznych, a także wprowadzania nowych postanowień poprzez poprawki i protokoły. Sesje zwyczajne COP zwoływane są co roku. W grudniu 1997 r., na trzecim spotkaniu Konferencji Stron, został przyjęty tzw. Protokół z Kioto, będący uzupełnieniem Konwencji Klimatycznej, a jednocześnie międzynarodowym porozumieniem w zakresie globalnego ocieplenia.

Protokół z Kioto wszedł w życie 16 lutego 2005 r. (został wtedy spełniony warunek ratyfikowania go przez minimum 55 krajów rozwiniętych, których łączna emisja dwutlenku węgla jest równa przynajmniej 55% globalnej emisji z 1990 r.). Protokół z Kioto obecnie ratyfikowało łącznie 187 państw, które zobowiązały się do redukcji całkowitej emisji:

  • dwutlenku węgla (CO2),
  • metanu (CH4),
  • podtlenku azotu (N2O),
  • wodorofluorowęglowodorów (HFC),
  • perfluorowęglowodorów (PFC),
  • heksafluorku siarki (SF6).

Polska zobowiązała się do zredukowania emisji gazów cieplarnianych o 6% i przyjęła rok 1988 jako bazowy dla zobowiązań dotyczących emisji podstawowych gazów: dwutlenku węgla, metanu i podtlenku azotu oraz rok 1995 dla heksafluorku siarki i pozostałych dwóch grup fluorowanych gazów cieplarnianych.

Protokół z Kioto wprowadził kilka mechanizmów redukcji emisji gazów cieplarnianych:

  • mechanizm wspólnych wdrożeń (ang. Joint Implementation) – inwestowanie przez kraje wysoko rozwinięte w nowe technologie w krajach o niższych kosztach redukcji emisji – za uzyskaną redukcję kraj inwestujący otrzymuje jednostki redukcji emisji (ang. Emission Reduction Unit – ERU),
  • mechanizm czystego rozwoju (ang. Clean Development Mechanism) – ma zachęcić kraje rozwinięte do finansowania projektów mających na celu redukcję emisji w krajach rozwijających się, na które nie został nałożony limit emisji – kraj inwestujący otrzymuje w zamian certyfikat redukcji emisji (CER),
  • mechanizm handlu emisjami (ang. Emission Trading) – handel pozwoleniami na emisję (jednostkami dopuszczalnej emisji wyrażonymi w tonach dwutlenku węgla) między krajami na zasadach wolnego rynku.

I co dalej? – nowe obowiązki dla PSP

Walka z substancjami zubożającymi warstwę ozonową nie jest w Polsce tematem nowym. Już od lat 90. ubiegłego wieku wdrażano różnego rodzaju rozwiązania i regulacje prawne. Jednym z nich była ustawa z 20 kwietnia 2004 r. o substancjach zubożających warstwę ozonową (DzU z 2014 r., poz. 436). Straciła ona moc obowiązującą 10 lipca 2015 r., z uwagi na wejście w życie nowej ustawy – z 15 maja 2015 r. o substancjach zubożających warstwę ozonową oraz o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych (DzU z 2015 r., poz. 881).

Nowa ustawa, na co wskazuje już sam tytuł, rozszerza zakres zainteresowania organów państwa w zakresie przeciwdziałania efektowi cieplarnianemu o F-gazy. Przepis ten wprowadza do polskiego porządku prawnego postanowienia m.in.:

  • rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1005/2009 z 16 września 2009 r. w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową,
  • rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 842/2006 z 17 maja 2006 r. w sprawie niektórych fluorowanych gazów cieplarnianych.

Wskazana ustawa wprowadza również zmiany w ustawie z 24 sierpnia 1991 r. o Państwowej Straży Pożarnej (DzU z 2013 r., poz. 1340, ze zm.). W art. 23 w ust. 3 dodaje pkt 9, mówiący o tym, że organy Państwowej Straży Pożarnej kontrolują postępowanie z substancjami kontrolowanymi, nowymi substancjami i fluorowanymi gazami cieplarnianymi wykorzystywanymi w ochronie przeciwpożarowej. Nowe obowiązki organów PSP w zakresie kontroli przestrzegania przepisów o SZWO i F-gazach zawarte są również w licznych rozporządzeniach Parlamentu Europejskiego, tj. (WE) nr 1497/2007 – dotyczącym kontroli szczelności stacjonarnych systemów ochrony przeciwpożarowej zawierających niektóre fluorowane gazy cieplarniane, (WE) nr 1494/2007 – dotyczącym etykietowania produktów i urządzeń zawierających niektóre fluorowane gazy cieplarniane czy (WE) nr 304/2008 – w zakresie posiadania wymaganych certyfikatów.

Organy PSP są zatem zobowiązane sprawdzać m.in., czy:

  • system ochrony przeciwpożarowej lub gaśnice mają odpowiednie etykiety i instrukcje w języku polskim oraz kartę systemu ochrony przeciwpożarowej (systemy zawierające co najmniej 3 kg substancji kontrolowanych lub fluorowanych gazów cieplarnianych),
  • osoby dokonujące instalacji, kontroli szczelności, konserwacji lub serwisowania systemów ochrony przeciwpożarowej zawierających substancje kontrolowane oraz odzysku substancji kontrolowanych z systemów ochrony przeciwpożarowej i gaśnic mają odpowiedni certyfikatu dla personelu,
  • dokonano odzysku do celów recyklingu, regeneracji lub zniszczenia halonów i czy odzysk ten prowadzony był przez personel posiadający odpowiedni certyfikat,
  • sprawdzano pod względem wycieków stacjonarne systemy ochrony przeciwpożarowej.

Nowe obowiązki nałożono głównie na importerów, eksporterów i dostawców substancji kontrolowanych i F-gazów oraz zawierających je urządzeń. Obowiązków tych jest dużo, a przepisy niełatwe do zrozumienia, z uwagi na liczne odniesienia do europejskich aktów prawnych.

Trudnością dla Państwowej Straży Pożarnej jest już sam fakt, że przewidziano dla niej zupełnie nowe obowiązki, niepodobne do żadnych realizowanych do tej pory. Inny jest też cel ich wprowadzenia. W tym przypadku cel nadrzędny stanowi nie ochrona życia i zdrowia ludzi przed pożarami, ale ochrona środowiska. Nie czas analizować, czy Państwowa Straż Pożarna powinna być jednym z organów właściwych w tym zakresie. Obowiązek już jest i trzeba będzie się z nim zmierzyć w ramach posiadanych zasobów ludzkich – dodatkowych etatów nie udało się wywalczyć.

st. kpt. Ariadna Koniuch jest naczelnikiem Wydziału Nadzoru Prewencyjnego w Biurze Rozpoznawania Zagrożeń KG PSP.