مركبات الكلوروفلوروكربون

مركبات الكلوروفلوروكربون ( CFCs ) ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون ( HCFCs ) هي هيدروكربونات مهلجنة كليًا أو جزئيًا تحتوي على الكربون (C) والهيدروجين ( H) والكلور (Cl) والفلور ( F ). وتُنتج هذه المركبات كمشتقات متطايرة من الميثان والإيثان والبروبان .

أكثر الأمثلة شيوعًا على مركبات الكلوروفلوروكربون هو ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان (R-12). يُستخدم R-12، المعروف أيضًا باسم الفريون ، كمادة تبريد. وقد استُخدمت العديد من مركبات الكلوروفلوروكربون على نطاق واسع كمواد تبريد ، ومواد دافعة (في تطبيقات الرذاذ )، وأنظمة إخماد الحرائق الغازية ، ومذيبات . ونظرًا لمساهمة مركبات الكلوروفلوروكربون في استنزاف طبقة الأوزون في الغلاف الجوي العلوي ، فقد تم التخلص التدريجي من تصنيع هذه المركبات بموجب بروتوكول مونتريال ، ويجري استبدالها بمنتجات أخرى مثل مركبات الهيدروفلوروكربون (HFCs) ومركبات الهيدروفلوروأوليفينات (HFOs) ^{[ 1 ]} ، بما في ذلك R-410A و R-134a و R-1234yf . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

كما هو الحال في الألكانات الأبسط ، ترتبط ذرات الكربون في مركبات الكلوروفلوروكربون بتناظر رباعي الأوجه . ولأن ذرات الفلور والكلور تختلف اختلافًا كبيرًا في الحجم والشحنة الفعالة عن الهيدروجين وعن بعضها البعض، فإن مركبات الكلوروفلوروكربون المشتقة من الميثان تنحرف عن التناظر الرباعي الأوجه المثالي. ^{[ 5 ]}

تتأثر الخصائص الفيزيائية لمركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (HCFCs) بتغيرات في عدد ونوع ذرات الهالوجين . وهي عمومًا متطايرة، ولكن بدرجة أقل من الألكانات الأصلية. يُعزى انخفاض التطاير إلى القطبية الجزيئية الناتجة عن الهاليدات ، والتي تُحفز التفاعلات بين الجزيئات. لذا، يغلي الميثان عند -161 درجة مئوية ،  بينما تغلي مركبات الفلوروميثان بين -51.7 درجة مئوية ( CF₂H₂ ) و-128 درجة _مئوية  ( _{CF₄ ). لا تزال مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs )} تتميز بدرجات غليان أعلى لأن أيون الكلوريد فيها أكثر استقطابًا من أيون الفلوريد. وبسبب قطبيتها، تُعد مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) مذيبات مفيدة، كما أن درجات غليانها تجعلها مناسبة كمبردات. تعتبر مركبات الكلوروفلوروكربون أقل قابلية للاشتعال بكثير من الميثان، ويرجع ذلك جزئيًا إلى احتوائها على عدد أقل من روابط C-H، وجزئيًا إلى أنه في حالة الكلوريدات والبروميدات، تعمل الهاليدات المنبعثة على إخماد الجذور الحرة التي تحافظ على استمرار اللهب.

تكون كثافة مركبات الكلوروفلوروكربون أعلى من كثافة الألكانات المقابلة لها. وبشكل عام، ترتبط كثافة هذه المركبات بعدد أيونات الكلوريد.

تُنتَج مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (HCFCs) عادةً عن طريق تبادل الهالوجينات انطلاقًا من الميثانات والإيثانات المكلورة. فيما يلي طريقة تحضير كلوروديفلوروميثان من الكلوروفورم :

HCCl ₃ + 2 HF → HCF ₂ Cl + 2 HCl

تُنتَج مشتقات البروم من خلال تفاعلات الجذور الحرة لمركبات الهيدروكلوروفلوروكربون، حيث تُستبدل روابط C–H بروابط C–Br. فيما يلي معادلة إنتاج مخدر 2 -برومو-2-كلورو-1،1،1-ثلاثي فلورو الإيثان (الهالوثان):

CF₃CH₂Cl + _Br₂ → _CF₃CHBrCl + _HBr​​

تُستخدم مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (HCFCs) في تطبيقات متنوعة نظرًا لانخفاض سميتها وتفاعليتها وقابليتها للاشتعال. ^{[ 6 ]} وقد دُرست جميع تركيبات الفلور والكلور والهيدروجين المشتقة من الميثان والإيثان، وتم تسويق معظمها تجاريًا. علاوة على ذلك، توجد أمثلة عديدة لمركبات تحتوي على أعداد أكبر من الكربون، بالإضافة إلى مركبات أخرى ذات صلة تحتوي على البروم. تشمل استخداماتها مواد التبريد ، وعوامل النفخ ، ووقود الرذاذ في التطبيقات الطبية، ومذيبات إزالة الشحوم.

يتم إنتاج مليارات الكيلوجرامات من كلوروديفلوروميثان سنوياً كمادة أولية لرباعي فلوروإيثيلين ، وهو المونومر الذي يتم تحويله إلى تفلون . ^{[ 7 ]}

• Chlorofluorocarbons (CFCs): when derived from methane and ethane, these compounds have the formulae CCl_mF_4−m and C₂Cl_mF_6−m, where m is nonzero.
• Hydro-chlorofluorocarbons (HCFCs): when derived from methane and ethane, these compounds have the formula CCl_mF_nH_4−m−n and C₂Cl_xF_yH_6−x−y, where m, n, x, and y are nonzero.
• Bromofluorocarbons (BFCs): have formulae similar to the CFCs and HCFCs, but also include bromine.
• Hydrofluorocarbons (HFCs): when derived from methane, ethane, propane, and butane, these compounds have the respective formulae CF_mH_4−m, C₂F_mH_6−m, C₃F_mH_8−m, and C₄F_mH_10−m, where m is nonzero.

إن تفاعل مركبات الكلوروفلوروكربون المسؤول عن استنفاد الأوزون هو الانشطار الضوئي لرابطة C-Cl: ^{[ 10 ]}

CCl ₃ F → CCl ₂ F ^• + Cl ^•

تتصرف ذرة الكلور، التي تُكتب غالبًا على شكل Cl ^• ، بشكل مختلف تمامًا عن جزيء الكلور ( Cl2 ). يتميز جذر Cl ^• بعمره الطويل في طبقات الجو العليا، حيث يحفز تحويل الأوزون إلى O2 _{. يمتص الأوزون الأشعة فوق البنفسجية من نوع} UV-B، لذا فإن استنفاده يسمح بوصول كمية أكبر من هذه الأشعة عالية الطاقة إلى سطح الأرض. تُعد ذرات البروم عوامل محفزة أكثر فعالية؛ ولذلك تخضع مركبات الكلوروفلوروكربون المبرومة أيضًا للرقابة. ^{[ 11 ]}

تم التخلص التدريجي من مركبات الكلوروفلوروكربون بموجب بروتوكول مونتريال بسبب دورها في استنزاف طبقة الأوزون .

لا تقتصر التأثيرات الجوية لمركبات الكلوروفلوروكربون على دورها في استنزاف طبقة الأوزون، بل إن نطاقات امتصاص الأشعة تحت الحمراء تمنع الحرارة عند هذا الطول الموجي من التسرب من الغلاف الجوي للأرض. وتمتلك مركبات الكلوروفلوروكربون أقوى نطاقات امتصاصها من روابط CF وC-Cl في المنطقة الطيفية من 7.8 إلى 15.3 ميكرومتر ^{[ 14 ]} ، والتي تُعرف باسم "النافذة الجوية" نظرًا لشفافية الغلاف الجوي النسبية في هذه المنطقة. ^{[ 15 ]}

تُؤدي قوة نطاقات امتصاص مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) وحساسية الغلاف الجوي الفريدة عند الأطوال الموجية التي تمتص فيها هذه المركبات (بل جميع مركبات الفلور التساهمية) الإشعاع ^{[ 16 ]} إلى ظاهرة الاحتباس الحراري "الخارقة" الناتجة عن مركبات الكلوروفلوروكربون وغيرها من الغازات غير المتفاعلة المحتوية على الفلور، مثل مركبات البيرفلوروكربون ، ومركبات الهيدروفلوروكربون ، ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون ، ومركبات البروموفلوروكربون ، وسادس فلوريد الكبريت (SF6 ₎ ، وثالث فلوريد النيتريد ₍ NF3 ) ^{[ 17 ]} . ويزداد امتصاص "النافذة الجوية" هذا حدةً مع انخفاض تركيز كل مركب من مركبات الكلوروفلوروكربون على حدة. ونظرًا لأن _ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) يقترب من التشبع عند التركيزات العالية وقلة نطاقات امتصاص الأشعة تحت الحمراء، فإن ميزانية الإشعاع، وبالتالي ظاهرة الاحتباس الحراري، لا تتأثر كثيرًا بتغيرات تركيز ثاني أكسيد الكربون [18]؛ _{وبالتالي} فإن ^{الزيادة في درجة} الحرارة تكون لوغاريتمية تقريبًا. ^{[ 19 ]} على العكس من ذلك، فإن التركيز المنخفض لمركبات الكلوروفلوروكربون يسمح بتأثيراتها بالزيادة خطيًا مع الكتلة، ^{[ 17 ]} بحيث تكون مركبات الكلوروفلوروكربون غازات دفيئة ذات قدرة أكبر بكثير على تعزيز تأثير الاحتباس الحراري مقارنة _بثاني أكسيد الكربون .

تقوم المجموعات بنشاط بالتخلص من مركبات الكلوروفلوروكربون القديمة للحد من تأثيرها على الغلاف الجوي. ^{[ 20 ]}

بحسب وكالة ناسا في عام 2018، بدأ ثقب الأوزون بالتعافي نتيجةً لحظر مركبات الكلوروفلوروكربون. ^{[ 21 ]} مع ذلك، أشارت دراسة نُشرت عام 2019 إلى زيادة مقلقة في استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون، مما يدل على استخدامها غير المنظم في الصين. ^{[ 22 ]}

قبل وأثناء عشرينيات القرن العشرين، كانت الثلاجات تستخدم غازات سامة كمبردات، بما في ذلك الأمونيا وثاني أكسيد الكبريت وكلوروميثان. وفي أواخر عشرينيات القرن العشرين، وبعد سلسلة من الحوادث المميتة الناجمة عن تسرب كلوروميثان من الثلاجات، بدأت جهود تعاونية واسعة النطاق بين الشركات الأمريكية فريجيدير وجنرال موتورز ودوبونت لتطوير بديل أكثر أمانًا وغير سام. يُنسب الفضل إلى توماس ميدجلي الابن، من شركة جنرال موتورز، في تركيب أول مركبات الكلوروفلوروكربون. وقد مُنحت شركة فريجيدير أول براءة اختراع، رقم 1,886,339، لصيغة مركبات الكلوروفلوروكربون في 31 ديسمبر 1928. وفي عرض توضيحي للجمعية الكيميائية الأمريكية ، برهن ميدجلي ببراعة على جميع هذه الخصائص من خلال استنشاق كمية من الغاز واستخدامه لإطفاء شمعة ^{[ 23 ]} في عام 1930. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

By 1930, General Motors and Du Pont formed the Kinetic Chemical Company to produce Freon, and by 1935, over 8 million refrigerators utilizing R-12 were sold by Frigidaire and its competitors. In 1932, Carrier began using R-11 in the worlds first self-contained home air conditioning unit known as the "atmospheric cabinet". As a result of CFCs being largely non-toxic, they quickly became the coolant of choice in large air-conditioning systems. Public health codes in cities were revised to designate chlorofluorocarbons as the only gases that could be used as refrigerants in public buildings.^[26]

Growth in CFCs continued over the following decades leading to peak annual sales of over 1 billion USD with greater than 1 million metric tonnes being produced annually. It wasn't until 1974 that it was first discovered by two University of California chemists, Professor F. Sherwood Rowland and Dr. Mario Molina, that the use of chlorofluorocarbons were causing a significant depletion in atmospheric ozone concentrations. This initiated the environmental effort which eventually resulted in the enactment of the Montreal Protocol.^[27][28]

Commercial development and use in fire extinguishing

During World War II, various chloroalkanes were in standard use in military aircraft, although these early halons suffered from excessive toxicity. Nevertheless, after the war they slowly became more common in civil aviation as well. In the 1960s, fluoroalkanes and bromofluoroalkanes became available and were quickly recognized as being highly effective fire-fighting materials. Much early research with Halon 1301 was conducted under the auspices of the US Armed Forces, while Halon 1211 was, initially, mainly developed in the UK. By the late 1960s they were standard in many applications where water and dry-powder extinguishers posed a threat of damage to the protected property, including computer rooms, telecommunications switches, laboratories, museums and art collections. Beginning with warships, in the 1970s, bromofluoroalkanes also progressively came to be associated with rapid knockdown of severe fires in confined spaces with minimal risk to personnel.

بحلول أوائل ثمانينيات القرن العشرين، شاع استخدام مركبات بروموفلورو ألكان في الطائرات والسفن والمركبات الكبيرة، وكذلك في مرافق الحاسوب والمعارض الفنية. ومع ذلك، بدأت المخاوف تتزايد بشأن تأثير مركبات كلورو ألكان وبرومو ألكان على طبقة الأوزون . لم تُخضع اتفاقية فيينا لحماية طبقة الأوزون مركبات بروموفلورو ألكان لنفس القيود، إذ اعتُبرت كمية التفريغ الطارئ لأنظمة الإطفاء ضئيلة جدًا بحيث لا تُحدث تأثيرًا يُذكر، كما أنها بالغة الأهمية لسلامة الإنسان بحيث لا تستدعي فرض قيود عليها. وبدلًا من ذلك، جُمّد استهلاك مركبات بروموفلورو ألكان عند مستويات عام 1986. ^{[ 29 ]}

أنظمة

منذ أواخر سبعينيات القرن الماضي، خضع استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) لرقابة مشددة نظرًا لتأثيراتها المدمرة على طبقة الأوزون . بعد تطويره لجهاز كشف التقاط الإلكترون ، كان جيمس لوفلوك أول من رصد انتشار مركبات الكلوروفلوروكربون في الهواء، حيث وجد نسبة مولية قدرها 60 جزءًا في التريليون من مركب CFC-11 فوق أيرلندا . وفي رحلة بحثية ممولة ذاتيًا انتهت عام 1973، قام لوفلوك بقياس تركيز مركب CFC-11 في كل من القطب الشمالي والقطب الجنوبي، ووجد وجود الغاز في جميع عينات الهواء الخمسين التي جُمعت، وخلص إلى أن مركبات الكلوروفلوروكربون ليست خطرة على البيئة. ومع ذلك، فقد وفرت هذه التجربة أولى البيانات المفيدة حول وجود مركبات الكلوروفلوروكربون في الغلاف الجوي. اكتشف شيري رولاند وماريو مولينا الأضرار الناجمة عن مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ، فشرعا في بحثٍ بعد حضورهما محاضرةً حول أعمال لوفلوك، ما أسفر عن أول منشورٍ يشير إلى هذه العلاقة عام 1974. واتضح أن إحدى أبرز سمات مركبات الكلوروفلوروكربون، وهي انخفاض تفاعليتها، هي مفتاح آثارها المدمرة. فقلة تفاعلية هذه المركبات تمنحها عمرًا افتراضيًا قد يتجاوز 100 عام، ما يتيح لها الوقت الكافي للانتشار في طبقة الستراتوسفير العليا . ^{[ 30 ]} وبمجرد وصولها إلى الستراتوسفير، تصبح الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس قويةً بما يكفي لإحداث انشطارٍ متجانسٍ لرابطة الكربون-الكلور. وفي عام 1976، وبموجب قانون مراقبة المواد السامة، حظرت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) التصنيع التجاري لمركبات الكلوروفلوروكربون ومواد دفع البخاخات واستخدامها. وقد تم تجاوز هذا الحظر لاحقًا في تعديلات عام 1990 لقانون الهواء النظيف لمعالجة استنزاف طبقة الأوزون في الستراتوسفير. ^{[ 31 ]}

بحلول عام ١٩٨٧، واستجابةً للتدهور الموسمي الحاد في طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية ، صاغ الدبلوماسيون في مونتريال معاهدةً عُرفت ببروتوكول مونتريال ، دعت إلى خفضٍ جذري في إنتاج مركبات الكلوروفلوروكربون. وفي ٢ مارس ١٩٨٩، اتفقت ١٢ دولةً من دول المجموعة الأوروبية على حظر إنتاج جميع مركبات الكلوروفلوروكربون بحلول نهاية القرن. وفي عام ١٩٩٠، اجتمع الدبلوماسيون في لندن وصوّتوا على تعزيز بروتوكول مونتريال بشكلٍ كبير من خلال الدعوة إلى القضاء التام على مركبات الكلوروفلوروكربون بحلول عام ٢٠٠٠. وبحلول عام ٢٠١٠، كان من المفترض أن يتم القضاء على مركبات الكلوروفلوروكربون تمامًا في الدول النامية أيضًا.

نظراً لأن مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) المتاحة للدول الملتزمة بالمعاهدة تأتي فقط من إعادة التدوير، فقد ارتفعت أسعارها بشكل ملحوظ. ومن شأن وقف إنتاجها عالمياً أن ينهي تهريبها. ومع ذلك، لا تزال هناك مشكلات تهريب قائمة لمركبات الكلوروفلوروكربون، كما أقرّ بذلك برنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP) في تقريره الصادر عام 2006 بعنوان "التجارة غير المشروعة في المواد المستنفدة لطبقة الأوزون". ويُقدّر البرنامج أن ما بين 16,000 و38,000 طن من مركبات الكلوروفلوروكربون قد دخلت السوق السوداء في منتصف التسعينيات. كما قدّر التقرير أن ما بين 7,000 و14,000 طن من هذه المركبات تُهرّب سنوياً إلى الدول النامية. وتُعدّ الدول الآسيوية الأكثر تضرراً من عمليات التهريب. اعتبارًا من عام 2007، تبين أن الصين والهند وكوريا الجنوبية تُنتج حوالي 70% من الإنتاج العالمي لمركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs)، ^{[ 32 ]} ثم حظرت كوريا الجنوبية إنتاج هذه المركبات في عام 2010. ^{[ 33 ]} كما تم بحث الأسباب المحتملة لاستمرار تهريب مركبات الكلوروفلوروكربون، حيث أشار التقرير إلى أن العديد من أنظمة التبريد المصممة للعمل باستخدام منتجات الكلوروفلوروكربون المحظورة تتمتع بعمر افتراضي طويل وتستمر في العمل. وفي بعض الأحيان، تكون تكلفة استبدال هذه المعدات أقل من تكلفة تجهيزها بأجهزة أكثر ملاءمة لطبقة الأوزون. بالإضافة إلى ذلك، لا يُعتبر تهريب مركبات الكلوروفلوروكربون مشكلة كبيرة، لذا فإن العقوبات المفروضة على التهريب منخفضة. وفي عام 2018، لفت انتباه الرأي العام إلى هذه القضية، حيث تم الكشف عن إنتاج ما يُقدر بنحو 13,000 طن متري سنويًا من مركبات الكلوروفلوروكربون في مكان غير معروف في شرق آسيا منذ عام 2012 تقريبًا، في انتهاك للبروتوكول. ^{[ 34 ] [ 35 ]} في حين أن التخلص التدريجي من مركبات الكلوروفلوروكربون أمر مرجح، إلا أن الجهود المبذولة لوقف مشاكل عدم الامتثال الحالية هذه.

بحلول وقت بروتوكول مونتريال ، تبيّن أن التفريغات المتعمدة وغير المتعمدة أثناء اختبارات النظام وصيانته تمثل كميات أكبر بكثير من التفريغات الطارئة، وبالتالي أُدرجت غازات الهالون في المعاهدة، وإن كان ذلك مع العديد من الاستثناءات. ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

فجوة تنظيمية

بينما يُنظّم بروتوكول مونتريال إنتاج واستهلاك مركبات الكلوروفلوروكربون، فإنّ انبعاثات هذه المركبات من مخزوناتها الحالية غير خاضعة لتنظيمه. في عام ٢٠٠٢، قُدّر وجود ٥٧٩١ كيلوطنًا من مركبات الكلوروفلوروكربون في منتجات موجودة، مثل الثلاجات ومكيفات الهواء وعلب الرذاذ وغيرها. ^{[ ٣٩ ]} ومن المتوقع أن ينبعث ما يقارب ثلث هذه المركبات خلال العقد القادم إذا لم تُتخذ إجراءات عاجلة، مما يُشكّل تهديدًا لطبقة الأوزون والمناخ. ^{[ ٤٠ ]} ويمكن احتجاز جزء من هذه المركبات وتدميره بأمان عن طريق الحرق المُتحكّم به في درجات حرارة عالية، والذي يُدمّر جزيئات مركبات الكلوروفلوروكربون. ^{[ ٤١ ]}

التنظيم وشركة دوبونت

في عام 1978، حظرت الولايات المتحدة استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون، مثل الفريون، في عبوات الرذاذ، وكانت هذه بداية سلسلة طويلة من الإجراءات التنظيمية ضد استخدامها. وكان من المقرر أن تنتهي صلاحية براءة اختراع دوبونت التصنيعية الهامة للفريون ("عملية فلورة الهيدروكربونات الهالوجينية"، براءة الاختراع الأمريكية رقم 3258500) في عام 1979. وبالتعاون مع شركات صناعية أخرى، شكلت دوبونت مجموعة ضغط، هي "تحالف سياسة مركبات الكلوروفلوروكربون المسؤولة"، لمكافحة اللوائح المتعلقة بالمركبات المستنفدة للأوزون. ^{[ 42 ]} وفي عام 1986، وبعد حصولها على براءات اختراع جديدة، تراجعت دوبونت عن موقفها السابق وأدانت مركبات الكلوروفلوروكربون علنًا. ^{[ 43 ]} ومثل ممثلو دوبونت أمام بروتوكول مونتريال مطالبين بحظر مركبات الكلوروفلوروكربون في جميع أنحاء العالم، وأكدوا أن مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون الجديدة التي تنتجها ستلبي الطلب العالمي على المبردات. ^{[ 43 ]}

جمع مركبات الكلوروفلوروكربون ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون والتحكم بها وتدميرها بشكل صحيح

رغم حظر إنتاج هذه المبردات الجديدة، لا تزال كميات كبيرة منها موجودة في الأنظمة القديمة، ويُقال إنها تُشكّل تهديدًا مباشرًا لبيئتنا. ^{[ 56 ]} وقد صُنّف منع إطلاق هذه المبردات الضارة كأحد أكثر الإجراءات فعالية التي يُمكننا اتخاذها للتخفيف من آثار تغير المناخ الكارثي. ^{[ 57 ]}

نظراً لأن تاريخ تركيزات مركبات الكلوروفلوروكربون في الغلاف الجوي معروف نسبياً، فقد شكلت هذه التركيزات قيداً مهماً على دوران المحيطات. تذوب مركبات الكلوروفلوروكربون في مياه البحر على سطح المحيط، ثم تنتقل إلى أعماقه. ولأنها مركبات خاملة، فإن تركيزها في أعماق المحيط يعكس ببساطة تداخل تطورها الزمني في الغلاف الجوي مع دوران المحيطات واختلاطها.

يُسهّل دخول مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) إلى المحيط استخدامها كمتتبعات عابرة لتقدير معدلات ومسارات دوران المحيط وعمليات الاختلاط. ^{[ 68 ] [ 69 ]} مع ذلك، ونظرًا للقيود المفروضة على إنتاج مركبات الكلوروفلوروكربون في ثمانينيات القرن الماضي، توقف ارتفاع تركيزات CFC-11 وCFC-12 في الغلاف الجوي، وانخفضت نسبة CFC-11 إلى CFC-12 في الغلاف الجوي بشكل مطرد، مما زاد من صعوبة تحديد عمر الكتل المائية. ^{[ 69 ]} وبالمناسبة، ازداد إنتاج وانبعاث سداسي فلوريد الكبريت ( SF6 _{) بسرعة في الغلاف الجوي منذ سبعينيات القرن الماضي.} ^{[ 69 ]} ومثل مركبات الكلوروفلوروكربون، يُعد SF6 غازًا خاملًا ولا يتأثر بالأنشطة الكيميائية أو البيولوجية في المحيط. ^{[ 70 ]} _{لذا، فإن} استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون بالتزامن مع SF6 كمتتبع يحل مشكلات تحديد _عمر المياه الناتجة عن انخفاض تركيزات مركبات الكلوروفلوروكربون.

يُتيح استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون أو _سادس فلوريد الكبريت كمتتبع لدوران المحيطات استخلاص معدلات العمليات المحيطية نظرًا لدالة المصدر المتغيرة مع الزمن. ويُعرف العمر المُستخلص من المتتبع بالزمن المنقضي منذ آخر اتصال لكتلة مائية تحت سطحية بالغلاف الجوي. ^{[ 71 ]} ويمكن تقدير العمر بناءً على الضغط الجزئي لمركب مُحدد ونسبة الضغط الجزئي لمركبات الكلوروفلوروكربون إلى بعضها البعض (أو _سادس فلوريد الكبريت ). ^{[ 71 ]}

يمكن تقدير عمر كتلة مائية باستخدام عمر الضغط الجزئي لمركبات الكلوروفلوروكربون (pCFC) أو عمر الضغط الجزئي لغاز _سادس فلوريد الكبريت ₍ pSF6 ). ويُعرَّف عمر الضغط الجزئي لمركبات الكلوروفلوروكربون لعينة الماء كما يلي:

${\displaystyle pCFC={\frac {[CFC]}{F(T,S)}}}$

حيث [CFC] هو تركيز مركبات الكلوروفلوروكربون المقاس (بيكومول/كجم ⁾ ، وF هي ذوبانية غاز الكلوروفلوروكربون في مياه البحر كدالة لدرجة الحرارة والملوحة. ^{[ 72 ]} يُعبر عن الضغط الجزئي لمركبات الكلوروفلوروكربون بوحدات 10-12 ضغط جوي أو أجزاء في التريليون (ppt). ^{[ 73 ]} وقد سبق أن قاس وارنر ووايس ذوبانية CFC-11 وCFC-12. ^{[ 73 ]} بالإضافة إلى ذلك، قاس بو ووارنر ذوبانية CFC-113. ^{[ 74 ]} و SF6 _قاسه وانينكوف وآخرون. ^{[ 75 ]} وبولستر وآخرون. ^{[ 76 ]} وقد عبر المؤلفون المذكورون أعلاه عن الذوبانية (F) عند ضغط كلي قدره 1 ضغط جوي كما يلي:

${\displaystyle \ln F=a_{1}+a_{2}\left({\frac {100}{T}}\right)+a_{3}\ln \left({\frac {T}{100}}\right)+a_{4}\left({\frac {T}{100}}\right)^{2}+S\left[b_{1}+b_{2}\left({\frac {T}{100}}\right)+b_{3}\left({\frac {T}{100}}\right)^{2}\right]}$

حيث F = الذوبانية مُعبرًا عنها إما بوحدة مول/ ^لتر أو مول/كجم ^/ ضغط جوي ^، وT = درجة الحرارة المطلقة، وS = الملوحة بوحدة جزء في الألف (ppt)، و _a1 ، و _a2 ، و _{a3 ، و b1 ، و} b2 ، وb3 _ثوابت تُحدد من خلال مطابقة المربعات الصغرى لقياسات الذوبانية. ^{[ 74 ]} هذه المعادلة مُشتقة من معادلة فان هوف المُتكاملة والاعتماد اللوغاريتمي للملوحة وفقًا لمعادلة سيتشينو. ^{[ 74 ]}

تجدر الإشارة إلى أن قابلية ذوبان مركبات الكلوروفلوروكربون تزداد مع انخفاض درجة الحرارة بنسبة 1% تقريبًا لكل درجة مئوية. ^{[ 71 ]}

بمجرد تحديد الضغط الجزئي لمركب الكلوروفلوروكربون (أو _سادس فلوريد الكبريت )، تتم مقارنته بالسجلات الزمنية الجوية لمركبات الكلوروفلوروكربون-11، أو الكلوروفلوروكربون-12، أو _سادس فلوريد الكبريت ، حيث يتوافق الضغط الجزئي لمركب الكلوروفلوروكربون مباشرةً مع السنة التي لها نفس القيمة. الفرق بين التاريخ المقابل وتاريخ جمع عينة مياه البحر هو متوسط ​​عمر كتلة الماء. ^{[ 71 ]} يمكن أيضًا حساب عمر كتلة الماء باستخدام نسبة الضغط الجزئي لمركبين من مركبات الكلوروفلوروكربون، أو نسبة الضغط الجزئي _لسادس فلوريد الكبريت إلى الضغط الجزئي لمركب الكلوروفلوروكربون. ^{[ 71 ]}

بحسب بيانات سلامة المواد، فإن مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (HCFCs) عبارة عن سوائل وغازات عديمة اللون، متطايرة، وغير سامة، ذات رائحة عطرية خفيفة حلوة. قد يؤدي التعرض المفرط لها بتركيزات 11% أو أكثر إلى الدوخة، وفقدان التركيز، وتثبيط الجهاز العصبي المركزي، أو اضطراب نظم القلب . تُزيح الأبخرة الهواء، مما قد يُسبب الاختناق في الأماكن المغلقة. يُمكن امتصاص مركبات الكلوروفلوروكربون عن طريق الجلد، ولكن بنسبة ضئيلة. يحدث امتصاص مركبات الكلوروفلوروكربون المستنشقة عبر الرئتين بسرعة، حيث تصل إلى ذروة تركيزها في الدم خلال 15 ثانية فقط مع ثبات التركيز، ثم يستقر بعد 20 دقيقة. يُعد امتصاص مركبات الكلوروفلوروكربون المُتناولة عن طريق الفم أقل بمقدار 35 إلى 48 مرة مقارنةً بالاستنشاق. ^{[ 77 ]} وعلى الرغم من أنها غير قابلة للاشتعال، إلا أن نواتج احتراقها تشمل حمض الهيدروفلوريك ومركبات أخرى ذات صلة. ^{[ 78 ]} يُقدّر التعرض المهني الطبيعي بنسبة 0.07% ولا يشكل أي مخاطر صحية جسيمة. ^{[ 79 ]}

• جدول تحويل الغاز
• الأسئلة الشائعة حول التسمية
• المواد المستنفدة للأوزون من الفئة الأولى
• المواد المستنفدة للأوزون من الفئة الثانية (مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون)
• تاريخ استخدام الهالون من قبل البحرية الأمريكية (مؤرشف بتاريخ 19 أغسطس 2000 في أرشيف الإنترنت)
• عملية تستخدم الانحلال الحراري في قوس بلازما ذي درجة حرارة عالية للغاية، لإزالة مركبات الكلوروفلوروكربون
• الفريون في مكيف هواء السيارة
• التخلص التدريجي من غاز الهالون في طفايات الحريق