Czy pamiętają państwo, co było jednym z największych zaskoczeń na początku światowej pandemii? Dla mnie i wielu innych osób, sądząc po zainteresowaniu mediów, takim zdarzeniem był znikający papier toaletowy. Mamy w Polsce nie tylko wiele doświadczeń związanych z niedostatkiem tego prostego artykułu, ale także niezapomniane odniesienia kulturalne w peerelowskich komediach „Nie lubię poniedziałku” i „Co mi zrobisz, jak mnie złapiesz?”. Powinniśmy być zatem przyzwyczajeni i przygotowani. A tu nic, kompletna katastrofa, kilka dni poważnego niepokoju, zanim papier powrócił na półki.

Podobny brak i niepokój odczuwali konsumenci (czy może bardziej użytkownicy?) m.in. w USA, Niemczech, Australii. Kto pozbawił nas tego cennego artykułu? Wyjaśnienie jest oczywiste: ogłoszenie pandemii spowodowało zwiększone zakupy. Papier toaletowy, jak wiemy, ma dość dużą objętość, zajmuje więc sporo powierzchni, a zapewnia sklepowi tylko niewielką marżę. Ale ponieważ musi być w ofercie, to dostarcza się go w systemie just in time tzn. wtedy, gdy zapas sklepowy grozi wyczerpaniem. Intuicyjnie rozumiemy ten mechanizm, znamy ryzyka, jakie występują po drodze, wobec czego, przewidując braki w zaopatrzeniu, zwiększyliśmy zakupy. Pozostaje pytanie, co ten mechanizm ma wspólnego z gospodarką światową oraz geopolitycznym układem sił.

Długa droga wartości
Odpowiedź zacznijmy od szczypty teorii. Drogę, w której celuloza staje się papierem toaletowym i trafia już jako gotowa rolka na półki sklepowe, specjaliści od logistyki nazywają łańcuchem wartości (ang. value chain). Dla jasności wywodu nie będę szerzej omawiał tego zagadnienia, choć wiem, że takie nazewnictwo to dla logistyków duże uproszczenie.

U podstaw pojęcia łańcucha wartości leży założenie, że firma zwiększa wartość surowców na każdym etapie procesu produkcyjnego, dopóki nie powstaną wyroby gotowe. Ogólnie rzecz biorąc, każdy etap jest bardziej lukratywny niż poprzedni. Biorąc przykład naszego papieru, dostarczanie celulozy do produkcji jest mniej dochodowe niż wytwarzanie z niej papieru, co jest znów mniej dochodowe niż dostarczanie owego papieru użytkownikom. Generalnie im dalej (wyżej) w łańcuchu wartości, tym większe korzyści.

Ostatnie dziesięciolecia zorganizowały dużą część gospodarki w globalnych łańcuchach wartości (GVC od global (...)

W maju tego roku policjanci z Wydziału do Zwalczania Aktów Terroru Centralnego Biura Śledczego Policji, wspierani przez funkcjonariuszy CBŚP i ABW, zabezpieczyli znaczne ilości prekursorów i substancji, mogących posłużyć do produkcji materiałów wybuchowych. Podczas akcji, której celem było ujawnienie przypadków obrotu prekursorami materiałów wybuchowych, a także nielegalnego wytwarzania materiałów wybuchowych, policjanci sprawdzili kilkanaście osób na terenie kraju, które mogły nielegalnie wytwarzać mieszaniny pirotechniczne i posiadać prekursory materiałów wybuchowych.

Samodziałowe materiały i urządzenia wybuchowe w postaci mieszanin pirotechnicznych ze względu na swoje właściwości są bardzo niebezpieczne, a ich wytwarzanie, użycie lub nawet samo przechowywanie może spowodować zagrożenie dla życia i zdrowia wielu osób albo mienia w znacznych rozmiarach.

Wiele substancji zaliczanych do prekursorów materiałów wybuchowych możemy znaleźć w naszych zakładach pracy, często nie zdając sobie nawet z tego sprawy. Prekursory materiałów wybuchowych to grupa produktów chemicznych, dla których w Unii Europejskiej ustanowiono szczególne wymagania, zawarte w rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 98/2013 z 15 stycznia 2013 r. w sprawie wprowadzania do obrotu i używania prekursorów materiałów wybuchowych (98/2013/EC). Rozporządzenie to obowiązuje do końca stycznia 2021 r., a od 1 lutego 2021 r. wchodzi w życie rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2019/1148 z 20 czerwca 2019 r. w sprawie wprowadzania do obrotu i stosowania prekursorów materiałów wybuchowych, zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 i uchylające rozporządzenie (UE) nr 98/2013, które to zdecydowanie zwiększa obowiązki firm stosujących i wprowadzających do obrotu prekursory narkotyków. Dodatkowo w Polsce obowiązuje ustawa z 13 kwietnia 2016 r. o bezpieczeństwie obrotu prekursorami materiałów wybuchowych (Dz.U. 2016 poz. 669).

Prekursor materiałów wybuchowych, czyli co?
Zgodnie z treścią rozporządzenia „prekursor materiałów wybuchowych podlegający ograniczeniom oznacza substancję wymienioną w załączniku I tego rozporządzenia, w stężeniu wyższym niż odpowiadające określonemu w nim stężeniu granicznemu i obejmuje mieszaninę lub inną substancję, która zawiera taką wymienioną substancję w stężeniu wyższym niż odpowiadające stężenie graniczne”. Są to: (...)

Etanol jest bezbarwną, lotną, łatwopalną i higroskopijną cieczą. Ma charakterystyczny zapach, wrze w temperaturze 78˚C, łatwo rozpuszcza się w wodzie. Jako substancja chemiczna posiada wielorakie zastosowania: jako rozpuszczalnik, paliwo, środek do dezynfekcji, środek spożywczy, również w ekstrakcji i syntezie związków chemicznych.

Zastosowania znane i mniej znane
W przemyśle spożywczym etanol pozyskiwany jest w procesie fermentacji skrobi, prowadzonej przy udziale mikroorganizmów. Obecność grupy –OH w cząsteczce etanolu sprawia, że jest to substancja o wysokim potencjale oksydo-redukcyjnym, przez co może reagować praktycznie z każdą inną substancją chemiczną.

Zastosowanie etanolu jako środka spożywczego przypisuje się arabskiemu alchemikowi i lekarzowi Geberowi. W wiekach dawnych uważano, że alkohol posiada właściwości magiczne i lecznicze. Hipokrates zalecał picie białego wina w celu leczenia obrzęków, natomiast czerwonego w przypadku braku apetytu [1]. Etanol był również środkiem stosowanym w celu łatwiejszego gojenia się ran. Etanol jako substancja psychoaktywna spowalnia przepływy impulsów w komórkach nerwowych, w mózgowych ośrodkach kontroli, przez co już kilka minut po jego spożyciu pojawia się efekt lekkości, a nawet euforii.

Reakcje intoksykacji organizmu są zależne od dawki. W przypadku stężenia alkoholu w wydychanym powietrzu wynoszącego od 0,15 do 0,5mg/l pojawiają się objawy euforii. Symptomy dezorientacji, charakteryzujące się utratą postrzegania kształtów, trudnościami w utrzymaniu równowagi pojawiają się, kiedy stężenie alkoholu wynosi 0,7–1,2 mg/l. W dawce powyżej 1,9 mg/l następuje śpiączka i zgon spowodowany paraliżem ośrodka oddechowego. 94% spożytego alkoholu metabolizowane jest w wątrobie, pozostałe 6% wydalane jest przez skórę, płuca i nerki. Nadmierne spożywanie alkoholu prowadzi do marskości wątroby, uszkodzenia przewodów trzustkowych, mięśnia sercowego, zwiększenia stężenia kortyzolu we krwi, osłabienia odporności organizmu i zaburzeń w obrębie błony śluzowej w układzie oddechowym. Etanol spożywany w nadmiarze wywołuje również zaburzenia w sferze psychicznej, objawiające się spowolnieniem procesów myślowych, depresją, delirium czy halucynacjami.

Etanol jako dezynfektant
Jedną z pozytywnych stron wykorzystania etanolu jest jego zdolność do szybkiej denaturacji białek, przez co bardzo dobrze sprawdza się jako dezynfektant w zwalczaniu bakterii, grzybów i wirusów. Liczne badania prowadzone w wielu obszarach zastosowania dezynfektantów wskazują, że etanol nie tylko niszczy mikroorganizmy znajdujące się na powierzchni skóry czy płaskich powierzchniach nieporowatych, ale również może być z powodzeniem stosowany do dezynfekcji starodruków czy dezynfekcji wody. W badaniach, przytoczonych przez J. Karbowską-Bernet [2] wskazano, że 45-proc. wodny roztwór etanolu oraz jego opary skutecznie zwalczają grzyby powodujące pleśnienie wyrobów papierniczych. Dodatkowo, w przeciwieństwie do innych biocydów, etanol nie powoduje zmian w pH oraz wytrzymałości papieru. Ciekawym zagadnieniem jest możliwość zastosowania etanolu do elektrochemicznej dezynfekcji wody. M. Arjmand i inni [3] opublikowali dane, w których udowodnili, że w obecności 0,4M etanolu i gęstości prądu 5mA/cm2 dochodzi do całkowitej eliminacji zarodników Bacillus subtilis w wodzie pitnej.

Najczęstsze wykorzystanie etanolu jako środka biobójczego dotyczy powierzchni w obszarze medycznym oraz dezynfekcji skóry. W środkach do dezynfekcji skóry etanol zazwyczaj występuje w formie mieszaniny z propan-2-ol lub propan-1-ol, które wzmacniają efekt biobójczy. Etanol wykazuje słabsze działanie bakteriobójcze niż izopropanol, ale posiada wyraźnie silniejsze właściwości wirusobójcze. Biobójczy efekt etanolu jest przede wszystkim związany z jego dawką. Alkohol działa skutecznie w stężeniu między 60 a 90%, chociaż najsilniejsze działanie bójcze przypisuje się dawce 70%.

Wrażliwość mikroorganizmów na biobójcze działanie etanolu jest również zmienna. Etanol najsilniej działa na wirusy otoczkowe, w dalszej kolejności na bezotoczkowe, bakterie, grzyby, najsłabsze działanie bójcze wykazuje wobec spor bakteryjnych, chociaż według licznych danych literaturowych nie dezaktywuje ich, lecz tylko wstrzymuje ich rozwój. Skuteczność działania etanolu jest również zależna od obecności w środowisku dezynfekcji tzw. substancji towarzyszących, którymi najczęściej są organiczne związki w postaci białek, lipidów i ich pochodnych. W badaniach zaprezentowanych przez T. Akamatsu i innych [4] stwierdzono, że aktywność bakteriobójcza etanolu w stosunku do Helicobacter pylori jest niezmienna i skuteczna, zarówno w warunkach obciążenia organicznego, jak i bez dodatku substancji obciążającej.

Etanol a koronawirus
Bardzo ciekawe i ważne informacje niosą badania nad oceną skuteczności etanolu wobec nowych patogenów, jak koronawawirus zespołu ostrej niewydolności oddechowej, wirus brodawczaka ludzkiego czy Escherichia coli O157:H7 i Cryptosporidium. Według raportu przedstawionego przez Centers for Disease Control and Prevention [5] etanol dezaktywuje E. coli O157:H7 w czasie 30 minut, rotawirus oraz koronawirus w czasie 1 minuty, natomiast nie inaktywuje wirusa HPV oraz bardzo słabo działa w stosunku do C. parvum. Etanol oraz preparaty na jego bazie wykorzystywane są głównie do dezynfekcji skóry, dezynfekcji niewielkich powierzchni, natomiast nie jest wykorzystywany w obszarze medycznym do dezynfekcji powierzchni przedmiotów, które są narażone na kontaminację spor bakteryjnych, z uwagi na to, że jego działanie sporobójczejest znikome.

W przypadku stosowania etanolu w procesie dezynfekcji należy mieć na uwadze jego wysoką lotność, która przy niewłaściwym sposobie dezynfekcji powierzchni może skutkować brakiem skuteczności biobójczej. Etanol może również reagować z niektórymi powierzchniami, prowadząc do ich niszczenia, np. osłabiać połączenia klejowe albo powodować puchnięcie gumy lub niektórych tworzyw sztucznych, albo matowienie powierzchni. Stosowanie dezynfektantów ma na celu zapobieganie transmisji patogenów z obszarów ich występowania. Szybkość przenoszenia mikroorganizmów z powierzchni na powierzchnię jest bardzo duża. Według badań Reynolds i innych [6] po dwóch godzinach po transmisji nieszkodliwego dla ludzi bakteriofaga MS2 nastąpiło jego rozprzestrzenianie na wszystkich powierzchniach w obiekcie poddanym badaniom oraz próbkach rąk osób przebywających w danym obiekcie. W tych samych badaniach wykazano, że stosowanie 70-proc. etanolu w formie sprayu spowodowało spadek miana wirusa nawet o 94%. Powyższe badania wskazują na bardzo ważny aspekt, jakim jest skuteczność biobójcza etanolu i jego zastosowanie w kontroli zakażeń w danym obszarze rozprzestrzeniania się patogenu. W przypadku stosowania preparatów na bazie etanolu do higienicznej i chirurgicznej dezynfekcji rąk, w celu zapobiegania rozprzestrzeniania się mikroorganizmów, bardzo istotne jest przestrzeganie procedur, prowadzących do dekontaminacji zanieczyszczeń. Analizy badawcze wskazują, że pierwsze mycie rąk powinno wykonać się co najmniej 10 minut przed pierwszą dezynfekcją. Jest to związane z odpowiednim nawilżeniem skóry rąk, które ma znaczący wpływ na skuteczność procesu dezynfekcji w metodzie wcierania preparatu biobójczego [7].

Bibliografia
[1] K. Kumański, 2012: Trochę historii, ziemi, wody i alkoholu, „Kosmos. Problemy Nauk Biologicznych” 61(1), s. 5–9.
[2] J. Karbowska-Bernet, 2015: Nowe tendencje w dezynfekcji i dezynsekcji zabytków na podłożu papierowym. „Toruńskie studia biologiczne” 2(1), s. 189–202.
[3] M.M. Arjmand, A. Rezaee, S. Nesseri, S. Eshraghi, 2015: Effects of ethanol on the electrochemical removal of Bacillus subtilis spores from water. „Journal of Environmental Health Science and Engineering” 13(78), s. 4–6.
[4] T. Akamatsu, K. Tabata, M. Hironga, H. Kawakami, M. Uyeda, 1996: Transmission of Helicobacter pylori infection via flexible fiberoptic endoscopy. „American Journal of Infection Control” 24, s. 396–401.
[5] W.A. Rutala, D.J. Weber oraz Komitet Doradczy ds. Praktyk Kontroli Zakażeń w Służbie Zdrowia 2008: „Wytyczne do dezynfekcji i sterylizacji w zakładach opieki zdrowotnej”.
[6] K.A. Reynolds, J.D. Sexton, T. Pivo, K. Humphrey, R.A. Leslie, Ch.P. Gerba, 2019: Microbial transmission in an outpatient clinic and impast of an intervention with an ethanol-based disinfectant, „American Journal of Infection Control“ 47(2), s. 128–132.
[7] G. Kampf, A. Kramer, M. Rotter, A. Widmer, 2006: Optimierung der chirurgischen Händedesinfektion. „Zentralblatt fur Chirurgie” 131(4), s. 22–26.

Niemal każdy, a przynajmniej osoby po 30, 40 roku życia, słyszał o „dziurze ozonowej” i katastrofie, jaka nam grozi, jeśli nie uda się powstrzymać jej wzrostu. To był temat, który w latach 90. ubiegłego wieku budził gorące dyskusje naukowe i strach nie mniejszy niż dziś katastrofy ekologiczne: topniejące lodowce, huragany i susze. Jednak dziś temat zniknął z czołówek zarówno gazet, jak i doniesień naukowych. Czyżby przestał istnieć?

Nic z tego, dziura ozonowa była i nadal wisi nad naszymi głowami. Ale choć nadal istnieje, to fakt, że o niej się nie mówi jest paradoksalnie dobrą wiadomością dla świata. Jednak po kolei trzeba przypomnieć wszystkie fakty i wyjaśnić przyczyny.

Po co nam ten ozon?
Wysoko nad naszymi głowami, w części atmosfery zwanej stratosferą, na wysokości od 20 do 40 km, znajduje się ozonosfera – warstwa atmosfery, gdzie koncentruje się około 90% całego ozonu Ziemi. Maksymalne stężenie występuje na wysokości 30–35 km i wynosi średnio 8 cząsteczek ozonu na milion (8 ppm) – gdybyśmy zebrali cały ozon i umieścili go na poziomie morza, utworzyłby warstwę o grubości 3 mm. Niby niewiele, ale bez tej warstewki nie miałby kto tego artykułu napisać i nie miałby go kto przeczytać. Rola warstwy ozonowej w stratosferze jest kluczowa dla istnienia całego życia na Ziemi. Ozon pochłania większość promieniowania UV, jakie każdego dnia serwuje nam Słońce. Szczególnie dobrze warstwa ozonowa zatrzymuje najbardziej energetyczne części promieniowania: całkowicie UV-C (200–280 nm), częściowo UV-B (280–320 nm) i w niewielkim stopniu UV-A (>320 nm). Bez tej ochrony Ziemia byłaby piękną, sterylną krainą bez jakiegokolwiek życia biologicznego.

Ozon na tych wysokościach powstaje dzięki temu samemu promieniowaniu, które zatrzymuje w reakcji rozbicia dwuatomowej cząsteczki tlenu (O2) i powstaniu trójatomowej cząsteczki ozonu (O3), które utrzymywane są w równowadze (rysunek 1).

W stratosferze na tych wysokościach, przy stałym dostępie promieniowania UV, cząsteczki tlenu i ozonu istnieją w równowadze, gdyż ozon sam może ulec rozpadowi, albo poprzez pochłonięcie promieniowania i rozpad na cząsteczkę dwuatomowego tlenu oraz pojedynczy atom tlenu, albo poprzez reakcję z reaktywnym atomem tlenu powstałym poprzez opisany wyżej rozpad. Generalnie równowaga trwa i obecny w atmosferze ozon chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem UV. A właściwie trwała niezmiennie przez miliony lat, zanim nie dobrała się do niego ludzkość.

Krucha równowaga
O istnieniu warstwy ozonowej w stratosferze wiedziano już w latach 50. ubiegłego wieku, ale uważano ją za stabilną i niezmienną. Jednak od lat 70. zaobserwowano wahania jej grubości, a co za tym idzie i stężenia ozonu. Szczególnie w obszarach polarnych nad biegunem południowym. Początkowo nikogo to specjalnie nie niepokoiło, jednak gwałtowne, sezonowe (podczas antarktycznej wiosny) i coraz to głębsze spadki stężenia ozonu zaczęły wzbudzać niepokój. Niepokój tym większy, że nie wiedziano, jaka jest tego przyczyna. Dziura ozonowa, bo tak nazwano to zjawisko, z każdym rokiem była mocniejsza i większa. Zaobserwowano, że sezonowe wahanie stężenia ozonu w stratosferze dotyczy nie tylko obszaru Antarktydy, ale zasadniczo całej Ziemi (poza obszarami równikowymi). I choć po wiosennym przesileniu zwykle ubytek ozonu wracał do normy, to w 1996 r. zjawisko to odnotowano również na półkuli północnej nad Grenlandią, Skandynawią i zachodnią Syberią. Ubytek sięgnął 45% początkowego stężenia. O dziurze ozonowej można mówić, gdy stężenie ozonu w stratosferze w danym miejscu jest mniejsze niż 220 Dobsonów (DU; patrz ramka). W 1955 r. było to 320 DU, a w 1995 r. nad Antarktydą tylko 90 DU.

Dwaj panowie na tropie
W 1973 r. dwaj uczeni, F.S. Rowland i Mario J. Molina, sformułowali hipotezę o negatywnym wpływie freonów na warstwę ozonową. Freony (CFC) są związkami chemicznymi, pochodnymi chlorofluorowęglowodorów (ang. chlorofluorocarbons) należącymi do grupy chloro- i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych (...)