오존층 파괴의 7가지 원인

오존층 파괴의 원인은 광범위하지 않고 집중되어 있으며, 이러한 오존층 파괴의 원인은 문명 초기부터 있었습니다.

지구 대기에는 여러 수준이 있습니다. 가장 낮은 층인 대류권은 지표면에서 고도로 약 6km까지 뻗어 있습니다. 에 추가되는 거의 모든 인간 활동 대기 오염 대류권에서 일어난다. 세계에서 가장 높은 봉우리인 에베레스트 산의 높이는 약 5.6km입니다. 9마일(6km)에서 약 10km(31마일)까지 뻗어 있는 성층권에는 오존층이 있습니다. 대부분의 상업용 제트기는 성층권의 하류에서도 비행합니다.

이 기사에서 우리의 주요 관심은 오존층 파괴의 원인과 오존층 파괴로부터 보호하기 위해 할 수 있는 일을 살펴보는 것입니다.

그래서,

t 란 무엇인가?그는 오존층?

오존층은 화학식 O3의 무기 분자인 오존 가스가 비교적 높은 농도로 발견되는 지구 대기의 영역입니다. 오존층은 적도보다 극을 가로질러 더 두껍다. 1913년 프랑스 물리학자 샤를 파브리(Charles Fabry)와 앙리 뷔송(Henri Buisson)이 오존층을 발견했습니다.

오존은 자극적인(염소와 같은) 냄새가 나는 옅은 파란색 가스입니다. 대기 중 오존의 대부분은 지구 표면에서 9~18km(15~30마일) 사이의 성층권에 국한되어 있습니다. 높은 농도에도 불구하고 이 층의 농도는 성층권의 다른 가스에 비해 여전히 낮습니다.

오존은 태양 광선이 산소 분자를 단일 원자로 나눌 때 대기에서 형성됩니다. 이 단일 원자는 근처의 산소와 상호 작용하여 XNUMX개의 산소 분자인 오존을 생성합니다. 오존 분자는 한 번에 성층권에서 끊임없이 생성되고 파괴됩니다. 측정된 수십 년 동안 총액은 다소 안정적이었습니다.

공기 98천만 분자당 약 XNUMX개의 분자만 존재하지만 오존층은 지구의 자외선 차단제 역할을 하여 유해한 자외선이나 자외선의 약 XNUMX%를 흡수합니다. 성층권의 오존층은 태양 복사의 일부를 흡수하여 행성 표면에 도달하는 것을 방지합니다.

오존층이 존재하지 않는다면 자외선은 지구를 살균할 것이다. 있을 것이다 해로운 효과 더 많은 일광 화상, 더 많은 피부암 사례, 더 많은 눈 손상 사례, 나무와 식물의 시들음 및 죽음, 손상되었지만 여전히 존재하는 오존층으로 인해 작물 수확량이 크게 감소했습니다. 요약하자면 오존은 정말 중요합니다.

과학자들은 수십 년에 걸친 자연 주기에 대한 평균 오존 수준에 대한 데이터를 수집했습니다. 흑점, 계절 및 위도는 모두 대기의 오존 농도에 영향을 미칩니다. 이는 잘 이해되고 예측 가능한 프로세스입니다. 각각의 자연적인 오존 감소는 회복이 뒤따랐습니다. 그러나 1970년대부터 과학적 증거에 따르면 오존 보호막이 자연적 과정이 아닌 방식으로 고갈되고 있음이 밝혀졌습니다.

오존층의 중요성

오존은 우리의 낮은 대기(대류권으로 알려짐)에서 감지되면 인간의 건강에 극도로 해로운 대기 오염 물질로 분류됩니다. 성층권에서도 필요합니다. 오존은 12ppm의 낮은 농도에서도 태양의 자외선을 흡수하는 데 매우 효과적이어서 소량으로도 지구에서 우리를 보호하기에 충분합니다.

자외선은 태양에서 방출되어 생물에 해를 끼칩니다. 방사선은 이 층에 흡수되어 지표면에 도달하는 것을 방지합니다. 오존은 태양의 유해한 자외선(UV)으로부터 지구를 보호합니다. 대기의 오존층이 없다면 지구상의 생명체는 극도로 어려울 것입니다.

대부분의 해양 생물에게 먹이를 주는 플랑크톤뿐만 아니라 식물도 높은 수준의 자외선에서 번성하거나 성장할 수 없습니다. 오존층 보호가 약해지면 인간은 피부암, 백내장 및 면역 체계 손상에 더 취약할 것입니다.

오존층 파괴의 원인

오존층이 얇아지면서 오염, 오존층이 얇아지면서 지구상의 생명체가 유해한 방사선에 노출됩니다. 오존 구멍은 오존층 손상 영역에 대한 일반적인 이름이지만 용어는 기만적입니다. 오존층의 손상은 극 근처에서 가장 얇은 부분이 있는 얇은 패치로 나타납니다.

1980년대 중반부터 오염은 남극 위의 오존층에 영향을 미쳤습니다. 해당 위치의 온도는 CFC가 오존 생성 염소로 전환되는 것을 가속화합니다. CFC는 현재 대기에 존재하는 CFC의 약 90%에 대해 북반구 선진국에서 배출되었습니다.

1989년에 서명된 몬트리올 의정서는 오존층 파괴 화학물질의 제조를 금지했습니다. 그 이후로 대기 중 염소 및 기타 오존층 파괴 물질의 양은 꾸준히 감소하고 있습니다. 과학자들에 따르면 염소 수치는 약 50년 안에 원래 형태로 되돌아갈 것으로 예상됩니다. 남극의 오존층은 그때쯤이면 XNUMX만 평방 마일 이하로 줄어들 것입니다.

오존층 파괴의 몇 가지 주요 원인은 오존 구멍을 초래했습니다.

오존층 파괴의 자연적 원인

특정 자연 현상이 오존층을 교란시키는 것으로 발견되었습니다. 그러나 이것은 오존층의 1-2% 파괴를 야기하고 그 결과는 단지 일시적이라는 것이 발견되었습니다. 오존층 파괴의 자연적 원인은 다음과 같습니다.

1. 흑점

태양의 에너지 출력은 특히 11년의 흑점 주기 동안 다양합니다. 11년 흑점 주기의 활동 기간 동안 더 많은 UV가 지구에 도달하면서 더 많은 오존이 생성됩니다. 이 과정은 극지방에서 평균 오존 농도를 대략 4%까지 증가시킬 수 있지만 이것이 전 지구에 걸쳐 평균화될 때 지구 평균 오존 증가는 약 2%에 불과합니다.
1년대로 거슬러 올라가는 관측에 따르면 전 세계의 총 오존 수준은 정상 주기의 최대값에서 최소값까지 2-1960% 감소했습니다.

2. 성층권 바람

성층권의 매우 강한 바람은 태양 폭풍의 질소 가스를 대기로 더 멀리 운반하여 오존층과 혼합되어 공격합니다.

3. 화산 폭발

오존을 파괴하는 더 반응성이 높은 형태로 염소의 화학적 전환은 성층권에 상당한 양의 이산화황을 주입하는 폭발적인 화산 폭발에 의해 도움을 받습니다. 주요 화산 폭발(1983년 El Chichon과 1991년 Pinatubo 산이 가장 두드러짐)도 오존층 파괴에 기여한 것으로 생각됩니다.

오존층 파괴의 인위적 원인

또한 오존층 파괴의 인위적인 원인이 있으며 이들은 오존층 파괴의 주요 원인이며 다음을 포함합니다.

1. 클로로플루오로카본의 사용

오존층 파괴의 인위적 원인 중 하나는 염화불화탄소의 사용이지만 오존층 파괴의 주요 원인 중 하나이기도 합니다.

1900년대 초반의 냉장고는 암모니아와 염화메틸과 같은 유독 가스를 냉매로 사용했습니다. 불행히도 기기에서 유해 가스가 새어나와 사망자가 발생했습니다. 그 결과, 냉매로 사용할 무독성, 불연성 화학물질을 찾기 시작했습니다. 그 결과 CFC가 탄생했습니다. CFC는 다양한 형태로 제공되지만 가장 일반적인 두 가지는 CFC-11과 CFC-12입니다.

CFC 제조 및 사용은 1930년대에 증가하기 시작했습니다. 매년 300년대 초반까지 거의 11억 파운드의 CFC-1980이 대기 중으로 방출되었습니다. 그런 다음 1985년에 Joe Farman이라는 영국 연구원과 그의 동료들이 남극 대륙에서 계절에 따른 엄청난 오존 손실에 대한 연구를 발표했습니다.

CFC의 제조 및 사용을 제한하는 몬트리올 의정서는 신속하게 행동하는 과학 커뮤니티, 산업체 및 입법부의 합동 노력 덕분에 1987년에 서명되었습니다.

몬트리올 의정서는 이제 지구상의 모든 국가에서 서명되었습니다. CFC가 불법화되었지만 오존층은 계속해서 고갈되고 있습니다. CFC의 수명이 50~100년이고, 환경에 존재하는 CFC의 수가 크게 감소하는 데 시간이 걸리기 때문입니다. 또한 CFC는 여전히 대기 중으로 방출되고 있습니다.

CFC는 예를 들어 매립지에서 오래된 냉장고나 에어컨이 열화되면서 천천히 방출됩니다. 고갈이 발생하는 남극 대륙에서 대기 중으로 배출되는 CFC의 영향이 체감되는 데는 약 5년이 걸립니다. 지상에서 생성된 CFC는 결국 성층권으로 이동합니다.

대부분의 태양 자외선은 성층권의 오존에 의해 차단되기 때문에 CFC는 햇빛이 분해되기 전에 오존층을 넘어 상승해야 합니다. 태양 복사는 일단 충분히 높으면 염소를 방출하며, 그 대부분은 염산과 질산염의 형태로 오존으로 전환됩니다.

이러한 반응은 극지방에 고유하기 때문에 성층권의 매우 낮은 온도로 인해 독특한 유형의 구름을 생성하기 때문에 이러한 물질이 남극 대륙으로 이동할 때 이러한 화학 반응이 시작됩니다(극성층권 구름). 겨울철에 극 소용돌이는 온도가 낮아지면 남반구의 성층권에서 발생합니다.

늦은 겨울과 이른 봄에 햇빛이 남극 대륙으로 돌아오기 때문에 온도는 여전히 극지방 성층권 구름을 생성할 만큼 충분히 춥습니다. 이제 햇빛도 있습니다. 구름 입자 표면에서 화학 반응이 일어나 비반응성 염소와 브롬이 반응성 화합물로 변환됩니다.

소용돌이는 내부에 남극 성층권의 내용물을 담고 반응성 염소와 브롬 화합물이 오존 분자를 파괴할 수 있도록 하는 컨테이너 역할을 합니다. 이러한 반응은 오존이 거의 고갈될 때까지 오존 분자가 존재하는 한 계속될 것입니다. 오존홀이라고 합니다.

그러나 대기 전문가들은 이 반응의 속도가 원래 생각했던 것만큼 높지 않기 때문에 CFC가 더 이상 오존 파괴의 주요 동인이 아니라는 것을 발견했습니다.

2. 지구 온난화

기후 변화를 초래하지만 지구 온난화 또한 오존층 파괴의 인위적 원인 중 하나입니다. 대부분의 열은 지구 온난화와 온실 효과의 결과로 성층권 아래 층인 대류권에 갇혀 있습니다.

오존은 성층권에 존재하기 때문에 열이 대류권에 도달하지 않아 차갑게 유지됩니다. 오존층의 회복은 최대한의 햇빛과 열을 필요로 하기 때문에 오존층은 고갈된다.

3. 규제되지 않은 로켓 발사

로켓 발사는 또한 오존층 파괴의 주요 인공 원인 중 하나입니다. 연구에 따르면 로켓의 규제되지 않은 발사는 CFC보다 훨씬 더 오존층을 고갈시킵니다. 이 문제를 해결하지 않으면 2050년까지 오존층의 상당한 고갈이 발생할 수 있습니다.

4. 질소 화합물

NO, N2O 및 NO2와 같은 인간 활동에 의해 방출되는 소량의 질소 화합물은 오존층 파괴의 원인 중 하나로 생각됩니다.

오존층 파괴 물질(ODS)

“오존층 파괴 물질은 오존층 파괴의 원인이 되는 염화불화탄소, 할론, 사염화탄소, 수소불화탄소 등과 같은 물질입니다.”

오존층 파괴 아래 대기에서 물질은 환경 친화적이며 상대적으로 안정적이며 무독성입니다. 이것이 그들이 시간이 지남에 따라 점점 더 인기를 얻게 된 이유입니다. 그러나 안정성에는 대가가 따릅니다. 성층권에서 떠다니고 정지 상태를 유지할 수 있습니다.

ODS가 강력한 자외선에 의해 분해될 때 생성되는 화학물질은 염소와 브롬입니다. 오존층은 염소와 브롬에 의해 초음속으로 파괴되는 것으로 알려져 있습니다. 그들은 오존 분자에서 원자를 제거하여 이것을 수행합니다. 단일 염소 분자는 수천 개의 오존 분자를 분해하는 힘을 가지고 있습니다.

오존층 파괴 화합물은 수년 동안 대기 중에 남아 있었고 앞으로도 계속 그럴 것입니다. 이는 인간이 지난 90년 동안 대기 중으로 유입되도록 허용한 많은 오존층 파괴 화합물이 여전히 대기 중으로 배출되어 오존층 파괴에 기여하고 있음을 의미합니다.

다음은 가장 흔한 오존층 파괴 화합물과 그 배출원의 목록입니다.

클로로 플루오로 카본 (CFC)
탄화수소(HCFC)
할론
사염화탄소
메틸 클로로포름

1. 염화불화탄소(CFC)

전체 오존층 파괴의 80% 이상을 차지하기 때문에 가장 널리 사용되는 오존층 파괴 화합물로 불린다. 1995년 이전에는 건물과 자동차 모두에서 냉동고, 냉장고, 에어컨 등 가전제품의 냉각수로 사용되었습니다. 드라이 클리닝 제품, 병원 살균제 및 산업용 용제에는 모두 이 화학 물질이 포함되어 있습니다. 또한 매트리스 및 베개와 같은 발포 제품과 가정 내 단열재에도 사용됩니다.

2. 탄화수소(HCFC)

시간이 지남에 따라 하이드로플루오로카본은 클로로플루오로카본의 위치를 차지했습니다. 그들은 CFC만큼 오존층에 해롭지 않습니다.

3. 할론

물이나 소화기 화학물질이 장비나 물질을 손상시킬 수 있는 상황에서 특정 소화기에 사용됩니다.

4. 사염화탄소

또한 여러 용제와 소화기에서도 발견됩니다.

5. 메틸 클로로포름

냉간 세척, 증기 탈지, 화학 처리, 접착제 및 특정 에어로졸은 모두 업계에서 일반적으로 사용됩니다.

오존층 파괴의 원인은 크게 두 가지로 분류할 수 있으며, 오존층 파괴의 자연적 원인과 인위적인 원인이 있습니다.

방법 P부패하다 O지역 Layer

오존층 파괴를 줄여 오존층을 보호하기 위해 전 세계적으로 일부 조치가 취해졌습니다.

몬트리올 의정서

XNUMXD덴탈의 오존층 파괴 화합물에 관한 몬트리올 의정서 1987년 국제 사회에서 오존층 손실 문제를 해결하기 위해 개발했습니다. 세계 모든 국가가 서명한 최초의 국제 조약으로 UN의 가장 위대한 환경 성공 사례로 종종 여겨집니다.

몬트리올 의정서의 목표는 오존층 파괴 물질의 생산과 소비를 최소화하여 대기 중 존재를 줄여 지구의 오존층을 보호하는 것입니다.

EU 규제

EU의 오존층 파괴 물질 규제는 세계에서 가장 엄격하고 발전된 규제 중 하나입니다. EU는 일련의 입법을 통해 몬트리올 의정서를 이행했을 뿐만 아니라 필요 이상으로 빠르게 유해 물질을 단계적으로 제거했습니다.

현재 EU "오존 규제"에는 다양한 조치가 포함되어 있습니다(규정 (EC) 1005/2009) 더 높은 수준의 야망을 보장합니다. 몬트리올 의정서는 이러한 화학 물질의 제조 및 대량 판매를 관리하지만 오존 규정은 대부분의 상황에서 사용을 제한합니다(특정 사용은 여전히 EU에서 허용됨). 또한, 이는 벌크 화합물뿐만 아니라 제품 및 장비에서 발견되는 화합물에도 적용됩니다.

EU 오존 규정은 몬트리올 의정서에서 다루지 않는 규제 및 모니터링 물질(90가지 이상의 화학 물질)과 "신물질"로 알려진 XNUMX가지 추가 화학 물질뿐만 아니라 모든 오존층 파괴 물질 수출 및 수입에 대한 라이선스 요구 사항을 추가로 설정합니다.

오존층 복구를 지속하기 위해 전 세계적으로 필요한 조치는 다음과 같습니다.

기존의 오존층 파괴 물질 제한이 적절하게 시행되고 전 세계적으로 오존층 파괴 물질 소비가 계속 감소하도록 합니다.
오존층 파괴 화합물(저장소 및 기존 장비 모두)이 생태학적으로 유리한 방식으로 처리되고 기후 친화적인 대안으로 대체되도록 합니다.
오존층 파괴 화학물질이 법적 용도에서 벗어나지 않도록 합니다.
몬트리올 의정서에 정의된 대로 비소비 용도로 오존층 파괴 화합물의 사용을 줄입니다.
오존층을 위험에 빠뜨릴 수 있는 새로운 화학 물질이나 기술이 발생하지 않도록 합니다(예: 수명이 매우 짧은 물질).

오존층을 보호하기 위해 개인이 필요로 하는 조치.

오존층에 유해한 성분이나 제조법상 가스의 흡입을 피할 것. CFC(클로로플루오로카본), 할로겐화 탄화수소, 브롬화메틸 및 아산화질소는 가장 유해한 가스 중 하나입니다.
자동차 사용을 줄입니다. 도시, 자전거 또는 도보가 최고의 교통 수단입니다. 자동차로 이동해야 하는 경우 다른 사람들과 함께 카풀을 시도하여 도로 위의 자동차 수를 줄여 공해를 줄이고 비용을 절약합니다.
환경과 우리 자신 모두에게 해를 끼치는 청소 도구를 사용하지 마십시오. 많은 세척제에는 용제와 부식성 화합물이 포함되어 있지만 식초나 중탄산염과 같은 무독성 대체물로 대체할 수 있습니다.
당신의 지역에서 만들어진 물건을 구입하십시오. 이렇게 하면 신선한 것을 받을 수 있을 뿐만 아니라 먼 거리를 여행한 음식도 먹지 않게 됩니다. 해당 제품을 운반하는 데 사용되는 매체 때문에 이동 거리가 증가함에 따라 더 많은 아산화질소가 생성됩니다.
고장으로 인해 CFC가 대기 중으로 스며들 수 있으므로 에어컨을 양호한 상태로 유지하십시오.

오존층 파괴의 원인 - 자주 묻는 질문

오존층은 어떤 역할을 하나요?

성층권의 오존층은 태양 복사의 일부를 흡수하여 행성 표면에 도달하는 것을 방지합니다. 가장 주목할만한 것은 스펙트럼의 UVB 부분을 흡수한다는 것입니다. UVB는 태양(및 태양 램프)에서 나오는 일종의 자외선이며 많은 부정적인 결과를 초래합니다.

오존층은 무엇으로 이루어져 있습니까?

성층권 오존층은 오존 가스(대기 중 전체 오존의 90%)로 구성되어 있습니다. XNUMX개의 산소 원자로 구성된 산소 분자에 대한 자외선(UV) 빛의 작용은 XNUMX개의 산소 원자로 구성된 오존을 생성합니다.