オゾン層の破壊

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地球規模の環境問題
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オゾン層とは?

地表からおよそ20000m~30000m(20km~30km)上空に、
オゾン(O3)濃度が高い層があります。

これをオゾン層といいます。

オゾン層の役割

オゾン層は太陽からの有害な紫外線を吸収して、
地表の生物を守る働きをしています。

紫外線の有害性

紫外線とは?

紫外線(UltraViolet rays)とは、波長の短いエネルギー量の大きい光です。
虹の覚え方に赤橙黄緑青藍紫というものがあります。
この赤橙黄緑青藍紫の
左ほど波長が長い光で、赤の外側が赤外線、
右ほど波長が短い光で、紫の外側が紫外線という風に分類されています。

紫外線の分類と紫外線の害

さらに紫外線にも3つタイプが有り、
ABCとタイプ付けされています。
これもCの方が波長がさらに短くエネルギー量が大きく、
Aの方が波長がまだ比較的長くなっています。

紫外線A(UVA)は紫外線の中では弱い反面、家の中にも、皮膚の奥深くにも入ってきます。
紫外線Aは少しならそこまで影響はありませんが、
長時間あたるとシミやシワの原因になり、のちのち皮膚がメラニンにより黒くなります。

紫外線B(UVB)は紫外線の中で、一番厄介な相手です。
中ぐらいの強さで中ぐらいの浸透力です。
紫外線Bは皮膚がん失明の原因になると言われています。

紫外線C(UVC)は最強ですが、ほとんど地表には到達しません。

フロンガスとフロンガスによるオゾン層の破壊

フロン類(フロンガス)の特性

フロンガスは、性質上安定しているため、
用いられた当初はよく使われていました。

フロンガスはハロゲンと呼ばれる17族元素(周期表の左から17列目)がついており、
なおかつ化学合成もできるので作りやすかったのです。

大気中では分解されにくく、
そのまま空気中に漂います。

酸素元素や窒素元素と質量数のあまり変わらない
炭素やフッ素がついていますから空気中に拡散していきます。

上空のオゾン層まで到達すると、化学反応をオゾンと起こしてしまい、
結果として、オゾン層を破壊します。

フロンガスの使用用途

フロンガスは、

  • エアコンや冷蔵庫の冷媒
  • 工業製品の洗浄用
  • スプレーの噴射用

に主に用いられました。

冷媒

かつてのエアコンや冷蔵庫が冷やす仕組みとして、
まず、電気を用いてコンプレッサーでフロンガスを圧縮します。

化学で習った人はわかると思いますが、
PV=nRTというボイル・シャルルの法則というものがあります。

とても簡単に解説しておくと、
空気を圧縮すると、
圧力が上がれば、上の式を参照すれば、
温度は上がるという法則でしたね。
さらにフロンガスは液化します。

さて、圧縮したフロンガスの気圧を抜くとどうなるでしょうか?
PV=nRTの左辺のPが小さくなる訳ですから、
nRは一定なので、Tが小さくなり、気温が一気に低くなります。
気体に戻ります。気化熱で冷蔵庫は冷えているんですね。

圧力をかけて送っているだけです。それを回しているだけなのです。

暖房器具はその逆で圧力を下げて、空気を巡らせています。

洗浄

電子部品や半導体部品などの洗浄に使われてきました。

フロンガスを液化させて洗うと
フロンガスは油を溶かすので、
きれいに洗えました。

ハイテク工場と呼ばれるところでは、
よく使われていたようです。

スプレー

スプレーは噴射剤として広く用いられました。

オゾンホール

南極の上空にはフロンガスによって破壊された
大きなオゾン層の穴(オゾンホール)が空いています。

オゾンホールはフロンガス使用後空いてしまいましたが、
後述の規制後は近年は縮小傾向にあります。

オーストラリアの例

オーストラリアは南極に近いため、
浜辺での日焼けは注意喚起が出されています。

外出の際には帽子やサングラスの着用などが標準化しています。

さらに白人種は肌が白いために、
紫外線に対してあまり抵抗力がありません。

オゾン層保護

ウィーン条約

1985年、オゾン層の保護を目的とした
ウィーン条約が採択されます。

モントリオール議定書

1987年のモントリオール議定書では、
フロン類の中でもオゾン層の破壊力が強い
5種類が特定フロンとされ全廃が決定されました。

その後、さらに規制が強化されました。

たとえば、2001年には、
フロン回収破壊法が制定されています。

 

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