오존층 파괴물질에 관한 몬트리올 의정서

 1  오존층 파괴물질에 관한 몬트리올 의정서-1
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소개글
오존층 파괴물질에 관한 몬트리올 의정서에 대한 자료입니다.
목차
1. 하늘의 보호막 오존층
가. 오존이란 무엇인가?
나. 오존층이란?
다. 오존이 25~30km 사이에 존재 하는 이유?
라. 오존층의 발견
2. 오존층의 중요성
3. 오존의 생성과 파괴, 그리고 CFC의 영향
가. 오존의 생성과 파괴
나. 오존의 생성과 파괴에 대한 CFC등 촉매의 역할
다. 오존층에서의 오존 밀도의 감소
4. 오존층 파괴의 관측과 원인
가. 오존층의 파괴 현상 관측
나. 오존층 파괴 원인
5. 극지방에서 적도에 이르는 오존층 파괴 문제
가. 오존층 파괴의 정도 - 사례지역 : 남극
나. 남극 상공의 오존 구멍 생성 원인
다. 북극 오존층 파괴
라. 열대와 중위도에서의 오존파괴
6. 오존층 파괴의 미래와 전망
가. 환경에 미치는 영향
나. 인간 건강에 미치는 영향
다. 기후시스템에의 영향
라. 자외선의 인체에 대한 영향
마. 자외선에 의한 환경의 영향
7. 오존파괴의 세계각국 및 우리나라의 노력
가. 세계
나. 우리나라
8. 오존층 파괴물질에 관한 몬트리올 의정서
가. 배경
나. 주요내용
다. 몬트리올 의정서의 파급효과
라. 몬트리올 의정서 최근논의 동향
마. 몬트리올 의정서의 산업 전반에 미치는 영향 및 대책
9. 오존 파괴 문제를 위한 노력
본문내용
1. 하늘의 보호막 오존층
가. 오존이란 무엇인가?
오존이 처음 발견된 것은 18세기로 물리학자들의 전기 방전 실험시 발생하는 '이상한 냄새'로부터 존재가 드러나게 되었다. 19세기의 프랑스의 화학자 Schoenbein은 이 '이상한 냄새'의 원인으로 그리스어의 ozein(뜻 : 냄새가 나다)를 따서 'ozon'이라고 이름 지었다. 이후에 역시 프랑스의 과학자 Soret는 오존이 산소 원자 3개로 구성된 분자라는 것을 밝혀내었다.
산소는 핵이 8개인 원자로서 최외각 전자가 6개인 안정하지 못한 원소이다. 그러므로 다른 원자 또는 분자와 결합하여 안정한 상태가 되려 한다. 만일 산소 원자가 수소 원자 2개와 결합하면 수소 원자의 전자를 공유하여 안정한 상태, 즉 비활성의 상태가 된다. 수소 원자가 아니더라도 어떤 분자와 결합하여 조금이라도 더 안정한 상태가 될 수 있으면 그 분자와 결합하는데 산소 원소의 이런 능력을 산화력이라고 부른다. 산소 원자 두 개가 결합한 O2는 이 능력이 크지 않아서 철이 녹이 스는데는 오랜 시간이 걸리게 된다. 반면 ozon은 산소 원자 세 개가 결합한 구조로서 그만큼 산소 원소로 분해되기가 쉬운만큼 산화력이 매우 크다. 오존의 산화력은 박테리아 같은 미생물에게는 치명적이므로 살균제로 사용될 수 있고 여러 악취가 나는 분자들과 결합해서 악취가 나지 않는 분자로 산화시킬 수 있으므로 탈취제로 사용되고 있다. 그리고 강한 산화제가 필요한 공업 원료로도 많이 사용되고 있다. 하지만 이러한 ozon의 산화력은 인체에 직접적으로 노출되는 경우 건강상의 문제를 일으킬 수 있다.
오존의 양을 나타내는 단위에는 밀도를 나타내는 방법과 농도를 나타내는 방법의 두 가지 방법이 있는데 밀도를 나타내는 단위는 Dobson unit(DU)으로 단위 cm3당 오존 분자의 개수를 나타낸다. 1 DU는 약 27,000,000개/cm3이다. 미국의 경우 오존의 밀도는 300DU이고 밀도가 가장 낮은 남극의 경우 최소 117DU에 해당한다. 농도를 측정하는 단위는 ppm이나 ppb를 사용한다. 오존의 대기 중 농도는 매우 낮기 때문에 ppm보다는 ppb를 더 많이 사용하는데 ppb는 대기 중에 있는 10억 개의 분자 중 1개가 ozon분자라는 의미이다.

나. 오존층이란?
보통 대기의 구조는 대기의 수직 온도 분포에 따라 대류권(troposphere), 성층권(stratosphere), 중간권(mesosphere) 그리고 열권(thermosphere) 등으로 나누어진다. 대류권은 지표면으로부터 약 10~15 km 고도에 걸쳐 위치하며 고도가 상승할수록 평균 6.5℃의 율로 기온이 하강하여 대류권 상층부(계절별, 위도별 차이는 있으나 평균 11km 고도)에서 약 -56℃(217K)의 기온을 나타낸다. 이와 같이 고도가 상승할수록 기온이 낮아져 불안정한 대기층을 이루어 대류 운동이 활발하게 일어나는 기층을 대류권이라 한다.
대류권 상층부로부터 약 50km 고도까지는 기온이 계속 상승하여 약 50km 고도에서 0℃(273K)의 기온을 나타내는 안정한 대기층으로 주로 분자 확산에 의해 기체의 이동이 이루어지는데 이 층을 성층권이라 한다. 대기 중에 포함되어 있는 오존전량(total ozone)을 지상 기압으로 압축시켜 깊이로 환산하면 약 0.3cm에 불과한 양이나, 이 양의 약 90%는 성층권에 포함되어 있고 나머지 10%는 대류권에 포함되어 있다. 특히 성층권 내에서도 25km 부근에 오존이 밀집되어 있는데 이 층을 오존층(ozone layer)이라 한다.
성층권 오존은 산소분자가 태양으로부터 방출되는 강력한 자외선을 받아 두 개의 산소원자로 분해되면서 발생된 산소원자가 다시 산소분자와 결합하여 생성된다.



대기권의 구조


다. 오존이 25~30km 사이에 존재 하는 이유?
성층권 위에는 공기가 매우 희박하고 산소분자들의 농도가 매우 낮기 때문에 대부분의 산소는 태양빛의 UV-C 광자에 의해 해리되어 원자형태로 존재한다. 각 산소원자들은 충돌하여 O2분자를 재형성하고, 다시 태양광을 흡수하여 원자로 해리된다. 성층권에 있어서 UV-C 빛은 대부분 그 위에 있는 산소에 의해 걸러지기 때문에 그 강도가 훨씬 낮다. 또한 공기밀도가 높아 분자산소의 농도가 훨씬 높다. 이런 이유들에 의해, 대부분의 성층권 산소는 원자산소보다 O2분자로서 존재한다. 산소분자의 농도가 비교적 높고 산소원자의 농도가 매운 낮기 때문에 산소분자의 광화학 분해에 의해 생성된 성층권 산소원자들은 분해되지 않은 채 인접해 있는 산소분자와 충돌할 운명이고 결국 오존을 생성시키게 된다.

O + O2 → O3 + heat
(원자산소) (산소 분자) (오존) (열)


오존 밀도
이 반응은 실로 성층권에 있는 모든 오존의 근원이 된다. 낮동안, 오존은 이 과정에 의해 일정하게 생성되는데 그 생성속도는 주어진 고도에서 산소분자의 농도와 UV광의 양에 의해 결정된다. 성층권의 하부에서는 상부에 비해 O2가 훨씬 풍부한데 지표면으로 다가갈수록 공기밀도가 계속증가하기 때문이다. 그러나 거의 모든 고에너지 UV가 이 고도에 도달하기전에 걸러지기 때문에 이지점에서 상대적으로 적은 양의 산소가 해리되고 따라서 적은 양의 산소가 해리되고 따라서 적은 양의 오존이 형성된다. 이런 이유들 때문에 오존층이 성층권 아래로 확장되지 않는다. 대조적으로, 성층권의 상부에서는, UV-C의 강도는 크나 공기가 희박하여 산소원자가 적은 양의 인접한 산소분자와 반응하기 보다는 산소원자 끼로 충돌하거나 반응하기 때문에 오존의 생성량이 상대적으로 적다. 결국 오존의 밀도는 UV-C 강도와 O2 농도의 곱이 최대가 될 때 가장 높게 나타난다. 이러한 최대밀도는 열대지역 상공 약 25km, 중위도 상공 21km 그리고 극지방 주변상공 18km에서 발생한다. 오존의 대부분은 오존층으로 알려진, 성층권 중간과 하단 15~35km 사이에 존재한다.
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