Ⅰ.서 론환경이란 무엇인가? 학문적으로 따져보기 전에 환경이란, 아마도 인간을 비롯한 살아 있는 모든 생명체의 필수조건이다. 말하자면, 생존을 위해 숨을 쉬어야 하고, 물을 마셔야 하며, 음식을 먹어야 한다는 것이다. 그런데 그 숨을 쉬어야 하는 공기가 오염되어 숨쉬는 것 자체가 걱정되고, 마셔야 할 물이 불안하고, 먹는 음식이 꺼림직하다면 어떻게 될까? 아마도 사람뿐만이 아니라 이 지구에 생명체는 사라지게 될 것이다. 그 중에서 우리에게 가장 귀한 것이 뭘까?(다들 귀하지만)생각해 봤더니 공기라는 결론을 얻었다. 그리고 친숙하면서도 모르는 오존층 파괴에 대해서 알아보기로 한 것이다.Ⅱ.본 론1. 오존층{1.1 오존이란?오존(O3)은 산소분자(O2) 하나에 산소원자(O) 하나가 결합된 무색의 기체로 냄새가 나다 라는 뜻을 가진 희랍어 ozein에서 유래하였다. 오존은 산소의 불안정한 동소체로 산소보다 높은 에너지를 갖으며 햇빛 등 주위의 전자파를 흡수하여 쉽게 분해되고, 이때 생긴 여분의 산소원자는 주위의 물질들과 쉽게 반응하는 강한 산화력을 가진 활성 기체이다.오존이 갖고있는 강력한 산화력은 하수의 살균, 악취제거 등에 유용하게 이용되기도 하고, 지구 대기중에 오존층을 형성하여 보호막의 역할도 하는 등 좋은 역할을 하지만 지표면에 생성되는 오존은 인간의 건강에 해로운 대기오염물질이 된다. {1.2 오존층의 형성과 역활지구가 만들어진 초기단계에서는 오존층이 없었으나 녹색식물이 산소를 만들면서 대기 중의 산소농도가 증가하게 되었고, 태양에너지로 인해 산소분자는 산소원자로 분해되면서 산소분자와 산소원자가 결합하여 오존을 형성하게 되었다. 오존은 대기 중의 산소분포에 따라 고도 약 25km 부근(성층권)에서 최적의 오존생성 조건이 되어 오존층이 형성되게 되었다. 이론적으로는 오존층이 계속 증가되어야 하나 자외선을 흡수하면 산소와 산소분자로 분리되는 오존의 불안정한 구조로 인해 성층권의 오존량은 일정하게 유지된다. 성층권에 형성된 오존층은 태양으로부터 오는 자외선을 들은 자유 상태에서 매우 활발히 반응하는 원소인 염소와 브롬을 포함하고 있고 따라서 오존을 파괴시킬 수 있다. 이러한 이유들로 인해 오존붕괴물질들은 오랫동안 공기 중에 남아 있다가 천천히 성층권을 포함한 대기권의 여러 부분으로 확산된다. 그리고 이곳에서 태양으로부터의 강한 복사 에너지에 의해 오존을 파괴시키는 염소와 브롬 원자들을 방출하게 된다.{2.1 프레온가스{1974년 모리나와 로우랜드 박사에 의해 성층권 오존이 프레온가스(CFCs)에 의해 파괴 된다고 발표된 후 11년이 경과한 1985년에 영국 남극 조사팀의 관측 자료를 통해 프레온가스는 오존 파괴의 주범으로 입증되었고 성층권 화학에 중요한 기체로 등장하게 되었다. CFC는 1928년 처음 합성되어 생산된 이래 많은 분야에서 사용되어 왔으며, 그 예를 들자면 다음과 같다. 냉장고와 에어컨에서 쓰이는 냉매, 에어로솔 스프레이 캔의 분사제, 쿠션과 매트리스 안의 부드러운 폼 제작에 쓰이는 블로우잉제, 전자회로판 등의 장치들을 세척하기 위한 세정제 등이다. 현재 열 다섯 가지의 CFC가 폐기되고 있다. 모리나와 로우랜드 박사의 발표논문에 의하면 CFC매우 안정한 화학물질이기 때문에 대류권에서는 분해되지 않고 성층권까지 도달하게 되며 여기에서 자외선에 의해 분해되어 오존파괴의 촉매자로 작용하는 염소를 방축하게 된다. 반응성이 강한 염소(Cl)는 오존(O3)과 결합하여 일산화염소(ClO)와 산소분자(O2)를 만들며 다시 산소원자(O)와 결합하여 연소(Cl)와 산소분자 (O2)로 분해되는 과정을 계속 반복하면서 성층권의 오존을 파괴한다. 이렇게 해서 한 개의 염소 분자는 수천에서 수십 만개의 오존을 파괴할 수 있다.{2.2 HCFCHCFC는 CFC와 관련이 있으며 대개 CFC의 대체물로 개발되었다. 이 물질들은 대부분 냉매와 블로우잉제로 사용되고 있다. HCFC는 그 안의 부가적인 산소 원자로 인해 대기권의 하부에서도 분해되기 쉽고, 그 결과 그 안에 들어 있는 염소의 대부분이 성층권에 도달하지 못하기 때문에 C에 따라, 이 같은 결론은 더욱 더 지지를 얻고 있다.인공 화학물질이 오존을 파괴시킨다는 하는 도표: 오존의 감소량과 염화 일산화합물 증 가량이 상관관계를 갖고 있다.4.남극의 오존홀과 지구의 오존층 파괴지상에서의 오존층 관측은 1957년에 시작되었다. 1970년 이래로 과학자들은 지상에서의 관측, 기구를 이용한 관측, 그리고 인공위성을 이용한 관측 등을 통해 다각적으로 오존층을 관측해왔다. 이런 관측을 통해 얻게된 측정치들은 전 세계적으로 오존층이 감소하고 있음을 확실히 보여주고 있다. 1979년에서 1994년 사이에 지구의 남반구와 북반구의 중위도지방(30°∼60。)의 오존은 매 10년당 평균 4∼5% 정도 감소된 것으로 나타났다. 또한 1970년대 보다 1980년대에 오존층이 더 빠르게 줄어들고 있으며, 이 사실은 오존붕괴가 가속화되고 있음을 시사해 준다.{4-1.오존층 파괴 현상 관측(가) 1974년 캘리포니아 대학의 모리나(Molina)와 로우랜드(Rowland)박사{) 1974년 캘리포니아 대학의 모리나(Molina)와 로우랜드(Rowland)박사가 염화불화탄소(CFC, 일명 프레온가스)가 오존층을 파괴 한다는 내용의 논문을 과학잡지 "NATURE"에 처음 발표했을 때 사람들은 주의깊게 생각하지 않았습니다.그러나 그후 1985년 영국 남극조사팀에 의해 남극오존층 파괴현상이 처음 발견되었고 남극 봄철(9-11월)에 미대륙 면적과 에베레스트의 높이에 해 당하는 오존층이 남극에서 파괴되는 것을 관측하였습니다. 1987년 10월에는 소위 오존홀이라고 명명된 오존층 파괴가 현저하게 나타났고 파괴가 가장 심각한 남극 15-20km 고도내에서 오존 전량의 약 95%가 파괴되었으며, 핼리만 (Hally Bay)에서 관측된 오존 전량은 1970년 오존 전량의 반 이하로 감소됨이 밝혀졌습니다.는 염화불화탄 소 (CFC, 일명 프레온 가스)가 오존층을 파괴한다는 내용의 논문을 과학 잡지 에 처음 발표하였다. 그후 1985년에 1957년이래 남극 오존층을 정기적으로 관측남극 성층권의 많은 부분을 고립화시킨다. 겨울에는 태양이 이같이 고립된 공기를 비추어주지 못하기 때문에 공기는 극도로 차갑게 된다. 낮은 온도는 얼음 구름의 성장을 가속화시키고, 얼음 구름은 특별한 화학 반응을 일으키게 하는 표면을 제공한다. 햇빛이 없음에도 불구하고남극 상공의 오존구멍(1991년 10월 봄) 염소를 포함한 이‘비활성'의 화학물질은 오존을 붕괴시킬 있는‘활성화'된 형태로 전환된다. 봄이 되어 태양이 다시 비추게 되면 이 반응과정은 가속화되고‘극와류'가 분해될 때까지 적도 지방으로 분산되면서 오존층을 매우 빠르게 파괴시킨다.{4.3오존홀의 원인1. 남극 오존홀 구멍의 생성 원인에 대해서는 아직 정확하게 밝혀지지 않았으나 현재 알려진 바 그 원인을 세 가지로 보고 있다.1 광화학적 과정으로 남극에서 채취되는 프레온 가스에 의한 염소설이다. 남극 성층권 하부의 미세한 얼음 알맹이로 형성된 질산 구름이 성층권으로 상승한 염소화합물을 겨울 동안 그 얼음 속에 보관하고 있다가 봄이 되어 얼음이 태 양 빛에 녹아 해리 될 때 염소가 방출되어 오존을 파괴시킨다는 것이다.2 역학적 과정으로 온실효과 등에 의한 대기 순환의 변화를 생각 할 수 있다.3 자연적 원인으로 태양 흑점의 주기 변화 등에 의한 남극의 특수 기후 변동 때문인 것으로 생각 할 수 있다.2. 최초 로우랜드(Rowland)의 연구결과에 의하면 남극 상공의 오존홀 생성 원 인을 다음과 같은 이론으로 밝히고 있다. 겨울철 동안 남극의 성층권에서 강력 한 공기의 수렴 현상이 발생하여 기온이 -80℃까지 하강되며, 그로 인해 질산염을 응결핵으로 하는 극성층구름(parastratospheric cloud)의 형성에 적합한 기상 조건이 되는데 이러한 현상이 북극 성층권보다 남극 성층권에서 더 잘 일어나 남극의 성층권 오존이 더 많이 파괴되어 남극에 오존구멍을 생성시킨다고 한다.{4.4남극 오존홀의 확대와 생물학적 영향{오존홀은 점점 커지고 있는 경향이다. 그림1-1에는 1979년 1992년까지의 남극 부근 두려운 일이기는 하나, 틀림없는 사실이다.5오존층 파괴의 영향{5.1인체에 미치는 영향오존층이 파괴되면 인체에 해로운 자외선(UV-B)이 증가하여 화상, 설맹, 백내장, 피부노화, 피부암등을 유발합니다 또한 면역체계에도 영향을 주어 피부내에서 발생한 종야에 대한 면역성과 신체전체의 저항력을 저하시키기도 합니다. 홍역, 수두, 헤르페스 및 기타 발진을 일으키는 바이러스성 질병 즉 말라리아나 라이시마니아 감염증과 같이 피부를 통해 감염되는 기생병, 결핵이나 나병처럼 박테리아에 의한 질병, 곰팡이에 의한 질병등은 자외선의 증가에 따라 그 빈도수가 증가하고 상태가 더욱 심해지는 질병들입니다. 미국 환경보호청의 연구 결과에 의하면 성층권 오존이 1%만 감소하더라도 0.3-0.6%의 백내장 환자가 증가하고, 양성 흑색종은 45만건 이상, 악성 흑색종은 1천건 정도가 발병될 것이라고 추정하고 있습니다.{5.2 식물에 미치는 영향이제까지의 연구결과로 보면 식물은 그 종류에 따라 UV-B에 대한 감수성이 크게 다르고 자외선 증가로 인하여 생태계 중에서의 식물종간에 경쟁 관계가 달라질 가능성이 증명되었기 때문에 자외선 증가는 식물이나 생태계에 커다란 변화를 가져올 가능성이 크다고 할 수 있습니다. 따라서 농작물의 수확량이나 품질에도 영향이 미칠 것으로 예상됩니다.{5.3 수중에 미치는 영향수중생물에 있어서도 물고기의 알이나 갑각류의 새끼들은 자외선에 대한 감수성이 매우 높은 것으로 알려져 있어 자외선이 증가할 경우 먹이연쇄를 비롯한 수중 생태계에 큰 변화가 올 것으로 예상됩니다.●오존층이 파괴되면 생물 DNA도 손상.. 미 연구팀 밝혀 {) 1997. 4. 17 과학 / 한계레신문●-오존층이 파괴될 경우 단세포생물 뿐 아니라 고등생물의 DNA도 손상돼 성장이 늦춰지는 등 생태계에 치명적인 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 미국 노스이스턴 대학의 커크 맬로이 교수가 이끄는 연구팀은 미국 국립과학재단(USNSF)의 후원을 받아 조사를 벌인 결과, 남극 상공의 오존층에 뚫린 구멍을
