オゾン層破壊の7つの原因

オゾン層破壊の原因は広範囲ではなく集中しており、これらのオゾン層破壊の原因は文明の始まり以来続いています。 

地球の大気には複数の層があります。最も低い層である対流圏は、地表から高度約10キロメートルまで広がっています。大気汚染の原因となる人間の活動のほとんどは、この対流圏で行われています。世界最高峰のエベレスト山は、高さ約9キロメートルです。成層圏は、高度10キロメートルから約50キロメートルまで広がっており、オゾン層が含まれています。ほとんどの民間航空機も、成層圏の低高度を飛行しています。

この記事での私たちの主な関心は、オゾン層破壊の原因と、オゾン層破壊からオゾン層を保護するために何ができるかを調べることです。

そう、

tとはオゾン層?

オゾン層は、化学式O3の無機分子であるオゾンガスが比較的高濃度で見られる地球の大気圏です。 オゾン層は、赤道上よりも極全体で厚くなっています。 1913年、フランスの物理学者であるシャルルファブリとアンリビュイソンがオゾン層を発見しました。

オゾンは淡い青色のガスで、刺激的な（塩素のような）臭いがします。 大気中のオゾンの大部分は、地球の表面から9〜18マイル（15〜30 km）の成層圏層に局在しています。 その高濃度にもかかわらず、成層圏の他のガスとは対照的に、この層の濃度はまだ低いです。

オゾンは、太陽光線が酸素分子を単一の原子に分割するときに大気中で形成されます。 これらの単一原子は近くの酸素と相互作用して、XNUMXつの酸素分子であるオゾンを生成します。 オゾン分子は成層圏で常に生成され破壊されます。 それが測定された数十年の間、総量はかなり安定してきました。

空気の98万分子ごとに約XNUMX分子しかありませんが、オゾン層は地球の日焼け止めとして機能し、有害な紫外線または紫外線の約XNUMXパーセントを吸収します。 成層圏のオゾン層は太陽の放射の一部を吸収し、それが惑星の表面に到達するのを防ぎます。

オゾン層がなければ、紫外線は地球を殺菌してしまうでしょう。オゾン層が損傷しても存在すれば、日焼けの増加、皮膚がんの発症率の上昇、眼の損傷の増加、樹木や植物の枯死、作物の収穫量の激減など、様々な悪影響が生じるでしょう。つまり、オゾン層は非常に重要なのです。

科学者たちは、数十年にわたる自然の周期にわたる平均オゾンレベルに関するデータをまとめました。 黒点、季節、緯度はすべて、大気中のオゾン濃度に影響を与えます。 これらはよく理解され、予測可能なプロセスです。 それぞれの自然オゾンの減少に続いて回復しました。 しかし、1970年代以降、科学的証拠により、オゾン層が自然のプロセスによるものではない方法で破壊されていたことが明らかになりました。

オゾン層の重要性

オゾンが私たちの下層大気（対流圏として知られている）で検出されると、それは人間の健康に非常に有害な大気汚染物質として分類されます。 成層圏でも必要です。12ppmの低濃度でも、オゾンは太陽の紫外線を吸収するのに非常に効果的であり、地球上で私たちを保護するには少量でも十分です。

紫外線は太陽から放出され、生物に害を及ぼします。 放射線はこの層によって吸収され、地表に到達するのを防ぎます。 オゾンは、太陽の有害な紫外線（UV）から地球を保護します。 地球上の生命は、大気中にオゾン層がなければ非常に困難です。

植物、および海洋生物の大部分を養うプランクトンは、高レベルの紫外線で繁殖および成長することができません。 オゾン層の保護が弱められた場合、人間は皮膚がん、白内障、免疫系の障害を起こしやすくなります。

オゾン層破壊の原因

大気汚染によりオゾン層が薄くなり、地球上の生命が有害な放射線にさらされるようになった。オゾ​​ン層の損傷箇所は「オゾンホール」と呼ばれることが多いが、この用語は誤解を招く可能性がある。オゾン層の損傷は薄い斑点として現れ、極付近が最も薄い。

1980年代半ば以降、汚染は南極の上のオゾン層に影響を及ぼしてきました。 その場所の温度は、CFCのオゾン生成塩素への変換を加速します。 CFCは、現在大気中に存在するCFCの約90％について、北半球の先進国から排出されました。

1989年に署名されたモントリオール議定書は、オゾン層破壊化学物質の製造を禁止しました。 それ以来、大気中の塩素などのオゾン層破壊物質の量は着実に減少しています。 科学者によると、塩素レベルは約50年で元の形に戻ると予想されています。 南極オゾン層はそれまでにXNUMX万平方マイル未満に縮小するでしょう。

オゾン層破壊のいくつかの主要な原因は、オゾンホールをもたらしました。

オゾン層破壊の自然な原因

オゾン層を破壊する特定の自然発生が発見されました。 しかし、これはオゾン層のわずか1〜2％の枯渇を引き起こし、その結果は一時的なものにすぎないことが発見されました。 オゾン層破壊の自然な原因は次のとおりです。

1.黒点

太陽のエネルギー出力は、特に11年の太陽黒点周期の間に変化します。 11年の太陽黒点周期の活発な部分の間に地球に到達するより多くのUVで、より多くのオゾンが生成されます。 このプロセスにより、極全体で平均オゾン濃度が約4％増加する可能性がありますが、これを全世界で平均すると、世界の平均オゾン増加は約2％にすぎません。
1年代にさかのぼる観測によると、全世界のオゾンレベルは通常のサイクルの最大値から最小値まで2〜1960パーセント低下しています。

2.成層圏の風

成層圏の非常に強い風は、太陽嵐からさらに大気中に窒素ガスを運び、そこでオゾン層と混ざり合って攻撃します。

3.火山の噴火

オゾンを破壊するより反応性の高い形態への塩素の化学的変換は、成層圏にかなりの量の二酸化硫黄を注入する爆発的な火山噴火によって助けられます。 主要な火山噴火（特に1983年のエルチチョンと1991年のピナツボ山）もオゾン層破壊に寄与したと考えられています。

オゾン層破壊の人為的な原因

オゾン層破壊の人為的な原因もあり、これらはオゾン層破壊の主な原因であり、次のものが含まれます。

1.クロロフルオロカーボンの使用

オゾン層破壊の人為的な原因のXNUMXつは、クロロフルオロカーボンの使用ですが、オゾン層破壊の主な原因のXNUMXつでもあります。

1900年代初頭の冷凍機は、冷媒としてアンモニアや塩化メチルなどの有毒ガスを使用していました。 残念ながら、危険なガスがアプライアンスから浸透したため、これにより死亡者が出ました。 その結果、冷媒として使用する非毒性、不燃性の化学物質の探索が始まりました。 その結果、CFCが誕生しました。 CFCにはさまざまな形態がありますが、最も一般的な11つはCFC-12とCFC-XNUMXです。

CFCの製造と使用は1930年代に増加し始めました。 300年代初頭までに、毎年11億ポンド近くのCFC-1980が大気中に放出されました。 その後、1985年に、Joe Farmanという名前の英国の研究者と彼の同僚が、南極大陸での季節ごとの巨大なオゾン損失に関する研究を発表しました。

CFCの製造と使用を制限するモントリオール議定書は、即効性のある科学界、業界、および立法者の協力のおかげで1987年に署名されました。

モントリオール議定書は現在、地球上のすべての国によって署名されています。 CFCは非合法化されていますが、オゾン層は引き続き枯渇しています。 これは、フロンの寿命が50年から100年であり、環境中のフロンの数が大幅に減少するまでには時間がかかるためです。 さらに、フロンはまだ大気中に放出されています。

埋め立て地などで古い冷蔵庫や空調機が劣化すると、CFCはゆっくりと放出されます。 枯渇が発生する南極大陸では、大気中に放出されたフロンの影響が感じられるまで約5年かかります。 地上で生成されたCFCは、最終的に成層圏に流入します。

太陽の紫外線のほとんどは成層圏のオゾンによって遮断されるため、太陽光が破壊する前に、CFCはオゾン層を超えて上昇する必要があります。 太陽放射は、十分に高くなると塩素を放出し、その大部分は塩酸と硝酸塩素の形でオゾンに変換されます。

これらの反応は極域に特有のものであり、成層圏の温度が非常に低く、独特のタイプの雲が生成されるため、これらの物質が南極大陸に到達すると、これらの化学反応が始まります（極成層圏雲）。 冬の間、気温が下がると、極渦は南半球の成層圏で発生します。

冬の終わりから春の初めに日光が南極大陸に戻るため、気温はまだ十分に寒く、極成層圏の雲を生成します。 今も日差しがあります。 雲の粒子の表面で化学反応が起こり、非反応性の塩素と臭素が反応性の化合物に変化します。

渦はコンテナとして機能し、その範囲内に南極成層圏の内容物を含み、反応性の塩素および臭素化合物がオゾン分子を破壊することを可能にします。 これらの反応は、オゾンがほぼ枯渇するまでオゾン分子が存在する限り続きます。 オゾンホールはそれが呼ばれているものです。

しかし、大気の専門家は、この反応の速度が当初考えられていたほど高くないことを発見しました。したがって、CFCはもはやオゾン層破壊の主な要因ではありません。

2.地球温暖化

地球温暖化は気候変動を引き起こすだけでなく、オゾン層破壊の人為的な原因の一つでもある。地球温暖化と温室効果の結果、成層圏の下にある対流圏に熱の大部分が閉じ込められる。

オゾンは成層圏に存在するため、熱が対流圏に到達せず、冷えたままになります。 オゾン層の回復には最大限の日光と熱が必要となるため、オゾン層は破壊されます。

3.規制されていないロケットの打ち上げ

ロケットの打ち上げも、オゾン層破壊の主な人為的原因の2050つです。 研究によると、ロケットの無秩序な打ち上げは、CFCよりもはるかに多くのオゾン層を破壊します。 対処しないと、XNUMX年までにオゾン層が大幅に破壊される可能性があります。

4.窒素化合物

NO、N2O、NO2などの人間の活動によって放出される少量の窒素化合物は、オゾン層破壊の原因のXNUMXつであると考えられています。

オゾン層破壊物質（ODS）

「オゾン層破壊物質とは、オゾン層破壊の原因となるクロロフルオロカーボン、ハロン、四塩化炭素、ハイドロフルオロカーボンなどの物質です。」

オゾン層破壊物質は、環境に優しく、比較的安定しており、毒性がありません。 これが、時間の経過とともにますます人気が高まっている理由です。 ただし、それらの安定性には代償が伴います。成層圏で浮遊し、静止したままになる可能性があります。

そこにある強力な紫外線によってODSが分解されると、結果として生じる化学物質は塩素と臭素になります。 オゾン層は、塩素と臭素によって超音速で破壊されることが知られています。 彼らはオゾン分子から原子を取り除くことによってこれを達成します。 塩素の単一分子は、何千ものオゾン分子を分解する力を持っています。

オゾン層破壊化合物は何年もの間大気中に残っており、今後もそうし続けるでしょう。 これは事実上、過去90年間に人間が大気中に侵入することを許可したオゾン層破壊化合物の多くがまだ大気中に侵入していることを意味し、オゾン層破壊の一因となっています。

以下は、最も一般的なオゾン層破壊化合物とその放出源のリストです。

• クロロフルオロカーボン（CFC）
• ハイドロフルオロカーボン（HCFC）
• ハロン
• 四塩化炭素
• メチルクロロフォーム

1.クロロフルオロカーボン（CFC）

全オゾン層破壊の80％以上を占めるため、最も広く使用されているオゾン層破壊化合物と呼ばれています。 1995年以前は、建物と自動車の両方で、冷凍庫、冷蔵庫、エアコンなどの家電製品の冷却剤として使用されていました。 ドライクリーニング製品、病院用滅菌剤、および工業用溶剤にはすべてこの化学物質が含まれています。 また、マットレスや枕などのフォームアイテムや、家庭用断熱材にも使用されています。

2.ハイドロフルオロカーボン（HCFC）

時が経つにつれて、ハイドロフルオロカーボンはクロロフルオロカーボンの位置を占めてきました。 それらはCFCほどオゾン層に有害ではありません。

3.ハロン

これは、水または消火器の化学物質が機器または物質に損傷を与える可能性がある状況で、特定の消火器で使用されます。

4.四塩化炭素

また、いくつかの溶剤や消火器にも含まれています。

5.メチルクロロフォーム

コールドクリーニング、蒸気脱脂、化学処理、接着剤、および特定のエアロゾルはすべて、業界で一般的な用途です。

オゾン層破壊の原因はXNUMXつに分類でき、オゾン層破壊の自然および人為的な原因があります。

Protect Oゾーン L昨日

オゾン層の破壊を減らし、オゾン層を保護するために、世界的にいくつかの行動がとられてきました。

モントリオール議定書

オゾン層破壊物質に関するモントリオール議定書は、オゾン層の破壊に対処するため、1987年に国際社会によって策定されました。これは世界中のすべての国が署名した最初の国際条約であり、国連の環境分野における最大の成功事例としてしばしば挙げられます。

モントリオール議定書の目標は、オゾン層破壊物質の生成と消費を最小限に抑えて、大気中のオゾン層の存在を減らし、それによって地球のオゾン層を保護することです。

EUの規制

EUのオゾン層破壊物質規制は、世界で最も厳格で先進的なもののXNUMXつです。 EUは、一連の法律を通じてモントリオール議定書を実施しただけでなく、必要以上に早く有害物質を段階的に廃止しました。

現行のEU「オゾン規制」（規則（EC）1005/2009）には、より高い目標達成を確実にするための様々な措置が盛り込まれています。モントリオール議定書はこれらの化学物質の製造と大量販売を規制していますが、オゾン規制はほとんどの場合においてその使用を制限しています（ただし、EUでは特定の用途は依然として許可されています）。さらに、この規制は大量生産される化合物だけでなく、製品や機器に含まれる化合物も対象としています。

EUオゾン規制は、すべてのオゾン層破壊物質の輸出入、およびモントリオール議定書でカバーされていない物質（90を超える化学物質）、および「新物質」として知られるさらにXNUMXつの化学物質の規制と監視に関するライセンス要件をさらに定めています。

オゾン層の回復を継続するために世界的に必要な行動は次のとおりです。

1. 既存のオゾン層破壊物質の制限が適切に実施され、世界的なオゾン層破壊物質の消費量が引き続き減少していることを確認してください。
2. オゾン層破壊化合物（保管中および既存の機器の両方）が生態学的に有利な方法で取り扱われ、気候に優しい代替物に置き換えられていることを確認してください。
3. オゾン層破壊化学物質が合法的な使用から転用されないことを保証します。
4. モントリオール議定書で定義されているように、非消費用途でのオゾン層破壊化合物の使用を減らす。
5. オゾン層を危険にさらす可能性のある新しい化学物質や技術が発生しないようにしてください（たとえば、非常に短命の物質）。

オゾン層を保護するために個人が必要とする行動。

1. オゾン層の組成や製造方法により、オゾン層に有害なガスの吸入は避けてください。 CFC（クロロフルオロカーボン）、ハロゲン化炭化水素、臭化メチル、および亜酸化窒素は、最も有害なガスのXNUMXつです。
2. 自動車の使用を減らします。 都会、自転車、徒歩が最適な交通手段です。 自動車で行かなければならない場合は、他の人と相乗りして道路上の車の数を減らし、汚染を減らしてお金を節約するようにしてください。
3. 環境と私たちの両方に損害を与えるクリーニングアイテムの使用は避けてください。 多くの洗浄剤には溶剤や腐食性化合物が含まれていますが、これらは酢や重炭酸塩などの毒性のない代替品に置き換えることができます。
4. お住まいの地域で作られたものを購入してください。 このようにして新鮮なものを受け取るだけでなく、長距離を移動した食べ物を食べることも避けます。 その製品を運ぶために利用される媒体のために、移動距離が増加するにつれて、より多くの亜酸化窒素が生成されます。
5. 故障によりCFCが大気中に浸透するため、エアコンは正常に機能している状態に保ってください。

オゾン層破壊の原因 – よくあるご質問

オゾン層は何をしますか？

成層圏のオゾン層は太陽の放射の一部を吸収し、それが惑星の表面に到達するのを防ぎます。 最も注目すべきは、スペクトルのUVB部分を吸収することです。 UVBは、太陽（および太陽ランプ）から来る紫外線の一種であり、多くの悪影響を及ぼします。

オゾン層は何でできていますか？

成層圏オゾン層はオゾンガス（大気中の全オゾンの90％）で構成されています。 XNUMXつの酸素原子からなる酸素分子に対する紫外線（UV）の作用により、XNUMXつの酸素原子からなるオゾンが生成されます。

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