[일반물리학 특별주제]
*오존층 파괴와 프레온(Freon)가스
자동차 에어컨이나 냉장고의 냉매(refrigerant)로서 이제까지는 인공화학 물질인 프레온 가스 (CFCs =염화불화탄소)를 사용하여 왔다. 그런데 이 프레온 가스가 대기 중에 배출된 후에는 6-8년 동안에 서서히 대기권을 통과하여 성층권(지상 15-50km)에 도달한 후에는 100년동안 분해되지 않고 안정된 상태로 존재한다. 그런데 이 가스가 에너지가 강한 UV에 의해 분해되면서 염소원자(Cl)가 생성되는데 이 염소원자는 성층권에 있는 오존(O3)을 계속적으로 분해하여 염소원자 한 개가 10만개의 오존을 분해함으로서 매우 빠른 속도로 오존층(Ozone layer)을 파괴한다는 사실이 MIT의 Rowland와 Molina에 의하여 1974년에 발표되었다. 실제로 남극에서는 오존층이 계속 파괴되어 1984년에는 1950년대(오존층 측정초기)의 60%수준에 불과한 것으로 확인되었으며, 1987년에는 10-15km 고도에서는 오존층의 95%가 이미 상실되었음이 관측되었다.
이 오존층은 태양으로부터 방출되는 유해자외선(Ultra-Violet B, UV-B)을 차단하여 지상의 동식물을 보호해주는 역할을 갖고 있는데, 이 오존층이 파괴되면 지상의 생태계에 큰 위협이 되고 있다. 오존층이 파괴되어 자외선 UV-B를 차단하지 못하면, 인체에는 피부암, 백내장 등을 유발하고, 식물 및 해양플랑크톤의 생산량을 감축시킴으로서 인류의 면역시스템과 지구상의 생태계에 심각한 변화를 가져오게 된다.
상품명이 프레온(Freon)으로 불리는 CFCs(chlorofluorocarbons)는 미국 듀폰사에 의해 최초로 상품화된 물질로, 냉장고, 에어컨, 자동차 에어컨 등의 냉매로 사용되어 왔으며, 소화제, 드라이 클리닝의 세척제, 건축자제나 포장용의 절연체(스티로폼)의 발포제가 모두 CFCs이며, 상온에서 액체인 CFC-113은 컴퓨터와 같은 정밀기계나 반도체의 세정제로 쓰이는 등 그 종류와 용도가 실로 다양한 물품이었다. 그리하여 CFCs는 20세기에 태어난 최고의 발명품으로 각광을 받아왔었다. 그러나 이 물질이 대기 중에서 오랫동안 분해되지 않고, 성층권의 오존층을 파괴하는 심각한 물질일 뿐만 아니라, 이 CFCs는 온실효과의 주범으로 지목되고 있는 탄산가스보다 10,000배나 더 지구온난화 효과에 기여하고 있음이 알려짐으로서 인류에게는 이제 저주스러운 물질이 되고 말았다. 그리하여 이제 이물질은 지구상에서 더 이상 생산될 수 없는 폐기물품으로 규정되었다.
그림. A satellite image of the ozone hole(pink area) over Antartica taken on September 25,1995.
실제로 국제사회에서는 지구적인 환경보호를 위하여, 87.9월 '오존층 파괴물질에 관한 몬트리올 의정서'를 채택하고, 선진국에서는 96.1.1 이후부터 프레온(CFC)가스 사용을 전폐하기로 하고 개발도상국들도 99.1.1이후로는 생산을 동결하고 2010.1.1이후로는 사용을 전폐하도록 결정하였다. 우리 나라도 94년이래 개발도상국으로서의 의정서에 서명하고, CFCs사용을 99.7월부터 동결하여, 2010년에는 사용을 전폐하기로 하고, 대체물질 개발을 서두르고 있는 실정이다.