[가스기술사 2022] 126회 1교시 - 8. 오존층의 역할과 오존층파괴지수(ODP, Ozone Depletion Potential)

문제 8. 오존층의 역할과 오존층파괴지수(ODP, Ozone Depletion Potential)

 

 

 

1. 오존층의 역할

오존층은 지구의 '성층권(약 15~35km 고도)'에 존재하는 오존(O₃) 농도가 높은 층으로, 생명체 보호에 중요한 역할을 한다.

1.1 주요 역할

1. 자외선(UV) 차단
   • 오존층은 태양에서 오는 강력한 '자외선(UV-B, UV-C)'을 흡수하여 지구 표면에 도달하는 양을 줄여준다.
   • UV-B와 UV-C는 생명체의 DNA를 손상시켜 암, 면역력 저하 등을 유발할 수 있으므로, 오존층은 생명체를 보호하는 "지구의 보호막"으로 불린다.
2. 기후 안정화
   • 오존층은 지구의 에너지 균형과 기후 시스템의 안정성에 기여한다.
   • 성층권 내 오존은 열을 흡수하여 대기의 온도 분포를 유지한다.
3. 생태계 보호
   • 오존층은 지표면에 도달하는 자외선을 제한하여 식물의 광합성 과정과 해양 플랑크톤의 생존을 보호한다.
   • 이는 생태계 먹이사슬의 안정성을 유지하는 데 필수적이다.

 

2. 오존층파괴지수(ODP: Ozone Depletion Potential)

ODP는 특정 화학물질이 오존층을 파괴하는 능력을 기준 물질인 'CFC-11(프레온-11)'과 비교하여 나타낸 지수이다.

2.1 정의

• ODP 값은 CFC-11의 오존층 파괴능력을 1로 기준화하여 다른 물질의 상대적인 영향을 나타낸다.
• 값이 높을수록 오존층 파괴 가능성이 크다는 의미이다.
  
  ODP = (기타 화학물질 1kg이 파괴하는 오존량) / (CFC-11 1kg이 파괴하는 오존량)
  

2.2 주요 화학물질의 ODP 값

물질ODP 값특징

CFC-11	1.0	기준 물질. 오존층 파괴의 대표적 물질.
CFC-12	1.0	냉매 및 스프레이 용도로 사용되던 물질.
HCFC-22	0.055	CFC보다 ODP가 낮아 대체 물질로 사용되었으나 규제 중.
HFC-134a	0	오존층 파괴 영향 없음. 온실 효과는 존재.
Halon-1301	10	소화제로 사용. 매우 강한 오존층 파괴능력.

2.3 ODP의 중요성

• 환경 규제 기준: 국제적으로 화학물질 규제 기준을 설정하는 데 사용.
  • 예: 몬트리올 의정서에서는 ODP가 높은 물질(CFC, Halon 등)의 사용을 단계적으로 금지.
• 대체물질 개발: ODP가 낮거나 0인 물질(HFC, 자연 냉매 등)을 개발하여 산업적으로 활용.

 

3. 오존층 파괴와 그 영향

3.1 오존층 파괴 원인

• 염화불화탄소(CFC), 할론(Halon), 사염화탄소(CCl₄) 등 인위적 화학물질이 오존층을 파괴한다.
• 이 물질들은 대기 중에서 분해되지 않고 성층권으로 이동하여 오존 분자를 파괴한다.

3.2 파괴로 인한 영향

1. 인간 건강 피해
   • 피부암, 백내장, 면역력 저하 등.
2. 생태계 교란
   • 농작물 수확량 감소, 해양 플랑크톤 감소.
3. 기후 변화
   • 성층권 온도 변화 및 대기 순환 패턴의 교란.

 

4. 결론

오존층은 자외선 차단과 생태계 보호에 핵심적인 역할을 하며, 이를 파괴하는 물질의 영향을 ODP로 평가하여 규제한다. 국제적인 협력(예: 몬트리올 의정서)을 통해 오존층 복원을 위한 노력이 지속되고 있으며, 대체물질 개발과 친환경 정책의 도입이 중요하다.