[대기오염물질] - 프레온가스

목차

* 프레온가스란?

* 발견 후 "꿈의 물질"로 불리우다

* 장점이 치명적인 단점이 되다

* 몬트리올 의정서

프레온가스란?

탄화수소의 대표적 물질인 메탄과 CFCl3

프레온가스는 탄화수소(CH₂n-₁)에서 수소 원자가 할로겐 원소로 치환된 유기화합물을 총칭하며, 프레온가스라는 용어는 미국 듀폰사의 상품명이고 정식 명칭은 염화불화탄소(CFCs, Chloro fluoro carbons) 입니다.

 

발견 후 "꿈의 물질"로 불리우다

프레온 가스는 1928년 미국의 토머스 미즐리라는 과학자에 의해 발견되었습니다. 당시 냉장고는 냉매로 유독한 물질인 암모니아를 사용하고 있어 냉매가스가 방출되면 목숨을 잃는 경우가 많았고, 이런 문제를 해결하고자 안전한 냉매로 바꾸기 위해 만들어졌습니다.

 

프레온 가스의 가장 대표적인 특징으로는 아래와 같습니다.

1) 독성이 약함

2) 무색, 무미, 무취

3) 불연성

4) 폭발성이 없고 매우 안정

이러한 특징들로 꿈의 물질이라고 까지 불리우며 냉장고 등의 냉매 뿐만 아니라 우레탄 발포제, 분사제, 세정제 등으로 산업계에 폭넓게 사용되었습니다.

장점이 치명적인 단점이 되다

대단히 안정한 성질을 가진 프레온 가스는 공기 중에 배출되면 그 안정함으로 인하여 분해되지 않고 대류현상 등에 의해 성층권까지 도달하여, 성층권 중간부에 위치한 오존층에서 초기반응→전파반응→종결반응을 연쇄적으로 일으키며 오존을 파괴합니다.

 

1. 초기반응 : 프레온 가스와 태양의 자외선의 반응으로 자유염소원자의 생성

CF₂Cl(프레온-12) + hv(자외선) → CF₂Cl· + Cl·(자유염소원자)

 

 

2. 전파반응 : 생성된 자유염소 원자가 오존과 반응하여 자유원자단과 산소분자 생성

Cl· + O₃ → ClO·(염소자유원자단) + O₂

 

3. 종결반응 : 전파반응에서 생성된 자유원자단이 또 다른 산소원자와 반응하여 산소분자와 자유염소 원자 생성

ClO· + O → Cl· + O₂

 

이러한 반응이 거듭되면서, 하나의 프레온 가스 분자는 수천개의 오존 분자를 파괴할 수 있습니다.

오존층이 파괴될 경우 UV-C 자외선을 흡수하지 못하게 되는데, 이에 따라 피부암, 백내장 등의 질병을 일으킬 우려가 증가합니다.

 

2023.07.13 - [대기와환경] - 오존의 양면성 : 지구의 방패와 대기오염

 

오존의 양면성 : 지구의 방패와 대기오염

몬트리올 의정서

오존층이 파괴되는 것은 1970년대 네덜란드의 과학자 크루첸이 '질소 산화물'에 의해 성층권의 오존이 파괴되는 것에 대한 논문을 발표하면서 관심을 모으기 시작했습니다. 이후 1976년 미국 과학 아카데미가 자체 조사를 진행하여 21세기 말 까지 오존 층 감소가 7% 달할 것이라는 우려 결과를 발표하였고 오존층 파괴물질 사용 금지 및 감축 노력이 본격적으로 논의되었습니다.

 

논의 끝에 전세계는 캐나다 몬트리올에서 의정서를 채택하여 오존층을 물질에 대한 사용 금지 및 규제를 약속하였습니다. 오존층 파괴로부터 초래되는 인체 및 동식물에 대한 피해를 최소화 하기 위해 더이상 늦어서는 안되겠다고 생각했기 때문입니다. 의정서는 1987년 9월 채택되어 1989년 1월 발효되었고, 우리나라는 1992년 2월 의정서에 가입하여 노력에 동참하고 있습니다.