CFC の化学: その影響を理解する

10/05/2023

一般に CFC として知られるクロロフルオロカーボンは、かつて冷凍および空調の分野における技術的ブレークスルーとして歓迎されました。 CFC の独特な化学的性質は、溶媒、発泡断熱材、エアロゾル噴射剤と同様に、これらの用途での使用に理想的でしたが、CFC の安定性は環境への重大な危険にもなりました。 そのため、疑問が生じました: どうしてそのような安定した化合物がそのような脅威をもたらすのでしょうか? 以下に答えと詳細がありますので、読んでください!

CFCとは何ですか?

クロロフルオロカーボン (CFC) は、炭素、塩素、およびフッ素原子を含む有機化合物のクラスです。 安定性が高く、他の物質と反応しにくい。 この安定性により、冷媒、溶剤、エアゾール噴射剤など、さまざまな用途での使用に理想的でした。 しかし、それらの化学的特性は、オゾン層破壊物質として環境に有害でもあります。

CFC (およびハロン、トリクロロエタン、およびその他のオゾン層破壊物質) の使用は、歴史上唯一の条約の普遍的な批准のおかげで、世界中で禁止されています。
CFC (およびハロン、トリクロロエタン、およびその他のオゾン層破壊物質) の使用は、歴史上唯一の条約の普遍的な批准のおかげで、世界中で禁止されています。

CFC が大気中に放出されると、成層圏に上昇し、そこで太陽からの紫外線 (UV) 放射によって分解される可能性があります。 この分解により塩素原子が放出され、オゾン分子と反応する可能性があります。 これらの反応では、塩素はオゾン分子と反応して一酸化塩素と酸素ガスを形成します。 その後、一酸化塩素は別のオゾン分子と反応して別の塩素原子を放出し、このサイクルが急速に続きます。 これにより、オゾン層が枯渇し、有害な紫外線が下の地表に到達するのを防ぐ能力が低下します。

なぜ彼らはそんなに有害なのですか?

オゾン層の破壊は、健康と環境に重大な影響を及ぼします。 紫外線放射のレベルが上がると、人間や動物の皮膚がん、白内障、その他の健康問題の発生率が高くなる可能性があります。 また、農業の生産性が低下し、海洋生態系が損なわれる可能性もあります。

オゾン層への影響に加え、CFC は強力な温室効果ガスです。地球温暖化係数が高く、大気中に熱を閉じ込める能力が強いことを意味します。これは、CFC 分子にフッ素原子が含まれているためです。フッ素原子は電気陰性度が高く、分子の赤外線吸収能力に寄与し、大気中と大気外の両方から熱を吸収して気候変動に寄与します。オゾンも温室効果ガスですが、その保護効果は温室効果をはるかに上回ります。

温室効果ガスは、太陽から放出される放射線と、惑星の表面から反射される放射線を閉じ込め、複合化できる温暖化効果を引き起こします。
温室効果ガスは、太陽から放出される放射線と、惑星の表面から反射される放射線を閉じ込め、複合化できる温暖化効果を引き起こします。

モントリオール議定書

CFC による環境への危険に対処するために、モントリオール議定書が 1987 年に調印されました。この議定書は、CFC、ハロン、その他の化学物質を含むオゾン層破壊物質の生産と消費を段階的に廃止することを各国に約束しました。 CFC の段階的廃止は、環境への害が少ないハイドロフルオロカーボン (HFC) などの代替化学物質の開発と使用につながりました。 

今日、条約は新しい科学的、技術的、経済的発展に照らして進化しており、最新の主要な追加は 2016 年のキガリ修正です。この修正は、80 年までに HFC の使用を 2047% 削減することを目的としています。 CFC が世界中で段階的に廃止されたときの満足のいく代替手段でしたが、CFC は依然として温室効果ガスであり、それ自体が地球温暖化を助長する可能性があります。

モントリオール議定書の成功にはいくつかの要因が考えられます。第一に、議定書はオゾン層破壊物質が環境に与える影響を明確に示した科学的証拠に基づいていました。第二に、この問題に対する世界的な対応は迅速かつ断固たるもので、世界のほぼすべての国が条約に署名しました。第三に、代替化学物質の開発と使用により、CFC の代替品が実現可能になりました。

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ソース:

https://www.epa.gov/ozone-layer-protection/basic-ozone-layer-science

https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php

https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/cfcs-ozone.htmlhttps://www.unep.org/ozonaction/who-we-are/about-montreal-protocol

https://www.unep.org/ozonaction/who-we-are/about-montreal-protocol

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