# 성층권에서 자외선을 받아 염소 원자를 내놓아 오존을 분해하는 물질은?

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> subject: 과목별 모의고사 | 물리치료 기초

## 문제

성층권에서 자외선을 받아 염소 원자를 내놓아 오존을 분해하는 물질은?

## 보기

1. 냉매와 스프레이 분사제로 쓰인 프레온가스(CFC) **✔ 정답**
2. 연료 연소로 생겨 지구온난화를 주도하는 이산화탄소(CO2)
3. 습지와 가축 사육에서 나오는 온실가스인 메탄(CH4)
4. 화석연료 연소로 생겨 산성비를 일으키는 이산화황(SO2)
5. 불완전 연소로 생겨 혈색소와 결합하는 일산화탄소(CO)

**정답: 1**

## 해설

프레온가스(염화불화탄소, CFC)는 성층권에서 자외선에 분해되어 염소 원자를 내놓고, 염소 원자 하나가 많은 오존 분자를 연쇄적으로 파괴한다. 오존층이 얇아지면 지표의 자외선B가 늘어난다. 이산화탄소와 메탄은 온실가스이고 이산화황은 산성비의 원인이다.

## 심화 해설

프레온가스(CFC)는 염소와 플루오린을 포함하는 염화플루오린화탄소(chlorofluorocarbon)로, 화학적으로 매우 안정하여 대류권에서는 거의 분해되지 않고 성층권까지 도달합니다. 성층권에서 강한 자외선(UV-C)을 받으면 CFC 분자 내 탄소-염소 결합이 끊어지면서 염소 원자(Cl)가 방출됩니다. 이 염소 원자는 오존(O₃)과 반응하여 산소(O₂)와 일산화염소(ClO)를 만들고, 이후 ClO가 다시 산소 원자와 반응하며 염소 원자를 재생성합니다. 염소 원자 하나가 촉매 역할을 하여 수만 개의 오존 분자를 연쇄적으로 파괴할 수 있다는 점이 CFC의 오존층 파괴 기전에서 가장 중요한 핵심입니다.

근거 자료 [4]에서는 쓰촨분지 도시 대기 중 프레온-12(Freon-12)와 프레온-11(Freon-11)이 가장 풍부한 CFC로 검출되었으며, 이들이 대표적인 오존층 파괴 물질(ozone-depleting substance, ODS)로 몬트리올 의정서에 의해 규제된다고 명시하고 있습니다. CFC는 과거 냉장고 냉매, 에어컨 냉매, 스프레이 분사제, 발포제 등으로 광범위하게 사용되었습니다. 근거 자료 [1]은 20세기 동안 염소화 및 브롬화 화합물의 인위적 배출이 남극 오존홀 형성을 포함한 상당한 오존층 파괴를 초래했다고 설명하며, 성층권 오존층이 유해 자외선으로부터 지구를 보호하는 일차 방어막임을 강조합니다.

혼동 주의! 이산화탄소(CO₂)와 메탄(CH₄)은 지구온난화를 유발하는 온실가스이지만, 성층권 오존을 직접 분해하는 염소나 브롬 원자를 포함하지 않습니다. 이산화황(SO₂)은 산성비의 원인 물질이고, 일산화탄소(CO)는 혈색소와 결합해 산소 운반을 방해하는 독성 물질입니다. 이들은 모두 대기오염 물질이지만 오존층 파괴 기전과는 무관합니다.

근거 자료 [2]는 몬트리올 의정서에서 규제되지 않는 염소화 초단수명 물질(chlorinated very short-lived substances, Cl-VSLSs)인 디클로로메탄(CH₂Cl₂)과 클로로포름(CHCl₃)의 배출 증가가 오존층 회복을 지연시킬 수 있다고 경고합니다. 이는 CFC 규제 이후에도 염소를 포함한 화합물이 계속해서 성층권 오존에 위협이 될 수 있음을 보여주며, 오존층 파괴의 핵심이 '염소 원자의 방출'임을 재확인시켜 줍니다. 근거 자료 [3]에서도 할로겐화 가스인 흡입 마취제가 오존층 파괴에 기여한다고 언급하여, 염소·브롬 등 할로겐 원소를 포함한 화합물이 공통적으로 오존층 파괴 능력을 가진다는 원리를 뒷받침합니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]Role of natural halogen chemistry on the evolution of global stratospheric ozone depletion.일반논문Villamayor J, Fernandez RP, Meidan D, Reynoso A, Cuevas CA, Kinnison DE, Saiz-Lopez A. (2026) · DOI: 10.1038/s41467-026-76600-6

- [2]Chlorinated VSLSs Surpass HCFCs in CFC-11-Equivalent Emissions for Ozone Layer Depletion in China.일반논문Zhang X, An M, Chen Z, Jiang P, Bai F, Zhao X, Xu W, Hu J. (2026) · DOI: 10.1038/s41467-026-75080-y

- [3]The environmental effects of anesthetic agents and anesthesia practices.일반논문Khalil R, Ma Z, Lubarsky D, Peng K, Ji F, Liu H. (2024) · DOI: 10.1016/j.jatmed.2024.10.004

- [4]Pollution Characteristics and Assessment of Carcinogenic and Non-Carcinogenic Risks of Volatile Halogenated Hydrocarbons in a Medium-Sized City of the Sichuan Basin, Southwest China.일반논문Wan X, Fu X, Zhang Z, Rao Y, Yang M, Wang J, Wang X. (2026) · DOI: 10.3390/toxics14050370

## 임상 시나리오

CFC 오존층 파괴 기전염소 촉매 반응의 임상·환경적 이해
CFC는 대류권에서 안정하지만 성층권의 자외선(UV-C)에 의해 탄소-염소 결합이 끊어져 염소 원자(Cl)가 방출된다. 이 염소 원자는 오존(O₃)과 반응해 수만 개의 오존 분자를 연쇄적으로 파괴하는 촉매 역할을 한다.

CFC는 과거 냉매, 에어컨, 스프레이 분사제, 발포제로 광범위하게 사용되었으며, 몬트리올 의정서에 의해 규제되는 대표적 오존층 파괴 물질(ODS)이다.

주의CO₂, CH₄는 온실가스로 지구온난화를 일으키지만 오존을 직접 분해하지 않는다. SO₂는 산성비, CO는 혈색소 결합 독성 물질로 오존층 파괴와 무관하다. 염소나 브롬을 포함한 할로겐 화합물이 오존층 파괴의 핵심이다.

## 핵심 개념

- **CFC** — 염화플루오린화탄소. 냉매, 스프레이 분사제로 쓰였으며 성층권에서 염소를 방출해 오존을 파괴한다.
- **오존층 파괴** — 염소 원자가 촉매로 작용해 오존(O3)을 산소(O2)로 연쇄 분해하는 현상.
- **몬트리올 의정서** — 오존층 파괴 물질(ODS)의 생산과 사용을 규제하는 국제 협약.
- **촉매 반응** — 염소 원자 하나가 수만 개의 오존 분자를 반복적으로 파괴하는 연쇄 반응.
- **성층권** — 지상 10~50km 상공. 오존층이 위치하며 유해 자외선을 차단한다.

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