(published in The Chapman & Hall Encyclopedia of Environmental Science, edited by David E. Alexander and Rhodes W. Fairbridge, pp pp.78-80, Kluwer Academic, Boston, MA, 1999.)

Chlorofluorocarbons (CFCs) are nontoxic, nonflammable chemicals containing atoms of carbon, chlorine, and fluorine. 이들은 에어로졸 스프레이,폼 및 포장재 용 발포제,용제 및 냉매의 제조에 사용됩니다. CFCs 는 탄소 및 할로겐 원자의 원자를 포함하는 화합물 클래스 인 halocarbons 로 분류됩니다. 개별 CFC 분자는 고유 한 번호 체계로 레이블이 지정됩니다. 예를 들어,11 의 CFC 번호는 탄소,수소,불소 및 염소의 원자 수를 나타냅니다(예:CFC-11 로 CCl3F). 최고의 기억하는 방법 시스템은 규칙”90″또는 추가 90CFC 첫 번째 숫자가 수소자(C),두 번째 자리의 숫자가 수소 원자(H),그리고 세 번째 자리 숫자의 불소 원자(F). 의 총 수은 염소 원자(Cl)은 계산에 의해 표현:Cl=2C(+1)H-F. 에서 예 CFC-11 일은 하나 탄소 없는 수소,불소 중 하나,그리고 그러므로 3 염소 원자를 함유하고 있습니다.

냉장고에서 1800 년대 후반과 1900 년대 초반의 사용은 유독가스,암모니아(NH3),염화메틸(CH3Cl),및 이산화황(SO2),으로 냉입니다. 후 시리즈의 치명적인 사고에서 1920 년대 때 염화메틸 밖으로 유출에는 냉장고,검색에 대한 보다 적게 유독한 보충으로 시작 공동 노력의 세 미국 기업-Frigidaire,제너럴 모터스,Du Pont. CFCs 었던 첫 번째에 합성 1928 년 토마스 Midgley,주니어의 제너럴 모터스,으로 안전한 화학 물질에 대한 냉장고에 사용되는 큰 상업 appilications1. Frigidaire 는 1928 년 12 월 31 일 CFCs 에 대한 공식에 대한 첫 번째 특허 번호 1,886,339 를 발행했습니다. 1930 년 General Motors 와 Du Pont 는 Kinetic Chemical Company 를 결성하여 프레온(CFCs 용 Du Pont tradename)을 대량으로 생산했습니다. 1935Frigidaire 및 그것의 경쟁자가 판매 했 8 백만명의 새로운 냉장고 미국에서 사용하는 프레온-12 일(CFC-12)에 의해 만들어진 운동의 화학 회사와 그 회사는 허가를 제조합니다. 1932 년 캐리어 엔지니어링 공사는 프레온-11(CFC-11)을 세계 최초의 자체 가정용 에어컨 장치로”대기 캐비닛”이라고 불렀습니다.;무독성에 대한 cfc 안전 기록으로 인해 프레온은 대형 에어컨 시스템에서 선호되는 냉각수가되었습니다. 공공 건강 코드에서 많은 미국 도시들이 수정을 지정하는 프레온으로 냉각수 사용할 수 있는 공공 장소에서 건물입니다. 차 세계 대전 후,CFCs 사용되었으로 추진제한 버그 스프레이,페인트,헤어 컨디셔너,및 다른 건강 관리 제품입니다. 중 1950 년대 후반과 1960 년대 초에 CFCs 만들어 가는 저렴한 솔루션을 위한 욕망에 에어컨이 많은 자동차,주택,그리고 사무실 건물에 자리 잡고 있습니다. 나중에,에서 성장 CFC 사용 벗와 전 세계적으로 최,의 연간 판매에 대한 억 달러(미국)이상 백만 미터톤의 CFCs 생산됩니다.

반면 CFCs 에서도 안전하게 사용할 수 있으며 대부분의 응용 프로그램은 불활성화에서 더 낮은 분위기,그들이 겪는 중요한 반응은 위에 있는 분위기 또는께 감사드립니다. 1974 년 캘리포니아 대학 화학자 2 명,F.Sherwood Rowland 교수 및 박사. 마리오 Molina,보여주는 CFCs 될 수 있는 주요 원인의 무기 염소 성층권에서 다음과 같은 자신의 photolytic 분해에 의한 UV 방사선입니다. 또한,방출 된 염소 중 일부는 성층권 2 에서 오존을 파괴하는 데 활성화 될 것입니다. 오존은 주로 성층권에 위치한 미량 가스입니다(오존 참조). 오존 흡수하는 유해한 자외선에 파장을 사 280 320nm UV-B 밴드는 원인이 될 수 있는 생물학적 손상에 식물과 동물입니다. 성층권 오존의 손실은 지구 표면에 도달하는 더 유해한 UV-B 방사선을 초래합니다. CFCs 에서 방출 된 염소는 염소 원자 당 100,000 분자의 오존이 파괴 될 수있는 촉매 반응에서 오존을 파괴합니다.

성층권 오존의 큰 봄철 고갈은 다음 해마다 악화되었다. 이 오존 손실은 1985 년 영국 연구원 Joe Farman 과 그의 colleagues3 에 의해 설명되었습니다. 그것은 다른 사람에 의해 ìthe 남극 오존 holeî 라고했다. 오존 구멍은 중간층의 오존 손실과 달랐다. 많은 요인들 때문에 남극에 비해 손실이 중반보다 컸다: 이 지역의 비정상적으로 차가운 온도,이 ìholeî 의 동적 격리 및 염소와 bromine4 의 상승 반응. 오존 손실은 또한 극지방의 성층권 구름(PSCs)5 와 관련된 반응의 결과와 화산 분출에 따른 중위층에서 극지방에서 강화된다. CFCs 를 통제 할 필요성이 시급 해졌다.

1987 년에,27 국가가 체결하는 글로벌환경 조약,몬트리올 프로토콜을 감소하는 물질이 고갈 오존 Layer6,는 규정을 줄이는 1986 년 생산의 수준이 이러한 화합물에 의해 50%2000 년 전에. 이 국제 계약에 포함된 제한의 생산 CFC-11, -12, -113, -114, -115, 과 Halons(화학 물질로 사용되는 화재로 소화제). 1990 년 런던에서 승인 된 개정안은 더욱 강력 해졌으며 2000 년까지 생산 철폐를 요구했다. 염화 용매,메틸 클로로포름(CH3CCl3)및 사염화탄소(CCl4)가 런던 개정안에 추가되었습니다.

다량의 민감하는 성층권에 염소의 형태로 염소 일산화탄소(ClO)할 수 있는 유일한 결과에서 오존 파괴에 의해 CFCs 성층권에서 관찰되었으로 악기류 내장 NASA ER-2 항공기 및 UARS(상기 연구 Tv)일부 지역 북아메리카에서의 겨울 동안 19927,8. 환경에 대한 관심 CFCs 에서 다음과 같이 그들의 장기 수명(55 년 CFC-11 140 년을 위한 CFC-12,ccl2f2)9 을 제한하는 우리의 능력을 줄이는 그들의 풍부한 분위기와 관련된 미래의 오존 손실이다. 이로 인해 코펜하겐 개정안은 생산을 더욱 제한하고 나중에 1992 에서 승인되었습니다. 이 화학 물질의 제조는 1996 년 1 월 1 일에 대부분 끝났습니다. 승인 된 유일한 예외는 개발 도상국 내에서의 생산과 의학(즉,천식 흡입기)및 연구에서의 일부 면제 적용을위한 것이 었습니다. 몬트리올 프로토콜이 포함되어 있 집행 규정을 적용하여 경제 및 무역에 처벌해야 하는 가맹국이 무역 또는 생산이 이러한 금지 화학 물질 수 있습니다. 총 148 개의 서명국이 현재 몬트리올 의정서에 서명했습니다. 1993 년에보고 된 대기 측정 CFC-11 및 cfc-12 는 방사선의 자발적 및 위임 된 감소의 결과로 성장률이 감소하고 있음을 보여 주었다 9. 많은 CFCs 와 선택된 염소화 용매는 19949,10 에 의해 평준화되거나(그림 1)농도가 감소했습니다.

CFCs 에 대한 수요는 CFCs 의 기존 주식 재활용 및 재사용 및 대체품 사용에 의해 충족되었습니다. 일부 응용 예를 들어,탈지의 금속하고 청소 용매를 위한 회로 기판,는 한 사용 Cfc 용 halocarbon-무료 유체,물(때로는 스팀),희석 시트르산입니다. 업계에서는 두 종류의 할로 카본 대체물 인 하이드로 클로로 플루오로 카본(hcfcs)과 하이드로 플루오로 카본(hfcs)을 개발했습니다. HCFCs 는 염소,불소 및 탄소 원자 이외에 수소 원자를 포함한다. HCFCs 를 사용하는 이점은 수소가 대류권 수산기(OH)와 반응하여 대기 수명이 짧아진다는 것입니다. HCFC-22(CHClF2)는 약 13 년 11 의 대기 수명을 가지며 1975 년부터 수요가 적은 가정용 에어컨 및 일부 냉동 응용 분야에 사용되었습니다. 그러나 HCFCs 는 여전히 염소를 함유하고있어 오존을 파괴 할 수 있습니다. 코펜하겐 개정안은 2030 연도까지 그들의 생산을 제거 할 것을 요구합니다. HFCs 는 수명이 짧고 염소가 부족하기 때문에 성층권 오존 손실을 줄이기위한 최고의 대체물 중 하나로 간주됩니다. 미국에서는 HFC-134a 가 모든 새로운 국내 자동차 에어컨에 사용됩니다. 예를 들어,hfc-134a 는 1995 년에 대기 수명이 약 12 년인 연간 약 100%의 성장률로 빠르게 성장하고 있습니다. (“90 의 규칙”은 HCFCs 와 HFCs 의 화학식에도 적용됩니다.)

의 사용 CFCs,일부는 염화로 처리한 용매 및 Halons 해야 되고 다음 십년간에 있는 경우 몬트리올 프로토콜에 의해 관찰된 모든 당사자 및 대체품이 사용됩니다. 몬트리올 의정서의 기초가 된 과학은 1995 년 노벨 화학상을 수상했습니다. 이상은 F.S. 교수에게 공동으로 수여되었습니다. 로우랜드 캘리포니아 대학교 어바인,M.Molina Massachusetts Institute of Technology,Cambridge,폴 Crutzen 에서 Max-Planck-Institute for 에서 화학 마인츠,독일,그들의 작업에서 대기화학,특히 형성에 관한 고분해의 오존(특히,에 의해 CFCs 과 질소 산화물).

1Midgley,T.,및 Henne,A.,냉매로서의 유기 불화물,산업 및 공학 화학,22,542-547,1930.

2molina,M.J.,및 F.S.Rowland,chlorofluoromethanes 에 대한 성층권 싱크: 염소 원자 촉매의 파괴,오존,자연,249,810-814,1974.

3Farman,J.C.,B.G.Gardiner,J.D. 해변 근처의 큰 손실을 총 오존에서는 남극의 계절을 공개 ClOx/NOx 상호 작용,자연,315,207-210,1985.

4McElroy,M.B.,R.J.Salawitch,S.C.Wofsy,J.A. 공편,감소는 남극의 오존로 인해 시너지 효과 상호 작용의 염소 및 브롬,자연,321,759-762,1986. 남극 오존의 고갈에 관한 연구,자연,321,755-758,1986.

오존층을 고갈시키는 물질에 관한 6Montreal 프로토콜,15pp,유엔 환경 프로그램(UNEP),뉴욕,1987. 북반구 성층권에서 반응성 염소의 계절적 진화,Science,261,1134-1136,1993.

8Waters,J.,L.Froidevaux,W.Read,G.Manney,L..Elson,D.Flower,R.Jarnot 및 R. Harwood,상층 대기 연구 위성,Nature,362,597-602,1993 의 마이크로파 사지 측심기에서 성층권 ClO andozone.

9Elkins,J.W.,T.M. 톰슨,T.H.Swanson,J.H.Butler,B.D.Hall,S.O.Cummings,D.A.Fisher,A.G.Raffo,감소에서의 성장 속도는 대기 염화불화탄소 11,12,자연,364,780-783,1993.

10Prinn,R.G.,R.F.Weiss,B.R.Miller,J. 황,F.N.Alyea,D.M.Cunnold,P.J.Fraser,D.E.Hartley,and P.G. 다양한 종류의 여가 시설을 완벽하게 분위기 동향과 수명의 CH3CCl3 며 글로벌 아 농도,과학,269,187-192,1995.

11Montzka,S.A.,r.c.Myers,J.H.Butler,S.C.Cummings,J.W.Elkins,세계적인 대류권 유통 및 구경측정 규모의 HCFC-22 일 지구물리학의 연구자, 20 (8), 703-706, 1993.

12Montzka,S.A.,r.c.Myers,J.H.Butler,J.W.Elkins,L.T. 잠금,A.D.Clarke,A.H.Goldstein,관찰 HFC-134a 원격 대류권,Geophysical Research Letters,23,169-172,1996.

제안 추가 읽기:

Cagin,S.,and P.Dray,하늘과 땅 사이는 방법:CFCs 우리의 세계를 변화와 위협,오존층 512pp.,판테온 프레스,뉴욕,1993.

오존 고갈의 과학적 평가:1994,D.L.Albritton,R.T.Watson 및 R.J.Aucamp,37,451pp 편집.,세계 기상기구(WMO),제네바,1995.

림 1:의 축적을 염화불화탄소-11 일(CFC-11)에서 대기 수준의 결과로 자발적이고 의무 배출 감소입니다. 월간 수단은 4 개의 NOAA/CMDL 스테이션(Pt. 배 로우,알래스카;마우나 로아,하와이; 케이프 Matatula,아메리칸 사모아며 남극)및 세 협력 방송국(경고,Northwest Territories,캐나다(대기환경 서비스);Niwot 지,콜로라도(콜로라도대학교);케이프 냉혹한 기준 공기 오염역 태즈메이니아,오스트레일리아,(Commonwealth Scientific and Industrial Research 조직)9. (NOAA/CMDL 의 제공)