개념 한 쪽
대기환경기사 오존층의 특징 — 성층권 구조와 자외선 차단·지표식물
오존층의 특징 세트는 오존층이 어디에 있고 무엇을 막는지, 그리고 오존을 깎는 물질들이 얼마나 오래 남는지를 묻는다. 자외선을 흡수하는 대기권의 이름, 지표 오존의 배경농도, 오존파괴지수(ODP)의 대소, 오존파괴물질의 평균수명, 오존이 흡수하는 자외선의 파장대, 오존층 보호와 무관한 협약이 한 묶음으로 나온다. 층의 이름과 파장, 물질의 지수와 수명을 짝으로 익혀야 한다.
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뜻
자외선을 막는 층은 성층권이다. 햇빛이 지표에 닿기 전에 오존층이 자외선의 대부분을 흡수해 지표 생물을 지키고, 그 오존층이 자리한 대기권이 성층권이다. 흡수하는 파장도 정해져 있다. 오존은 생물에 해로운 자외선 가운데 200~290nm 대역, 곧 UVC와 일부 UVB를 선택적으로 흡수한다. 파장대를 다른 값으로 바꾸어 적은 선지가 틀린다.
지표 오존의 배경농도는 낮다. 인간 활동의 영향을 받지 않은 자연 상태의 오존 배경농도는 0.02~0.06ppm 수준이다. 0.1~0.2ppm처럼 높은 값을 배경농도로 적으면 오염이 진행된 조건의 값과 뒤섞은 것이 된다.
파괴 능력은 오존파괴지수(ODP)로 견준다. 할로겐 원자의 수와 결합 상태가 값을 정하며, 브롬을 품은 할론 계열이 특히 높고 브롬은 염소보다 파괴력이 훨씬 크다. 할론은 CFC나 HCFC보다 훨씬 큰 값을 가지고, 사염화탄소도 염소를 네 개 품어 높은 값으로 다루어진다. 반대로 할로겐을 포함하지 않는 대체물질은 ODP가 가장 작다. 지수만 보고 어느 물질이 가장 큰지 외우기보다, 할로겐의 종류와 개수가 많을수록 크다는 원리를 잡아 두는 편이 안전하다.
대기 중에 머무는 시간도 물질마다 다르다. 프레온가스의 평균수명은 분자 구조와 할로겐 원자 수에 따라 달라지고, CFC-115는 분해가 매우 느려 수백 년 이상 남는 것으로 다루어진다. 그래서 평균수명이 가장 긴 물질을 묻는 문항에서 CFC-115가 답이 된다.
국제적 움직임은 다루는 문제로 갈린다. 오존층 보호는 비엔나 협약과 몬트리올 의정서, 런던·코펜하겐 회의로 이어지고, 헬싱키 의정서는 산성비 규제와 연결되므로 오존층 보호와 가장 거리가 멀다. 협약의 이름과 문제를 바꾸어 놓은 선지가 이 갈래의 단골 오답이다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① 층 이름과 파장 바꾸기 — 자외선을 흡수하는 대기권을 다른 층으로 적거나, 오존의 흡수 파장대를 200~290nm가 아닌 값으로 적은 선지가 틀린다. ② 배경농도 부풀리기 — 지표 오존 배경농도를 0.1~0.2ppm으로 적은 선지가 오답이다. ③ ODP·수명 뒤집기 — 할로겐을 포함하지 않는 대체물질을 ODP가 가장 크다고 적거나, 평균수명이 가장 긴 물질을 CFC-115가 아닌 것으로 적은 선지를 소거한다. ④ 협약 섞기 — 헬싱키 의정서를 오존층 보호 협약으로 끼워 넣은 선지가 함정이다.
자주 묻는 물음
- 오존층은 어느 대기권에 있고 어떤 파장을 흡수하나요?
- 성층권에 있으며, 햇빛이 지표에 닿기 전에 자외선의 대부분을 흡수해 지표 생물을 지킵니다. 흡수하는 대역은 200~290nm로 UVC와 일부 UVB입니다. 지표 오존의 배경농도는 0.02~0.06ppm 수준이며 0.1~0.2ppm은 오염된 조건의 값입니다.
- 오존파괴지수는 무엇으로 정해지나요?
- 할로겐 원자의 수와 결합 상태로 정해집니다. 브롬을 품은 할론 계열이 특히 높고 브롬은 염소보다 파괴력이 훨씬 큽니다. 할론은 CFC나 HCFC보다 크고, 사염화탄소도 염소를 네 개 품어 높은 값으로 다루어집니다. 할로겐이 없는 대체물질은 ODP가 가장 작습니다.
- 평균수명이 긴 물질과 오존층과 무관한 협약은 무엇인가요?
- CFC-115는 분해가 매우 느려 수백 년 이상 남으므로 평균수명이 가장 긴 물질로 다루어집니다. 오존층 보호는 비엔나 협약과 몬트리올 의정서, 런던·코펜하겐 회의로 이어지며, 헬싱키 의정서는 산성비 규제와 연결되어 오존층 보호와 가장 거리가 멉니다.
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