紫外線による健康影響 オゾンホールの定義 フロンガス

紫外線による健康影響
地球環境特論④
フロンとオゾン層破壊問題を考える
ゆるやかに進行する全面核戦争
人類がはじめて引き返しに成功した事例
年間100万人当り
8人の増加
滋賀県立大学環境科学部 井手慎司
http://www.env.go.jp/chemi/uv/uv_pdf/02.pdf
オゾンホールの最大面積の推移
（NASA提供のTOMSデータVer.8を基に算出）
 オゾンは，ドブソンユニット(DU)という単位で測定する．人工衛星から
の測定や，南極基地から風船を付けて飛ばしたオゾン測定器で測定し
たオゾン全量[太陽を光源とし地表から成層圏までの空間を単位面積
を持つ柱と想定し，その中に含まれるオゾン量]が220DUに満たない
部分をオゾンホールと定義する．
 DU（Dobson Units: ドブソン単位）とは大気中のオゾンを標準状態（0℃，
1気圧）のもとに層積したと仮定した時のオゾン層の厚さを0.01 mm単
位で表したものをいう．たとえばオゾンホールの定義である220 DUは
2.2 mmの厚さに相当する．
 通常のオゾンレベルは，熱帯地方では年間を通じて250〜300DUの間
にある．温帯地方では，季節の変化によってかなり変動するが，高い
ところで475DU，低いところでも300DUはある．
3500
3000
万km2
2500
2000
南極大陸面積
1500
1000
500
0
1975
< 220DU
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
オゾンホールの定義
年
気象庁報道発表資料
フロンガス
フロンとは商品名の和製英語
 クロロフルオロカーボン
（CFC）（フッ素化合物）の
特徴：有機化合物分子中
の水素をフッ素で置換した
物質．フッ素と炭素原子と
の結合は電気陰性度が
もっとも高く，耐熱性や低
熱伝導性，揮発性，不燃
性，耐腐食性，電気絶縁
性，溶解性などに優れる．
Cl Cl
Cl C C F
F F
CFC113の分子構造
Thomas Midgley, Jr (1889-1944)
 1922年 ガソリンへの
四エチル鉛の添加を
考案
 1928年 フロンを開発
 1941年 米化学学会
プリーストリー賞受賞
百の桁は（炭素数－１），十の桁は（水
素数＋１），一の桁は（フッ素数）
6
1
フロンガスを巡る年表
 1928：ジェネラルモータース社の技師，トーマス・ミッジリー
（1889-1944）が電気冷蔵庫の冷媒（アンモニアの代替ガ
ス）としてフロンを開発．
 1930：ミッジリーは，アメリカ化学会でフロンがいかに無害・
無毒であるかを示すために，胸一杯にこのガスを吸い込
み，ローソクの炎を吹き消して見せた．
 1931：ジェネラルモータース社とデュポン社の合弁会社が
フロン12およびフロン11を「フレオン」の商品名で製造開始．
 1970：J.E.ラヴロック（ガイア仮説の提唱者）が電子捕獲型
ガスクロマトグラフ検出器（ECD）で大気中のフロンをはじ
めて検出．デュポン社が大気中のフロン調査を開始．
フロンガスを巡る年表
 1977：国連環境計画（UNEP）オゾン問題調整委員
会が発足．
 1978：フロンを噴射剤とするエアゾール製品の製
造禁止（米）．→世界のフロン製造量は一時25%
減少．しかし，特に電子産業分野での消費量が増
加を続け，80年代中頃には，75年のピーク時に匹
敵する製造量に．
フロンガスを巡る年表
 1974：ミシガン大シセロン博士が，成層圏の塩素原子が強
力なオゾン破壊物質である可能性を指摘．
 カリフォルニア大ローランド教授およびモリーナ博士が，フ
ロンガスが成層圏に達して分解され，塩素原子を放出，こ
の塩素原子がオゾン層を破壊しているとの仮説を発表．
（ 1995年ノーベル化学賞）
 （米）環境保護団体がエアゾールスプレー缶を糾弾
 売上60%減少
 「塩素とオゾンの関連性に関する仮説は，現段階では推測
の域を出ていない．もしフロンの危険性が科学的に証明さ
れたならば，その時点でわが社は生産を中止する」デュポ
ン社の議会答弁．
世界で報告されている
CFC-11およびCFC-12の生産量
1974

1982
最も広く利用されている上記2
種類のフロン生産量は，オゾ
ン層への影響を説いた最初
の論文が発表される1974年
までは急激に増加していた．
その後は，フロン含有エア
ゾールスプレーを標的とした
環境保護運動の影響で減少
している．そして78年，アメリ
カ合衆国でついにフロン含有
エアゾールが禁止される．と
ころが，82年以降は，エア
ゾール以外の用途でのフロン
需要が増え，総生産量も再び
増加している．（出所：
Chemical Manufacturers
Association）
「限界を超えて」ドネラH.メドウズ他，ダイヤモンド社
フロンガスを巡る年表
 1980：大統領がレーガンとなり，デュポン社は代替
フロン研究を中断．
 1984：イギリス南極調査団が，南極上空の成層圏
でオゾンが40%減少していることを観測．
南極ハレー湾におけるオゾン測定（1985）
 1985：ファーマンらが，南極
大陸上空のオゾン減少を発
見
 南半球が春を迎え，太陽が
戻る10月に測定した南極ハ
レー湾上空のオゾン量は，
オゾンホールの存在を告げ
る論文が発表された1985年
より10年以上も前から減少
を続けていた．（出所：J.C.
Farman et al.）
「限界を超えて」ドネラH.メドウズ他，ダイヤモンド社
2
フロンガスを巡る年表
反応性塩素の増加と南極のオゾン量の減少
 1985：ウィーンでオゾン層保護（ウィーン）条約が採択．
 1985：アメリカ航空宇宙局（NASA）がニンバス7号宇宙衛
星の記録から「オゾンホール」の存在を確認．
 1987：「オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール」
議定書調印→特定フロンの世界生産量を1986年水準に凍
結，93年までに20%，98年までに30%生産を削減すること
に．（ただし第三世界は不参加：南北問題）．


1987：アンダーソンらが，オゾンの
増減と一酸化塩素濃度の増減が対
称的となる観測結果（決定的証拠）
を発表．
NASAの探査用航空機ER2で，南
緯53度にあるチリのプーンタ・アレ
イナス（Punta Arenas）から南緯72度
の地点に向けて飛行した際に，搭
載された計器で一酸化塩素とオゾ
ンの濃度を同時に測定した．上の
データは1987年9月16日の記録で
ある．飛行機がオゾンホールに入る
と，一酸化塩素の濃度が通常レベ
ルの500倍にまで増え，逆にオゾン
濃度は急激に減少した．（出所：
J.G. Anderson et al.）
「限界を超えて」ドネラH.メドウズ他，ダイヤモンド社
フロンガスを巡る年表
 1987：アンダーソンらの観測結果の発表．→デュポン社，フ
ロンの製造を全面停止に向けて漸減することを発表．
 米とEU加盟国は2000年までに特定フロンの生産をすべて
うち切ることを決定．
 1990：ロンドン改正：特定フロン＋メチルクロロフォルム，四
塩化炭素，ハロンを含むすべてのフロン生産を2000年まで
に段階的に撤廃することを決定．代替フロンへの技術的移
行を助ける国際基金の設立によって第三世界も参加．
 1991：NASAが北半球上空のオゾンホールを発表．
地球における酸素オゾンの生成と生物の進化
バークナー・マーシャル仮説
(R.P. Wayne, Chemistry of Atmospheres, 1985, p.338 より構成)
オゾン層の誕生
「オゾン層を守る」環境庁「オゾン層保護検討会」編，NHKブックス
大気による紫外線吸収
オゾン層の役割


太陽から入射する紫外線はほとんどす
べて大気中の酸素とオゾンによって吸収
される．（出所：UNEP）
成層圏中のオゾンが減少→地表に達す
る紫外線量が増加．→
 皮膚ガンや白内障による失
明の増加，免疫力の低下，
食糧生産の減少，海洋で魚
の減少などの可能性が増加
フロンはどのように成層圏
のオゾンを破壊するか



「限界を超えて」ドネラH.メドウズ他，ダイヤモンド社
成層圏に達したフロン分子（CFCl3）
は，紫外線（UV-B, C）に分解され
遊離塩素原子（Cl）を放出する．そ
の塩素原子がオゾン（O3）と反応し
て一酸化塩素（ClO）を生む．次に
ClOが酸素原子（O）と反応するとま
たClができ，再びオゾン原子との反
応が可能になる．こうしてオゾン破
壊のサイクルが繰り返される．
平均的な塩素原子は成層圏から消
えるまでに約10万個のオゾン分子
を破壊する．
フロンの盲点は安定しすぎていた
点．だから塩素原子が成層圏にま
で達した．（到達までに平均15年）
「限界を超えて」ドネラH.メドウズ他，ダイヤモンド社
3
オゾンを破壊する主要な化学物質の
用途・生産量・大気中の滞留時間
化合物の名称
*特定フロン
*CFC-11
*CFC-12
化学式
オゾン
層破壊
係数
CFCl3
1.0
CF2Cl2
*CFC-113
CCl3CF3
*CFC-114
用
途
1985年度の
世界生産量
（トン）
オゾン層保護に向けた流れ
大気中での
滞留時間
（年）
298,000
65-75
冷蔵・エアゾール・発泡・殺菌・
0.9-1.0 食品の冷凍・熱探知・警報装
置・化粧品・加圧噴射器
438,000
100-140
0.8-0.9 溶剤・化粧品
138,500
100-134
冷蔵・エアゾール・発泡
CClF2CClF2 0.7-1.0 冷蔵
*CFC-115
CClF2CF3
0.4-0.6
ﾊﾛﾝ1301
CBrF3
10.013.2
ﾊﾛﾝ1211
CClBrF2
HCFC-22
CHClF2
0.05
ﾒﾁﾙｸﾛﾛﾌｫﾙﾑ
CH3CCl3
0.15
四塩化炭素
CCl4
1.2
300
冷蔵・トッピングのホイップク
リームの安定剤
500
消火
2,600
2.2-3.0 消火
2,600
15
81,200
16-20
溶剤
499,500
5.5-10
溶剤
71,200
50-69
冷蔵・エアゾール・発泡・消火
110
成層圏到達までのタイムラグ＋長い滞留時間2020年ごろから回復傾向オゾンホールの解消は21世紀中ごろ
「限界を超えて」ドネラH.メドウズ他，ダイヤモンド社
オゾン層保護のための国際法
 1985「オゾン層の保護に関するウィーン条
約」
 1987「オゾン層を破壊する物質に関するモン
トリオール議定書」

南北問題／途上国支援基金
 一部科学者による警告→世論の高まり（米国）／産
業界の抵抗
 科学的データの登場→条約・議定書採択（国際ルー
ルの変更）→科学的確証→産業界の方向転換（企業
イメージ保護，法的責任回避，次期市場シェア獲得，
国際的基準を求めて）
 欧州業界の同調（米国オゾン関連法案）
 途上国の懐柔「議定書に従うために発生したと認め
られた増加費用のすべて」を先進国が返済する．
 フロン製品の非締約国への売買禁止
 途上国も輸出のために廃止スケジュールを前倒し
環境条約締結の流れ
採択→（公開）署名→
→批准（承諾・承認）→発効条件
→発効→締約国会議（COP）
 1990「ロンドン改正」


コペンハーゲン改正（1992）／ウィーン改正（1995）／モントリオール改正
（1997）／北京改正（1999）／モントリオール改正（2007）
気候変動に関する条約締結の流れはオゾン層保護
に関する条約作りの流れをモデルとしている

代替フロンからノンフロンに

 特定フロン（クロロフルオロカーボン類：
CFC）
 代替フロン 高い温室効果

ハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）類


モントリオール議定書において，先進国では2020年
までに，開発途上国では2030年までに生産を中止
ハイドロフルオロカーボン（HFC）類

京都議定書の削減対象物質（温室効果ガス）に




わが国においては「特定物質の規制等に
よるオゾン層の保護に関する法律（オゾン
層保護法）」（1988年制定，最近改正2000
年）に基づき，クロロフルオロカーボン
（CFC）をはじめ，主要なオゾン層破壊物
質は，生産が全廃されている．
また，フロンを大気中にみだりに放出する
ことを禁止するとともに，機器の廃棄時に
おける適正な回収及び破壊処理の実施等
を義務づけた「特定製品に係るフロン類の
回収及び破壊の実施の確保等に関する
法律（フロン回収破壊法）」が2001年6月15
日に成立，同月22日に公布された．
本法律の対象は，自動車のカーエアコン
と業務用冷凍空調機器に冷媒として使用
されているCFC，HCFC，HFCの3種類のフ
ロン．
本法律は，ユーザー，フロン類回収業者，
フロン類破壊業者などがそれぞれの役割
分担の下，適切にフロンの回収・破壊処
理を進めていくことを目的とする．
業務用冷凍空調機器のフロン回収等につ
いては，2002年4月１日から，カーエアコン
のフロン回収等については，2002年10月1
日から施行．
進まない（低い)フロン回収率＋温暖化防
止のため2006年改正
4