オゾンという言葉を聞くと、オゾン層やオゾンホールといった言葉を連想する人が多いのではないでしょうか。
成層圏にあるオゾン層は、生物にとって有害な紫外線を防ぎ、我々を守ってくれています。
地球上の生命にとって非常に大切なオゾン層ですが、1970年頃からオゾン層の破壊やオゾンホールの発生が地球環境問題の大きなテーマの一つとして、しばしば取り沙汰されるようになりました。
オゾン層とは
通常の酸素は酸素原子2個からなる気体ですが、オゾンは酸素原子が3つ結合しています。
酸素と違って、地球の大気中にあるオゾンは約90％が成層圏に存在しており、これを一般的にオゾン層といいます。
オゾン層は地表の上空約25kmにある成層圏に存在しており、そこに含まれるオゾンはごく微量ですが、太陽からの光に含まれる有害な紫外線をしっかり遮って、私たちを守ってくれています。
目に見えない短波長の紫外線は生物にとって有害であり、もし地球上空にオゾン層が無かったら、人間を含めた地球上の生命はほとんどが絶滅していたでしょう。
また、オゾン層は紫外線を吸収して大気を暖める効果もあり、地球の気候に大きな影響があります。
フロンガスがオゾン層破壊の原因
オゾン層ではオゾンの生成と分解が繰り返され、一定のバランスが保たれています。
成層圏では、強い紫外線によって酸素分子が分解するため酸素原子が発生し、これが他の酸素分子と結びつくことでオゾンが生成されます。
さらに、オゾンは他の酸素原子と反応して、2つの酸素分子に変化しながら分解されます。この一連の流れが繰り返されてオゾン濃度が保たれています。
しかし、1980年頃からオゾンのバランスが崩れ、オゾン層破壊が観測されるようになりました。
オゾン層の破壊は、エアコンなどの冷却剤として用いられたフッ素や、塩素の化合物であるフロンガスが原因物質です。
フロンガスは炭素（C）・フッ素（F）・塩素（Cl）・臭素（Br）などの物質から生成され、エアコンや冷蔵庫の冷媒ガス、電子部品の洗浄、スプレー缶などに使用されてきました。
フロンガスは非常に安定した性質を持ち、大気中でもなかなか分解されないため、地表高くはるか上空まで舞い上がります。
フロンガスがオゾン層まで到達すると、太陽からの紫外線を受けてオゾンがフロンガスと化学反応を引き起こし、オゾン層を少しずつ破壊していきます。これがオゾン層破壊の原理です。
以前はエアコン廃棄や解体時に発生するフロンガスはそのまま大気に放出されていましたが、これがオゾン層の破壊につながることが判明したため、すべて回収されるようになりました。
オゾンホールとは
オゾン層が破壊され、オゾンがいちじるしく希薄になった空間をオゾンホールと言うのですが、これは1982年に日本の観測隊によって南極上空で初めて確認されました。
その後の学術研究の結果、オゾンホールは少なくとも1970年初頭には発生していたものと考えられています。
オゾンホールは規模の多少の差はあるものの、南極上空で毎年9～10月頃に観測されており、北極上空でも発生は確認される年度もありますが、その規模は南極のものより小さいものです。
オゾン層は太陽からの紫外線を吸収する働きをしていますが、オゾンホール発生下の地表ではこの働きが弱くなるために、紫外線の照射が強くなってしまいます。
このことは、オーストラリア大陸など南極に近い住民の皮膚ガン発症率が、他地域に比べて統計的に有意に高くなることが判明しており、人間の健康にも影響をもたらしているのです。
また、オゾンホールの問題は、単にその発生下のエリアだけに留まらず、他の地域にも影響を及ぼします。
オゾンホールは成層圏の吹き抜け通路ともなると言われており、そこから吹き抜けてきた濃度の高いオゾンは、大気圏で風の循環等を経て北緯40度あたりまで流入してきます。日本で北緯40度というと、秋田県や岩手県の辺りになります。
この流入したオゾンに雷や真夏日などさまざまな気象条件が伴った場合、人々がその臭いに驚くほど高濃度となって地表にあらわれることがあります。
オゾンホール拡大防止の取り組み
オゾンホールの拡大が健康被害をもたらすことを重くみた国際社会では、1987年に行われたモントリオール議定書の採択の際に、オゾン層破壊に関する事柄を大きく議論し、その原因となるフロンガス使用を段階的に規制していくことを取り決めました。
日本でもモントリオール議定書に基づき、1988年オゾン層保護法が制定されました。とりわけエアコンなどの冷媒として使用されることの多かったフロンガスの規制は多くの人の記憶に残るものでした。
オゾンホール拡大防止の取り組みは持続的なものとして続いており、日本でも2015年には製造、使用、廃棄に関するフロン排出抑制法が施行、2020年には改正されています。
オゾンはありふれた物質
高濃度のオゾンは除菌や消臭などに用いられますが、オゾンはもともと空気中にも存在するありふれた物質です。
オゾンはギリシャ語のOZEINが語源であり、これには「匂う」「嗅ぐこと」という意味があります。オゾンにはその名の通り、特有のにおいがあります。
紫外線の発生をともなう殺菌灯や誘蛾灯、あるいはコピー機のそばへ寄ったときに、どことなく青臭い、鼻につく、化学薬品めいた臭いを感じたことはありませんか。それはおそらくオゾンが発する臭いです。
空気中のオゾンは非常に薄く希釈されており、通常われわれの鼻がその臭気を感じることは有りませんが、オゾンはいつでもすぐ側にあるとても身近な存在です。
ちなみに、通常の大気中ではほとんどオゾンは生成されませんが、成層圏からの気流によってオゾンが大気中に流入しています。