mswb06 오존파괴와 자외선 차단제

Ozone and CO2
Yongsik Lee

2004. 11

분자의 구조
분자의 구조 결정
전자쌍들의 반발을 고려하여 구조 결정
Valence Shell Electron Pair Repulsion
전자쌍의 배치
입체수 steric number
Methane, water, ammonia
각도

VSEPR

오존의 전자배치와 구조
옥테트 규칙
루이스 구조

루이스 구조 그리는 법
각 원자의 최외곽 전자수
각 원자들의 최외곽 전자수의 합
옥테트 규칙을 만족하며 두 개의 쌍으로 배열
결합은 전자쌍 하나이며 직선으로 표시
각 원자의 형식전하를 계산

Resonance
공명 구조
두 개 이상의 루이스 구조가 가능
실제로는 혼성 혹은 평균 구조를 가진다

Photolysis of CFC
자외선에 의한 CFC 분해
1973년 로우랜드(Rowland) 교수와 모리나(Molina) 박사
고도가 높아지면 산소와 오존의 농도가 감소하고, 자외선의 세기는 증가한다는 사실을 이용하여
성층권에서는 염화플루오르화탄소의 C-Cl 결합이 파괴될 수 있다는 결론을 내렸다.
반응성이 없다는 CFC는 대기중에서 자연적으로 파괴될 때까지 약 70-120년간 유지될 수 있는 상당히 긴 수명을 가지는 것으로 추정되는데, CFC가 성층권까지 확산되어 올라가는 기간은 약 5년으로 추정된다.

Cl in atmoshpere

Purple Octobers 10월의 오존농도

Rowland’s and Molina’s
CCl2F2 + 220nm -> CClF2 + Cl
Cl + Ozone -> ClO + O2
ClO + O -> Cl + O2
Ozone level decrease
알짜 반응식은 오존이 산소 분자로 변환되는 반응식이다.
Cl은 반응물로도 사용되고 생성물로도 나타난다
Cl 이 오존분해 반응의 촉매

Nobel Prize in chemistry (1995)
for their work in atmospheric chemistry, particularly concerning the formation and decomposition of ozone
Paul J. Crutzen, Mario J. Molina, F. Sherwood Rowland

Electromagnetic Wave (EMW)
다양한 전자기파

자외선의 종류
UV A : 320-400 nm
산소나 오존이 막아주지 못함
피부 주름, 노화, 피부암
UV B : 280-320 nm
오존층 차단
일부는 지표 도달
UV C : < 280 nm
산소 분자와 오존층 차단

UV-B level increase
A 1996 study using satellite-based analyses
UV-b levels had increased at ground level.
UV-b incidence is strongly dependent on latitude.
% increase of UV-B for 10 yrs

Skin cancer
일반적으로는 피부에 생기는 악성종양의 총칭
환자의 피부색과 태양광선에 대한 노출 정도에 의해 종양 발생이 좌우
최근 오존층 감소로 인하여 자외선 양 증가하여 피부암 발생 증가
Melanoma
피부에 생기는 피부암 중 가장 악성 질환
멜라닌 세포가 존재하는 어느 부위에나 생기지만 피부에 가장 많이 나타난다.
피부가 흰 사람에게 많이 생기고 야외에서 일을 많이 하는 경우에 발병 위험성 높다.
대부분 사춘기 이후에 발생하는 것으로 알려져 있으며, 동양인의 경우에는 발바닥·손바닥·손톱 밑 등과 같은 신체의 말단부에 많이 생긴다.

UV index (0-15)
정오 태양의 높이가 가장 높을 때 피부에 대한 자외선 피해 정도의 예상치
숫자가 적을 수록 피해가 적다

Tanning Bed
인공 선탠의 부작용
UV-B뿐 아니라 UV-A (인공 선탠) 역시 피부에 좋지 않다.
화상만 생기지 않을 뿐 UV 전구의 자외선은 태양광선보다 피부에 더 깊이 침투
멜라닌 색소를 증가시켜 잡티 생성

자외선 차단지수(SPF)
실험실에서 측정되는 자외선 차단효과를 정량적으로 표시하는 단위
그 값은 배수를 의미
일반적으로 햇볕에 노출되었을 때 5분 만에 피부가 빨개지는 사람은 SPF 10인 선크림을 발라주면 50분만에 피부가 빨게진다.

자외선 차단연고 선택
자외선 차단지수(SPF)에 의해 구별
적당한 SPF 값
SPF 높을수록 기름기를 많이 머금어 무조건 높다고 좋은 것은 아니다
전용 선크림의 SPF는 30∼50
자외선 차단기능을 포함한 메이크업 화장품의 SPF는 20 이하
자외선차단제를 선택할 때는 UV-A, UV-B가 모두 차단되는지 확인

자외선 차단제
'선스크린(sunscreen)' 또는 '선블럭(sunblock)'이라 불린다.
"물리적 차단제"는 단파장과 장파장을 모두 차단
"화학적 차단제" 는 자외선 A나 자외선 B를 선택적으로 흡수
자외선 차단제
흡수식
반사, 산란식
Sun protection factor 15-30

Vitamin D
비타민 D는 피부에서 UV-B 를 이용 합성
역할
칼슘과 인의 흡수 촉진
조직 중의 인산을 칼슘과 결합
골다공증과 골연화증을 치료
암 예방에 효과
백혈병, Melanoma의 성장을 억제

Synthesis of vitamin D
Vitamin D deficiency
Enough Vitamin D
Vitamin D in Australia
The main source of vitamin D is exposure to sunlight.
Thus, levels of serum 25-hydroxyvitamin D3, the indicator of vitamin D status, vary according to the season and are lower at the end of winter.
The groups at greatest risk of vitamin D deficiency in Australia are
dark-skinned
veiled women (particularly in pregnancy),
their infants,
older persons living in residential care.
Only a few foods (eg, fish with a high fat content) contain significant amounts of vitamin D.
In Australia, margarine and some milk and milk products are currently fortified with vitamin D.

The average estimated dietary intake of vitamin D
for men is 2.6?3.0 μg/day
for women is 2.0?2.2 μg/day.
The estimated dietary requirement of vitamin D is at least 5.0 μg/day and may be higher for older people.
Adequate intake of vitamin D is unlikely to be achieved through dietary means,
particularly in the groups at greatest risk,
although vitamin D-fortified foods may assist in maintaining vitamin D status in the general population.
An appropriate health message for vitamin D needs to balance the need for sunshine against the risk of skin cancer.

CFC 저감을 위한 국제적 노력

참고 문헌
http://www.epa.gov/oar/aqtrnd95/stratoz.html
http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1995/index.html
Chemistry in context, p.76
The same and not the same pp230-262
http://www.idsltd.com/vitd/article2.html
Vitamin D