大気汚染物質の発生メカニズム/①酸性雨/②光化学オキシダント/③オゾン層の破壊/④地球温暖化

① 酸性雨（発生メカニズム、乾性沈着と湿性沈着）

酸性雨は、大気中に排出された硫黄酸化物（SOx）や窒素酸化物（NOx）が水分と反応して硫酸（H₂SO₄）や硝酸（HNO₃）となり、雨や霧、雪に溶け込んで地表に降下する現象である。pH5.6未満の降水が酸性雨とされ、森林の枯死、湖沼の酸性化、建造物の腐食など多方面に影響を及ぼす。

発生メカニズムとしては、SO₂がヒドロキシラジカル（OH・）と反応して硫酸に、NO₂がOH・と反応して硝酸になる。OH・は大気中で最も反応性の高い酸化剤で、昼間の光化学反応で生成される。

沈着には乾性沈着（ガスや粒子が直接地表に付着）と湿性沈着（雨や雪に溶けて降下）があり、都市部では乾性、山岳地帯では湿性が顕著である。日本では環境省が酸性雨モニタリングを実施し、国際的にはCLRTAP（長距離越境大気汚染条約）などが対応している。

光化学オキシダント（Ox）は、NOxとVOC（揮発性有機化合物）が太陽光の紫外線を受けて光化学反応を起こし、オゾン（O₃）などの酸化性物質が生成される現象である。都市部や工業地帯で高濃度となり、目や喉の痛み、呼吸困難などの健康被害を引き起こす。

反応の流れは、NO₂が紫外線で分解されてO原子を放出し、O₂と結合してオゾンを生成。VOCはOH・と反応してラジカルを生じ、NOと反応してNO₂を再生成し、オゾン濃度をさらに高める。

光化学スモッグは高温・日照・弱風・海風などの条件で発生しやすく、注意報は日照量13MJ/m²以上、気温25℃以上などで発令される。VOC排出抑制やNOx規制が進められており、自排局による常時監視も行われている。

成層圏のオゾン層は、太陽からの有害な紫外線（UV-B）を吸収し、地球上の生命を保護する役割を果たす。オゾン層の破壊は、皮膚がん、白内障、植物の成長阻害などを引き起こす。

フロン類（CFC、HCFC）は冷媒や洗浄剤として使用されてきたが、成層圏で紫外線により分解され、塩素原子を放出してオゾンを連鎖的に破壊する。これに対し、HFC（ハイドロフルオロカーボン）はオゾン層破壊効果がない代替物質として普及しているが、温室効果が高く地球温暖化への影響が懸念されている。

1,1,1-トリクロロエタンは金属洗浄などに使用されていたが、ODP（オゾン層破壊係数）が高く、1996年以降日本では製造禁止となった。国際的にはモントリオール議定書によりCFCの削減が進み、近年はキガリ改正によりHFCも削減対象となっている。

温室効果ガス（GHG）は、大気中で赤外線を吸収・放射し、地表の熱を保持する性質を持つ気体である。これにより地球の平均気温が維持されるが、過剰な濃度は温暖化を引き起こす。

主な温室効果ガスには以下がある：

地球温暖化の影響としては、気温上昇、海面上昇、異常気象の頻発、生態系の変化、農業生産への影響などが挙げられる。国際的には京都議定書（1997年）、パリ協定（2015年）などの枠組みがあり、日本も2030年までに2013年比で46%削減を目標としている。