대기오염은 무척 광범위하고 전체를 다 조사하는 것은 너무 범위가 넓으니 범위를 축소해서 해보시는게 어떨지......
예) 샘플입니다.... 아래에 여기 저기서 옮겨놓은 자료을 참고하세요
아래 산성비외에 오존층 파괴, 지구온난화등 할수 있는 자료는 많이 있으니깐요...
산성비, 상성안개
1. 정의
- 화석연료의 연소시 포함되어 있는 황, 질소화합물이 연소후 공기중에 확산 공기중 수분
과 만나 황산과 질산등의 산성이 되어 내리는 비
2. 발생원
- 대기 오염과 밀접한 관계를 가지고 있으며 이산화황과 산화질소가 주된 원인이다
- 화력발전소(화석연료 사용;석탄 석유), 자동차 매연 , 공장의 보일러,
3. 산성비 생성 원리
- 이산화탄소(CO2) :이산화탄소가 물에 녹으면 탄산(H2CO3)이 된다. 대기중의 이산화탄소
가 녹아 탄산이 형성되어 약한 산성을 띠는데 그때의 pH값은 5.6정도이다.
- 이산화황(SO2)
공기중에 있던 대기 오염물질인 이산화황이 대기중의 수증기에 녹아서 아황산이 된다.
이 아황산은 공기중의 산소와 결합하여 황산이 되고, 이렇게 만들어진 황산방울들이
뭉쳐 무거워져 내리는 비가 산성비가 된다.
-이산화질소 (NO2)
자동차 배기가스중에 포함된 이산화질소도 같은 방법으로 산성비를 내리는 요인이 된다.
3. 피 해
1) 산성비의 PH
- 인체 : 폐질환, 심장질환, 순환계질환 등을 갖고 있는 사람 등과 호흡기와 순환기 계통의 작용이 활발하지 못한 노약자들은 피해를 쉽게 받는다
- 건물ㆍ교량ㆍ동상 등을 비롯해 문화 유산 및 기념물들을 부식시켜 빨리 망가지게 함.
- 식물의 어린 잎과 눈의 형성을 방해하여 잎과 줄기의 성장을 방해하고, 잎을 기형으로 만들어 버립니다. 또한 강산성비의 영향으로 식물의 잎에 검은 반점이 생겨, 광합성 작용을 어렵게 만듭니다. 즉 엽록소가 탈색되고 탄수화물의 기능이 떨어져서 잎의 조직이 파괴되거나 말라 죽게 함
- 산성비가 내린 흙은 영양분을 붙잡는 힘이 약해지면서 황폐해져 결국 사막으로 변하게 됩니다. 토양 중의 수소이온 농도를 계속 증가시켜 PH 수준을 감소시키므로 토양을 척박하게 만드는 거예요.
- 산성비는 강이나 호수에 살고 있는 생물들에게도 아주 심한 피해를 입힙니다. 즉 물을 산성으로 변화시켜 어패류나 플랑크톤이 살 수 없게함
4. 방지대책
심각한 피해를 주고 있는 산성비의 피해를 줄이기 위한 대책으로 오염물질의 발생억제, 대체 에너지의 개발, 중화 작용 등을 들 수 있다.
1. 오염물질의 발생억제
1) 이산화황 제거
연소실에서 석회석 분말을 뿌려주면, 석회석은 산화칼슘과 이산화탄소로 분해되고 산화칼슘은 이산화황과 반응해 아황산칼슘을 만든다. 이 과정에서는 이산화황이 50%만 제거 되므로 연소 후 배출되는 배기 가스에 산화칼슘의 수용액을 분사해서 남아 있는 이산화황을 제거한다.
※ 문제점
- 석회석을 분해시키는데 연료의 열에너지 일부를 빼앗기므로 열효율이 감소한다.
- 이산화황이 산화칼슘과 반응할 때 막대한 양의 고체 폐기물 처리가 문제로 남는다.
영국의 화력발전소에서는 이산화황의 제거를 통해 해마다 대략 8백만톤 가량의 석고가 생산된다. 그러나 건축에 사용되는 석고는 대략 3백만톤이다.
2) 일산화탄소, 일산화질소 제거
자동차 배기 가스 중에 포함된 일산화질소와 불완전연소에 의해 형성된 일산화탄소를 수증기, 물, 질소로 바꾸는 백금을 기초로 한 촉매가 배기 시스템을 장착한다.
※ 문제점
- 백금 처리된 촉매는 납에 의해 반응성이 떨어지기 때문에 자동차의 연료로 납이 없는 무연 가솔린을 사용해야 한다.
- 촉매 변환기 설치에 많은 비용이 들고, 이것은 8만 Km를 달린 후 갈아 주어야 한다.
2. 대체 에너지의 개발
- 원자력 에너지
원자력 발전소의 건설 비용은 석유 화력 발전소보다 약 2배 정도 비싸지만 전기를 생산하는데 드는 비용은 석유 화력 발전소의 70% 밖에 들지 않으며 철저한 안전 관리, 핵 폐기물의 적정 처리 등만 완벽하면 석유보다 훨씬 유리한 에너지원이될 수 있다.
- 태양 에너지
태양 에너지는 태양 내부의 수소 원자 핵융합 반응에 의해 생성되는데, 1시간 동안 지구에 비춰지는 양만해도 인류가 1년 동안 사용하는 에너지의 5배나 된다.
- 풍력과 조력
바람의 힘을 이용하여 전기를 얻는 풍력발전은 바람의 방향과 속도가 시간에 따라 변하기 때문에 이를 조정하여 연속적으로 전기를 얻어 내기가 어렵지만, 선진국에서는 거의 실용화단계에 있다고 한다. 조력 발전은 밀물과 썰물 시 바닷물의 높이 차이를 발전에 이용하는 것이다.
- 지열
땅 속 온도는 수백도에서 수천도까지 된다. 이 높은 지열로 데워진 지하수가 온천에서 사용하는 온천물이고, 요즘은 이런 지열을 이용하여 발전하는 기술이 개발되어 실용화 단계에 이르고 있다.
- 바이오매스
폐기물 매립에서 생기는 메탄 가스, 식물을 발효시켜 얻는 알코올을 이용하여 만드는 에너지를 말한다.
- 수소 에너지
수소 에너지를 태울 때 많은 열을 내면서 물을 생성하므로 환경을 오염시키는 물질이 생겨나지 않는다.
3) 중화작용
산성화된 토양과 호수에 석회석을 뿌려 중성으로 만든다. 석회석은 물에 용해되지 않지만 산성인 물을 중화하고 탄산수소 이온을 만든다.
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샘플 끝
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대기오염의 정의
대기오염은 단체 또는 개인에 따라 그 정의가 약간의 차이가 있지만 우리나라의 경우에는 별도로 정의되고 있지는 않다.
세계보건기구(WHO)가 규정하고 있는 대기오염의 정의는 대기 중에 인위적으로 배출된 오염물질이 한가지 또는 그 이상이 존재하여 오염물질의 양. 농도 및 지속시간이 어떤 지역의 불특정 다수인에게 불쾌감을 일으키거나 해당지역에 공중보건상 위해를 끼치고, 인간이나 동물, 식물의 활동에 해를 주어 생활과 재산을 향유할 정당한 권리를 방해받는 상태 라고 정의하고 있다.
대기오염물질은 크게 1차 오염물질과 2차 오염물질로 분류하며 1차 오염물질은 발생원에서 직접 대기로 방출되는 오염물질을 말하여, 2차 오염물질은 1차 오염물질들이 대기중에서 물리?화학적인 변환에 의해 생성되는 위해한 물질을 말한다.
대기오염의 원인
대기를 오염시키는 물질의 발생원은
- 화산에 의해서 발생하는 화산재 및 가스,
- 온천지등에서 발생하는 물질, 바람에 의한 비산물질, 해염,
- 황사, 동식물의 부패, 발효 등의 자연적인 발생원
- 생산의 기술, 가동에 의한 생산수단, 연료사용, 각종산업의 제품제조, 가공의 공정, 농약
등 생활을 위한 인위적인 발생원으로 구분할 수 있다.
대기의 주 오염원은 화석연료를 대량으로 사용하는 화력발전소, 제철제련소, 석유정제공장, 중화학공장, 쓰레기 소각장 등에 의한 점오염원과 도시가정의 취사나 난방 등에 의한 면오염원, 자동차 주행 등에 의한 이동오염원으로 구분된다
대기오염의 역사
1). 산업혁명 이전
선사시대에 천연원과 인공원에서 발생하는 악취로 부터 벗어나고자 주기적인 이동을 했던 것이 인류가 방랑생활을 했었던 원인들 중의 하나이며, 당시 인간이 불을 사용하면서 천여년간 불완전연소로 발생한 오염물이 주거공간을 점유하였다.
굴뚝의 발명으로 연소 오염물질들과 음식냄새들은 주거지로 부터 배제되었으나, 수세기동안 개방된 벽난로에서 불의 사용은 검댕 발생의 원인이 되었다. 그리고 Nottingham의 Tutburg성에서 목재연소로 인한 대기오염은 영국 Henry 2세의 왕비인 ELEANOR에 의해 참을 수 없는 것으로 인식되어져 1157년 이사의 원인이 되었으며, 160년 후 석탄의 사용이 런던에서 금지되었다.
산업혁명이 일어나기 수세기전에는 대기오염물질의 생성과 관련된 주요 산업으로 야금업, 요업, 그리고 동물가공업을 들 수 있는데, B?C.4000년 이전에 구리, 금의 원광들이 제련되고, 점토에 유약을 바른 도기와 벽돌이 제조되었다.
2) 산업혁명
산업혁명은 수증기의 이용으로 기계를 움직일 동력을 제공하게 된 결과였다.
증기엔진과 증기터빈은 증기 보일러가 필요하고 이 보일러는 핵연료가 출현하기까지 목재나 화석연로를 사용하였으며, 비록 19세기 후반에 석유가 수증기 생산에 사용되었지만 19세기 전반까지는 석탄이 주요 연료였다.
19세기의 중요한 대기오염물질은 공장, 기관차, 기선 등의 보일러 및 가정의 취사 와 난방용 난로 등으로부터 석탄 또는 석유의 연소로 인해 배출되는 매연과 재였다.
19세기동안 공학에 의한 대기오염제어의 주요 기술발전은 석탄의 기계적 급탄장치인 소토커, 배출가스로부터 산가스의 제거를 위한 스크러버, 집진기로 원심력집진기와 여과집진기 그리고 공정설계에 물리화학적인 원리들의 도입 등을 들 수 있다.
3) 20세기
- 1900 - 1925년
이 기간에는 대기오염물의 발생과 공학적인 제어 두 분야 모두 기술적인 면에서 커다란 변화가 있었으나 이에 따른 법률, 규정, 문제에 대한 이해 또는 문제를 향한 공공의 태도에는 별다른 변화가 없어 도시와 공장의 규모가 커짐에 따라 문제의 심각성은 증대되었다.
오염물질의 발생에 있어 주요한 기술적인 변화로는 증기엔진이 전기모터로 대체된 것을 들 수 있으나 이는 매연과 재의 방출장소를 공장에서 발전소로 전환시켰을 뿐이다,
초기에 석탄은 보일러실에서 수작업으로 연소되었으나, 중반에는 스토커에 의해 그리고 말기에는 분말석탄, 석유, 가스상 연로가 이를 대체하기 시작하였고, 연소의 각 형태에 따라 특정 오염물질을 대기중에 배출하였다.
-1980 - 1990년대
1970 및 1980년대는 생태학적 혹은 총체적 환경문제의 접근이 있었다.
또한 처음으로 대기중의 CO2에 의한 온실효과, 불화탄소에 의한 성층권 오전층의 파괴, 오염의 광역적 확산, 그리고 산성침적물등에서 기인하는 문제에 관심을 갖게 되었다.
- 미 래
미래의 대기오염문제들은 세계 인구증가에 따라 보다 더 많은 화석 및 핵연료가 필요하게 될 것이며 따라서 미래의 연료고 같읕 현재의 사용량에 의해 의존된다.
이러한 매장량을 사용할 것인가 혹은 보존할 것인가, 성장을 제한할 것인가 제한하지 않을 것인가하는 심각한 문제들이 향후 대두될 것이다.
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대기오염의 영향
1 인간에 미치는 영향
1-1호흡기 계통
인간의 호흡기 계통은 산소를 혈액으로 끌어들이고 이산화탄소를 체외로 버리는 작용을 하며 숨을 쉴 때마다 반복된다. 산소를 포함한 공기가 코와 입을 통하여 폐포까지 들어가면 산소는 폐를 통하여 혈액으로 확산된다. 반면에 CO2는 혈액으로부터 폐포로 전달되어 밖으로 배출된다. 이와 같이 호흡기 계통의 작용으로 공기 중의 질소와 산소 그리고 미량의 오염물질이 호흡기로 들어간다.
1) 폐 속에서 입자와 가스
호흡기 계통의 각 부분에서 입자의 침착은 입자의 크기에 따라 다르며 대기 중의 입자는 대체로 0.01μm에서 50μm의 범위에 있다. 가장 큰 입자들은 코털이나 비강의 구부러진 곳에서 충돌하고 보다 작은 입자는 코를 통과하여 기관지나 폐부분에 침착한다.
2) 호흡기 내의 침착입자 제거
호흡기 계통에서 침착된 입자들을 처리하는데는 몇가지 메카니즘이 있다. 코와 기관지의 내벽은 언제나 점액질로 덮여있어 코를 푼다든지, 기침, 재채기 또는 목구멍으로 삼킴으로써 입자의 제거를 도와준다. 기관지 벽에는 작은 섬모가 있어 점액을 위로 밀어 올리고 기관지 위로 입자를 운송시킨다. 호흡기 계통의 폐 깊숙히 침착한 입자는 폐포의 상피질을 통하여 혈청 또는 혈액 계통으로 이동할 수 있으며, 또한 폐포의 거식세포에 의해 포식되어 삼켜질 수도 있다.
사례
※ 자연적인 사건
1883년 Krakatau섬 화산폭발사건
수마트라섬 남쪽에 있는 크라카타우섬에서 대분화가 발생하여 그 지역주민의 건강에 막대한 피해를 준 자연적 사건
1-2 인체에 미치는 영향
대기오염의 피해는 폐질환, 심장질환, 순환계질환 등을 갖고 있는 사람 등과 호흡기와 순환기 계통의 작용이 활발하지 못한 노약자들은 피해를 쉽게 받는다. 또한 대기오염의 원인이 되는 오염물질은 대단히 종류가 많아서 물리화학적인 성질도 다양하다.
사례
London smog
1952년 12월 5 ~ 9일 영국의 수도 런던에서 주로 60%가 가정난방용, 기타 공장, 발전소의 석탄 연소시 발생 한 매연과 SO2가 지표면에 축적되어 발생한 사건
피해
사망자수가 평상시보다 약 2.6배인 4000명 이상이 사망했으며 1953년 2월 중순까지 8000명의 사망자를 낸 사건..
처음엔 완만한 호흡기 질환과 심장 질환을 일으키다가 시간이 지남에 따라 전 연령층에 사망자를 냈다.또 smog 회복후에도 수주동안 높은 사망률과 만성 기관지염, 천식, 기관확장증, 폐섬유증, 폐염등을 일으켰다.
2 동, 식물에 미치는 영향
식물은 대기오염물의 농도나 환경주건에 따라 광범위하게 반응하는데, 거기에는 수확율에 영향을 미치는 많은 요소들, 즉 식물의 종자, 수명, 영먕분의 균형, 토양조건, 온도, 습도, 일광량 등이 포함된다. 대기오염에 노출되어 어느 형태로든 그 영향을 관찰할 수 있으면 그것은 식물의 피해이다. 안과 밖을 확산하는 기체와 더불어 오염된 기체도 잎의 세포조직을 직접 통과한다. 물론 먼지는 잎의 표피에 침착된다.
대기오염의 영향이 비가시적으로 미미할 때는 식물의 성장이 감퇴되고 재순환의 변화 뿐만 아니라 생리학적 공정이 변질된다. 농작물의 수확량이 감소하는 것은 피해증상 없이도 나타날 수 있는데, 이런 형태의 피해는 대기오염 정도가 낮은데서 오랫동안 노출되어 발생되는 만성적 피해이다. 재배식물을 깨끗한 공기에 노출시켰을 때와 오염된 공기에 노출시켰을 때의 비교 실험연구에서, 가시적인 증상이 없이도 수확량은 다르게 나타난다.
동물들은 두 단계의 경로를 통하여 피해를 받는다. 먼저 마초와 같은 식물에 오염물이 축적된 것을 동물들이 먹이로써 섭취하는 것이고, 다음은 살충제, 제초제, 살균제, 항생제 등의 화학약품으로 오염된 식물을 작은 초식동물들이 먹고, 이를 사람을 포함해서 보다 큰 육식동물들이 소비함으로써 영향을 받는다. 따라서 환경문제가 증가할수록 인간의 정신적, 육체적 복지를 위한 먹이사슬의 중요성이 점점 고조되어 가고 있다.
- 중금속과 가스 먼지에 의한 피해도 들수 있다.
3 재료와 구조물에 대한 영향
3-1 금 속
대기오염물이 금속에 끼치는 피해는 금속표면을 부식시킴으로서 금속재료의 손실을 가져오고 전기적 특성을 변화시킨다. 금속이 부식되는 속도에 영향을 끼치는 요인은 습기, 오염물의 종류, 온도 등을 들 수 있다.
3-2 석 재
대기오염에 대한 일차적인 관심은 건축재료와 대리석 조형에 넓게 쓰이는 석회석의 질을 저하하고 손상시켜, 이러한 원리에 의해 석조건축물의 질은 저하된다.
3-3 섬유와 염료
섬유에 끼치는 대기오염의 피해는 섬유를 더럽히거나 인장강도를 떨어뜨리는 것이다. 황산화물은 인장강도를 가장 크게 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다
4 오존의 고갈
4-1 오존과 환경오염
남극의 성층권 내 오존이 심각할 정도로 감소되고, 또한 최근에는, 북극 및 북반구 중위도 성층권 내 오존 역시 감소 하고 있다고 한다, 반면에, 북반구 대류권 내 오존의 농도는 꾸준히 증가하고 있으며, 이는 오염원 및 화석연료 등의 다양한 연소과정에서 배출된 탄화수소, 일산화탄소 및 질소산화물 등이 광화학적 반응으로 형성된 것이다.
고 농도의 오존은 호흡계질환을 야기시키며, 폐기능에 변화를 가져오는 반응성이 강한 가스이며 강산화물이다.
4-2 대기권의 구분과 오존층
지구의 대기권은 고도에 따른 온도의 변화에 따라 4개의 구역으로 나눌 수 있다.
첫째로 재류권에서는 고도에 따라 온도가 감소하며 기상의 변화를 볼수 있다. 극지방과 적도 지방에서 대류권의 높이는 다르지만 평균 지상에서 10KM까지 분포하고 있다.
성층권은 대류권 위층에 존재하며, 대략 지상에서 50KM까지 분포한다. 이 층은 고도의 증가에 따라 온도가 증가하는 기상의 변화가 없는 안정된 층이다.
대류권에서 방출된 오염물질이 성층권까지 도달하여 환경 및 생태의 변화를 초래하고 있다. 그 밖에 성층권 위의 중간원과 열권이 존재한다.
일반적으로 대기에서 상층으로 갈수록 압력과 공기의 밀도는 떨어지고 평균자유행로는 길어지며, 소용돌이 확산 보다는 분자확산이 우세하게 된다.
4-3 오존의 고갈현상과 염화불화탄소
오존은 지상에 도달하는 태양 자외선의 대부분과 유해한 우주선을 흡수하며 중요한 방패역학을 하고 있다. 성층권의 오존감소에 영향을 주는 인자는 여러 가지가 있다. 우선 지상에서 배출되는 염화불화탄소는 오존을 감소시킨다.
냉장고나 에어콘 속의 냉매 스프레이 깡통 속의 추진제, 반도체 등의 세정제, 각종 수지의 발포제, 소화제 등에 다양하게 사용되고 있다. 이러한 가스들이 대기중에 방출되었을 때, 이들은 축적되고 대류권에서 성층권으로 서서히 이동하게 된다. 이들은 성층권 내의 오존층세서 강한 자외선에 의해 염소기와 불소기로 광해리된다. 이때, 이들염소기와 불소기는 오존과 촉매적으로 반응하게 되는데, 이 과정에서 오존은 점차 줄어들게 된다.
오존층의 보호를 위해서는 근본적으로 CFC를 대기중에 방출하지 않아야 한다.
5. 지구 온난화
100년 이상 각지에서 수행되어온 기온의 기구관측으로부터 이 기간에 지구의 기후가 얼마나 변화해 왔는가를 평가할 수 있다. 한편, 이 기간 동안 진행되어온 온난화는 온실가스의 증가와 병행하여 나타나고 있지만, 많은 과학자들은 온도와 온실효과 사이에 명확한 관계가 아직 환립되지 않았다는 것을 지적하고 있다.
5-1 지구온난화가 환경에 미치는 영향
1) 삼 림
지구의 온난화는 전세계적 삼림에 중대한 영향을 미칠 가능성이 있다. 기온상승과 토양의 건조화는 생물성장의 남방, 북방한계에 영향을 주어 수종에 따른 생육지역의 변화를 가져올 수 있다.
2) 농 업
현재의 기후조건하에서 이산화탄소의 농도가 600ppm으로 증가하면, 수량은 약 30％증가하고 농작물의 물이용 효율도 개선된다. 또한 이산화탄소와 기온의 복합효과에 의해 농업지대가 이동하게 되고 가축의 생산성, 물이용, 해충제어 등에 영향을 주게 된다.
3) 해면상승
온난화에 의하여 2100년까지는 0.5-2M의 해면상승이 발생할 가능성이 있다. 그결과 해안의 저ㆍ습지대의 수침, 해안침식, 범람의 증대, 해수의 침입등의 영향이 발생할 가능성이 있다. 해안지대에 대해 이러한 사태로부터 방제하기 위해서는 거대한 비용이 소요된다. 해면상승은 전지구적으로 일정하게 발생하는 것은 아니며 온난화에 의한 해류, 바람, 기압 등이 변화한 결과 지역적으로 다른 분포를 나타낼 것으로 생각되고 있다.
4) 수자원
온난화가 되면 수자원은 복잡한 영향을 받게 된다. 그리고 그 영향은 지역에 따라 다를 것으로 생각된다. 강수량과 하천의 유량 등의 수자원에 있어서 중요한 인자가 장래에 어떻게 변화할 것인지는 잘 알려져있지 않다. 그러나 현재 한발, 홍수에 대해 취약한 지역이 악영향을 받는다면 중대한 결과가 초래될 수 있다.
5) 대기질
전 지구적인 기후변화에 의한 기상조건의 변화는 대기오염의 발생횟수와 오염농도에 영향을 줄 수 있다고 생각되고 있다. 기온의 상승은 대규권 오존의 생성반응을 빠르게하여 많은 도시지역에서 오존의 농도가 상승하게 되고 환경기준치의 달성이 어렵게 된다. 이와 같이 대기오염정책과 전 지구적인 기후변화에는 밀접한 관계가 있어서 전 지구적인 기후변화가 대기오염정책에 미치는 영향과 대기오염규제가 기후변화에 미치는 영향을 평가하는 것은 중요한 일이다.
6. 산성비
6-1 강수의 화학조성
지구는 태양계에서 강우현상이 있는 유일한 혹성이며, 지구상 물의 99％ 이상은 바다와 극지의 얼음이 차지하고 있다. 대기 중에서 강수로 되는 것은 겨우0.001％ 정도이나 지구 환경에서 강우의 역할은 결코 적지 않다.
산성우는 대기중의 이산화탄소와 평형을 이룬 증류수의 pH(5.6) 이하의 pH를 나타내는 강수라 정의하기도 하나 연구자마다 뉴앙스에 다소 차이가 있음도 사실이다.
지구상의 물의 약 97％는 해수로 존재하고 있기 때문에, 대기 중에서의 수증기의 원천은 바다로 보아도 무방할 것이다. 그러나 해수의 증발에 의한 수증기는 거의 순수하므로, 비의 화학적조성과는 다르다. 이는 구름입자나 빗방울의 씨가 되는 응결핵이나 빙정핵 및 주변대기에서 빗방울에 취입되는 가스나 에어로졸에 따라 비의 화학조성이 결정되기 때문이다. 따라서, 우수 중의 각 성분농도는 구름입자에서 빗방울로 성장하는 과정에서 취입한 수증기량에 크게 의존하게 된다.
6-2 산성비의 반응
대기중의 산성우 원인물질은 주로 황산(H₂SO₄,이온으로는 SO₄²),질산(HNO₃,이온으로는 NO₃ )이지만 인위적 오염물질이 적은 지역에서는 유기산류(기미산, 초산, 메탄설폰산 등)가 중요하다. 이들든 모두 SO₂나 NO 혹은 탄화수소가 대기 중에서 광산화반응한 결과로서 생성되는
것이다.
1) 황산의 생성
대기중에서 SO₂의 산화에 의한 황산의 생성은 기상균일계인 것과 액상계인 것이 중요하다. 둘중에서 어느 것이 크게 관여하는 가는 아직 결론이 나지 않고 있다.
-기상균일반응
기상반응에 의한 SO₂산화는 대부분이 OH기와의 반응에 의한 것이다. OH와 SO₂
반응의 제1단계는 다음과 같은 부가반응이다. (이하,M은 제3의 물질을 나타냄)
OH + SO₂+M → HSO₃+ M
생성한 HSO₃기의 후속반응은
HSO₃+ O₂→SO₃+ HO₂ (8.10)
SO₃+ H₂O → H₂SO₄ (8.11)
HO₂ + NO → OH + NO₂ (8.12)
이다. 식 (8.12)에서 OH가 재생되어 연쇄반응에 의하여 SO₂의 산화가 진행된다.
여러 가지 유기화합물이 물에 녹아 있으면 산화가 억제되는 효과도 보이고 있다.
2) 질산의 생성과정
기상에서 질산 생성반응으로서 중요한 것은 NO₂와 OH와의 반응과 NO₃기와의 가스
상 유기화합물의 반응이다.
-OH와의 반응
OH에 의한 질산생성은 잘 알려진 NO₂+ OH + M → HNO₃ + M
OH반응에 의한 NO₂의 수명은 약 25시간이 되고, SO₂의 약 12일에 비 하여 매우 짧다. 따라서, NO₂에서의 황산생성에 비교하여 발생원 근처에서 완결된다고 생각된다.
낮동안의 질산 생성은 대부분 이 반응에 의한 것이다.
-NO₃기와 유기화합물과의 반응
NO₃기는 아래의 반응에서 생성한다.
NO₂+ O₃→ NO₃ + O₂
이 반응은 탄화수소를 포함한 여러 가지의 유기화합물의 야간 반응에서 중요한 역할을 담당하고 있다. NO₃는 탄화수소나 알데히드류 등의 유기화합물과 반응하여 다음과 같이 잘산으로 전환된다.
NO₃+ RH → HNO₃ + R
오염된 대기중에서의 야간은 NO₃와 유기화합물의 반응에 의한 질산 생성이 총질산 생성의 약 15％에 달한다는 계산도 나오고 있다.
-NO₂O5 와 물과의 반응
NO₂O5 는 상기 NO₃기와 NO₂와의 재결합으로 부터 다음의 반응에 따라 생성한다.
NO₃+ NO₂⇔ N₂O5
N₂O5 는 이를 테면 HNO₃의 무수물이므로 가수분해에 의하여
N₂O5 +H₂O → 2HNO₃와같이 질산을 생성한다고 예상된다.
6-3 산성안개
안개는 수 많은 미세한 물방울이 공중에 부유하고 있는 것으로, 기상학상 상대습도 75％ 이상으로 시정거리 1㎞ 이하로 정의하고 있고 농무는 동일조건에서 400m 이하로 시정을 감소시킬 수 있는 안개로 정의된다.
안개는 대표적인 것으로서 방사안개(지표면에 생기는 방사냉각에 의하여 지표에 접한 공기가 냉각하여 생성함)나 활승안개(산허리를 불어 오르는 공기의 단열팽창에 따라 냉각하여 생성함)가 있다.
산성안개의 원인은 광화학반응 등으로 생성하여, 대기 중에 존재하고 있는 산성물질(예를 들면 질산, 황산)을 안개가 취입하는 경우와 안개로서 존재하는 물방울이 반응장으로 되어 일차 배출된 오염가스가 2차 생성오염물질(과산화수소, 오존등)과 수용액 반응을 일으켜 산성물질화 되어 생성하는 경우가 있다.
사례
Meuse Valley 사건
1930년 12월 벨기에의 수도 Belium에서 발생한 smog사건으로 100m의 뮤즈계곡에 위치한 금속, 유리, 아연,제철의 공장에서 배출되는 SO2, H2SO4에 기온역전으로 연무 등과 같은 현상이 3일간 지속피해
3일동안 평상시 사망수의 10배인 약 60명이 사망, 대부분 피해는 심장이나 폐에 만성병을 가진 노인들이었고, 대부분의 사람들이 기침과 호흡이 곤란. 동물에는 치명적인 피해
대기오염 방지
대기오염방지의 기본개념
대기오염제어의 기본은"O배출"의 개념에서 출발한다. 즉, 재기오염물질의 배출이 없으면 제어의 필요성이 없게 된다.
대기오염제어를 위한 단계는 다음과 같이 4단계로 나타낼 수 있다.
1.오염물의 배출제어 - 생산품의 대체, 공정의 전환
2. 오염물 배출의 최소화 - 지표농도에 접근한 넓은 배출원에서의 배출 쾌적한 건축구조,
배출원의 청결유지, 작업공정의 수정 및 물잘대체
3. 대기중 배출이전 단계의 제어 - 국소배기장치의 활용(후드, 덕트의 설계)
4. 대기질 관리 - 대기자정능력의 향상, 배출원과 VLOGOWL역의 격리정책
(예, 발전소를 시골지역에 건설)
최대효과를 확득하기 위한 체계적 제어정책
( 토지이용, 발전연료의 전환, 교통계획)
