대기오염은 최근 인식되기 시작한 새로운 환경문제가 아닙니다. 1307년에 에드워드 1세는 이미 영국에 있었고, 연기에 의한 석탄 연소에 의한 심각한 문제 때문에, 런던의 석회회로에서의 석탄의 사용을 금지했습니다. 그리고 불과 수십 년 전, 대기 오염은 몇 가지 심각한 사건을 일으켰고 사람들은 공기의 질을 깨닫기 시작했습니다. 그 중에서도 가장 유명한 사건은 1952년 영국 런던에서 발생했고, 며칠 동안 안개와 연기가 런던을 뒤덮어 4,000명 이상이 사망했습니다. 1948년 미국 펜실베이니아 주 도노라에서 스모그가 나흘간 정체돼 20명이 사망하고 6000여 명이 고통을 호소했습니다. 당시 도노라의 인구는 불과 14,000명으로 인구당 사망률이 가장 높았습니다.
이들 현상은 화력발전소나 제련소 등의 시설에서 사용되는 화석연료, 특히 석탄의 연소에 의해 일어난 매우 고농도의 유황산화물과 부유 입자를 포함한 스모그에 의해 발생되었습니다. 한편 대도시의 스모그는 일산화탄소, 질소산화물, 탄화수소에 의한 광화학 스모그의 형태이며 주요 오염물질의 배출원은 자동차의 배기가스입니다.
대기오염의 심각한 문제는 저농도의 유독물질이 장기간 정체되어 안염이나 호흡기 질환 등의 급성 중독을 인간에게 일으키는 것인데, 그 밖에도 여러 문제가 있습니다. 즉, 토양이나 물을 오염시킬 뿐만 아니라, 식물 조직을 파괴하는 것으로 성장을 억제해, 이러한 식물의 성장의 저하는 토양 생태계나 수생 생태계에 다시 악영향을 미칩니다. 또한 대기 오염은 호흡기, 눈, 치아, 동물 뼈에 각종 질병을 일으키며 식물의 성장 저하와 함께 세계적 또는 지역적인 문제를 일으킵니다. 또, 건물이나 모니터의 변색이나 부식, 도시 환경의 시인성 저하등의 피해가 발생합니다. 이에 따라 각국은 현재 대기 오염물질의 배출 제한을 두고 배출 규제를 추진하고 있습니다.
본 장에서는 우선 지구대기의 기본적인 특성을 검증하고 그 후 대기오염물질의 특징과 발생원, 그리고 최근 그 심각성이 인식되고 있는 실내 공기오염에 대해 다루겠습니다.
대기 구조
지구의 대기를 구성하는 가스는 지구의 중력에 의해 지표면 부근에 존재하며, 고도가 높을수록 온도, 밀도, 조성이 서서히 변화합니다. 대기권은, 고도에 의해서 온도가 변화하는 것에 의해서, 대류권, 성층권, 중간권, 및 열대로 나눌 수 있습니다.
대류권
대류권이란 지표에서 고도 약 10~15km의 대기권을 말하며, 대류권과 성층권의 경계 위치는 위도와 계절에 따라 다릅니다. 대류권 내의 고도와 함께 기온이 저하되기 때문에 대기는 불안정 상태에 있고 구름의 형성, 강우, 바람 등의 기상현상을 많이 볼 수 있습니다. 대류권 아래에는 대기 경계층이 있으며, 대류권과 지표의 대기 접촉은 이 층에 따라 구별됩니다. 대기 접촉부 저부의 기류는 부력에 의한 자연 대류와 지면의 전단력에 의한 강제 대류의 영향을 크게 받습니다. 기온 경사, 풍속 경사, 습도 경사 등은, 표면으로부터 수m까지의 대기중에서 매우 큽니다. 구배의 원인은 표면과 대기 사이의 에너지와 질량의 교환이 일정하지 않기 때문입니다. 대기 경계층의 높이는 주간에도 때때로 변화하고, 주간에는 야간에 비해 약 1km 증가합니다. 가장 중요한 대기오염물질은 대기경계를 통해 성층권으로 이동하지만, 화학적으로 안정된 가스는 이동성이 낮아 대류권 상부에만 이동합니다. 또한 표면층은 대기경계층 아래, 즉 대기경계층 바로 위에 존재하고 표면에서 표면층까지의 높이는 대기경계층 높이의 약 10분의 1정도 됩니다. 표면층의 특성은, 표면의 곡률이나 표면과 대기와의 열교환에 큰 영향을 받아 표면층의 에너지나 질량의 흐름은 높이에 관계없이 거의 일정합니다.
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