공업용 스모그
공업용 스모그는 플라이 애쉬, 그을음, 이산화황 및 휘발성 유기 화합물의 혼합물입니다. 부유 입자와 이산화황은 매우 간단하게 결합하므로 석탄을 태워 2개의 물질을 함께 대기중에 방출하면, 공업용 스모그를 일으킬 가능성이 있습니다.
산업용 스모그는 19세기부터 20세기에 걸쳐 구미의 산업 중심부에서 일반적으로 발생해 가시성이 몇 야드로 저하하는 일이 있었습니다. 특히 산업용 스모그는 동절기나 저온 다습한 기후 조건을 가진 도시에서 자주 발생합니다.
기록된 산업 스모그 피해 중에는 런던의 산업 스모그가 빈번하게 인용되고 있습니다. 1911년에 약 1,150명의 시민이 사망했습니다. 스모그라는 신조어는 연기와 안개의 합성어로 1952년에 4,000명이 사망했습니다. 그 이후 1956년, 1957년, 1962년의 3회에 걸쳐 총 2500명이 산업용 스모그에 의해 사망했습니다. 이후 런던시는 도시의 대기 환경을 상당히 청결하게 유지하기 위해 강력한 규제 조치를 실시해 왔습니다.
광화학 스모그
광화학 스모그는 공업용 스모그와는 다른 발생원을 가지고 있습니다. 광화학 스모그는 황갈색 안개 모양을 하고 있으며, 특히 미국의 LA와 같이 덥고 맑은 도시에서는 광화학 스모그를 일으키는 화학 반응은 태양광에 의해서 일어나 탄화수소와 질소 산화물이 관여하고, 광화학 스모그의 햇볕은 이산화질소에 의해서 발생합니다.
광화학 스모그를 생성하는 화학반응은 복잡하고 정확하게 이해되지는 않지만 다음 일련의 연속반응으로 간략화될 가능성이 있습니다.
이는 일산화질소, 이산화질소, 오존 농도의 한 가지 변화를 보여주며, 광화학 반응에 의해 오존을 생성하려면 충분한 햇빛과 반응 시간이 필요하기 때문에 낮 동안 오존 농도가 가장 높은 것을 보여주고 있습니다.
자동차의 배기가스에 포함된 미연 탄화수소는 히드록실기와 반응하여 탄화수소기를 포함한 대량의 2차 오염물질을 발생시킵니다. 탄화수소기는 이산화질소와 연속적으로 반응하여 알데히드, 케톤, 과산화수소기를 생성하고, 반응이 진행되면 페르옥시아세틸질산염이 생성됩니다.
광화학 스모그를 구성하는 물질로는 오존, 알데히드, PAN 등이 있습니다. 특히 오존은 발생량이 가장 많아, 가장 심각한 문제를 일으킵니다. 성층권의 오존은 자외선을 차단하는 장점이 있지만, 대류권에서는 매우 위험한 물질입니다. 오존은 매우 강력한 산화제로서 무색, 자극적, 반응성이 높은 가스로 눈과 코에 염증을 일으켜 천식이나 심방질환을 앓고 있는 사람에게 특히 치명적입니다. 오존 농도가 0.3ppm의 낮은 환경에서도, 1~2시간의 피폭은 피로나 호흡 곤란을 일으킵니다. LA의 경우 대기 중 오존 농도가 0.35ppm에 이르면 어린이의 외출이 금지됩니다. 오존은 식물에도 피해를 줘 캘리포니아에서는 오존이나 그 외의 광화학 오염물질이 연간 몇 백만달러의 작물 재배에 피해를 주고 오존은 섬유나 고무 등의 재료에도 피해를 줍니다.
온도 역전과 스모그
공업용 스모그와 광화학 스모그는 특정 날씨와 지형 조건 하에서 더 자주 발생합니다. 일반적으로 대류권에서는 고도가 높아짐에 따라 대기온도가 떨어지므로 표면의 온기가 팽창하여 밀도가 저하되어 증가합니다. 그 후, 위에서 찬 공기가 흘러 들어와 온도가 다시 상승합니다. 이 대류현상으로 인해 대기순환과 바람에 의해 오염물질이 종횡으로 분산됩니다.
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