자동차배기 가스와 촉매변환기
자동차배기 가스는 일산화탄소, 질소산화물, 휘발성 유기화합물 등의 가장 주된 인위적인 발생원으로 미국의 경우 1975년부터 생산되는 모든 차에 이들 대기오염물질을 저감하는 촉매변환기를 장착하도록 법으로 의무화하고 있습니다. 이러한 노력으로 현재 미국의 전체 차량대수는 1970년 이전에 비해 두 배 정도 증가하였으나, 대기오염물질 방출량은 약 95% 정도 감소하였습니다. 엔진에서 배출되는 연소 가스는 촉매변환기로 유입되고 촉매변환기에 코팅된 백금, 팔라듐, 로듐이 산화, 환원반응을 촉진시킴으로써 연소 가스 중의 일산화질소, 일산화탄소, 탄화수소는 각각 질소 가스, 이산화탄소, 물과 이산화탄소로 산화 혹은 환원되어 대기로 방출됩니다. 그러나 이러한 반응 들을 통해 일산화탄소, 질소산화물, 휘발성 유기화합물의 발생량은 줄일 수 있으나 이산화탄소 발생량이 증가함으로써 지구온난화를 한층 심화시킬 가능성 이 있습니다. 촉매변환기에 사용되는 백금, 로듐 등은 매우 비싼 물질로 휘발유 중의 촉매제의 반응성을 떨어뜨리기 때문에 촉매변환기의 성능을 효율적으로 유지하기 위해서는 무연휘발유의 의무적인 사용이 병행되어야 합니다. 현재 미국에서 사용되고 있는 촉매변환기는 자동차배기 가스 중의 일산화탄소와 탄화수소를 약 96%, 질소산화물을 76% 정도 제거할 수 있으나 1990년에 제정된 청청대기법의 규정을 충족시키기 위해서는 새로운 촉매변환기가 요구되고 있습니다.
이산화황
화력발전소, 제지산업 등이 이산화황의 주된 인위적 오염원입니다. 석탄, 석유, 천연가스에는 일정량의 황이 포함되어 있으며 특히 석탄은 황화광물인 황철석을 함유하고 있어 이산화황을 가장 많이 발생시킵니다. 즉 연소되는 석탄에 함유된 황과 제지산업에서 발생하는 황화수소는 대기 중에서 산화되어 이산화황을 발생시키며 이산화황은 산성비를 유발시킵니다. 혐기성 생분 해작용, 화산활동 등의 자연적 원인에 의해서도 황화수소가 발생하며 이는 전체 이산화황 발생량의 약 50%를 차지합니다. 특히 화산활동은 아주 국부적으로 이산화황의 농도를 증가시킬 수 있는데, 1991년 봄 필리핀 피나투보 화산의 폭발로 인해 약 2천5백만 톤에 달하는 이산화황이 성층권으로 유입되었습니다. 대기 중의 이산화황은 산소와 반응하여 SO를 형성하며, SO는 물과 쉽게 반응하여 황산을 발생시킵니다. 대기 중의 황산은 구름 기저부에 농축되는 경향이 있으며 pH 3 정도의 산도를 나타내기도 합니다. 또한 대기 중에서 황산은 암 모니아나 금속입자와 반응하여 황산염을 형성하기도 합니다. 화력발전소로부터 이산화황뿐만 아니라 재가 동시에 배출되는데 이산화황은 재 표면에 흡착되어 수십 마일 떨어진 지점까지 운반되어 지표에 떨어지기도 합니다. 이산화황은 톡 쏘는 냄새가 나는 무색 유독성 가스이며 이산화황에 오래 노출되면 안구염증, 호흡기질병이 발생하며 특히 대기 중의 황산염은 폐에 치명 적인 피해를 입힌입니다. 또한 이산화황은 식물, 특히 보리, 자주개자리, 목화, 밀 등에 악영향을 미친입니다. 이산화황에 의해 야기되는 가장 심각한 문제는 2차적으로 생성되는 황산과 황산염에 의한 산성비와 관계된 것입니다. 황화수소는 매우 독성이 강한 부식성 가스로 썩은 달걀 냄새가 저는 특징이 있으며 동식물과 인간에게 단순한 중독에서부터 사망까지의 피해를 줄 수 있습니다.
부유입자
자연적으로 발생하는 고체부유입자는 산림화재, 화산활동, 먼지, 해수염의 분무, 박테리아, 곰팡이 포자 등이고 액체입자는 안개, 빗방울 등이 있으며 인간활동에 의해서도 상당량의 입자가 대기 중으로 방출됩니다. 중요한 부유입자의 종류와 크기를 나타내었습니다. 부유입자의 대기 중 체류시간은 주로 입자의 크기에 좌우되는데 지름 10m인 입자는 중력의 영향으로 1~2일 이내에 지표에 떨어지며 1~10m인 입자는 수 일 동안 대기 중에 존재합니다. 반면 지름 1m 이하의 미세한 입자는 수주 혹은 수 년 동안 대류권이나 성층권에 머물 수 있습니다. 비나 눈의 응결핵이 되는 연무질은 응결되어 비나 눈으로 강하하며 미세한 입자는 바람에 의해 발생원으로부터 상당히 먼 거리까지 이동할 수 있습니다. 인위적 부유입자의 가장 주된 발생원은 화력발전소에서의 석탄연소입니다. 석탄의 연소로 인해 발생하는 부유입자는 soot와 fly ash 두 종류로 구분되는데 soot는 석탄이 불완전 연소되어 발생하는 불순물이 섞인 아주 미세한 탄소입자이며, My ash는 석탄에 함유된 광물이 연소되어 생기는 금속 혹은 비금속산화 물을 말합니다. 자동차배기 가스, 고체폐기물, 가정용 땔감, 광산, 선광 및 제련, 농업활동 등에 의해서도 부유입자가 발생합니다. 이러한 인간활동에 의해 잠재적 유해물질인 독성금속입자, 시멘트 분진, 살충제 및 비료의 잔류물 등이 대기로 방출되며 부유입자에 의한 대기오염은 쉽게 육안으로 알아 낼 수 있는 특징이 있습니다. 부유입자가 인간의 건강에 미치는 영향은 입자의 크기와 특성에 좌우됩니다. 가장 위험한 입자는 지름 1m 이하의 아주 미세한 입자로 이들 입자는 코속의 잔털에 의해 걸러지지 않고 폐로 직접 흡입되어 폐조직에 계속 잔존함으로써 폐조직의 손상과 심하게는 기종을 일으킬 수 있습니다. 또한 독성화학물질이 입자 표면에 흡착되어 있거나 화학적으로 결합되어 있을 경우 더욱 심각한 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 부유입자와 연무질은 또한 기후에 직접적인 영향을 미친입니다. 지름 1m 이상의 입자는 태양복사열이 지표에 도달하기 전에 차단함으로써 지구 표면의 온 도를 저하시키는데, 지질학자들은 1991년 봄 피나투보 화산의 폭발로 성층권 으로 미세한 화산재가 유입되어 2~4년간 전세계적으로 온도가 일시적으로 감소하여 이산화탄소가 야기하는 지구온난화를 어느 정도 상쇄할 수 있을 것으로 기대한 바 있습니다.
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