목차
▢ 대기오염의 정의
▢ 대기오염물질의 종류
1. 입자상 물질
2. 기체상 물질
3. 특정대기유해물질
▢ 대기오염물질의 주요배출원
▢ 대기오염물질에 의한 현상
▢ 참고문헌
▢ 대기오염물질의 종류
1. 입자상 물질
2. 기체상 물질
3. 특정대기유해물질
▢ 대기오염물질의 주요배출원
▢ 대기오염물질에 의한 현상
▢ 참고문헌
본문내용
우리전극법의 문제점 검토와 병행해서 그 외의 측정법 채용에 대해서도 검토해야 할 시기에 와 있다.
PH측정은 ion성분의 화학분석보다도 어떤 의미에서는 쉽고 값싸게 자료가 얻어지고 있다고 할 수 있다. 거기에다 불용성 성분측정의 위치 여부에도 그 나름대로 결론을 내려야 할 단계에 와 있는 것이 현실이다.
2. 형태(산성 침적물의 강하)
지표에 강하하는 산성 물질에는 Aerosol, 가스, 비, 눈, Fog 등의 형태가 있으며 이것을 총칭하여 산성 강하물(Acid Precipitates 또는 Acid Deposition)이라고 한다.
1) 건성 침적물(Dry-Deposition) : Aerosol 형태로 직접 지표에 침적하는 것
2) 습성 침적물(Wet-Deposition) : 강수와 함께 침적하는 것
산성비라 함은 비, 눈 Fog 등 강수에 수반하여 강하하는 경우를 말하는 것이 보통이다.
3. 생성원인
자연 상태의 우수라 하더라도 토양으로부터 HS, 화산으로부터 SO, HCl 등 유기물 분해로 유기산이 대기 중에 방출되므로 인위적인 오염이 없어도 PH5.6 이하가 될 가능성이 있다. 또한 역으로 알칼리성 분진이 우수 중에 포함되면 PH가 5.6이상이 되는 경우도 있으므로 자연에서 생성된 우수라 하더라도 환경에 따라 PH가 큰 폭으로 변화될 수도 있다. 그러나 현재 문제시되는 산성비는 인위적인 배출물인 HSO(65%), HNO(30%), 기타 다른 산 (5%) 등으로 강우의 PH가 5.6이하가 되는 것으로 알려지고 있다.
가. 황산화물
1) 화석연료 속의 S이 연소하면 이산화황(SO)이 생긴다.
S + O → SO
2) SO은 불 속에서 약 1%가 삼산화황(SO)으로 생성
SO + O → SO or SO + 1/2 O → SO
3) SO은 공기 중의 수증기와 대단히 빨리 반응하여 황산(HSO)생성
SO + HO → HSO
HSO은 증기압이 대단히 낮으므로 빨리 입자가 되어 황산미스트가 생긴다.
이것이 산성비나 산성안개의 한 원인이 된다. 이밖에 자연의 습지에서 유기물이 세균에 의하여 분해된 HS과 화산에서 SO및 HS가 방출되어 대기 중에서 변환된 다음 산성비의 원인 물질이 되기도 한다.
나. 질소산화물
물질이 연소할 때 산화질소(NO)와 이산화질소(NO)(이들을 통틀어서 NO라함)가 발생하는데 NO는 고온에서 N와 O가 반응하여 생기는 Thermal NO와 본래 연료 속에 함유된 질소산화물이 산화되어 생기는 Fuel NO로 구별된다.
Thermal NO(Zeldovich 반응)
N + O NO + N
N + O NO + O
N + O 2NO
또한 불 속에서는
H + O → OH + O
H + O → OH + O
O + HO → 2OH 의 반응에 의해서 OH가 생기고
HO ↔ OH + 1/2 H
이것이 N + OH ↔ NO + H로 생성된다.
다. 탄화수소
자동차 엔진에서 냉각된 실린더 벽에 부착된 HC가 불완전연소, 타지 않은 상태로 배출되어 배기가스 속에 탄화수소가 섞여 나온다. 대기 중에 산화되어 개미산과 같은 유기산이 생성된다. 그 외 습지나 광산에서는 메탄(CH)이 발생하며, 침엽수림에서는 Terpene(식물, 정유 안 포함되어 있는 탄화수소)이 발생한다.
라. 염화물
대기 중에는 염화수소(HCl)와 염소(Cl)가 들어 있다.
HCl는 염산, 염소화합물을 제조하거나 사용할 때 방출된다. 석탄 속에 Cl가 0.07~0.2%, 석유속에 0.1~4.6% 포함되어 연소할 때 발생한다. 바닷물 속의 소금입자가 대기 중에 존재하는 질산(HNO)과 황산(HSO)입자가 반응하여 HCl가 생겨서 빗물에 녹는다.
NaCl + HNO → HCl + NaNO
2NaCl + HSO →2HCl + NaSO
양 이 온
음 이 온
이 온
상당농도 / × 10
이 온
상당농도 / × 10
H
NH
Ca
Na
Mg
K
56
10
7
5
3
2
SO
NO
Cl
-
-
-
51
20
12
-
-
-
total
83
total
83
4. 산성비의 영향 및 피해
가. 산성비의 영향
1) 질소화합물과 인산염으로 하천과 호수가 부영양화 된다.
2) 호수의 산성화로 어패류 사멸 및 수중에 독성 금속물질의 양이 증가한다. PH5이하가 되면 영양세균의 분해 및 활성이 저하하고, 호수바닥에 퇴적물이 축적되어 호수는 갈색을 띤다.
3) 토양이 산성화 된다.
4) 유적지 석조물, 건물의 색이 변하고 부스러진다.
나. 농작물 피해
1) 발생기 조직에 대한 영향 : 어린 잎, 눈의 형성 시에 영향 → 잎, 줄기생장 감퇴 →잎표면에 괴사반점 생김, PH4일 때는 대두, PH3.5일 때는 연초피해가 심하며, 시금치, 감자, 토마토 등에도 피해를 준다.
2) 광합성 작용 억제 : 잎 속의 엽록소를 탈색시키면서 탄수화물 생산기능을 저하 시킨다.
3) 탄수화물 생산저하 : 탄수화물 저장기관인 종자, 과실, 뿌리가 왜소하거나 기형으로 생산량이 감소한다.
다. 산림피해
넓은 면적으로 나타나며 엽록소의 탈색, 파괴로 인한 황화현상, 책상조직의 해면조직에 나타나는 괴사현상이 있다. 이들은 결국 잎을 고사시키거나 광합성 능력을 저하시킨다.
공변세포의 정상기능 방해, 세포에 대한 산성물질의 유해작용, 수정이나 발아 등의 방해가 일어나 산림 생장률에 장기적인 감소현상이 생긴다.
5. 대 책
산성비는 발전소, 공장 및 차량의 증가로 인한 화석연료의 사용 증가, 공장규모의 비대화에 따라 공장 굴뚝높이의 증가로 인한 광역오염 초래, 지역에 따른 계절적인 화력 발전량과 차량 운행의 증가가 주원인이며 그 대책은 다음과 같다.
1) 화석연료 사용 억제 및 저유황유 연료로 대체
2) 자동차 배출가스 처리 기술 및 장치 개발
3) 저 에너지 산업으로 전환
4) SO, NO, HCl 등이 사업장에서 배출되지 않도록 공정관리 철저
5) 방지시설 설치와 관리 철저
6) 화학비료 보다는 퇴비다량 사용→석회 사용량 증가
7) 넓은 지역에 일시적으로 동시에 직접, 간접으로 영향을 미치므로 범세계적인 대책수립이 요망된다.
참고문헌
인간과 환경, 박태술, 대진대학교환경공학과
인간과 환경, 김광렬외, 동화기술
대기오염개론, 김희강외, 동화기술
PH측정은 ion성분의 화학분석보다도 어떤 의미에서는 쉽고 값싸게 자료가 얻어지고 있다고 할 수 있다. 거기에다 불용성 성분측정의 위치 여부에도 그 나름대로 결론을 내려야 할 단계에 와 있는 것이 현실이다.
2. 형태(산성 침적물의 강하)
지표에 강하하는 산성 물질에는 Aerosol, 가스, 비, 눈, Fog 등의 형태가 있으며 이것을 총칭하여 산성 강하물(Acid Precipitates 또는 Acid Deposition)이라고 한다.
1) 건성 침적물(Dry-Deposition) : Aerosol 형태로 직접 지표에 침적하는 것
2) 습성 침적물(Wet-Deposition) : 강수와 함께 침적하는 것
산성비라 함은 비, 눈 Fog 등 강수에 수반하여 강하하는 경우를 말하는 것이 보통이다.
3. 생성원인
자연 상태의 우수라 하더라도 토양으로부터 HS, 화산으로부터 SO, HCl 등 유기물 분해로 유기산이 대기 중에 방출되므로 인위적인 오염이 없어도 PH5.6 이하가 될 가능성이 있다. 또한 역으로 알칼리성 분진이 우수 중에 포함되면 PH가 5.6이상이 되는 경우도 있으므로 자연에서 생성된 우수라 하더라도 환경에 따라 PH가 큰 폭으로 변화될 수도 있다. 그러나 현재 문제시되는 산성비는 인위적인 배출물인 HSO(65%), HNO(30%), 기타 다른 산 (5%) 등으로 강우의 PH가 5.6이하가 되는 것으로 알려지고 있다.
가. 황산화물
1) 화석연료 속의 S이 연소하면 이산화황(SO)이 생긴다.
S + O → SO
2) SO은 불 속에서 약 1%가 삼산화황(SO)으로 생성
SO + O → SO or SO + 1/2 O → SO
3) SO은 공기 중의 수증기와 대단히 빨리 반응하여 황산(HSO)생성
SO + HO → HSO
HSO은 증기압이 대단히 낮으므로 빨리 입자가 되어 황산미스트가 생긴다.
이것이 산성비나 산성안개의 한 원인이 된다. 이밖에 자연의 습지에서 유기물이 세균에 의하여 분해된 HS과 화산에서 SO및 HS가 방출되어 대기 중에서 변환된 다음 산성비의 원인 물질이 되기도 한다.
나. 질소산화물
물질이 연소할 때 산화질소(NO)와 이산화질소(NO)(이들을 통틀어서 NO라함)가 발생하는데 NO는 고온에서 N와 O가 반응하여 생기는 Thermal NO와 본래 연료 속에 함유된 질소산화물이 산화되어 생기는 Fuel NO로 구별된다.
Thermal NO(Zeldovich 반응)
N + O NO + N
N + O NO + O
N + O 2NO
또한 불 속에서는
H + O → OH + O
H + O → OH + O
O + HO → 2OH 의 반응에 의해서 OH가 생기고
HO ↔ OH + 1/2 H
이것이 N + OH ↔ NO + H로 생성된다.
다. 탄화수소
자동차 엔진에서 냉각된 실린더 벽에 부착된 HC가 불완전연소, 타지 않은 상태로 배출되어 배기가스 속에 탄화수소가 섞여 나온다. 대기 중에 산화되어 개미산과 같은 유기산이 생성된다. 그 외 습지나 광산에서는 메탄(CH)이 발생하며, 침엽수림에서는 Terpene(식물, 정유 안 포함되어 있는 탄화수소)이 발생한다.
라. 염화물
대기 중에는 염화수소(HCl)와 염소(Cl)가 들어 있다.
HCl는 염산, 염소화합물을 제조하거나 사용할 때 방출된다. 석탄 속에 Cl가 0.07~0.2%, 석유속에 0.1~4.6% 포함되어 연소할 때 발생한다. 바닷물 속의 소금입자가 대기 중에 존재하는 질산(HNO)과 황산(HSO)입자가 반응하여 HCl가 생겨서 빗물에 녹는다.
NaCl + HNO → HCl + NaNO
2NaCl + HSO →2HCl + NaSO
양 이 온
음 이 온
이 온
상당농도 / × 10
이 온
상당농도 / × 10
H
NH
Ca
Na
Mg
K
56
10
7
5
3
2
SO
NO
Cl
-
-
-
51
20
12
-
-
-
total
83
total
83
4. 산성비의 영향 및 피해
가. 산성비의 영향
1) 질소화합물과 인산염으로 하천과 호수가 부영양화 된다.
2) 호수의 산성화로 어패류 사멸 및 수중에 독성 금속물질의 양이 증가한다. PH5이하가 되면 영양세균의 분해 및 활성이 저하하고, 호수바닥에 퇴적물이 축적되어 호수는 갈색을 띤다.
3) 토양이 산성화 된다.
4) 유적지 석조물, 건물의 색이 변하고 부스러진다.
나. 농작물 피해
1) 발생기 조직에 대한 영향 : 어린 잎, 눈의 형성 시에 영향 → 잎, 줄기생장 감퇴 →잎표면에 괴사반점 생김, PH4일 때는 대두, PH3.5일 때는 연초피해가 심하며, 시금치, 감자, 토마토 등에도 피해를 준다.
2) 광합성 작용 억제 : 잎 속의 엽록소를 탈색시키면서 탄수화물 생산기능을 저하 시킨다.
3) 탄수화물 생산저하 : 탄수화물 저장기관인 종자, 과실, 뿌리가 왜소하거나 기형으로 생산량이 감소한다.
다. 산림피해
넓은 면적으로 나타나며 엽록소의 탈색, 파괴로 인한 황화현상, 책상조직의 해면조직에 나타나는 괴사현상이 있다. 이들은 결국 잎을 고사시키거나 광합성 능력을 저하시킨다.
공변세포의 정상기능 방해, 세포에 대한 산성물질의 유해작용, 수정이나 발아 등의 방해가 일어나 산림 생장률에 장기적인 감소현상이 생긴다.
5. 대 책
산성비는 발전소, 공장 및 차량의 증가로 인한 화석연료의 사용 증가, 공장규모의 비대화에 따라 공장 굴뚝높이의 증가로 인한 광역오염 초래, 지역에 따른 계절적인 화력 발전량과 차량 운행의 증가가 주원인이며 그 대책은 다음과 같다.
1) 화석연료 사용 억제 및 저유황유 연료로 대체
2) 자동차 배출가스 처리 기술 및 장치 개발
3) 저 에너지 산업으로 전환
4) SO, NO, HCl 등이 사업장에서 배출되지 않도록 공정관리 철저
5) 방지시설 설치와 관리 철저
6) 화학비료 보다는 퇴비다량 사용→석회 사용량 증가
7) 넓은 지역에 일시적으로 동시에 직접, 간접으로 영향을 미치므로 범세계적인 대책수립이 요망된다.
참고문헌
인간과 환경, 박태술, 대진대학교환경공학과
인간과 환경, 김광렬외, 동화기술
대기오염개론, 김희강외, 동화기술
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