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[지구과학 1] 대기 오염 물질의 대표적인 원인 물질과 현상에 대해 알아보자.


대기 오염 물질의 분류

  • 대기 오염 물질은 발생원, 생성 원인, 물질의 상태에 따라 구분할 수 있다.
  • 발생원에 따른 분류에선 자연적 배출원, 인위적 배출원으로 나눌 수 있다. 대기 오염 물질 배출원에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 운송 분야인데, 이는 운송 분야에서 화석 연료를 사용하기 때문이다.
  • 생성원에 따른 분류에선 1차 오염 물질과 2차 오염 물질로 나눌 수 있다.  1차 오염 물질은 배출원에서 직접 생성되는 반면, 2차 오염 물질은 1차 오염 물질로 부터 생성된다.
  • 물질의 상태에 따른 분류에선 기체상과 입자상으로 나눌 수 있다. 기체상은 말 그대로 기체 상태이고, 입자상은 액체나 미세 고체가 공기중에 떠 있는 형태이다.


주요 대기 오염 물질의 종류 및 특징


일산화탄소, 가장 배출량이 많은 대기 오염 물질

  • 일산화 탄소는 기체상의 1차 오염 물질이다.
  • 일산화 탄소는 화석 연료의 불완전 연소에 의해 생성된다.
  • 무색, 무취의 기체이지만 인체 내부에서 혈액속 헤모글로빈과 강력히 결합하여 산소 공급을 방해한다.

이산화황(SO2), 산성비와 런던형 스모그의 원인

  • 이산화황 역시 일산화 탄소와 같은 기체상의 1차 오염물질이다.
  • 화석연료에는 황(S)이 포함되어 있는데, 화석연료가 연소할 때 황도 연소되어 발생한다.
  • 이산화황은 산성비와 런던형 스모그의 원인 물질이고, 식물의 엽록소를 파괴하는 물질이다.

질소 산화물(NO, NO2), 산성비와 광화학 스모그의 원인

  • 질소 산화물은 기체상의 1차 오염 물질에 해당한다.
  • 질소 산화물은 공기중의 질소와 산소가 자동차 엔진 내부의 고온에서 반응하여 생성된다.
  • 질소 산화물은 산성비와 광화학 스모그의 원인 물질이고, 호흡기 질환과 눈 질환을 일으킨다.

오존(O3), 자외선과 질소 산화물로부터 생성

  • 오존은 1차 오염물질인 질소 산화물이 관여하여 생성되므로 기체상의 2차 오염 물질에 해당된다.
  • 오존은 소독작용을 하기 때문에 적당량이 존재하면 살균, 탈취 작용을 한다.
  • 하지만 오존의 농도가 높아지게 되면, 호흡기 질환, 폐기능 저하, 농작물 피해가 발생한다.

  • 오존은 이산화 질소가 자외선에 의해 분해되어 생선된 산소 라디칼에 의해 발생한다. 하지만 휘발성 유기 화합물 (VOCs)이 존재하지 않는 환경에서는 일산화 질소가 오존과 반응을하여 다시 산소로 전환되기 때문에 대기중에는 축적되지 않는다.

휘발성 유기 화합물 (VOCs)

  • 휘발성 유기 화합물은 뜻하는 VOCs는 Volatile Organic Compounds의 약자이다.
  • 휘발성 유기 화합물은 탄화수소화합물이 주성분이다. 쉽게 말해 휘발유도 VOCs에 속한다.
  • 질소 산화물과 VOCs가 함께 존재하는 경우 광화학 스모그가 발생한다. 오존 생성 반응인 광화학 반응에 참여하여 지상의 오존 농도를 높이기 때문이다.

대표적인 대기 오염 현상, 스모그와 산성비의 특징 요약


런던형 스모그와 LA형 스모그

  • 스모그는 크게 런던형 스모그와 LA형 스모그로 구분할 수 있다.
  • 런던형 스모그의 다른 이름은 황화 스모그이다. 일사량이 약한 겨울철 새벽, 공장이나 난방 기기에서 사용한 화석연료의 황으로 부터 이산화 황이 발생하여 발생한다.
  • LA형 스모그의 다른 이름은 광화학 스모그이다. 자외선이 강한 여름철 낮에 자동차 배기가스에 포함된 질소 산화물과 VOCs가 자외선과 광화학 반응을 일으켜 발생한 오존에 의해 발생한다.
  • 두 스모그의 예방법은 간단하다. 런던형 스모그는 화석연료의 사용을 줄이고, LA형 스모그는 자동차의 운행을 자제하면 예방이 가능하다.

산성비의 특징

  • 산성비는 pH가 5.6미만의 비로 정의한다.
  • 산성비는 질소 산화물과 황 산화물이 물과 결합하여 각각 질산, 황산이 되어 비에 용해되어 내리기 때문에 발생한다.
  • 산성비는 화학적 풍화 작용으로 대리석으로 된 건물을 부식시키거나 토양, 호수를 산성화 시킨다.
  • 산성비를 예방하려면 화석 연료의 사용과 자동차 이용을 줄여야 한다.



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