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  7. 환경 오염

대기 오염


1.대기 오염이란?


  • 인위적으로 공기 중에 배출된 오염 물질의 양, 농도, 지속 시간이 많은 사람들에게 불쾌감을 주거나, 공중 보건의 문제를 일으키고, 사람과 동식물의 생활에 나쁜 영향을 주는 상태


2. 대기 오염의 원인


  • 오염 물질 : 자연적 원인(화산재, 황사, 산불, 동식물의 부패 등)과 인위적 원인(화석 연료의 연소,농약 등)으로 구분할 수 있다.


자연적인 원인

화산 폭발, 산불, 먼지 폭풍, 온천 등에서 생기는 먼지나 재, SO2, CO2, 유황 가스 등

인위적인 원인

발전소, 자동차, 가정 난방과 쓰레기 소각 같은 인간의 활동에 의해 나오는 입자 형태의 물질, 황산화물, 질소 산화물, 탄화수소, CO 등


  • 자정 작용 초과 : 배출된 오염 물질은 시간이 경과하면 대기의 자정 작용에 의해 정화되지만, 좁은 지역에 대량의 오염 물질이 방출되어 자정 능력의 한계를 넘으면 대기 오염이 발생한다.


  • 지형 및 기상 조건 : 대기 오염 물질은 확산되면서 점차 농도가 낮아지지만, 독특한 기상 및 지형 조건으로 인해 오염 물질이 확산되지 않을 경우 대기 오염이 발생한다.


대기 오염 물질의 분류


1. 형태에 따른 분류


기체상

오염 물질

정의

대기 중에 존재하는 질소(N2), 산소(O2) 등과 같은 정상적인 구성 성분 이외의 기체 상태의 대기 오염 물질

종류

황산화물(SOx) , 질소 산화물(NOx) , 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 휘발성 유기 화합물(VOCs), 탄화수소, 오존(O3) 등

입자상

오염 물질

정의

대기 중에 존재하는 작은 크기의 고체∙액체 방울 상태의 물질. 주로 물질의 파쇄 등 기계적 처리 과정에서 발생하는 미세한 물질

종류

매연이나 그을음, 먼지, 황사, 석면 등과 같은 미세 먼지(PM)



2.발생 단계에 따른 분류


1차 오염 물질

정의

배출원에서 대기 중으로 직접 배출된 대기 오염 물질

종류

이산화황(SO2), 일산화질소(NO), 일산화탄소(CO), 탄화수소, 먼지 등

2차 오염 물질

정의

오염 물질이 대기 중의 물질과 물리∙화학적 반응을 일으켜서 생성되는 오염 물질

종류

질산, 황산, 오존(O3), 질산과산화아세틸(PAN) 등


3.주요 대기 오염 물질


  • 미세 먼지(PM-10) : 화석 연료의 연소, 자동차의 배기가스, 화학 물질의 제조 과정에서 배출되며, 1차 배출된 기체상의 오염 물질이 대기에서 입자상으로 변환되어 생성되기도 한다. 지름 10 ㎛이하의 미세 먼지를 PM-10이라 하는데, 기침과 천식, 만성 기관지염 같은 호흡기 질병을 유발하고, 폐의 기능을 떨어뜨린다. 또한 토양의 중금속 농도를 증가시키고, 식물의 광합성과 증산 작용을 막아 성장에 나쁜 영향을 주기도 한다.


  • 오존(O3) : 대기 중의 질소 산화물(NOx)과 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 태양 광선(자외선)에 의해 광화학 반응을 일으켜 생성되는 2차 오염 물질이다. 지상의 오존은 눈과 목을 따갑게 하고, 기도를 수축시켜 숨쉬기 어렵게 하며, 두통이나 기침 등의 증세를 일으키기도 한다. 또한 식물의 잎을 말라 죽게 하기도 한다.


  • 일산화탄소(CO) : 탄소 성분이 포함된 연료를 연소할 때 산소가 부족하거나 연소 온도가 낮아서 불완전 연소할 때 생성된다. 주요 배출원은 자동차이다. 혈액 속의 헤모글로빈과 결합하여 산소가 인체 기관과 조직으로 운반되는 것을 방해하므로 심하면 사망에 이르게 된다.


  • 황산화물(SOx) : 황을 함유하는 석탄, 석유 등의 화석 연료를 연소할 때 배출되며, 화산 폭발에 의해 배출되기도 한다. 황산화물의 95 %는 이산화황(SO2)이다.천식 환자나 어린이의 호흡 장애를 일으킬 수 있고, 물에 잘 녹아 황산이 되어 산성비의 주요 원인이 되기도 한다.


  • 질소 산화물(NOx) : 연료를 고온으로 연소할 때 대기 중의 질소가 산소와 반응하여 생성된다.토양과 수중의 미생물이나 번개에 의해 생성되기도 한다. 대기 중에서 휘발성 유기 화합물(VOCs)과 반응하여 오존을 만들고, 수증기에 녹아 산성비의 원인이 되기도 한다. 눈과 호흡기를 자극한다.


  • 탄화수소 : 휘발유, 경유 등에서 증발되어 나오는 휘발성 물질이나 석유, 알코올 등을 태울 때 연소되지 않은 물질, 도색 및 제조 공정 등에서 발생하는 물질의 총칭이다. 광화학 반응을 통해 2차 오염 물질을 생성한다. 메테인(CH4), 벤젠(C6H6) 등은 지구 온난화를 일으키기도 한다.


  • 휘발성 유기 화합물(VOCs) : 쉽게 증발하는 액체 및 기체상의 유기 화합물로, 질소 산화물과 광화학 반응을 일으켜 광화학 스모그를 발생시킨다. 발암 물질이며, 지구 온난화의 원인 물질이기도 하다. 유기 용매를 사용하는 시설(페인트, 세탁소 등)이나 자동차가 주요 오염원이다.


실내 공기 오염


1.특징


  • 실내 생활 시간이 길어지면서 실내 공기 오염에 대한 관심이 높아지고 있다. 에너지 절약을 위해 밀폐식으로 설계한 건축물에서 실내 오염이 발생하면 오염 물질이 쉽게 정화되지않는다.


2.실내 오염 물질


  • 먼지, 중금속, 석면, 담배 연기, 연소 가스, 라돈, 포름알데히드, 미생물, 휘발성 유기 화합물, 악취, 오존 등


3.실내 공기 오염을 줄이기 위한 노력


  • 발생 제어 : 오염 물질의 발생 원인을 제어함으로써 오염 물질이 실내 공기 중에 방출되는 것을 억제하는 개선 기술로 친환경 자재 시공, 베이크 아웃이 있다.


◇ 베이크 아웃(bake out) :실내 온도를 높여 건축 자재에 포함된 오염 물질을 배출시킨 뒤 환기해 제거하는 방법


  • 환기 : 건축 자재 등에서 방출되거나 외부 공기로부터 유입되는 오염 물질의 농도를 희석시키는 개선 기술로 자연 환기를 활용하는 방법과 기계 환기를 이용하는 방법이 있다.


  • 공기 정화 : 자재 또는 공기 중의 오염 물질이 흡착성 물질에 의해 흡착되거나 광촉매 및 오존의 산화에 의해 분해됨으로써 실내의 오염 물질을 제거시키는 개선 기술이 있다.


관련문제

문제

01

다음 중 대기 오염에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

선택지

① 휘발성 유기 화합물은 입자상 오염 물질이다.

② 자연적인 원인에 의한 대기 오염이 나타날 수도 있다.

③ 대기 오염 물질의 농도가 기준치 이상일 때를 말한다.

④ 오염 물질은 1차 오염 물질과2차 오염 물질로 나뉜다.

⑤ 대기 오염 물질은 기체 상태의 물질과 입자 상태의 물질로 나뉜다.

정답 :

해설 :

휘발성 유기 화합물은 기체상 오염 물질이다.

휘발성 유기 화합물(VOCs)은 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등으로 쉽게 증발하여 대기 중에 기체 상태로 확산되면서 악취나 오존을 발생시키는 탄화수소 화합물로서 기체상 오염 물질에 해당한다.


① 휘발성 유기 화합물은 대기 중으로 쉽게 증발하는 기체상 오염 물질이다.

문제

01

다음에서 설명하는 것과 같은 성질을 갖는 대기 오염 물질은?

<보기>

  • 석유나 석탄 같은 화석 연료 연소 시 발생한다.
  • 호흡기 질환을 일으키고, 산성비의 원인이 된다.
  • 탈황 시설을 도입하여 배출량이 점차 줄고 있다.

선택지

① 오존

② 탄화수소

③ 이산화황

④ 이산화질소

⑤ 휘발성 유기 화합물

정답 :

해설 :

석탄이나 석유와 같이 황 성분을 포함한 화석 연료가 연소할 때 황과 산소가 결합하여 이산화황이 생성된다. 이산화황은 물과 만나 황산을 생성하며 산성비의 원인 물질이 된다. 석유 등의 연료를 정제하는 과정에 탈황 시설을 도입하여 배출 가스에서 황의 함량을 낮추면 이산화황 배출을 줄일 수 있다.

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