■ 대기오염개론(4)

1. 블로우 다운

- 원심력집진장치에서 처리가스량의 5~10%정도를 흡입하여 줌으로써 유효원심력을 증대 시키는 방법

 

2. 최고혼합고도(MMD ,Maiximum Mixing Depth, 최대혼합깊이)

- 열부상 효과에 대한 대류혼합층의 높이

- 일반적으로 대단히 안정된 대기에서의 MMD가 작다

- 실제 측정 시 MMD는 지상에서 수 km상공까지의 실제공기의 온도종단도로 작성하여 결정된다

- 일반적으로 MMD가 높은 날 대기오염이 약하고, 낮은 날에는 대기오염이 심하다

- 계절적으로는 MMD는 이른 여름에 최대가 되고, 겨울에 최소가 된다

- 밤에 가장 낮으며, 낮시간 동안 증가 한다

- 낮시간 동안에는 통상 2000~3000m 값을 나타냄

 

3. 혼합층

- 최대혼합깊이는 통상 밤에 가장 적고, 낮시간을 통하여 점차 증가 한다

- 야간에 역전이 극심한 경우 최대 혼합깊이는 0이 될 수 도 있다

- 환기량은 혼합층의 높이에 혼합층 내의 평균풍속을 곱한 값으로 정의 된다

- 계절적으로 최대혼합깊이는 주로 겨울이 최소가 되고 이른 여름에 최대값을 나타낸다

 

4. 지표 부근 대기의 일반적인 체류시간

- N2 > O2 > N2O > CO2 > CH4 > H2

 

5. 지표 부근 대기 성분함량 순서

- N2 > O2 > Ar > CO2 > Ne > He > Kr > Xe

 

6. 질소산화물(NOx)

- NOx의 인위적 배출량 중 거의 대부분이 연소과정에서 발생

- NOx는 그 자체도 인체에 해롭지만 광화학스모그의 원인 물질로도 중요한 역할을 함

- 질소화합물의 자연적인 배출량이 90% 이상이다

- 일반적으로 석탄에 많고, 중유, 경유 순으로 적어진다

- NO
(1) 독성은 NO2보다 작음

(2) 체류시간은 약 2~5일 정도

(3) 연소과정에서 초기에 발생되는 NOx는 주로 NO임

(4) 연소과정 중 고온에서는 90% 이상이 NO로 발생

(5) 연소 시 연료 중 질소의 NO변환율은 대체로 약 20~50%범위

(6) 연소 시 연료의 성분으로부터 발생하는 fuel NOx 와 고온연소에서 공기 중의 질소와 산소가 반응하여 생기는 thermal NOx등이 있다

(7) 헤모글로빈과의 결합력이 CO보다 수백배 강하다

-N2O

(1) 대류권에서는 온실가스로 성층권에서는 오존층 파괴물질로서 보통 대기 중에 약 0.5ppm정도 존재

(2) 대기중 체류시간은 20~100년이다

(3) 대류권에서 태양에너지에 대해 매우 안정하다

-NO2

(1) 적갈색, 자극성 기체로 독성이 NO보다 5배 강하다

(2) 폐렴, 폐수종을 일으킨다

(3) 대기중 체류시간은 약 2~5일 정도

(4) 파장 420nm이상의 가시광선에 의해 광분해 되는 물질

 

7. 오존

- 지표오존의 배경농도는 0.01~0.02ppm 이다

- 태양빛(=태양에너지), 자동차 배출원인 질소산화물(=NOx)과 휘발성 유기화합물(=VOCs)등에 의해 일어나는 복잡한 광화학 반응으로 생성

- 농도에 영향을 주는 것은 태양빛의 강도, NO2/NO비, 반응성 탄화수소 농도

- 국지적인 광화학스모그로 생성된 Oxidant 의 지표 물질

- 질소산화물과 탄화수소의 광화학적 반응에 의해 생성, 강력한 산화작용을 함

- 식물의 엽록소 파괴, 동화작용의 억제, 산소작용의 저해 등을 일으킴

- 식물의 피해정도는 기공의 개폐, 증산작용의 대소 등에 따라 달라짐

- 오존에 약한 식물 : 담배, 앨팰퍼, 무

- 산화력이 강하여 눈을 자극하고 물에 난용성임

- 대기 중 지표면 오존의 농도는 NO2로 산화된 NO량에 비례하여 증가함

- 과산화기가 산소와 반응하여 오존이 생길 수 있음

- 오존의 탄화수소 산화반응율은 원자상태의 산소에 의해 탄화수소의 산화보다 느림

- 고농도 오존이 나타날 수 있는 기상 조건

(1) 시간당 일사량이 5MJ/㎡ 이상으로 일사가 강할 때

(2) 질소산화물과 휘발성 유기화합물의 배출이 많을 때

(3) 지면에 침강역전이 존재하고 대기가 안정할 때

(4) 기압경도가 완만하여 풍속 4m/sec 이하의 약풍이 지속 될 때

- 눈을 자극하고, 폐수종과 폐혈 등을 유발시키며, 섬모운동의 기능장애등을 일으킬 수 있다

 

8. 이산화탄소(CO2) - 탄산가스

- 탄소의 가장 튼 저장고 역할을 하는 부분은 해양이다

- 실내공기 오염의 지표이다

- 지구 온실효과에 대한 기여도가 50%정도로 가장 높다(CO2>CFCs>CH4>N2O)

- 1000ppm 정도에서 인체와 식물에 해로움

 

9. 온실가스별 지구온난화지수(GWP)

- 온실기체들의 구조상 또는 열축적 능력에 따라 온실효과를 일으키는 잠재력을 지수로 표현한 것

 

10. 온실기체

- CH4는 지표부근 대기 중 농도가 약 1.5ppm 정도이고, 주로 미생물의 유기물 분해 작용에 의해 발생하며, 적외선의 특수 파장을 흡수하여 온실 기체로 작용 한다

 

11. 불화수소(HF)

- 주로 자연상태에서 존재하지 않음

- 물에 매우 잘 녹음

- 유기용매와 반응하지 않음

- 무수불화수소는 약산성의 물질임

- 주 관련 배출업종 : 알루미늄공업, 화학비료공업, 유리공업

 

12. 염화수소(HCl)

- 주 관련 배출업종 : 플라스틱 공업, PVC소각, 소다공업, 활성탄 제조 공장

- SO2보다 식물에 미치는 영향이 훨씬 적음, 한계농도는 10ppm에서 수시간 정도

 

13. 크롬(Cr)

- 피혁공업, 염색공업, 시멘트제조업

- 만성중독은 코, 폐 및 위장의 점막에 병변을 일이키는 것이 특징

 

14. 브롬(Br)

- 염료, 의약품 및 농약제조

- 산화제, 살충제등으로 이용

- 부식성이 강하며 주로 상기도에 대하여 급성 흡입효과를 지니고, 고농도에서는 일정기간이 지나면 폐부종을 유발

 

15. 벤젠(C6H6)

- 포르말린 제조

- 상온에서 무색, 투명하고 향긋한 냄새를 갖는 휘발성 및 인화성이 강한 방향성 액체

- 조혈장애, 급성 골수아성 백혈병 유발

 

16. 베릴륨(Be)

- 회백색

- 높은 장력을 가진 가벼운 금속

- 합금을 하면 전기 및 열전도가 크고, 마모와 부식이 강하다

- 작업성 폐질환이 우려되고, 발암성이 크고, 폐, 뼈, 간, 비장에 침착되므로 노출에 주의

 

17. 염소(Cl)

- 암모니아에 비해서 훨씬 수용성이 약하므로 후두에 부종만을 일으키기 보다는 호흡기계 전체에 영향을 미침

- 황록색을 띄는 유독성 기체

- 주 관련 배출업종 : 소다공업, 화학공업, 농약제조

 

18. 포스겐(COCL2)

- 포스겐 자체는 자극성이 경미함

- 수중에서 재빨리 염산으로 분해되어 거의 급성 전구증상이 없이 치사량을 흡입할 수 있으므로 매우 위험함

 

19. 라돈(Rn)

- 폐암을 유발하며 화학적으로 반응성이 작은 안정한 물질

- 무색, 무취의 기체로 액화되어도 색을 띠지 않는 물질

- 공기보다 9배 정도 무거워 지표에 가깝게 존재함

- 주로 토양, 지하수, 콘크리트, 대리석, 건축자재 등을 통하여 인체에 영향을 미치고 있으며 흙속에서 방사선 붕괴를 일으킨다

- 동위원소 : Rn-222

- Rn-222의 반감기는 3.8일 이며, 그 낭핵종도 같은 종류의 알파선을 방출하지만 화학적으로는 거의 불활성이다

- 우라늄과 라듐은 Rn-222의 발생원에 해당된다