■ 대기오염개론(5)

1. 일산화탄소(=CO)

- 100ppm까지는 1~3주간 노출되어도 고등식물에 대한 피해는 약한편

- 대류권 및 성층권에서 광화학반응에 의하여 대기 중에서 제거됨

- 토양 박테리아의 활동에 의하여 이산화탄소로 산화되어 대기 중에서 제거 됨

- 발생량과 대기 중의 평균농도로부터 대기 중 평균 체류시간이 약 1~3개월 정도

- 자연적 발생원에는 화산폭발, 테르펜류의 산화, 클로로필의 분해, 산불 및 해수 중 미생물의 작용 등이 있음

- 물에 난용성이므로 수용성 가스와는 달리 비의 영향을 받지 않는다

- 다른 물질에 흡착현상도 거의 나타나지 않는다

- 혈액속의 헤모글로빈과 결합하여 카르복시헤모글로빈을 형성

 

2. 아황산가스(이산화황, SO2)

- 보리, 목화, 메밀, 담배 등은 저항성이 약함

- 매우 낮은 농도에서 피해를 일으킬수 있음

- 상편생장, 전두운동의 저해, 황화현상, 줄기의 신장저해, 성장 감퇴

- 0.1ppm 정도의 저농도에서도 스위트피와 토마토에 상편생장을 일으킨다

- 1ppm정도에서 수 시간 내에 고등생물에게 피해

- 주 관련 배출 업종 : 용광로, 제련소, 석탄화력발전소, 염료제조, 황산공장, 표백제 제조공정, 펄프공장

- 짧은파장에서 강한 흡수대를 보이며, 대류권에서는 광문해 하지 않는다

 

3. 이황화탄소(=CS2)

-상온에서 무색 투명

- 순수한 경우에는 냄새가 거의 없지만, 일반적으로 불쾌한 자극성 냅새를 가진 액체

- 햇빛에 파괴될 정도로 불안정

- 부식성은 약함

- 끓는 점은 약 46도, 공기보다 2.64배 무거움

 

4. 페놀

- 주관련 배출 업종 : 타르공업, 도장공업

 

5. 암모니아

- 주관련 배출 업종 : 비료, 냉동, 표백, 도금, 색조제조 공정, 나일론 제조

 

6. 납

- 주관련 배출 업종 : 페인트, 인쇄, 크레용

 

7. 다환 방향족 탄화수소(=PAH)

- 대부분 공기역학적 직경이 2.5um미만인 입자상 물질

- 석탄, 기름, 가스, 쓰레기, 각종 유기물질의 불완전 연소가 일어나는 동안에 형성된 화학물질 그룹

- 고리형태를 갖고 있는 방향족 탄화수소로서 미량으로도 암 및 돌연변이를 일으킬 수 있다

- 물에 대한 용해도가 낮고, 주로 발암물질로 알려져 있다

 

8. 석면

- 구성성분 : 나트륨(Na), 철(Fe), 규소(Si), 마그네슘, 수소, 산소

- 석면패증
(1) 폐의 석면분진 침착에 의한 섬유화이며, 흉막의 섬유화와는 무관함

(2) 폐하엽에서 주로 발생하며, 흉막을 따라 패중엽이나 설엽으로 퍼져 나감

(3) 폐의 섬유화는 폐조직의 신축성을 감소시키고, 혈액으로 산소공급을 불충분하게 함

(4) 비가역적이며, 석면노출이 중단된 이후에도 악화되는 경우가 있음

- 석면의 발암성 : 청석면 > 아모사이트 > 백석면 순이다

- 일반적인 특성 : 절연성, 내화성 및 단열성, 화학적 불활성

 

9. 오염물질의 대사 및 작용기전

- 알루미늄화합물은 소장에서 인과 결합하여 인 결핌과 골연화증을 유발

- 암모니아와 아황산가스는 물에 대한 용해도가 높기 때문에 흡입된 대부분의 가스가 상기도 점막에서 흡수되므로 즉각적으로 자극증상을 유발한다.

- 삼염화에틸렌은 중추신경계를 억제하며, 간과 신장에 미치는 독성은 사염화탄소에 비해 낮은편이다

- 이황화탄소는 중추신경계에 대한 특징적인 독성작용으로 심한 급성 또는 아급성 뇌병증을 유발한다

 

10. 역사적 대기오염 사건

- 뮤즈계곡 사건
(1) 1930년 12월 벨기에

(2) 아황산가스(SO2), 황산, 미세입자등이 원인물질

(3) 기온역전, 무풍상태에서 발생

- 도노라 사건
(1) 1948년 10월

(2) 아황산가스(SO2), 황산염

(3) 역전층 발달

(4) 무풍상태와 기온역전

- 포자리카 사건

(1) 1950년 11월

(2) 부주의로 인한 발생한 인재

(3) 황화수소(H2S)

(4) 기온역전

- 런던스모그
(1) 1952년 12월

(2) 아황산가스(SO2), 먼지, 가정난방 배연

(3) 환원반응

(4) 복사성 역전

(5) 습도가 85% 이상, 높은 습도, 무풍상태

(6) 시정거리가 100m이하

- LA스모그

(1) 1954년 여름

(2) 한낮 광화학반응에 의한 발생

(3) 산화반응

(4) 자동차 등의 석유연료의 소비 증가 -> 칠소산화물, 탄화수소

(5) 침강역전 상태

(6) Aldehyde, O3 등의 옥시턴트 발생

- 보팔사건

(1) 1984년 12월

(2) 메틸이소시아네이트(=MIC) 유독가스 누출 사고

 

11. 리차드슨 수

- 무차원 수로서 대류난류를 기계적 난류로 전환 시키는 율을 측정한 것이다

- Ri < -1 이면 큰 음의 값을 가지는 상태로 대기는 불안정하게 되고 대류가 지배적이어서 강한 수직 운동이 일어나고 굴뚝의 연기는 수직 및 수평 방향으로 빨리 분산하게 된다

- Ri < -0.04 이면 대류가 지배적이어서 자유대류가 기계적 혼합을 지배하는 상태이다

- -0.01 < Ri < +0.01 인 경우에도 대기는 중립상태라고 하며, 대기는 대수적 수직분포를 갖는다. 단 바람의 수직분포의 모양은 대수적 분포와는 다르다

- Ri = 0 이면 대기의 상태는 분산이 줄어들어 중립상태가 되고, 기계적 난류만 존재한다.

- 0 < Ri < 0.25 인 경우 대기는 난류에서 층류영역으로 전이되는 상태이며, 리차드슨수의 크기와 대기의 혼합간의 관계를 보면 성층에 의해 약화된 기계적 난류가 존재하는 상태라고 정의

- Ri > 0 이면 대기는 안정한 상태이며, 대류의 확산이 없음을 의미한다

 

12. 대류응결고도

- 지표부근의 공기덩어리가 지면으로 부터 열을 받는 경우 부력을 얻어 상승하게 되는데 상승과정에서 단열변화가 이루어져 어떤 고도에 이르면 상승한 공기중에 들어있는 수증기는 포화되고 응결이 이루어 진다

- 열적 상승에 의해 응결이 이루어 지는 고도

 

13. 상승응결고도

- 건조단열감율로 상승하는 공기가 포화되어 응결이 일어나 구름이 발생하는 고도

 

14. 혼합응결고도

- 지표 부근의 공기가 난류등에 의해 혼합되어 포화에 이르는 고도로 난류응결고도 라고도 한다

 

15. 실내공간오염물질의 종류

- 미세먼지

- 이산화탄소

- 폼알데하이드

- 총부유세균

- 일산화탄소

- 이산화질소

- 라돈

- 휘발성유기화합물

- 석면

- 오존

 

16. 악취의 특성

- 일반적으로 증기압이 높을수록, 불포화도가 높을 수록, 화학적 반응성이 클수록 심하다

- 분자량이 작을수록 냄새가 강하고, 주로 액체 형태이다

- 분자내 황 및 질소가 있으면 냄새가 강하고, 수산기의 수가 1개 일때가 가장 강하며 수가 증가하면 약해져서 무취에 이른다

- 탄소(C)수는 저분자일수록 관능기 특유의 냄새가 강하고, 자극적 8~13에서 가장 향이 강함

- 에스테르화합물은 구성하는 산이나 알코올류보다 방향이 우세하다

 

17. 악취물질의 성질과 발생원

- 에틸아민 : 암모니아취, 수산가공, 약품제조시, C2H5NH2

- 메틸머캡탄 : 부패양파취, 석유정제, 가스제조, 약품제조시, CH3SH

- 황화수소 : 썩은 계란취, 석유정제, 약품제조 시, 최소감지 농도가 가장 낮다(=악취가 심하다), H2S

- 아크로레인 : 불쾌한냄새, 석유화학, 글리세롤제조 시, CH2CHCHO

- 발레르알데하이드 : 자극적이며, 세콤하고 타는듯한 냄새, (CH3)2CHCH2CHO

 

18. 최소감지농도와 최소인지농도

- 최소감지농도 : 무엇인지 모르지만 냄새의 존재를 느끼는 최소농도

- 최소인지농도 : 어떤 느낌의 냄새인지를 표현할 수 있는 시점의 최저농도

 

19. 엘리뇨와 라니냐

- 엘리뇨 : 열대 태평양 남미 해안으로부터 중태평양에 이르는 넓은 범위에서 해수면의 온도가 평균보다 0.5도 이상 높은 상태가 6개월 이상 지속되는 현상

- 라니냐 : 적도 동태평양에서 저수온 현상이 강화되어 태평양 지역의 해수면 온도가 6개월 이상 평년 수온보다 0.5도 낮은 경우, 가룸이 일어난 지역에는 홍수가, 홍수로 피해를 입었던 지역에는 가뭄이 발생

 

20. 산란

- 공기 분자나 물분자와 같은 작은 입자에 의한 빛이 흩어지는 현상

- 하늘이 푸르게 보이는 것 : 파장이 짧은 빛일수록 공기 분자에 의한 산란이 잘 일어나기 때문

- 노을이 붉게 보이는 것 : 파장이 긴 붉은 빛일수록 대기에 의한 산란이 잘 일어나지 않음

- 레일리산란의 경우 그 세기는 파장의 4승에 반비례한다

- 산란의 세기는 입사되는 빛의 파장에 대한 입자크기에 비에 의해 결정된다

- 입자의 크기가 입사되는 빛의 파장에 비해 아주 작게 되면 레일리산란이 발생한다

 

21. 시정거리

- 대기 중 입자의 농도에 반비례한다

- 대기 중 입자의 밀도에 비례한다

- 대기 중 입자의 직경에 비례한다

 

22. 미세 입자가 세정효과가 작은 이유

- 브라운 운동을 하기 때문