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[이동인의 기상記] 대기오염 물질과 발생원

기사승인 20-07-14 14:15

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대기오염은 입자나 기체로 구성된 물질에 의해 발생하는 대기 상의 환경오염이다. 대기오염 물질은 입자상과 기체상 물질로 구분되며, 발생원에 따라 자연적 발생과 인위적 발생, 생성 과정에 따라 1차, 2차 오염물질로 정의할 수 있다. 

입자상 물질은 자연에 존재 혹은 인위적으로 발생되는 고체, 액체상 물질의 분쇄, 파쇄, 분무 및 산포로 발생하여 대기로 방출된다. 자연적 발생으로는 해염 입자, 화산재, 화분, 중금속 입자 등이 있으며, 인위적 발생으로는 먼지, 연기, 연무 등이 있다. 연기는 가연성 물질의 연소로 발생하며, 액체 덩어리인 미스트와 흙먼지, 다른 오염물질이 혼합되어 대기 중에 부유하고 있는 상태를 연무라고 칭한다. 

(초)미세먼지는 직경이 (2.5 ㎛) 10 ㎛ 이하인 먼지를 의미한다. 황사, 화산폭발 등 자연적 혹은 인간 활동에 의해 생성되는 1차 오염물질 (Primary pollutant)과 토양 산화물, 황산염, 질산염과 같이 대기 중 반응으로 변질되는 2차 오염물질 (Secondary pollutant)로 구분된다. 
 
 
 
 
기체상 물질은 화석연료의 연소 공정 과정, 물질의 합성 또는 분해될 때 발생하거나 물리적 반응에 의해 발생하는 가스상 물질을 의미한다. 기체상 오염물질은 종류가 매우 다양하며 각각 물리 화학적 성질이 다르기 때문에 생명체에 미치는 영향도 다르다. 주요 물질로는 황산화물, 질소산화물, 일산화탄소, 오존 등이 있다. 

황산화물은 대기오염 규정의 지표가 되는 물질이다. 황을 포함한 화석연료 연소 시 발생하며 대부분 이산화황 (SO2)으로 존재한다. 대기 중 존재하는 수증기, 산소와 반응하여 아황산, 황산 미스트 등을 발생시켜 시정을 감소시키며, 다른 오염 물질과 결합하여 2차 오염 물질을 생성시킨다. 1952년 런던에서 4000명 이상의 사망자를 기록한 런던 스모그 사건도 황산화물에 의한 대기오염 사건이다. 이산화황은 생명체의 호흡기에 염증을 유발하고 분진에 부착된 황산화물은 폐 조직을 손상시킨다. 

질소산화물은 고온의 연소과정에서 대기 중의 질소와 산소가 반응하여 생성되며 대기 중에 존재하는 대부분의 질소산화물은 일산화질소 (NO)와 이산화질소 (NO2)이다. 대부분의 인위적 발생원은 자동차 배기 가스이며 일산화질소 형태로 배출되고 대기 중에서 이산화질소로 전환되기도 한다. 황산화물과 마찬가지로 눈, 코에서부터 호흡기 심부까지 심각한 영향을 미치며 일산화질소보다 이산화 질소의 독성이 5배 강하다.  

일산화탄소는 탄소화합물 혹은 탄소의 불완전 연소로 석유화학, 자동차 및 선박 공정 등 산업공정에서 환원체로 사용된다. 무색, 무취의 기체로 생명체의 혈액의 산소 운반 능력을 저하시킨다. 화산폭발, 이산화탄소와 메탄의 광분해 등 자연적인 발생도 되지만 대부분 자동차, 폐기물 소각, 농업 소각 등 인위적 원인으로 발생한다.  

도시는 인간 생활로 인한 부산물, 즉 폐기물이 지속적으로 배출되는 곳이므로 도시의 확대는 대기오염 증가와 밀접한 관련이 있다. 과학의 발전으로도 정확한 예측이 불가한 기후변화와 심각한 지구오염에 대비하기 위해서는 화석연료에너지의 사용을 줄이고 재생에너지로의 전환이 신속히 이루어져야 한다.

이동인 부경대 환경대기과학과 교수

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