대기오염 물질과 그 영향

지난번 환경지표에서 우리 국민들이 제일 관심이 많은 환경오염 분야가 대기오염입니다. 그도 그럴 것이 매년 봄철이 되면 황사와 미세먼지 때문에 어려움을 겪고 있는 분들이 대단히 많습니다. 이번에는 대기오염이란 정확히 어떤 상태인지 알아보도록 하겠습니다. 우리가 대기오염을 이야기할 때 이야기 하는 부분은 대기의 가장 안쪽지점인 대류권과 성층권을 말합니다. 지표면과 가장 가까운 대기권인 대류권은 적도 해수면에서부터 약 17km, 극 해수면에서 약 6km까지 이어집니다. 대기의 두 번째 층은 지표면으로부터 약 17~18km까지 이어지는 성층권입니다. 대류권의 기체는 우리가 일반적으로 호흡할 때 들이마시는 공기가 있는 곳인데 대부분 질소와 산소로 이루어져 있습니다. 그리고 성층권은 대류권에 비해 적은 공기를 함유하나 우리가 익히 알고 있는 오존층이라는 것이 성층권에 집중되어 있습니다. 이 오존은 지표면에 도달하는 태양의 유해한 자외선을 막아주는 역할을 합니다.

오늘날 대기오염에 대한 관심 증대와 감축노력이 절실하다.

대기오염이란?

대기오염은 생물과 생태계 그리고 인간사회에 피해를 입히거나, 기후를 변화시킬 정도로 과도하게 대기 중에 존재하는 상태를 말합니다. 이는 자연현상에 의한 대기오염과 인간에 의한 대기오염으로 나누어 볼 수 있습니다. 인간에 의해 대기오염이 발생하는 경우는 산업화와 도시개발, 자동차, 공장지대의 생산활동입니다. 이런 오염물질은 화석연료의 연소에 의해 발생합니다. 

대기오염물질

일산화탄소(CO) : 일산화탄소는 무색무취의 강력한 유독성 가스입니다. 탄소를 포함하고 있는 물질이 불완전 연소할 때 발생합니다. 대부분 화석연료를 사용하는 발전소, 자동차 배기가스, 공장에서 발생하고 있습니다. 일산화탄소는 적혈구의 헤모글로빈과 결합하여 혈액이 인체 곳곳에 산소를 전달하는 것을 방해합니다. 장시간 노출되면 호흡기질환, 두통, 구토 심하면 사망까지도 이르게 합니다. 

이산화탄소 (CO2) : 무색, 무취의 가스이며 지구 온난화의 원인이며 기후변화를 일으킬 수 있습니다.

일산화질소 (NO) : 무색의 가스이며 높은 온도에서 실소와 산소가 반응할 때 나타납니다. 주로 화력발전소와 산업공장에서 발생하고 있습니다. 일산화질소와 산소가 반응하면 적갈색의 이산화질소가 발생하는데 이때 일산화질소와 이산화질소를 함께 질소산화물이라 부릅니다. 이 질소산화물은 광화학 스모그의 원인이 됩니다. 

아산화질소 (N2O) : 비료와 가축의 배설물, 화학연료의 연소에 의해 발생합니다.

이산화황 (SO2) : 자극적인 냄새가 나는 가스입니다. 발전소와 산업시설에서 석탄을 연소시키고, 황화 광석의 제련, 정유 같은 공정에서 발생합니다. 이것은 호흡장애를 일으키고 나무, 토양, 수중생물에 피해를 줍니다. 금속과 석조건물을 부식시키기도 합니다.

미세먼지 (PM-10/PM-2.5) : 장기간 대기에 떠다니면서 작고 다양한 고체입자와, 액체입자로 이루어진 부유 퇴적물은 입자의 크기에 따라 미세, 초미세로 구분합니다. 자연적인 배출에 의한 것을 제외하면 화력발전소, 자동차, 공장 등에 의해 배출됩니다. 이것은 호흡기와 폐를 자극하고 천식과 폐렴 등의 호흡기 질환을 발생시키고 유독성 물질이 포함된 미세먼지는 돌연변이, 불임 등을 초래할 수 있습니다.

오존 (O3) : 오존은 광화학 스모그의 주요 원인입니다. 오존은 기침과 호흡장애를 비롯해 여러 가지 질환을 야기합니다. 식물과 고무, 섬유 등에도 손상을 가져옵니다. 자외선을 차단하는 역할을 하는 오존은 성층권에 존재하며 대류권에서 나타나는 오존은 우리의 건강 및 생활에 악영향을 끼치지만 두 가지는 모두 같은 화학물질입니다. 

이러한 대기오염 물질과 그 혼합물이 산업 스모그를 일으키는데 이것은 실외 대기오염뿐만이 아니라 실내의 공기도 오염시킵니다. 오늘날 선진국은 오염제어시설이 잘 되어있으나 대기오염 방지시설이 부족한 중국을 비롯한 산업화지역의 산업 스모그는 계속해서 문제가 되고 있습니다. 광화학스모그는 자외선 복사에 의해 발생한 오염물질의 혼합물입니다. 보통 오전 시간에 배출되는 배기가스에 포함된 다량의 일산화질소와 휘발성 유기화합물로 인해 발생합니다. 지표면의 오존으로 이루어진 대기오염물질은 사람들의 눈과 호흡기에 영향을 미칩니다. 여러 가지 대기오염물질이 이동 중에 황산 방울과 질산 증기 그리고 황산염 질산염과 같은 산성 물질을 형성합니다. 이것이 지표면에 떨어져 수질과 토양, 생물들을 오염시키고 생태계를 파괴합니다.

 

대기오염을 저감하기 위한 몇 가지 방법에 대해 알아보겠습니다.
산업시설 등에서 발생하는 대기오염은 저염탄 연소 또는 석탄으로부터 탈황, 석탄을 액체 또는 가스연료로 전환, 점진적인 화석연료 사용의 폐지가 있습니다. 그리고 에너지 낭비를 줄이고 청정하고 재생 가능한 에너지원을 사용해야 합니다. 자동차 배기가스에 의한 대기오염으로는 걷거나 자전거 또는 대중교통을 이용하고 노후 차량의 운행을 금지하고 연료의 효율을 높입니다. 그리고 대기 정화시설을 확충하고 엄격한 기준에 의해 관리해야 합니다. 그리고 오염물질 배출을 저감하기 위해 배출권 거래제를 활용합니다. 배출권 거래제란 교토의정서에 규정되어있으며 오염물질의 배출권을 할당하여 그 범위 안에서 배출할 수 있도록 하였고 이 할당량을 사고팔 수 있도록 허가하였습니다. 우리나라는 온실가스 배출권 할당 및 거래에 관한 법률에 따라 2015년부터 시행하고 있습니다.