대기오염개론 - 대기오염 현상

 1. 지구온난화 현상(=온실효과)

 

지구온난화 현상

(1) 특징

- 온실효과란 가시광선을 통과시키고 적외선을 흡수해서 열을 밖으로 나가지 못하게 하는 과정에서 보온작용이 되는 것

 

- 온실가스는 적외선 복사열을 흡수하거나 다시 방출하여 온실효과를 유발하는 가스상태의 물질을 말한다

ex) 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(NO2), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소, 육불화황

 

- 온실효과 가스가 증가하면 대류권에서 적외선 흡수량이 많아져 온실효과가 커진다

 

- 대표적인 온실가스 : CO2, CH4, CFC-11,12

 

- 지구온난화의 원인물질 : H2O – CO2

 

- CH4는 지표부군 대기중 농도가 약 1.5ppm, 미생물의 유기물 분해작용에 의해 발생, 적외선의 특수파장을 흡수해 온실기체로 작용

 

- CO2의 주요 흡수파장영역: 13~17㎛, O3의 주요 흡수파장영역: 9~10㎛

 

 

 

(2) 지구온난화 기여도

: CO2: 50%,  CFC: 18%,  CH4: 14%,   NO2: 6%,  기타, 물, 오존, 할론류: 12%

 

 

 

(3) 온실가스별 지구온난화지수(GWP)

화학식	물질명	GWP
CO2	이산화탄소	1.0
CH4	메탄	21
N2O	아산화질소	310
HFCs	수소불화탄소	1,300
PFCs	과불화탄소	7,000
SF6	육불화황	23,900

 

SF6 >PFCs >HFCs >N2O >CH4 >CO2 의 순서대로 지구온난화지수가 증가한다.

 

 

 

 

2. 열섬효과(Heat island effect)

: 대도시에서 열 방출량이 많은 것에 비해 외부로 확산에 안되서 시내온도가 주변온도보다 높게 되며 비가 많이오고 안개가 자주 생기는 것을 말한다. (=아열대성 효과)

 

(1) 특징

- 교외지역에 비해 도시지역에서 고온의 공기층을 형성하는 현상

 

- 도시지역에서의 풍속은 교외지역에 비하여 평균적으로 25~30% 감소하며, 대기오염물질이 응결핵으로 작용하여 운량과 강우량의 증가현상이 될 수 있다.

 

- 직경 10km 이상의 도시에서 잘 발생

 

- 강한바람이 없으면 오염물질은 도시상공에서 머물러 축적됨

 

 

(2) 발생원인

- 인공열 발생의 증가

 

- 구조물에 의한 거칠기 길이 변화

 

- 지표면의 열적성질차이

 

 

 

 

3. 세류현상(Down Wash)

- 바람이 불어오는 쪽의 반대로 부압영역이 생겨 연기가 말려들어가는 현상

 

- 굴뚝 배출구의 가스유속을 풍속보다 최소한 2배 이상 높게 유지

 

 

 

 

 

4. 다운드래프트 현상(Down Draft)

- 굴뚝의 높이가 주위 지형이나 건물의 높이보다 낮아 연기가 주위 건물뒤로 말려들어가는 현상

 

- 굴뚝의 높이를 주위건물의 2.5배 이상 유지

 

 

 

 

 

5. 산성비

: 보통 빗물의 pH가 5.6보다 낮게 되는 경우를 말하며 이는 자연상태에 존재하는 CO2가 빗방울에 흡수되었을때의 pH를 기준으로 한 것

 

(1) 특징

- 인위적으로 배출된 SOx, NOx 화합물질이 대기중에서 황산 및 질산으로 변화되어 발생

 

- 호수의 산성화는 유입된 산성비와 이에 대한 호수의 완충작용 정도에 따라 결정

 

- 대리석과 석회석의 구조물은 알칼리성이므로 산성비에 의해 부식과 변색이 가속화됨

 

- 강우의 산성화에 가장 큰 영향을 미치는 것은 아황산가스(SO2)

 

- 강우의 산성화 국제협약: 헬싱키, 소피아 의정서

 

- 산성비의 저감대책: 청정연료 사용, 탈황설비 설치

 

 

(2) 산성비와 관련된 토양의 성질

- 산성비가 토양에 내리면 토양은 산적 성격이 약한 교환기부터 순차적으로 Ca2+,Mg2+,Na+,K+등의 교환성 염기를 방출하고 그 자리에 H+가 흡착되어 치환됨

 

- Al3+는 뿌리의 세포분열이나 Ca, P의 흡수를 방해한다.

 

- 토양에 흡착되어 있는 양이온을 교환성 양이온이라고 하며, 많이 있는 것은Ca2+,Mg2+,Na+,K+,Al3+,H+ 6종이다

 

- 교환성 Al은 산성의 토양에만 존재하는 물질이며, 교환성 H와 함께 토양 산성화의 주요 원인이다.