대기오염 ()
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내용 요약
정의
인간 활동으로 공기 중에 오염물질이 포함되어 있는 상태.
주요 오염물질
대기 중의 주요 오염물질로는 질소산화물[NOx, Nitrogen oxide], 황산화물[SOx, Sulfur oxides], 일산화탄소[CO, Carbon monoxide], 오존[O3, Ozone] 등을 들 수 있다.
질소산화물은 질소와 산소로 이루어진 화합물로, 공기 중의 질소가스[N2]가 분해되어 생성되며, 일산화질소[NO], 이산화질소[NO2], 아산화질소[N2O] 등이 있다. 질소산화물은 자동차, 기차, 비행기, 선박 등과 같은 이동 배출원과 산업장, 빌딩 및 가정용 보일러와 같은 고정 배출원이 있다. 질소산화물에 오랫동안 노출되면 만성 기관지염, 폐출혈 등을 일으킬 수 있다.
황산화물은 황 성분이 산화하면서 생성하는 이산화황[SO2], 삼산화황[SO3, 황산가스] 등이 있으며, 산성비와 미세먼지의 원인물질로도 작용한다. 황산화물은 발전소, 가정용 난방시설, 금속 제련 공장, 정유공장 및 기타 산업공정 등에서 황을 함유한 석탄, 석유 등 화석연료를 연소할 때 인위적으로 배출되며, 화산 폭발이나 토양 미생물에서도 발생한다. 최근 연료 개선 정책으로 배출량이 감소하는 추세이다. 황산화물은 인체에 유입되어 폐기종, 기관지염, 폐렴 등 호흡기질환을 일으킬 수 있다. 황산화물에 의하여 발생하는 산성비는 식물의 엽록소를 파괴하는 것으로 알려져 있으며, 건물을 부식시킬 수 있다.
일산화탄소는 산소 공급이 충분하지 못한 곳에서 연소할 때 발생한다. 일산화탄소는 가정용 난방시설과 자동차 배기가스, 담배 등에 의해 인위적으로 발생하며, 산불이나 광화학반응에 의해 자연적으로 생성되기도 한다. 과거에는 연탄 사용에 따른 난방 연료가 일산화탄소의 주요 발생원이었으나 현재는 자동차 배출 등 수송부문과 주물 제조공정의 용선로, 석유정제 시설 등 산업 활동에 따른 배출이 증가하였다. 일산화탄소를 흡입하면 산소를 운반하는 기능이 저하하여 중독 증상이 나타날 수 있다.
오존은 자동차에서 배출되는 질소산화물이나 탄화수소가 강한 태양 빛을 받아 광화학반응을 일으키면서 발생한다. 우리나라에서는 오존 농도가 6~10월에 기준치를 초과하는 경우가 발생한다. 늦은 봄부터 장마 시작되기 전에 맑은 날이 이어지면서 강력한 햇빛으로 광화학반응이 일어나면 오존주의보가 발령되기도 한다.
대기오염 조건
산업현장에서는 연중 공장이 가동되고 도로에는 항상 수많은 자동차로 뒤덮여 있지만, 어떤 날은 쾌청한 파란 하늘을 볼 수 있는가 하면 또 어떤 날은 하늘이 뿌연 것을 볼 수 있다. 이는 대기오염이 오염원에 의해서만 발생하는 것은 아니라는 것을 잘 보여 준다. 공장과 자동차에서 오염원이 배출된다고 하더라도 배출되는 오염물질이 널리 확산되어 사라진다면 대기오염을 겪지 않을 수 있다. 즉, 그만큼 대기오염에는 대기조건과 지형 등이 크게 영향을 미친다. 세계적인 대기오염 사건은 대부분 공기 이동이 활발하지 않을 때 발생하였다. 공기가 쉽게 이동하기 어려운 지형 조건을 갖추고 있거나 대기가 쉽게 이동하지 않는 기압계의 영향을 받을 때 대기오염이 가중될 수 있다.
중국의 베이징을 비롯하여 내륙의 도시가 대기오염으로 악명이 높은 것에는 최근의 급격한 산업화 및 도시화도 한몫을 하지만, 그에 못지않게 지형 조건도 중요한 역할을 한다. 대기오염도가 높은 중국의 도시는 대체로 높은 산지로 둘러싸인 분지를 이루고 있어서 공기가 순환하기 어려운 지형 조건을 갖추었다. 분지에 발달한 도시에서 자동차, 공장, 난방시설 등에 의해 배출되는 오염물질이 외부로 빠져나가지 못하기 때문에 오염물질이 점차 누적되면서 대기오염도를 악화시킨다. 그러므로 해안이나 넓은 평원보다 분지에 오염원이 있을 경우 대기오염이 더욱 심하다.
지형 조건과 더불어 대기의 정체는 대기오염을 더욱 가중시킨다. 장기간 기압계 이동이 없으면서 이동성 기압의 영향을 받는 곳은 대기오염에 노출되기 쉽다. 이동성고기압의 영향으로 바람이 약하면서 날씨가 맑은 밤에는 복사냉각이 빠르게 일어나 기온역전이 발생하기 쉽다. 기온역전이 일어나면 공기가 상하로 순환하지 않으면서 안정된 상태를 유지한다. 이럴 때 오염물이 배출되면 멀리 확산되지 못하고 대부분 오염원 가까이에 집적한다.
1952년 12월, 런던에서 발생하였던 대기오염 사건은 대기 안정에 의한 대표적인 사례이다. 추위가 이어지면서 석탄에 의한 난방이 증가하여 오염물질인 황산화물이 다량 배출되었고, 이동성고기압이 장기간 정체하면서 무풍 상태가 이어져 기온역전이 강하게 발달하여 짙은 안개 속에 대기오염이 가중되었다. 우리나라에서 대기 중에 미세먼지 농도가 높은 날도 이동성고기압의 영향을 받으면서 바람이 약하여 기온역전이 발달하기 쉬운 날과 대체로 일치한다.
런던의 대기오염 사건과 달리 일명 LA형 스모그로 불리는 광화학 스모그는 광화학반응으로 대기 중에서 이차적으로 생성된 오존에 의한 것이다. 상층에 분포하는 오존은 자외선을 차단해 주지만, 지표면 가까이에서 생성된 오존은 인간에게 해로울 수 있다. 석유제품을 많이 소비하고 고온의 맑은 날씨가 이어지는 도시에서 발생하기 쉽다.
참고문헌
