E D R , A S I H C RSS

광화학 스모그

last modified: 2014-06-06 08:33:57 by Contributors

光化學Smog
photochemical smog

Contents

1. 개요
2. 발생 원인과 과정
3. 해결
4. 관련사건


1. 개요

석유 연료가 연소된 후, 이후 을 받아서 화학 반응을 일으키는 과정을 통해 생물에 유해한 화합물이 만들어져서 형성되는 스모그이다. 미국 로스앤젤레스 시에서 최초로 발견되어 LA형 스모그라고도 한다. 환경오염을 일으키기 때문에 자동차 배기가스를 줄이는 등의 방법을 통해 예방해야 한다. 백금 촉매가 각광을 받는 이유가 괜히 있는게 아니다.

석탄이 원인이었던 런던형 스모그와는 구별되며, 이 때문에 런던형(아황산가스)이 외향적인 흐린 하늘로 대변되는 개발도상국의 상징이라면 광화학 스모그는 선진국의 상징이 되었다. 물론 선진국형이라는건 어디까지나 보이지 않아서 좀 암울도가 덜하다는 것 뿐 심각한 환경 문제이다. 2000년대 들어서 그래도 좀 잡히는 것 같은게 다행.

2. 발생 원인과 과정

광화학스모그는 자동차나 공장의 배출가스 중에 포함된 질소산화물(NOx)과 탄화수소(HC)가 태양광선을 받아 유독물질인 PAN(peroxyacetyl nitrate - 과산화아세틸 질산화합물)과 광화학 옥시던트(Ox - 산소계 분자) 등을 형성하여 생기며, 이 중 PAN이 공기 중에 떠다니며 수증기와 함께 짙은 안개를 형성한다. 한편, 배기가스 중의 SO2(황산가스, 이산화황)는 공기 중에서 오존(O3)과와 반응하여 삼산화황(SO3)을 만드는데, 이것은 수증기와 반응하여 황산(H2SO4)의 작은 입자로 되었다가 산성안개산성비로 되어 지상에 떨어져 특히 식물에 큰 피해를 입히며, 인체의 경우에는 이나 점막을 자극하여 흡곤란을 가져온다.

보다시피 빛(자외선) 때문에 일어나는 화합반응이므로 일사량이 많고 고온이면서 바람이 약한 날 나타난다. 상승기류가 적어야하므로 전층이 있으면 좋고, 분지면 아주 직빵이다. 로스엔젤레스가 딱 이 케이스. 우리나라 서울의 경우 5, 8월에 잘 나타난다. 특히 한반도기압 전면에 있고 남서쪽에서 기류가 유입될 때 이와 비슷한 선진국형인 광화학 스모그가 관찰되고 있다.

3. 해결

일단 원인이 되는 질소산화물 NOx를 제거하는 방법이 대표적이다. 질소산화물의 생성방식은 휘발유를 태우는 고온의 가솔린 엔진 등에서 공기중에 풍부한 질소산소와 결합하는 것이다. 대강 생각해도 공기는 약 4/5의 질소와 1/5의 산소로 이뤄져있으니, 아무리 확률이 낮더라도 어느정도 이상은 NOx가 생길 수 밖에 없다. (아예 아황산가스가 문제인 런던형보다는 적어서 망정이지.[1]) 탄화수소를 만드는 불완전연소 역시 문제였다.

그래서 그 해결이 "촉매 전환 장치"다. 귀금속 백금로듐을 쓴 이 장치는 값이 비싸다는 흠을 제외하면 유해 가스 배출량을 10분의 1∼40분의 1 정도로 줄일 수 있다. 대신 이 때문에 망한게 을 사용한 유연휘발유[2](1992년). 이후 에테르계의 MTBE(메틸 3가 부틸 에틸)를 7% 쓴 무연 휘발유가 나왔으나 이것도 다른 환경오염(지하수 오염)을 일으키면서 2001년부터 사용금지 크리가 걸렸다.[3] 아직은 에탄올이 대체제인 상황.

경유를 쓰는 디젤 기관의 경우 역시 백금을 쓴 디젤산화촉매(DOC)를 쓴다. 플라스마 반응기를 사용하기도 한다.

이 때문에 아예 하이브리드 카전기자동차, 수소 자동차 등으로 문제를 해결하는게 궁극적인 해결방법으로 여겨지고 있다. 그러므로 그전까지는 대중교통을 애용하도록 하자.

다만 발전소, 제련소나 일반 연소 작업처럼 질소산화물과 탄화수소가 발생할 곳은 아직도 널려있다는게 문제.

4. 관련사건

  • 미국의 로스앤젤레스에서는 1943년경부터 맑은 날씨에 안개가 발생하는 새로운 스모그 현상이 나타나기 시작했다. 이 스모그에 의하여 눈의 자극, 식물낙엽현상, 좋지 못한 냄새, 가축, 농작물 피해, 고무의 균열 등의 피해가 생겼다. 이 현상에 대해서는 10년이 지난 1956년경에 와서야 산화질소탄화수소의 광화학적 반응에 의한 것이라는 설이 정설로 확인되었다. 하지만 이후로도 근 3~40년이 넘도록 해결이 안 됐다. 무려 주민의 83%가 고통을 느꼈다는 통계가 있다. #
  • 일본에서는 1970년 7월 18일, 첫 광화학 스모그가 발생했다. 도쿄 스기나미 구의 고등학교에서 체육 수업을 받던 학생들이 갑자기 눈의 통증이나 두통 등을 호소하며 쓰러졌으며, 40여명이 병원으로 실려갔다고 한다. 이에 일본에서는 7월 18일을 '광화학 스모그의 날'로 지정했다고.
  • 1980년대 말부터 1990년대 초 멕시코시티한국에서 다발적으로 보도되었다. 한국은 1987년이 시초.
----
  • [1] 사실 오존도 그렇고 이 과정에서 생기는 물질 치고 좋은거 하나 없다.
  • [2] 연소 과정에서 발생하는 납 미립자가 촉매 변환 장치에 손상을 입히기 때문에 촉매 변환 장치가 탑재된 차량에 사용해서는 안 된다.
  • [3] # 1996년 동아일보기사를 보면 세월의 변화가 느껴진다.
Valid XHTML 1.0! Valid CSS! powered by MoniWiki
last modified 2014-06-06 08:33:57
Processing time 0.0836 sec