대기오염

제6장 대기오염

6.1 환경오염의 발생

환경에 버려야 할 폐기물은 산업활동의 각단계 즉 원료물질의 획득, 제품의 생산, 사용 그리고 폐기로 인해 생긴다.

오염(pollution)이란 대기, 수계 또는 토양에 통상적으로 발견되지 아니하는 어느 물질 또는 열이 유입되거나 혹은 정상적인 존재범위를 초과하여 유입되는 것이다.

산업오염은 제조업자가 모두 책임을 져야할 사항이 아니고 그 제품을 소유, 사용 또는 폐기하는 산업사회 전체 구성원이 책임분담을 해야 한다.

6.1.1 왜 인간은 오염을 시키는가?

첫째, 기본적인 원인은 인간은 한가지 목표에 집중하려는 것이다. 사업가 또는 소비자로서, 개인 또는 집단으로서 인간들은 하나의 좁은 목표 달성을 추구하면서 다른 것들은 그대로 내버려두는 경향이다.

둘째, 인간은 개인으로서 오명을 받아들이는데 너무 관용적인 태도를 취하고 있다.

6.1.2 오염에 대한 관용적 태도의 배경

  1) 한계수준

   인간은 토상적으로 오염물질이라 하더라도 어느 농도수준, 즉 한계수준 이하에서는 환경에 아무런 악영향을 미치지 아니할 것이라고 가정하고 있다.

  2) 희석

   오명물질은 공기 중 또는 수계에 쉽게 혼합되어 한계수준 이하로 희석되어질 것이라고 가정하고 있다.

  3) 동화

   오염물질은 지구의 자연적인 생물학적순환 혹은 지구화학적 순환과정 속으로 다시 들어가 흡수 동화 될 것이라고 가정하고 있다.

  4) 고형폐기물의 부동성

   고형폐기물은 매립한 장소에 계속 머물러 있을 것이라고 가정하고 있다.

  5) 사고는 발생하지 않을 것이다.

   인간은 모든 산업활동을 하면서 사고는 일어나지 않을 것을 가정하는 경향이 있다.

6.1.3 가정의 한계

  1) 과잉발생

   인구가 증가하고 물질의 풍요가 증대됨에 따라 인간은 자연생태계에서 발견되는 양보다 훨씬 많은 양의 폐기물질들을 배출한다.

  2) 신화학물질

   화학공업의 발달로 생긴 신화학물질 중 많은 것들은 자연 생태계내에서 생산되지 않는 것이어서 자연은 그들을 분해시키지 못하여 결국 축적되어진다.

  3) 동화능력의 감소

   토양미생물은 아황산가스, 일산화탄소, 에틸렌 등을 매우 효율적으로 동화시킨다. 그리고 산림은 대기오염물질들을 제거하는데 효과적이다. 그러나 인간이 살고 있는 도시에는 이러한 것들이 거의 없다.

6.2 대기오염

6.2.1 대기오염의 역사

   대기오염은 연기로 가득찬 동굴에서 살던 원시생활인도 대기오염의 문제를 가졌었다. 대기오염 규제법은 처음 에드워드와 1세가 1273년 제정하였다.

6.2.2 주요 대기오염물질과 그 영향

   여러가지 무기가스, 유기화합물, 무기금속물질, 그리고 검댕등이 화력발전소 가정난로, 폐기물소각시설, 자동차 등에서 대기중에 버려진다. 이러한 물질들은 인체건강에 피해를 주고 동식물의 피해를 주기도 한다.

6.2.3 도시대기의 희석제한

   바람과 공기의 상승작용은 오염물질을 씻어보내어 다량의 주위공기와 혼합 희석시켜서 오염문제를 감소시킨다. 그러나 이러한 공기의 흐름은 항상 나타나지 않는다. 온도 역전 상태 아래서는 찬 공기는 지상에 있고 따뜻한 공기는  그 위에 있다. 이러한 조건은 보다 밀집된 찬 공기가 따뜻한 공기층 밑에 유입하게 되는  한냉전선의 흐름에 따라 조정된다. 온도역전에 따라 따뜻한 공기의 상층부 이동은 봉쇄되어 오염물질은 지상부에 머물러 있는 찬 공기층에 머물르게 된다.

6.2.4 상승작용

상승작용은 두 가지 이상의 물질이 작용하여 개개의 효과를 합한 것 이상으로 어떤 효과를 가져오는 것을 말한다.

  1) 광화학 스모그

   광화학 스모그를 생산하는 범인은 자동차이다. 수소와 탄소로 만들어진 탄화수소 분자인 가솔린을 태웠을 때 불완전 연소되면서 여러 종류의 진소산화물과 일산화탄소가 생기고 연료에 유황이 함유된 경우에는 아황산가스가 안티노크제가 첨가된 경우에는 납이 방출된다. 햇빛은 이들 작용에 에너지를 공급한다. 이러한 오염물질로 부터 생성된 연무를 광화학스모그라 한다.

  2) 미세입자

   상승작용은 어떤 종류의 연료를 연소시키거나 또는 쓰레기를 소각시킬 때 발생되는 검댕 혹은 연기의 미세입자에서도 발생한다. 이들 입자들은 기본적으로 비활성탄소로 구성되지만 너무 작기 때문에 이들은 대부분의 여과시설을 통과하여 오랫동안 공기중에 떠있게 되어서 납, 탄화수소, 유황, 질소산화물 등의 잠재적인 흡착물질이 된다.

6.2.5 광역적 영향

   오염이 도시에서 일어나서 그 영향이 더욱 넓은 지역에 확산되고 있다.

  1) 아황산가스와 산성비

   동식물에게 유해한 가스인 아황산가스는 석탄을 태우는 화력발전소에서 주로 배출된다. 독성물질을 피하기 위하여 산업체들은 더 높은 굴뚝을 세워서 가스를 확산시킴으로서 아황산가스를 확산시키려 하고 있다. 아황산가스는 공기 중에 머물면서 공기중의 산소와 수증기가 함께 작용하여 황산을 생성한다. 질소산화물도 아황산가스와 유사한 과정을 거쳐 질산을 생성한다. 이러한 산을 함유한 비는 산성비라 불린다. 산성비의 장기적 영향 중 가장 무시 못할 것은 물과 토양의 수소이온농도를 점차 낮추는 것이다. 수소이온농도가 점점 낮아지면 토양으로부터 영양물질을 용탈 시킨다. 이것은 토양비옥도에 상당한 손실을 초래하는 것이며 결국은 생산성 감소에 영향을 미칠 것이다.

  2) 대기오염과 식물성장

대기오염은 눈에 보이는 피해나 비정상적인 증상이 나타나지 아니한 상태에서 식물생장의 감소에 영향을 미치고 있다.

6.2.6 전지구적 영향

어떤 폐기물질들이 공기 중에 버려지면 전 지구에 영향을 주기도 한다.

  1) 오존층

낮은 대기층에서 생성된 오존은 식물과 동물에 독성이 강한 오염물질이다. 동시에 성층권에서는 절대적으로 필요한 물질로써 자외선을 막아주는 차단막의 역할을 한다.

낮은 대기층으로부터 성층권으로 서서히 스며들어간 어떤 오염물질은 오존층에 악영향을 준다. 특히 염소원자들은 오존의 분쇄에 촉매작용을 한다. 촉매제로서 염소 한원자는 그 자신은 변화되지 아니하고 반복적으로 분쇄작용에 참여할 수 있으므로 수백 만개의 오존분자들을 분쇄시켜서 자연의 오존균형을 깨트릴 수 있다. 성층권에 도달하는 염소의 주요 발생원은 에어로졸 캔의 충진제로 쓰이는 프레온(CFCl3)등 염화불화탄소화합물이다. CFCl3는 적당한 압려하에서 액상이며 상대적으로 무독성이고 비활성적이다. CFCl3에 의해 오존층이 파괴되면 자외선의 투과율이 높아지고 피부암의 증가외에도 지상의 생태계에 많은 영향을 줄 것이다.

  2) 오염과 기후

입자상물질과 이산화탄소는 지구 표면에 그리고 지구 표면으로부터 복사되는 에너지에 현저한 영향을 준다. 그리하여 그것들은 전반적인 온도를 경정하므로서 기후를 결정하는 주요 인자들이다.

입자상물질은 빚을 반사하여 지구에 더 적은 에너지가 가게 한다. 빛은 구름의 상층표면, 연무층, 먼지 등에 의해 반사된다 따라서 입자상 물질이 많을 수록 반사량은 많고 지구 표면까지 도달하는 에너지는 적으므로 서늘한 온도가 된다. 이산화탄소는 지구 에너지균형의 반대적 영향을 미친다. 대기중의 이산화탄소는 빛을 통과시키지만 그것을 흡수하므로 적외선으로의 통과를 막아버린다. 이것은 빛이 내부로 들어올 수 있지만 거꾸로 나가기는 매우 어렵다는 것을 의미한다. 대기중에 이산화탄소가 많으면 많을 수록 열의 외부방출은 더욱 봉쇄되어 온도는 더욱 증가할 것이다. 이것을 온실효과라 부른다.

  온실효과에 영향을 미치는 요인은 이산화탄소뿐 아니라 불황염화탄소, 메탄가스, 산화질소 등도 대기의 온실효과를 일으키고 있다.

6.2.7 오염기준 지표

   환경기준은 통상적으로 인간에 아무런 위해 없이 허용될 수 있는 어떤 오염물질의 함유 정도를 말하는 것으로 이는 규제기준이 아니라 환경행정의 목표치로서 활용되고 있다. 일정 도시의 대기의 질을 설명할 때 환경기준과 비교하여 가장 높은 수준을 나타내는 오염물질의 함유량의 상대치를 인용한다.

6.2.8 실내 공기오염

가정과 사무실도 상당한 대기오염물질을 함유한 것으로 알려지고 있다. 증가하는 실내 공기오염이 무기력, 생산성감소, 만성정맥동염, 두통 또는 기타 질병을 초래할 수 있음을 의심하고 있다.

  1) 흡연

담배연기는 유해한 타르와 니코틴 외에 모든 주요 오염물질들을 많이 함유하고 있으며 그 농도 또한 심히 오염된 공기보다도 수백배 이상이다. 흡연의 건강 위해 영향으로는 폐암, 기관지 천식, 심장병 등이 알려졌다. 실내에서의 흡연은 비흡연자에게 상당한 피해를 준다.

  2) 석면

석면은 천연적으로 생산되는 유일한 섬유상의 광물질로서 주성분은 규산마그네슘으로 이루어져 있는데 석면은 열에 아주 강하고 솜같이 부드럽고 또한 화학약품에 저항성이 강할 뿐더러 전기에 절연성이 있고 마찰력이 강한 특성이 있다. 석면제품에서 나오는 미세한 석면섬유에 장기간 노출되면 석면폐, 중피종, 폐암 등이 유발된다고 확인되고 있다.

  3) 라돈

라돈은 대기, 토양, 암석, 콘크리트, 벽돌 및 지하수에서 발견되는 방사능물질중의 하나이다. 붕괴생성물이 납등 금속물질이 호습기관을 통하여 들어와 기도에서 흡수되고 기관지 상피게포 및 폐에 축적되어 피해를 준다.

  4) 납

심한 신장질환 또는 신경계 질환이 유발될 수 있다.

  5) 유리섬유

 암유발 가능성이 있고 호흡기 질환, 피부자극 등과 관련이 있다.

  6) 살충제

살충제의 주성분인 디디브피는 신경독성과 발암성이 의심되는 물질이다.

  7) 취미용품

증금속은 페인트와 도자기 광택제의 주요 성분이다. 수은과 카드뮴이 위해를 준다.

  8) 프라스틱류

프라스틱제품들은 발암성물질로 알려진 염화비닐과 염화포리비닐을 함유하고 있다.

  9) 방향제와 소독제

방향제는 위해한 화학물질을 함유하고 있는데 중추신경계, 간, 신장 등에 영향을 주는 크레솔을 함유하고 있는 것도 있다.

  10) 오븐과 배수관의 세정제

세정제는 강알카리성 물질을 함유한 세척제이다. 따라서 과다사용으로 매우 위해할 수 있다.