대기오염의 정의
우리나라에서는 대기오염을 환경오염에 포함시켜 다루고 정의하고 있습니다. 종합하여 볼 때 대기 중의 오염 물질인 매연, 먼지, 가스 및 악취 등이 사람의 보건위생에 위해를 주며, 또는 인간생활에 밀접한 관계가 있는 재산과 동식물 및 그 생육환경에 해를 미칠 정도로 어떤 지역에 단위용적당 다량으로 존재하는 상태가 되는 현상으로 정의할 수 있습니다.
대기오염물질
1차오염물질
발생원에서 직접 대기 중에 방출되는 오염물질로 이들은 대량의 이산화탄소와 불완전연소로 인한 일산화탄소 및 유기성 가스를 방출합니다. 황산화물은 안개가 많이 끼고 습도가 높을 때 폐기종, 기관지염, 폐렴 등의 호흡기 질환의 발병률이 높으며 산성비, 건물부식, 사정거리감소와 같은 악영향을 줄 수 있는 물질입니다. 질소산화물은 중유, 가솔린 등이 고온, 고압에서 연소d할 때 공기 중 질소가스가 산소와 반응하여 생성됩니다. 눈에 대한 자극은 없지만 피해증상은 황산화물과 비슷합니다. 질소산화물은 독성이 강한 기체로 폐포를 자극하여 호흡기 장애를 유발합니다.
일산화탄소는 산소 공급이 부족하여 불완전 연소로 발생하는 기체입니다. 조직의 저산소증을 초래하며 중추신중계 기능을 저하시킵니다. 연료 연소과정이나 자연적으로 발생하며 대기 중에서 태양광선에 의한 광화학반응으로 2차 오염물질을 생성합니다. 눈과 상기도 점막 자극, 폐기능 저하 등의 증상을 일으킵니다.
2차오염물질
질소산화물, 탄화수소 등의 대기오염물질이 공기 중에 배출되어 광화학반응을 일으켜 발생되는 물질을 2차 오염물질이라고 합니다. 오전, PAN, 알데히드 등이 있습니다. 오존은 무색의 자극성 기체로 눈, 목 등의 자극증상과 폐렴, 폐부종 등을 유발시킵니다. 유기성 오염물질인 PAN은 대기 중에 존재하는 오존이 광화학 반응을 일으켜 생성되며, 눈에 통증을 일으키고 식물에 피해를 줍니다.
대기 중에 자동차에서 배출되는 질소산화물과 탄화수소가 강한 자외선과 반응하여 생성되는 2차 오염물질인 광화학스모그는 기상과 지형조건에 의하여 확산되지 못하고 지역적으로 정체되었을 때 발생하는 대기오염현상입니다. 복사성 기온역전으로 야간에는 복사열이 적어 지표의 온도가 위의 공기보다 먼저 냉각되므로 위의 공기보다 아래 공기가 차가워져서 지표 가까이의 공기가 정체되어 발생하는 것이 런던형 스모그입니다. 공장에서 석탄을 사용하면서 배출된 황산화물에 발생하였으며 주로 호흡기계를 자극하는 증상이 나타납니다.
침강성 기온역전으로 고기압의 영향으로 고공의 공기가 침강하여 1000미터 높이에서 따듯한 공기 층을 형성함으로써 기온 역전이 발생하면서 저지대 공기가 정체됩니다. 자동차 배기가스 및 석유에서 배출된 2차 오염물질에 의해 발생하는 로스엔젤레스형 스모그는 주로 눈을 자극하는 증상이 나타납니다.
대기오염사례
벨기에의 동쪽에 수도 리그시가 있고 그 옆에는 뮤즈강이 흐르며 강 유역의 뮤즈 계곡에는 24km에 걸쳐 제출공장, 화력발전소 등이 건설되어 공장굴뚝 높이는 대체로 50~60미터였습니다. 1930년대 전국이 고기압 세력에 있을 때 뮤즈강 유역은 짙은 안개가 끼고 대기가 안정적이었습니다. 기온역전으로 배출된 매연 (아황산가스, 황산연무, 금속산화물, 불화수소 등) 오염물질은 안개와 흡착하여 황산연무를 생성하고 정체 축적되었습니다. 이를 흡입한 뮤즈 계곡 내 주민들이 급성 호흡기자극성 질환으로 60여명이 사망합니다.
인구 14,000명의 소도시인 도노는 계곡에 위치한 공업도시로 많은 산업시설들이 밀집되어있씁니다. 평상시에도 이른 아침을 제외하고는 늘 짙은 안개가 계곡을 덮고 있었습니다. 때에 따라서는 온종일 짙은 안개가 반복되던 1948년 대기 안정 상태가 지속되면서 각 공장에서 배출된 여러 종류의 유해가스와 매연, 증기 등이 기온역전으로 안개와 함께 대기 오염을 가속시켜 18명이 급성 호흡기 질환으로 사망하게 됩니다.
미국서부 해안분지인 로스앤젤레스는 연중 해안성 안개와 기온역전이 발생하였습니다. 1954년 자동차 보유가 급증하면서 이로 인해 배출된 질소산화물고 탄화수소가 강렬한 자외선에 의해 오존 등 광화학적 산화물질을 생성하여 많은 사람들에게 눈, 호흡기 계통에 피해를 주었습니다. 이러한 현상은 원인을 모른 채 10여 년간 지속됩니다.
1986년 4월 우크라이나의 체르노빌 원자력발전소 4호에서 발생한 원자력발전 사고는 핵 폭주로 순식간에 노심이 격납 건물마다 터져 올라와 엄청난 양의 방사성 물질을 방출하였습니다. 엄청나게 많은 주민이 피폭 후유증에 시달리고 있고 유럽도 심하게 오염되었습니다. 특히 식품의 방사능 오염은 장기간에 걸쳐 사망자와 피해자를 낳고 있습니다.
인체에 대한 피해
온실효과로 지구 온난화를 초래하며 오존층의 파괴와 산성비 등 지구 환경에 영향을 미치고 있습니다. 자극성에 기인하여 호흡기와 눈에 나타나 주로 만성기관지염, 기관지천식, 폐기종, 진폐증, 폐암, 인후두염, 시야장해, 악취, 불퇘감, 심리적 영향을 주며, 급성은 기온 역전에 의해서 런던스모그와 같이 많은 사망자를 내는 경우도 있습니다.
동식물의 피해
식물에 대한 영향으로는 분진은 광합성 작용이나 성장에 악영향을 미칩니다. 오존은 잎 끝의 검은 반점을 만들며 이산화항, 하프늄, 불소 등은 성장을 지연시키고 잎을 고사시킵니다. PAN은 잎 하단이 청동색으로 변하고 생육을 지연하며 염소는 변색이나 위축을 일으킵니다. 불소화합물을 가축이 섭취하면 불소증에 걸리는 경우도 있으며 식물은 매연이나 유해가스에 대해 동물보다 더 예민합니다.
기상에 미치는 영향
공장, 화력발전소, 교통기관 등에서 배출되는 황산화물, 질소산화물, 탄소산화물들이 대기 중에 떠있다가 황산, 질산, 탄산 등으로 변하여 비에 섞여서 pH5.6 미만의 산성비가 되어 내리면 호수나 하천을 산성화하여 담수생태계를 파괴하고 농작물과 산림에 큰 피해를 주며 또한 부식성이 강해서 금속류나 석조건축물을 손상시킵니다.
분무기나 냉장고, 에어컨 등의 냉각장치에서 발생되는 프레온가스 등에 의해 자외선 차단효과가 있는 오존층이 파괴되어 태양광선 중 자외선 차단효과를 떨어뜨려 피부암과 결막염을 유발시킵니다. 공기 중의 이산화탄소는 복사열의 흡수량이 매우 커서 이산화탄소가 증가하면 태양열의 흡수량이 커져 지표면의 온도가 상승합니다. 그로 인한 세계기후 변화와 빙하가 녹아 해수면이 30~40미터 상승하여 도시가 침수하는 등 자연환경을 파괴하게 됩니다. 엘니뇨 현상은 열대 동태평양 적도 부근 해수면의 온도가 5개월 이상 상승하는 현상으로 가뭄, 홍수, 폭설 등의 기상이변을 가져오는데 우리나라도 이미 엘니뇨로 인한 서해안 침수, 남해안의 적조 현상이 나타났었습니다. 북한의 이상고온, 가뭄, 병해충의 조기발생으로 인한 농작물 피해 등으로 식량난을 맞이하기도 하였습니다.
그 밖에 연료 소비 증가로 막대한 양의 열 방출과 건물 및 시가지의 축적된 열이 도시지역을 가열하는 열섬효과와 시정저하, 일광 차단 등을 가져오며 이산화황은 금속류를 부식시키고 광화학 스모그의 발생은 고무제품을 상하게 하여 경제적 손실을 가져옵니다.
대기오염의 방지대책
발생원에 의한 대책으로 연료의 탈황과 대기오염 방지시설의 확추으 감시체제의 정비, 방지기술의 향상과 보급 등이 있으며 공공기관의 대책으로는 대기오염에 대한 측정기술의 개발과 도입, 지도, 계몽활동, 방지교육 및 법적규제 대체, 오염자의 비용부담원칙의 적용과 대기오염 감시의 확충, 공업지대의 입지선정시에는 사전조사와 같은 합리적인 도시계획을 하는 방법 등이 있습니다.
발생원에 대한 대책
연료대책에 있어서는 오염물질을 적게 배출하는 연료를 사용하는 방법으로 연료 또는 원료를 사용시 저유황유를 사용하고 이를 위한 탈황시설을 확충하며, 엘피지, 엘엔지 등의 액화연료를 사용합니다. 생산과 소비과정에서 연료의 소비를 절감할 수 있도록 오염물질을 최소화시킬 수 있는 생산기술의 혁신과 열관리의 공정개선이 필요합니다.
공장의 입지는 지리적, 기상학적 조건을 검토하여 확산, 희석될 수 있는 위체이 선정하고 자원의 회수와 재이용 질소화합물, 황산화물, 탄화수소, 기타 유해가스의 발생이나 배출방지를 위한 시설투자와 기술개발을 통해 광학적 스모그 현상을 억제하며 대체연료 이용과 도포포장 확장 등을 통한 배기가스의 배출량을 감소시키고 저유황류를 사용하는 교통기관으로 대체하여야합니다.
공공기관의 대책
인구의 도시집중 방지를 위한 합리적인 도시계획을 실시하며 주거지역내 위치한 공해산업을 이전시키고 오염물질을 유발하는 산업을 억제하거나 오염물 배출방지시설을 의무화하여야 합니다. 대기오염 물질의 관측, 감시와 지역에 알맞은 환경기준 설정과 대기오염방지에 관한 교육과 계몽활동을 강화하여야 합니다.
