반응가스
의 의
광화학 반응에 의한 오존과 에어로졸 생성에 전구물질 * 역할을 하여 대기오염뿐만 아니라 기후와의
상호관계에 깊이 관여한다. 다른 가스상 물질들과 결합력이 좋아 대기 중 체류시간이 짧다.
일차 오염물질과 이차 오염물질로 나뉘는데 배출원에서 바로 나온 것을 일차 오염물질, 배출된
이 후 대기 중에서 다른 화학반응으로 새롭게 생성된 물질을 이차 오염물질이라 한다.
종 류
지표오존(O3), 일산화탄소(CO), 휘발성유기화합물(VOCs), 질소화합물(NOx, NOY), 그리고 이산화황(SO2)등이 있다.
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일산화탄소
생성 및 기후변화에 미치는 영향
- 일산화탄소(CO)는 OH 라디칼*과의 반응으로 이산화탄소, 메탄 등 온실가스 농도를 변화시켜 지구온난화에
영향을 미친다(IPCC, 2013).
- CO 농도는 북반구의 인위적인 오염원 배출로 인해 남반구에 비해 북반구에 높게 분포하며, 계절 변화의 폭도 북반구가 크고 남반구는 계절변화가 북반구와 반대이면서 그 폭이 좁은 것으로
나타났다. CO의 농도는 점차 증가하고 있으며 이는 주로 엘니뇨 동안 발생한 생체 소각(biomass burning)으로 인한 배출이 주요 원인 중 하나이다. CO는 대기 내 수명이 계절이나 지역에 따라
10일에서 일 년 이상임. 탄소 연료 연소의 주요 추적자
이며 대기의 강력한 산화제인 OH 라디칼의 흡수원이기도 하여 GAW의 핵심 항목으로 관측되어 왔다.
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질소산화물
생성 및 기후변화에 미치는 영향
- 질소산화물(NOx)은 O3의 전구물질로 광화학반응을 포함한 대기화학 반응 과정에서 CO2의 생성에 관여한다. 질산염을 포함하는 에어로졸의 전구물질로 작용하여 간접적으로
음의 복사강제력을 발생시키고, CH4와의 반응으로 성층권H2O에 영향을 미친다(IPCC, 2013).
- 그러나 NOx는 반응성이 높아 대기 내 수명이 짧고, 지역에 따라 고르지 않게 분포하며 가스상 뿐만 아니라 에어로졸과도 상호 작용을 하므로 기후에 미치는 순 영향을 파악하기 어렵다.
- NOx는 자연적으로 대류권 상층에서 번개에 의해 생성되기도 하고, 토양, 식물 등의 질산염에서 광화학 활동으로 발생되기도 한다. NOx는 인위적으로 발전소, 석유계 자동차, 선박,
항공기 등에서 화석연료를 고온 연소와 산불, 산림 벌채 등의 저온연소에서 발생한다. NOx는 낮 동안의 빠른 광화학 반응으로 O3과 OH 라디칼의 농도를 조절하고 밤에 광화학 반응이 없는
야간 화학의 주요성분(예, N2O5)을 생성하는데 관여한다.
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이산화황
생성 및 기후변화에 미치는 영향
- 이산화황(SO2)은 황산(H2SO4)의 주요 공급원이며,
수증기(H2O)와 오존(O3)과 반응하여 황산을 생성한다.
황산은 산성비를 유발하거나 새로운 입자를 형성하는데 결정적인 역할을 한다.
- SO2는 주로 산업공정, 발전소, 화산 분출 등에서 발생하며 지역 오염이나 화산 영향의 좋은 지시자이다. 이산화황(SO2)은 화학반응을 거쳐 황산염 에어로졸을 생성하는데
이는 태양빛을 산란시켜 지구 냉각화에 기여한다(IPCC, 2013).
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지표오존
생성 및 기후변화에 미치는 영향
- 지표오존(이하 지표O3)은 직접 배출원이 없고 대기 중에서 전구물질들의 광화학 반응에 의해 생성된다. 특히, 인위적인 배출로 인한 질소산화물(NOX)과 휘발성유기화합물(VOC)의 농도가
높고, 기온이 높고, 일사량이 클수록 많이 생성된다.
- O3은 강력한 산화제로 사람의 호흡기에 영향을 주고 식생의 성장과 광합성 활동을 저해하여 CO2 흡수를 방해하며,
화학반응 과정에서 Ch3와 반응하는 등 간접적으로 기후에 영향을 끼친다.
- 경제 성장과 산업 구조의 고도화에 따른 인구 증가와 오염물질 배출량 증가로 인해 대기 중 지표오존농도가
지속적으로 증가 추세이다.
- 온실효과를 일으키는 온실가스 중 하나로 대류권 O3의 복사강제력은 0.40±0.20 W/m2이며
이는 CO2와 Ch3 다음으로 큰 값이다(IPCC, 2014). 생성하는데 이는 태양빛을 산란시켜
지구 냉각화에 기여한다(IPCC, 2013).
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