강수화학
강수화학
‘새콤한 비’가 무섭다?
서울 종로 탑골공원에 가면 유리 보호각에 들어있는 원각사지 십층석탑(圓覺寺址 十層石塔)을 볼 수 있다. 이 탑을 유리 보호각에 넣은 이유는 여럿이지만, 그 중 하나가 산성비로 대리석이 부식되는 것을 막기 위해서라고 한다. 서부 유럽에서는 산성비로 훼손된 문화재를 많이 볼 수 있는데 흔히 대리석으로 만들어진 유적의 피해가 크다고 한다.
일반적으로 pH 5.6 이하의 비를 산성비라고 정의하는데, 이때 pH는 용액 중 수소이온 농도의 음의 대수 값으로 나타낸다. 산성비는 1960~1970년대 유럽과 북동 아메리카 지역에서 주요한 환경문제로 대두되었다. 산성비의 피해는 문화재나 건물의 부식, 토양이나 호수의 산성화, 산림의 파괴 등으로 다양하고 넓게 발생한다.
산성비
- 산성비란 말 그대로 산성을 띤 빗물로, 빗물의 pH가 정상(5.6)보다 낮을 때를 말하며, 자연 상태에서 오염되지 않은 빗물의 경우에도 이산화탄소(CO2)가 빗물에 녹아 있기 때문에 빗물에 포함된 수소이온의 몰 농도는 pH 5.6이다.
pH = -log[H+] = 5.6
- 대기 중 이산화황(SO2)과 질소산화물(NOx) 등이 물과 반응하여 황산과 질산 등의 산성 물질이 되고, 빗방울과 섞여 지면으로 떨어진다.
<산성비에 부식된 철근과 석상>
[출처: (cc) Anna Frodesiak at Wikimedia.org]
<산성비에 부식된 철근과 석상>
[출처: (cc) Nino Barbieri at Wikimedia.org]
강수화학
- 대기 중에 부유하는 가스상, 입자상의 물질이 비, 눈, 안개 등에 의해 지상에 낙하 또는 침착하여 떨어진 강수를 시료로 이용하여 화학성분을 분석하는 것을 말한다. 지구대기감시 강수화학 분야에서는 강수의 산성도, 전기전도도, 이온 성분 등을 측정한다.
건성침적
- 대기 중의 가스상·입자상 물질이 확산, 흡착, 충돌, 중력낙하 등에 의해 지면에 도달하는 과정이다.
습성침적
- 대기 중에 가스상·입자상 물질이 강수(비, 눈, 우박 등)에 의해 제거되는 과정이다.
총대기침적
- 세계기상기구(WMO) 지구대기감시(GAW) 프로그램의 한 분야인 총대기침적은 습성 및 건성 침적의 조성을 파악하는 것으로 산성화, 부영양화, 스모그, 기후변화 등의 원인과 영향을 이해하는데 중요하다.
- 건성침적과 습성침적 모두를 말하며, 생태계나 건강에 미치는 영향을 평가하기 위하여 두 가지 모두 중요하다.
산성도
- 강염기를 중화시킬 수 있는 수용액의 세기로, 수용액에 포함된 수소이온의 농도를 지수로 계산한 pH로 표현한다. pH가 작을수록 산성도가 강하고, pH가 클수록 산성도가 약해진다.
산: 물에 녹아 수소이온(H+)을 내는 물질 / 염기: 수산화이온(OH-)을 내는 물질
전기전도도
- 물질이나 용액에서 전하.[1]를 운반할 수 있는 정도로, 물질이 전류를 흐르게 할 수 있는 능력을 의미한다. 수용액에 용해된 염분의 농도를 평가할 수 있는 지표이다.
강수이온성분
- 강수에 포함된 주요 수용성 이온 9종(F-, Cl-, NO3-, SO42-, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+)
※ 측정요소
산성도(pH), 전기전도도(Conductivity), 불소(F-), 황산염(SO42-), 질산염(NO3-), 염화물(Cl-), 암모늄(NH4+), 나트륨(Na+), 칼륨(K+), 마그네슘(Mg2+) 및 칼슘(Ca2+)
[출처: 2019 지구대기감시 보고서]
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- ↑ 물체가 띠고 있는 정전기의 양이며, 음과 양으로 구분되며, 전기현상의 근원임.