미세먼지와 산성비

              

▲ 봄의 불청객 황사(黃砂) ... ♣ 미세먼지와 산성비 ♣ 해마다 봄이 되면 약동하는 새생명이 우리를 찾아오지요 새싹이 움트고 각종 꽃들이 피어나 봄이 왔음을 알리고 있어요 그러나 봄마다 우리를 찾아오는 불청객도 있지요 바로 바람을 타고 먼 곳에서 날아오는 황사와 미세먼지 이지요 황사는 매년 3~5월에 중국과 몽골의 사막 지역에서 편서풍을 타고 날아오는 모래 먼지이고 미세 먼지는 중국의 공장 지대에서 편서풍을 타고 불어오는 매연이지요 하늘이 황사와 미세 먼지로 뿌옇게 되면 외출도 힘들어지고 무엇보다 건강에 매우 안 좋다고 하니 참으로 야속한 불청객이 아닐수 없어요 ▲ 황사 현상 .. 황사는 1시간당 평균 미세먼지 농도가 400㎍/㎥ 미만일때 옅은황사 400~800㎍/㎥일때 황사주의보 800㎍/㎥이상 일때는 황사경보로 분류 되지요 그러나 중국으로부터 우리나라에 찾아오는 불청객은 황사와 미세먼지 뿐만이 아니지요 또 다른 불청객은 바로 산성비가 있어요 그럼 여기서 산성비에 대하여 알아 보기로해요 산성비란? 산성을 띠고 있는 비를 말하는 것이지요 그렇다면 산성(酸性)이란 무엇일까요? 우리 주변의 물질은 그 성질에 따라서 산성 물질과 염기성(알카리성) 물질로 구분을 할수 있는데 산성 물질은 다음과 같은 세 가지 성질을 가지고 있어요 첫째 신맛이 나지요 레몬이나 식초와 같은 식품은 강한 신맛이 나는데 이들은 산성을 가지고 있기 때문이지요 둘째 푸른색 리트머스 시험지를 가져다 대면 빨간색으로 바뀌지요 이를 이용하여 우리 주변의 물질중 산성을 띤 물질을 구별할수 있어요 셋째 특정 물질과 반응하여 수소 기체를 발생시키지요 마그네슘을 강한 산성을 띠는 묽은 염산 수용액에 집어넣으면 기체 방울이 생기는 것을 볼수 있는데 이것이 수소 기체이지요 산성 물질은 이러한 금속 외에 석회질, 대리석 등과 반응하여도 수소 기체를 발생시키고 있어요 ▲ 산성을 띠고 있는 레몬 .. ▲ 리트머스 시험지와 산성 물질의 반응 .. ▲ 금속과 산성 물질의 반응 .. 산과 염기를 구분하는 방법에는 리트머스 종이를 이용한 검사나 맛을 보는 방법 이외에도 pH를 이용한 분류 방법이 있어요 pH란 산성과 염기성의 정도를 나타내는 숫자인데 0~14 사이의 값으로 산성과 염기성을 나타내지요 pH 0~7 이 될때는 산성 물질로 구분하는데 pH가 0에 가까워질수록 강산(强酸)이라고 하지요 산성이 강해지면 신맛은 더 강해지고 금속이나 석회질 물질과의 반응 또한 격렬하게 일어나게 되지요 pH 7 일때는 완전한 중성 물질이지요 pH 7~14일 때는 염기성(알카리성) 물질을 나타내며 pH가 14에 가까워질수록 강염기라고 하지요 pH는 pH를 측정하는 기계(pH 미터)나 pH 시험지를 이용하여 측정할수 있어요 ▲ pH 시험지(위) / pH 미터기(아래) .. 그럼 산성비는 어떻게 만들어 질까요? 이는 공기중의 매연 때문에 만들어 지는것이지요 공장에서는 기계를 돌리기 위한 연료로 석탄, 석유 등의 화석 연료를 주로 사용하지요 이 화석 연료 안에는 황(S)이라고 하는 물질이 포함되어 있는데 이 연료를 태우는 과정에서 산소(O)와 결합하여 이산화 황(SO2)과 삼산화 황(SO3)이 되지요 공장 굴뚝에서 나오는 매연에는 이 이산화 황과 삼산화 황이 포함되어 있어요 그 중 이산화 황은 무색의 자극적인 냄새가 나는 기체로 들이마시면 호흡기에 굉장히 안 좋은 영향을 미치지요 또한 이산화 황과 삼산화 황은 물에 녹아 아황산(H2SO3)과 황산(H2SO4)이 되지요 이들 아황산과 황산 모두 강한 산성을 가진 산성 물질이지요 그러니까 공장 매연이 비에 녹게 되면 산성을 띤 산성비가 내리는 것이지요. 평소의 비는 pH 5.6의 약한 산성이지만 우리나라에 내리는 산성비는 대체로 4.5~4.8 정도로 평소 내리는 비보다 산성이 10배 가량 강하다고 볼수 있어요 다른 액체들과 비교해 보면 식초는 약 2의 pH를 가지며 건전지액은 1의 pH를 가지고 있지요 반면에 중탄산나트륨은 8이상의 pH를 나타내며 암모니아는 11의 pH를 갖지요 이 과정을 화학 반응식으로 나타내면 다음과 같아요 ▲ 산성비의 생성 과정.. 중국에는 굉장히 많은 공장들이 있는데 이 공장에서 나온 매연은 편서풍을 타고 우리나라의 서해안으로 오게 되지요 이때 매연 속에 포함된 이산화 황과 삼산화 황은 비와 반응하여 산성비가 되지요 중국에서 우리나라로 건너오는 이산화 황과 삼산화 황은 우리나라에 쌓이는 황산화물 중 30%를 차지한다고 하지요 산성비의 생성 과정은 다른 나라에서도 볼수 있는데, 유럽에서는 영국이나 독일, 이탈리아에서 배출된 매연이 북유럽의 스칸디나비아로 미국의 매연은 캐나다로 이동하여 산성비를 만들고 있어요 ■ 산성비의 위협 산성비에 대해 우리가 알고 있는 속설은 ‘산성비를 맞으면 머리카락이 빠져 대머리가 된다.’ 라는 말을 들어 보셨지요? 다행히도 아직까지 산성비와 대머리 간의 상관관계는 밝혀지지 않았어요 하지만 다른 심각한 문제들이 많아요 그럼 산성비가 우리에게 주는 피해에는 어떤 것들이 있을까요? 1. 토양의 산성화 토양은 보통 약염기성을 띠고 있지요 그러나 산성비로 인해 산성화되면 작물이 잘 자라지 못하는 토양으로 변하지요 이러한 토양에서는 식물이 쉽게 말라죽기도 하지요 유럽에서는 산성비에 의한 산림피해가 심각해서 산성비에 ‘녹색 페스트’라는 별명을 붙이기도 했어요 2. 수중 생태계 파괴 산성비가 호수나 하천에 내리게 되면 수중 생태계에도 큰 영향을 주게 되지요 어류나 기타 수중 생물들의 개체수는 물론 종 자체의 수 역시 줄어들게 되지요 3. 건축물의 부식 대리석이나 석회석으로 지은 건물은 산성비와 반응하면 녹게 되지요 유럽의 경우 풍부한 석회암으로 건물과 조각상을 많이 지었는데 산성비 때문에 많이 녹아내렸다고 하지요 우리나라의 경우 산성비 피해를 우려해서 서울 종로 탑골공원에 있는 국보 제2호인 '원각사지 십층석탑'을 유리보호막으로 덮었는데 이는 산성비로부터 보호하기 위함이지요 ▲ 산성비로 인한 삼림의 황폐화 .. ▲ 산성비로 인한 수중 생태계 파괴 .. ▲ 산성비로 인한 조각상의 부식 .. ■ 산성비의 예방 산성비로 인한 피해를 경제적으로 환산하면 1년에 약 20조원이라는 어마어마한 액수라고 하지요 이러한 피해를 줄이기 위한 방법은 무엇이 있을까요? 첫 번째, 공장에 탈황 장치를 설치해야 하지요 탈황 장치란 공장에서 나오는 매연 속 이산화 황과 삼산화 황을 제거하는 장치로 탈황 장치가 설치된 공장에서 나오는 매연에는 황산화물의 양이 적다고 하지요 두 번째, 청정 연료를 사용해야 하지요 매연의 발생 원인은 화석 연료의 연소 때문인데 최근에는 화석 연료안에 포함되어 있는 황을 줄인 저황 연료를 만들어 사용해야하지요 옛날에는 휴발유.석유 다음으로 경유가격이 저렴했는데 어느날 부터인가 석유값보다 경유값이 더 비싸졌어요 이것은 경유는 무조건 저황경유로 만들어야 한다는 정부시책 때문이지요 세 번째, 자동차 연료의 사용량을 줄이는 것이지요 자동차에서 나오는 매연 역시 황산화물을 포함하는 경우가 많기 때문이지요 자가용 대신 대중교통을 이용하여 연료의 사용을 줄이면 산성비 역시 줄어들수 있어요 산성비 문제는 20세기에 들어 환경문제가 대두되면서 크게 부각되었지요 1948년에 스웨덴의 Egner가 최초로 산성비 측정망을 설치하였으며 1961년 스웨덴의 Svante Oden은 지표수 측정망을 운영하여 산성비의 원인이 대기오염물질의 장거리 이동으로 인해 생긴다는 것을 알아 냈어요 그의 주장에 근거하여 스웨덴은 1972년 유엔 환경회의에서 산성비에 대한 주장을 하였으며 그 이후로 산성비는 범지구적인 관심의 대상이 되는 용어로 부각되었지요 산성비 문제는 주로 지구환경 문제로 분류하고 있으나 엄격히 말하자면 지역 환경 문제이지요 따라서 대기오염 배출원으로부터 수천km 떨어진 곳에까지 영향이 미치는 것으로 알려지자 당사국간의 시비문제로 까지 대두 되고 있어요 우리나라를 포함하는 동북아시아 지역의 대기오염 물질 배출량은 이미 서유럽과 북미대륙과 비슷한 수준에 이르렀으며 향후에는 세계 최대의 대기오염물질의 배출지역이 될것으로 내다보고 있지요 따라서 당사국간의 긴밀한 협조체제가 절실히 필요한 때이지요 그러나 옛말에 이웃을 잘 두어야 한다는 말이 있는데 우리나라는 아깝게도 이웃을 잘못 두고 있지요 우리나라에 극심한 피해를 주고있는 중국이나 몽골나라들은 이 문제에 대하여 아직까지 아무런 책임을 지지 않고 있어요 그러나 다행인것은 2015년 12월, 프랑스 파리에서 열린 "파리 기후 협정"에서 미국과 중국 등 190여국이 가입하였고 중국은 이 협정에서 2017년부터는 배출권 거래제를 전면 도입하고 늦어도 오는 2030년까지 국내총생산(GDP) 단위당 온실가스 배출량을 2005년보다 적어도 60% 이상 줄이겠다는 목표를 제시했어요 따라서 앞으로 10여년 후에는 중국에서 날아오는 미세먼지가 많이 줄여들 것으로 내다 볼수 있지요 아무튼 중국이라는 나라는 환경오염과 사드문제등 많은 피해를 주고있는 나라이지요 -* 언제나 변함없는 녹림거사:조동렬(일송) *-