환경화학 - 입자상 물질에 대하여 - 환경의 끝

환경화학[일반화학, 물리화학, 유기화학 기초이론]



*대기화학



1) 일반 대기화학



- 성층권의 하부는 물의 광분해에 의해 대류권의 수소가 손실되는 것을 방지하는 역할을 한다.



- 대기 압력은 고도에 대하여 지수함수로 감소한다.



-  물분자의 경우 8~11um 파장의 적외선은 흡수하지 못한다.(이외 적외선은 약하게 흡수)

- 이산화탄소는 12~16um 파장 영역의 적외선을 강하게 흡수한다.



- 절대비습도는 습한 공기 1kg 당 수증기의 양(g)으로 온도와 압력에 관계없이 일정하나 절대습도는 일정한 부피의 공기 속에 들어 있는 수증기의 무게를 측정한 값으로 온도와 압력이 변하면 이 값도 변하게 된다.



- 50km 이상인 상공에서는 이온들이 풍부하기 때문에 이 영역을 전리층 또는 이온층이라고 부른다(O2+, NO+, O 라디칼)



-  자유 라디칼은 반응성이 상당이 크므로 일반적으로 짧은 반감기를 가진다. 자유라디칼은 안정한 편으로, 짧은 반감기를 가졌다고 해서 불안정하지 않다.


2) 입자상 오염물질 화학



* 미세먼지(PM, particulate matter)



-  PM이 호흡기계에 침착되는데 영향을 미치는 요인은 PM의 크기, PM의 화학적인 성분 그리고 PM의 농도 등으로 알려져 있다. 이 중에서 가장 크게 영향을 미치는 요인은 PM의 크기이다. 왜냐하면 호흡을 통해 PM이 포함된 공기는 항상 역가지 형태로 되어 있는 인체의 호흡기계로 흡수되기 때문이다. 즉, 호흡기계는 상기도인 코와 인두를 지나 하기도를 거쳐 폐포로 연속해서 나뭇가지처럼 갈라지는 형태이다. 기관에서 마지막 종말세기관지까지 분지 된 횟수는 대략 24~27회 정도 된다. 이러한 호흡기계의 구조 때문에 호흡을 통해 호흡기계로 들어온 PM은 호흡기계에 침착될 수밖에 없다.

따라서 PM을 측정하고 평가할 때 그 기준이 되는 것은 PM의 크기이다. 일반 대기에서는 PM10과 PM2.5의 2개 기준이 있다. 



PM10은 10um 이하 크기를 가진 입자상 물질의 농도이다. PM10은 채취되는 입자상물질이 모두 10um 이하의 크기로써 호흡기계에 흡입되고 축적될 수 있는 가능성을 나타낸다. 10um은 머리카락 두께의 1/7 정도이다. 

미세먼지의 노출이 초래할 수 있는 또 다른 중요한 건강상의 장애는 호흡기계나 심장질환, 폐질환의 악화, 폐기능 저하, 천식 그리고 심혈관계질환 등이다. 특별히 미세한 크기의 입자 노출에 민감한 사람들은 노인, 심장이나 폐질환을 가진 사람 그리고 어린이이다. 어린이들은 많은 시간을 밖에서 놀기 때문에 미세한 크기의 입자에 노출될 시간이 많고 또한 그들의 몸은 아직 성장 중이기 때문에 노출된 가능성이 크다. 실외에서 활동을 많이 하는 사람들도 노출위험이 크다. 실외의 물리적인 활동으로 호흡량이 많아지고 공기 중에 포함된 미세먼지 입자는 상처받기 쉬운 폐의 깊숙한 부위까지 들어갈 수 있기 때문이다. 미세먼지가 발생하는 근원은 모든 종류의 연소과정이다. PM2.5 이하의 크기입자는 공기 중에서 가스의 화학적 변화에 의해서 형성될 수도 있다. 즉 연소과정에서 배출된 가스가 태양이나 수증기와 반응하여 형성되기도 한다. 현재 PM10과 PM2.5에 대한 대기기준이 형성되어 있으며, 대기기준을 설정한 1차 목적은 어린이, 노약자, 질환자 등 오염물질에 민감한 사람을 포함한 일반시민의 건강보호에 있다.