환경에 관련된 용어

갈수록 더하는 지구 오염… 환경 용어도 복잡해져

지난주 말씀드렸듯이, 우리는 이제까지 물을 중심으로 환경의 중요성에 대해 계속 배워 왔습니다. 잠깐 쉬어 가는 의미에서 환경과 관련된 중요한 용어들을 정리하고 있지요. 지구 오염이 날로 그 정도가 더해감에 따라 환경 용어도 점점 복잡해지고 있다는 것을 알았을 거예요. 지난주에 이어 오늘도 환경 용어에 대해 알아 보겠습니다.

▲ 열섬 효과(Heat Island Effect)
시골의 대기는 땅 위의 마찰력이 적기 때문에 대체로 풍속이 빠른 편입니다. 그렇지만 아파트 등 대형 건물이 많은 도시에서는 풍속은 약해지고, 정체해 있는 경우도 있습니다. 따라서 낮 시간 동안 가열된 공기는 밤이 돼도 그 온도가 오래 지속됩니다.
인구가 밀집된 대도시는 또 연료 소비량이 많아 열 방출량도 많지요. 태양 복사열이 도로나 지붕 등에서 반사되는 비율도 매우 큽니다. 이 때문에 대도시는 주변 시골 지역의 기온보다 높아지게 됩니다. 이러한 현상을 열섬 효과라고 합니다.

▲ 기온 역전층
대기의 온도는 일반적으로 높이 올라갈수록 즉 고도가 높아질수록 낮아지지요. 그런데 고도가 높아져도 대기의 기온이 일정하거나 오히려 상승하는 이상 현상이 나타나는 층이 있습니다. 이러한 대기의 기층을 역전층이라고 합니다. 역전층은 공기의 수직 운동이 억제되므로, 대기의 하층에서 발생한 오염 물질이 대기의 상층으로 빨리 퍼지지 못하기 때문에 오염이 심각해집니다.

▲ 오존층(Ozone Layer)
대기 중의 오존층은 15~50 km 사이에 분포되어 있으며, 그 농도는 10 ppm 정도입니다. 오존층은 태양으로부터 자외선을 흡수함으로써 지구상의 생물이 방사선에 노출되는 것을 방지해 주는 역할을 합니다. 자외선 가운데 장파 자외선은 오존 농도에 민감해 농도 변화에 따라 일부만이 흡수되지요. 프레온가스라 불리는 염화불화탄소가 가장 위협적인 오존층의 파괴 물질로 알려져 있습니다.

▲ 온실 효과(Green House Effect)
대기 중에 들어오는 장파장 복사 중 약 95 %와 단파장 복사 중 24 %가 대기 중 가스나 미립자 및 구름에 의해 흡수됩니다. 장파장 복사를 흡수하는 주된 기체는 수증기와 이산화탄소입니다. 그러나 이들은 지구로 투과되는 단파장 즉,태양 복사 광선의 고에너지 광선을 막지 못하므로 이 광선 에너지는 지표까지 도달하게 됩니다.
지표에 도달한 광선 에너지는 지표를 데우는 지열의 일부가 되고, 나머지 광선 에너지는 지표에서 재복사 되어 우주로 돌아갑니다. 이 때 재복사 광선은 저 에너지 광선인 장파로 되어 수증기나 이산화탄소를 투과하지 못하고 오히려 흡수가 됩니다.
이와 같이 복사 광선의 복사와 재복사가 반복되면서 대기가 가열되는 현상을 온실 효과라고 부릅니다. 이런 이유로 생긴 지구의 온난화에 따라 생태계가 변화되고, 삼림의 고사, 농지의 건조, 해면의 상승, 기온 이상으로 인한 대규모의 태풍 등이 발생합니다.

▲ 탄화수소(Hydrocarbon)
탄소와 수소만으로 된 화합물의 총칭입니다. 자동차의 연료는 다수의 탄화수소 분자 화합물로 이루어져 있으며, 자동차 운행 중 속도를 줄일 때 많이 배출되지요. 디젤 엔진보다는 가솔린 엔진에서의 배출량이 많습니다. 자동차 배출 가스 중의 탄화수소 그 자체는 인간의 건강에 큰 해를 끼치지는 않지만, 방향족 탄화수소는 자외선 속 질소산화물과 반응하여 광화학 스모그를 생성하게 됩니다. 그러므로 질소 산화물과 혼합된 경우에는 적은 양의 탄화수소라도 매우 해로운 것입니다.

▲ 광화학 스모그(Photochemical Smog)
자동차의 매연이나 공장의 굴뚝 연기에서 발생하는 탄화수소와 질소산화물이 햇빛에 있는 자외선과 작용하면 또 다른 오염 물질을 만들어 내게 됩니다. 이렇게 만들어진 오염 물질은 다시 광화학 반응으로 생성된 산화 물질을 먼지나 연기와 같은 작은 입자와 결합시켜 안개 현상(smog = smoke + fog)을 일으키게 되는데 이를 광화학 스모그라고 합니다. 로스 앤젤레스 스모그가 그 대표적인 예로 손꼽히는데 기관지나 호흡기 질환을 불러일으키는 치명적인 공해 물질이지요.

▲ 산성비(Acid rain)
물의 순환 과정에서 수증기로 변한 물은 깨끗하지만 대기 중의 수증기가 응결되어 비나 눈이 되어 공기 중을 통과할 때는 여러 가지 물질과 섞이게 되어 다시 더러워집니다. 대기 중 이산화탄소는 비에 녹아 탄산이 되는데, 정상적인 비의 수소이온 농도(PH)는 5.67 정도로 약한 산성을 띠게 됩니다. PH 농도가 7이면 중성, 그 이하면 산성, 그 이상이면 알칼리성입니다.
그러나 화석 연료 사용 증가로 대기 중에는 황산화물과 질소산화물이 다량으로 포함되게 됩니다. 이 물질들이 빗물에 녹으면 황산 또는 질산이 되어 비가 내리기 시작할 때 매우 강한 산성을 띠게 됩니다. 이처럼 강우 초기 높은 산성을 띤 빗물을 산성비라고 합니다.
산성도는 봄과 겨울이 여름과 가을보다 10 배 정도 높게 나타납니다. 왜냐 하면 겨울철에 난방 연료의 사용으로 대기 중에 아황산가스의 농도가 증가하는데 반해 강우량은 상대적으로 적은 데다 기온 역전 현상까지 발생하기 때문입니다.
산성비는 농작물을 비롯해 식물과 물고기 등 수중 생물에까지 나쁜 영향을 줍니다. 그뿐 아니라 토양을 산성화시키고, 각종 건축물의 재료를 부식시키는 등 많은 피해를 불러일으킵니다

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