산성비와 오존층 파괴

산성비와 오존층 파괴

1. 산성비(Acid Rain)란?

산성비는 대기 중에 포함된 **황산화물(SO₂, SO₃)과 질소산화물(NOx)**이 물과 반응하여 **황산(H₂SO₄)과 질산(HNO₃)**을 형성하고, 이것이 비, 눈, 안개, 이슬 등의 형태로 지표로 떨어지는 현상을 말한다.

• 일반적인 빗물의 pH: 5.6 (대기 중 CO₂와 반응하여 약산성을 띰)
• 산성비의 pH: 5.6 이하 (황산, 질산이 추가되면서 강한 산성화)

---

2. 산성비의 생성 과정

산성비는 주로 SO₂와 NOx가 대기 중에서 반응하여 **황산(H₂SO₄)과 질산(HNO₃)**을 생성하면서 발생한다.

(1) 황산(H₂SO₄) 생성 반응

1. SO₂가 대기 중에서 산화됨

      SO2+O2→SO3

1. SO₃가 수분과 반응하여 황산 형성

     SO3+H2O→H2SO4

(2) 질산(HNO₃) 생성 반응

1. NO₂가 산소 및 수분과 반응하여 질산 생성

     2NO2+H2O+0.5O2→2HNO3

---

3. 산성비의 영향

(1) 환경 영향

• 토양 산성화: 식물의 성장에 필수적인 영양소 용출, 작물 피해 발생
• 수질 오염: 강과 호수의 pH 감소 → 수생 생물 감소
• 건축물 부식: 대리석, 석회암 건축물과 반응하여 표면 침식

(2) 인체 건강 영향

• 호흡기 질환 증가 (산성 미세먼지가 기관지 자극)
• 눈과 피부 자극

---

4. 오존층 파괴란?

(1) 오존층의 역할

• 성층권(12~50km)에 존재하며, 자외선(UV-B, UV-C)을 흡수하여 생명체를 보호하는 역할을 함

(2) 오존층 파괴 과정

오존층 파괴는 프레온가스(CFCs), 할론(Halon), 사염화탄소(CCl₄) 등의 화학물질이 성층권으로 상승하여 자외선과 반응하면서 발생한다.

1. CFC(Chlorofluorocarbon) 분해

CCl3F+hv→CCl2F+Cl

1. 염소 원자(Cl)가 오존과 반응하여 분해

Cl+O3→ClO+O2

1. 염소산화물(ClO)과 산소 원자가 반응하여 염소 재생

ClO+O→Cl+O2

• 이 과정이 반복되면서 하나의 Cl 원자가 수십만 개의 오존을 파괴할 수 있음

---

5. 오존층 파괴의 영향

(1) 환경 영향

• 지표면에 도달하는 자외선 증가 → 피부암, 백내장 발병률 증가
• 해양 생태계 변화 (플랑크톤 감소)
• 작물 생산량 감소

(2) 주요 오존층 파괴 물질

• CFC-11 (프레온-11) → 냉장고, 에어컨 냉매
• Halon-1301 → 소화기
• CCl₄ (사염화탄소) → 용제

---

6. 산성비 및 오존층 보호 대책

(1) 산성비 저감 대책

• 산업시설에서 탈황(SO₂ 제거) 및 탈질(NOx 제거) 장치 설치
• 저황 연료 사용 및 대체 에너지(태양광, 풍력) 확대
• 국제 협약(헬싱키 의정서, 소피아 의정서) 준수

(2) 오존층 보호 대책

• CFC, 할론 사용 금지 (몬트리올 의정서, 비엔나 협약 시행)
• 친환경 냉매(HFC)로 대체
• 대체 용제 및 공정 개발