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가. 성상
(1) 정의 : 산성비, 산성안개 및 산성눈은 대기중에 배출된 대기오염물질이 비, 안개 및 눈과
화학반응에 의해 황산, 질산, 염산 등의 강산으로 변하여 pH가 5.6이하로 떨어지는
현상.
(2) 청정한 대기중에는 이산화탄소가 0.033%(330ppm)정도 존재하며 공기중의 이산화탄소가
포화 해리되어 우수중에서 탄산으로 존재하므로 순수한 비는 pH 5.6을 나타냄.
(3) 실제 자연적으로 발생되는 대기오염물질로 인해 pH 5.0이하에서도 산성우로 간주하는
경우도 있음.
나. 오염원
○ 산업이 발달하고 인구가 증가함에 따라 SO2, NOx 기타 대기오염물질 등이 대기중으로 다
량 배출되었고, 이렇게 배출된 대기오염물질은 산성비의 원인이 됨.
○ 발생형태와 피해의 정도는 발생원과 원인물질, 기상조건 등에 따라 각기 다르게 나타나며,
이중에서도 특히 발생원과 원인물질에 따라 달리 나타남.
(1) 고정발생원에 의한 오염
공장, 화력발전소 또는 사업장이나 건물 및 가정에 설치되어 있는 보일러, 소각로, 가열로
등 고정배출시설에서 발생하는 황산화물, 질소산화물, 염소가스 등에 의한 오염으로 가장
주요한 오염원임.
(2) 이동발생원에 의한 오염
자동차, 항공기, 기차 등의 이동배출시설에서 배출되는 황산화물, 질소산화물, 탄화수소 등
에 의한 오염원임.
다. 발생메카니즘
(1) 이산화황과 질소산화물의 변환
○ 대기중 이산화황과 질소산화물은 황산이나 질산으로 변화되어 기체상, 액체상으로 존재
하며, 에어로졸 형태의 고체미립자 표면에 부착되기도 함.
○ 기체상의 이산화황은 황산으로 변환할 때 OH가 중요한 역할을 하고 있음.
OH + SO2 + M → HOSO2 + M(M은 O2, N2 등)
HOSO + H2O →HOSO2·OH2
HOS2·OH2 + O2 → H2SO4 + H2O
○ NO2가 오존과 함께 반응하면 질산이 생성
NO2 + OH(+M) → HNO3(+M)
N2O5 + H2O → 2HNO3
NO3 + RCHO → HNO3 + RCO(R는 H 또는 CH3)
○ NO2가 액체상에서 아래와 같은 반응으로 질산이 생성
2NO2 + H2O 2H+ + NO3_ + NO2_
NO + NO2 + H2O 2H+ + 2NO2_
2NO2 + H2O 2H+ +2NO3_ + NO
라. 오염상태
○ 우리나라의 산성비 측정은 '83년 8월부터 시작하여 현재 전국 30개 주요 도시의 45개 자동 측정소에서 측정하고 있음.
○ 표 2.11.1은 우리나라의 주요 도시 강우의 pH를 나타낸 것으로 부산의 경우('94)는 5.2로 약
간 낮은 값을 나타내고 있으나 광주지역은 6.0으로 높게 조사되고 있음.
○ 전반적으로 정상적인 pH 5.6보다 크게 낮지 않는 것으로 나타나고 있음.
○ 서울 불광동지역의 안개 및 눈의 pH는 각각 5.5, 4.9로서 비교적 약산성이며, 소백산과 춘천
지역에서 발생한 안개에서도 유사하게 나타났음.
마. 산성비에 의한 영향
○ 산성비의 피해는 주로 생태계를 파괴하는 형태로 나타나는데, 첫째로 토양의 산성화 및 영
양분의 용출로 인하여 산림피해가 일어나며, 둘째로는 호소수 등이 산성화에 의해 어패류의
감소와 중금속용출에 의한 오염이 발생.
○ 미국 뉴욕주에 있는 한 호수의 pH가 6.6∼7.2이었던 것이 점차 3.9∼5.8로 떨어져 물고기의
75%가 피해를 입었고 카나다의 온다리오주의 많은 호수에서도 pH4.5가 되어 물고기와 플랑
크톤의 생육이 곤란해짐.
○ 북구주에서는 1960년대 후반에 있어 pH 4∼5의 우수에 의해 산림의 성장이 2∼7% 감소하
고 산성화에 의해 호소수의 pH가 저하되어 많은 어류가 사멸하였다고 함.
○ 스웨덴에서도 곰팡이류 균사가 호소바닥에 널리 퍼졌고 노르웨이에서도 산성화에 의해 금속
류가 용출되어 물속에 알루미늄이온농도가 높아지는 등 피해가 있다는 많은 보고가 있음.
○ 서독에서는 전 산림면적의 절반이상이 피해가 나타나 수목에 대한 피해만도 1년에 800만$,
농작물피해가 600만$이나 되는 것으로 알려져 있음.
○ 토양이나 물의 pH가 낮아지면 인산이온의 용출이 어려워 알루미늄, 망간이온이 용해하기
쉬워지고, 산성토양은 생물이 필요로 하는 물질을 결핍시키고 유해물질을 과잉 축적됨.
○ 토양의 유기물분해 호흡 효소활성 등을 격감시킨다고 알려져 있음.
○ 이외에 섬유제품의 퇴색, 금속의 부식, 문화재 및 각종 구조물의 훼손 등 자연 및 생활환경
에 많은 피해를 입히고 있음.
○ 산성안개는 산성비와 동일한 현상이나 안개는 지표면 가까이 형성되는 미세한 입자로서
수분량이 적기 때문에 오염물질을 다량 함유할 가능성이 크며 체류시간이 길어 산성비보다
생태계에 미치는 영향은 큰 것으로 알려져 있음.
○ 외국에서는 안개발생의 기회가 적기 때문에 산성안개에 대한 연구는 해안이나 산악지대를
대상으로 연구를 수행하고 있음.
○ 우리나라도 대기오염이나 우수의 산성화현상은 진행되고 있음에도 외국의 예와 같은 피해
보고는 별로 없는 것 같음. 그와 같은 이유로서는,
첫째, 우리나라 토양은 산성에 강하여 산성에 약한 외국의 지질과는 다른 것이고,
둘째, 우리나라 하천의 구배가 급하고 짧아서 우수로부터 오염된 물질이 하천에 정체할 시
간이 없이 해역으로 운반되고,
셋째, 호소는 폐쇄되어 있지 않고 호소수의 교환이 빠르다는 점 등을 지적할 수 있을 것이
다.
바. 문제점
○ 산성비는 국지오염을 표현하는 말로서 사용되어 왔으나 1960년대에 이르러 산성비 문제는
유럽 특히 북구를 비롯하여 미국, 캐나다 간의 외교문제로 까지 발전하여 광역적이고 장기
적인 관점에서 취급하게 되었으므로 대기오염물질의 장거리이동과 깊은 관계가 있는 것으로
나타나고 있음.
○ 우리나라의 경우도 중국으로 부터 아황산가스 등 오염물질이 편서풍을 타고 날아와서 산성
비의 문제 해결을 어렵게 하고 있다. 즉 산성비 문제의 해결을 위해서는 국제적인 협력이
필요함.
○ 인접국가들의 도움없이는 아무런 효과를 거둘 수 없는 것이 산성비 문제 해결의 어려운 과
제임.
사. 산성비의 대응책
(1) 각국의 대응책
○ 1984년 3월 캐나다 오타와에서 「산성비에 관한 환경장관회의」를 개최하여 1993년까지
황산화물 배출량을 1980년 배출량 보다 30%삭감을 목표로 정함(10개국 참가).
○ 1985년 30% 삭감을 결정한 장거리월경대기오염조약에 기초한 헬싱키협정서를 체결.
(가) 영국
○ 석탄의존도가 높아 이산화황 배출량을 조기에 대폭 삭감은 곤란하나 점진적으로 추진.
○ 1987년 발표된 산성우대책은 금후 10년간 14% 삭감을 목표로 정함.
(나) 독일
○ 1974년 부터 82년 까지 이산화황 배출량을 17% 삭감토록 함.
○ 1983년 고정발생원 대책(탈황장치 설치)을 강화하여 향후 10년간 이산화황 배출량을 50%
삭감토록 함.
(다) 프랑스
○ 1986년 종합적 대기오염대책을 발표하여 신설보일러에 탈황장치를 설치토록 하며,
1988-1989년에 4개 석탄화력발전소에 탈황장치를 설치.
(라) 미국
○ 1970년 미국과 캐나다간 동북부지역을 중심으로 산성비 문제 제기
○ 1991년 3월 양국은 이산화황 등 산성비 원인물질의 대폭삭감을 요구하는 Air Quality
Agreement에 서명.
(마) 카나다
○ 1983년 환경성과 온타리오주 등 8개주는 이산화황 배출량 50% 삭감을 표명, 미국에도 대
폭삭감을 요구.
○ 1994년에는 1980년의 배출량보다 40% 삭감하고, 습성황산염강하량 목표치를 20kg/ha·년
으로 정함.
(바) 중국
○ 최근까지 중국 외부로 이동되는 오염물질은 없다는 입장을 유지하였으나, 1994년 이동하
는 것을 인정.
○ 중국내의 대기오염물질 배출량조사 및 산성비와 장거리이동에 관한 연구 진행.
(사) 일본
○ 엄격한 대기오염방지대책으로 최근 이산화황 농도가 많이 감소되었으나 질소산화물농도
는 상승하여 탈질장치를 설치.
○ 환경청은 1988년 부터 5년간 제2차 산성우대책으로서 만성적피해의 실태해명과 오염물질
의 중거리·장거리수송모델에 대한 조사를 수행.
(아) 한국
○ 전국적으로 45개 산성우측정망에서 산성우 실태를 파악
○ 청정연료 및 저유황유 사용 확대
○ 엄격한 대기환경기준 적용
○ 1980년 후반이후 산성비에 관한 연구를 지속적으로 수행중에 있음.
참고문헌
1. 국립환경연구원, (1991), 대기오염과 산성비에 의한 피해 조사 및 평가에 관한 연구
2. 김광식, (1992), 기상학 사전.
3. 자연보호 중앙협의회, (1990), 자연보호, 제 13권 제 4호.
4. (社)コルファ―綠化促進協力會, (1991), 酸性雨 -生態系にあたえる影響-. |
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