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제목
오존이란
조회수
6549
작성자
ggcon
작성일
2013.10.22

오존은 무엇이며 어떻게 생성되는가?

오존( O₃)은 무색·무미의 자극성 있는 기체로서 공기보다는 약간 무겁고 물에는 잘 녹지 않는 성질을 가지고 있으며 자동차 배기가스 및 공장 배출가스등에 함유된 질소산화물(NOx), 탄화수소류(HCs) 등이 강한 태양광선(자외선)에 의해 광화학 반응을 일으켜 생성됩니다. 햇빛이 강하고 맑은 여름철 오후 2∼5시경에 많이 발생, 특히 바람이 불지 않을 때 더욱 높게 나타납니다.

생명을 지켜주는 오존( O₃)

지구에 존재하는 전체 오존의 90%는 지상 약 10∼50km사이에 있는 성층권내의 오존층에 밀집되어 존재하고 있습니다. 이 오존층은 태양광선중 생물체에 해로운 자외선을 95∼99%정도 흡수하여 지구상의 인간과 동식물의 생명을 보호하는 경이로운 보호막 역할을 하고 있어, 이러한 현상은 자연의 오묘한 신비중 하나라고 하겠습니다. 만약, 이 오존층이 없다면 태양으로부터 강력한 자외선이 직접 지표에 도달하여 우리 피부에 닿음으로써 피부암을 일으키고, 자연생태계에 중대한 영향을 미칠 것입니다. 그러나 문제는 1970년 이후부터 오존층의 오존함량이 계속 감소하고 있는데, 그 원인은 냉장고나 에어컨의 냉매제, 헤어스프레이용 분무제 등으로 쓰이는 프레온가스(CFCS)류에 의해 파괴되고 있기 때문입니다. 이제 우리 모두『보이지 않는 보호막』오존층의 고마움을 깨우쳐 프레온가스 사용을 자제하고, 신규대체물질 개발등을 적극 추진하여 오존층 보호에 노력하여야 하겠습니다.
대류권 10Km, 성충권 40Km, 열권 50Km, 열권 300Km, 외기권 400Km altitude(자세한 내용은 하단내용 참조)
대기의 구조는 수직온도 분표에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 나누어지며 대류권은 지표면으로부터 약 10∼15㎞의 고도에 위치하며 높아질수록 1,000m당 평균 6.5℃ 정도 기온이 낮아지며 이에따라 대기가 불안정하여 대류가 활발하게 일어난다. 대류권 상층부터 50㎞ 상공까지는 기온이 계속 상승하여 약 0℃가 나타나며 이 층에서는 낮은 기압으로 기체의 이동이 주로 분자 확산에 의하여 이루어지며 성층권을 이룬다. 이 성층권에서는 산소분자가 태양으로부터 방출되는 강한 자외선에 의하여 두 개의 산소원자로 분해되고 다시 산소원자가 분자와 결합하여 오존이 생성되며 주로 지표면으로부터 25㎞ 부근에서 가장 높은 농도로 밀집되어 있으며 오존층이라 부른다.

오존층의 역할

오존층에는 전체 대기권 오존의 90%이상이 존재하지만 그 양은 지표면의 대기압(1기압)일 경우에 겨우 그 두께가 3㎝에 불과할 정도로 적은 양이지만 태양광선에 포함되어 있는 짧은 파장의 유해 자외선을 흡수하여 지표면에 있는 생물체를 보호하는 역할을 한다. 파장이 240 nm이하의 자외선은 산소분자를 분해하여 산소원자를 만들고 이 산소원자와 산소분자가 반응하여 오존이 만들어진다.
  • O2 + hv -> O + O (1)
  • O + O2 -> O3 (2)
  • (1/v = wavelength < ~ 240 nm)
  • O3 + hv -> O2 + O (3)
  • O + O2 -> O3 (2)
  • O + O3 -> O2 + O2 (4)

피해를 주는 오존( O₃)

지표로부터 10km이내의 대류권에는 나머지 오존 10%가 존재하고 있으며, 오존은 강력한 산화력이 있기 때문에 적당량이 존재할 때는 살균, 탈취 등의 작용으로 인간에게 이롭게 사용됩니다. 그러나 오존농도가 일정기준이상 높아질 경우 호흡기나 눈이 자극을 받아 기침이 나고 눈이 따끔거리거나 심할 경우 폐기능저하를 가져오는 등 인체에 피해를 주기도 하고, 농작물의 수확량 감소를 가져오기도 합니다. 이러한 오존으로부터 피해를 줄이기 위해서는 가급적 자동차 운행을 줄이고, 대중교통시설을 이용하며 장기적으로는 무공해 자동차 개발을 서두르는 것이 무엇보다 필요합니다.

오존에 의한 인체의 영향

오존농도가 높아지면 눈과 목이 따가움을 느끼게 되며, 기도가 수축되어 숨쉬기가 힘들어지고 두통, 기침 등의 증세가 나타납니다. 또한 농작물과 식물에 직접적으로 영향을 미쳐 수확량이 감소되기도 하며, 잎이 말라 죽기도 합니다.
구체적인 인체영향은
주의보 발령기준에서는 눈, 코자극, 불안, 두통, 호흡수 증가 등의 영향이 나타나며
경보 발령기준에서는 호흡기자극, 가슴압박, 시력감소
중대경보발령기준에서는 폐기능저하, 기관지 자극, 폐혈증 등의 피해가 나타나게 됩니다.

오존에 의한 식물의 영향

  • 식물은 동물보다 더욱 민감하게 공해에 반응한다는 것에 주목된다. 특히 농작물이나 유실수에서 많은 피해를 볼 수 있다.
  • 식물에게는 유해가스중 CO2를 제외한 모든 오염물들이 영향을 미친다. 특히 2차오염물에 대한 피해는 급격하며 상당한 수준에 이른다.
  • 오존의 피해는 일반적으로 상표면에 한정되어 특히 착상세포와 표피 상면이 침해를 당하여 회색 또는 갈색의 반점이 균일하게 확대되어 주름이 불규칙하게 분포한다. 특히 포도, 토마토, 등에서 볼 수 있다.
  • 오존에 의한 피해는 그 강력한 산화작용에 따른 것이라고 할 수 있으며, 엽록소의 파괴나 효소작용의 저하같은 문제가 생긴다.
오존에 의한 식물의 영향
식물명 오존농도(ppm) 노출시간 영향
무(Radish) 0.05 20일(8시간/일) 수확량 50% 감소
카네이션 0.07 60일 개화 60% 감소
담 배 0.1 5.5시간 꽃가루 생산 50% 감소
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