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제목
오존경보제
조회수
66
작성자
경기지기
작성일
2017.10.10


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 인체영향

  • 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

원인

대도시지역의 오존오염은 자동차등에서 발생하는 질소산화물(NOx)과 휘발성유기화합물질(VOC)에 기인하며 총 NOx 발생량의 49%가 자동차에서 발생(서울의 경우에는 79%)한다. 또한 총 VOC 발생량의 35%가 자동차에서 발생(도장시설에서 46%)한다. 대도시지역에서의 오존오염 심화원인은 자동차대수의 증가에 따른 NOx와 VOC 배출량의 증가에 기인하며, ’97년에는 ’92년에 비해, 2002년에는 ’97년에 비해 자동차등록대수가 약 2배증가 하였다.

경기도 자동차 등록대수의 증가추이

경기도 자동차 등록대수의 증가추이
연도별 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
대수(천대) 2,062 2,245 2,478 2,736 3,040 3,232 3,358 3,505 3,697 3,792

대책

지역배출 허용 총량관리제 도입

  • 대기환경개선목표 달성을 위한 환경용량을 산정하고, 그 범위내에서 총량관리
  • 수도권 전체 배출허용총량을 시· 도별 비율에 따라 지역별로 할당
  • 시· 도에서는 목표년도(2014년) 지역배출허용총량 준수를 위한 배출량 저감방안 시행계획에 반영 추진

자동차 배출 오염물질 저감대책

  • 저공해 자동차 보급 – 제작 자동차 배출허용기준 2010년까지 선진국 수준으로 강화 ※ 가스· 휘발유 자동차는 미국수준, 경유자동차는 유럽수준 – 저공해 자동차 보급확대 및 제작차 배출가스 결함확인 검사제도 강화

운행차 저공해화

  • 운행차 정밀검사 강화 – 부하검사 대상 대형차량까지 확대 및 배출가스 관련 정비업체에 대한 인증제 도입
  • 경유자동차 관리 강화 – 배출허용기준 강화 및 배출가스 저감장치 부착 또는 저공해엔진으로 개조 – 자동차 연료의 품질기준 강화 : 휘발유, 경유, LPG의 황함유량 등 단계적 강화
  • 환경친화적인 교통수요 관리 – 환경지역 지정 – 대기오염이 심각한 지역을 환경지역으로 지정, 자동차 통행제한 등 수요관리 – 교통혼잡 통행료 부과확대 : 통행료 부과로 자동차 통행 억제유도

사업장 관리대책

  • 대형 사업장 총량관리제 – 년도별 배출허용총량을 5년 단위로 할당하고 할당량 이내로 대기오염물질 배출량을 유지하도록 엄격 관리 – 경제적 유인수단으로 배출권거래제 도입, 대기오염물질 저감비용 최소화
  • 휘발성 유기화합물 발생저감 – 건축용·자동차용 도료의 유기용제 함유기준 강화 – 2008년부터 단계적으로 주유시설 VOC 회수장치(Stage-Ⅱ) 보급
  • 사업장에 대한 기술적·재정적 지원 – 대기분야 전문가로 구성된 기술지원팀 구성 방지시설에 대한 진단 및 자문 – 탈황·탈질시설 등 대기오염 방지시설에 대한 융자지원 확대

환경친화적 에너지 및 도시관리

  • 집단에너지 공급확대 및 에너지 수요관리 강화 – 에너지 효율이 높은 지역난방 지속 확대 – 환경친화적(에너지 절약형) 건물 보급 확대 – 환경오염부하를 최소화 할수 있는 친환경건축물 인증제도 법제화
  • 환경친화적인 도시관리 – 바람통로를 활용한 대기오염 저감 및 대기오염 부하를 최소화 할 수 있는 도시형태 마련 도시계획 수립시 반영
  • 담배 담배O3 0.2ppm으로 일중 5시간 접촉 황백색으로 변한 잎이 넓게 산재해 있다
  • 토마토 토마토O3 0.3ppm으로 1시간 접촉후 2일째 상태
  • 시금치 시금치광화학 옥시단트에의한 피해증상 기, 잎에 배색또는 백색반점이 발생하고 시간이 경과 할수록 잎의 전면이 표백된다.
  • 파 고농도 광화학 옥시단트에 의한 피해 처음에는 끝부분이 백색으로 변한후 백색부분의 아래부분이 회록색으로 변함

01오존의 피해 및 기상조건

인체에 미치는 영향

오존이 인체에 미치는 영향추이
오존농도(ppm) 노출시간 영향
0.1~0.3 1시간 호흡기 자극증상 증가, 기침, 눈자극
0.3~0.5 2시간 운동 중 폐기능 감소
0.5이상 6시간 마른기침, 흉부 불안

식물에 미치는 영향

오존이 식물에 미치는 영향
식물명 오존농도 노출시간 영향
0.05ppm 20일(8시간/일) 수확량 50% 감소
카네이션 0.07ppm 60일 개화 60% 감소
잎담배 0.1ppm 5.5시간 꽃가루 생산 50%감소

오존발생 기상조건

오존발생 기상조건
구분 기상조건
풍속 지상의 평균 풍속이 3.0m/sec 미만으로 바람이 약할 때
기온 기온이 평년보다 높은 경우, 최고 기온이 25℃ 이상으로 기온이 높을 때
일사량 일출 후 정오까지의 총 일사량이 6.4MJ/㎡(150cal/㎠) 이상으로 많은 경우
날씨 쾌청한 날씨가 계속될 경우

02오존피해 저감을 위한 도민 행동요령

  • 실외 운동경기를 자제합시다.
  • 오존경보제 시행기간인 5월부터 9월까지는 오존의 농도가 높으므로 실외에서의 과격한 운동경기를 자제하여야 합니다.
  • 실외운동은 오전 12시 이전에 하고 오후에는 자제하여야 합니다.
  • 노약자 및 어린이는 실외활동을 자제합시다.
  • 호흡기 질환자, 심장질환자, 노약자, 어린이는 실외활동을 삼가 하여야 합니다.
  • 자동차의 사용을 자제합시다.
  • 정오(12시)부터 오후 5시까지는 오존이 생성되기 쉬운 시간대 이므로 오존생성의 저감을 위하여 전철이나 버스 등 대중교통을 이용하여야 합니다.
  • 운행중인 차량은 라디오의 방송에 귀 기울여 주시고 오존경보(주의보)발령 시에는 발령지역을 우회하여 통과하여야 합시다.
  • 방송기관은 오존경보(주의보)상황 접수 시 즉시 방송하여 주민이 신속히 대처할 수 있도록 하여야 합니다.
  • 오존경보(주의보)를 신속히 전파합시다
  • 행정기관은 오존경보(주의보)발령 10분내에 모든 방송매체를 활용하여 발령사항을 신속히 알려야 합니다.
  • 방송기관은 오존경보(주의보)상황 접수 시 즉시 방송하여 주민이 신속히 대처할 수 있도록 하여야 합니다.

03오존저감을 위한 주민 협조사항

  • 자가용 대신 대중교통을 널리 이용합시다.
  • 우리나라의 경우 버스·지하철등 대중교통수단 이용율이 서울은 60.2%, 부산은 46.3% 로 동경의 74%, 런던의 83%에 비하여 낮은 실정이며, 특히, 승용차 및 택시 이용율은 서울이 30.7%, 부산이 39.8%로 동경의 24.1%, 런던의 15%에 비하여 현저히 높습니다.
    – 시내버스 1대는 승용차 40대를 대체할 수 있으며, 따라서 시내버스를 이용하게 되면 40대의 승용차가 소비하는 연간 7만리터의 연료(연료비로 환산시 8천4백만원)를 절감할 수 있고, 오염물질도 9톤이나 줄일 수 있습니다.
    – 자가용 이용시 버스 이용시에 비해 질소산화물은 약 1.3배, VOC는 약 11배가, 전철 이용시에 비해서는 질소산화물은 약 3배, VOC는 약 650배가 배출됩니다.
  • 이외에도 대중교통수단을 이용하는 경우에는 자가용 운행량의 감소로 인한 도로 혼잡이 감소되고 주차비용 절감, 차량유지관리비용 절감, 도로건설을 위한 세금부담 감소 등 부수적인 이득이 많이 있습니다.
  • 자동차는 잘 정비하여 탑시다.
  • 국립환경연구원의 조사결과에 따르면 엔진오일, 에어필터, 연료필터, 점화플러그 교환 등 간단한 정비만으로도 오존원인물질인 VOC는 약 65%, 질소산화물은 약 3.3%까지 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.
    자동차를 잘 정비해서 타면 연비도 8~12% 향상되어 그만큼 연료비용도 줄일 수 있습니다.
  • 과적이나 연료 공급장치를 조작하지 맙시다.
  • 국립환경연구원의 경유자동차에 대한 조사결과에 따르면 최대적재량보다 30% 과적하는 경우에 VOC는 약 7%, 질소산화물은 약 4% 증가하고 매연은 약 50%나 증가하며, 전체 오염물질 배출량은 16.4%가 증가하는 것으로 나타났습니다.
    – 따라서 적재량이 많아지면 오염물질 배출량이 많아지므로 과적을 하지 말고, 불필요한 물건이나 짐을 차에 싣고 다니지 말아야 합니다.
  • 자동차 사용자가 출력을 높이기 위하여 연료공급을 상향조정하는 사례가 많아 정상상태와 연료 상향조정 조정 시(10%, 20%) 오염물질 배출량의 변화추이를 비교해 보면
    – 연료공급량을 10% 높일 때 출력은 5%만 증가하는 반면, 매연량은 39%나 증가하고 (매연농도는 18%에서 25%로 증가)
    – 연료공급량을 20% 높일 때 출력은 13%만 증가하는 반면, 매연량은 189%나 증가 (매연농도는 18%에서 52%로 증가)합니다.
  • 타이어공기압은 적정하게 유지합시다.
  • 타이어공기압을 적정하게 유지시에는 연비가 8~10% 증가하여 연료사용량이 감소됨은 물론 그만큼 오염물질 배출량을 줄일 수 있습니다.
  • 자동차 에어컨 사용을 최소화합시다.
  • 오염물질 배출량은 에어컨을 사용하지 않을 때에 비해 에어컨의 작동 세기에 따라 1단에서는 28.3%, 2단에서는 36.8%, 3단에서는 37.6%, 4단계에서는 49.6%가 증가
  • 연비는 에어컨의 사용하지 않을 때에 비해 1단에서는 10.5%, 2단에서는 10.6%, 3단에서는 15.3%, 4단에서는 18.7%가 감소
  • 여름철 3개월동안 에어컨을 2단으로 사용시에 추가로 배출되는 오염물질량은 전국적으로 7천톤, 연료사용량은 315억원이 증가
  • 따라서, 에어컨 사용은 최대한 자제하고 사용할 때에도 가급적 사용단수를 낮추어 사용합시다
  • 기름은 이른 아침이나 저녁 7시 이후에 주유하고, 탱크를 가득 채우거나 기름을 흘리지 맙시다.
  • 오존이 최고농도로 올라가는 낮 시간대를 피하여 주유할 경우 주유과정에서 배출되는 휘발성유기화합물질의 양을 줄일 수 있어 오존오염도의 상승을 줄일 수 있다.
    – 주유소에서 배출되는 휘발성유기화합물질은 총배출량의 9%를 차지
  • 주유시간대를 조정하여 기온이 낮은 아침이나 저녁시간대를 이용할 경우 낮시간대에 주유할 때보다 연료비를 절감(휘발유 40L 주유시 약 1천원 절감)할 수 있습니다.
  • 유성페인트, 스프레이 및 솔벤트 사용을 자제합시다.
  • 가정에서의 헤어스프레이 등도 가급적 낮 시간대에 사용하는 일은 피합시다.
  • 차량 운행횟수를 최소한으로 줄입시다.
  • 가까운 거리는 걷거나 자전거를 이용하고, 볼일은 모아서 한번에 보면 운행거리를 최소화할 수 있고 시간도 절약할 수 있습니다.
  • 카풀제에 적극 동참합시다.
  • 출, 퇴근 시 직장동료나 이웃간에 카풀(carpool)을 실시합시다.
    – 카풀은 실용적, 경제적 방법으로 친구, 가족, 동료와 함께 하여 동료의식이 향상되는 등 만족도가 높고 출퇴근비용도 절감
    – 또한 카풀제 참여시 질소산화물은 66%, VOC는 69% 저감 가능
  • 환경친화적인 운전문화를 정착합시다.
  • 경제속도(60~80km/시간)로 정속 주행하고, 연료소비에 직접적으로 영향을 미치는 급출발이나 급가속 및 감속 등을 피합시다.
    – 과속을 피할 경우 속도 10km/시 하락시마다 연료 10% 절감
    – 급격한 속도 변경 시 연료 소비량이 20%까지 증가
  • 에너지를 절약 합시다.
  • 에어컨 가동시에는 전기절약을 위하여 실내온도를 너무 낮게 유지하지 말고, 쓰지 않는 전기 및 가정용품은 전원을 끕시다.
  • 불필요한 전등은 반드시 끕시다.
  • 세탁 및 식기세척은 용량이 찰 때까지 모아서 한번에 하고, 전기사용량이 많은 낮 시간을 피하여 이용합시다.
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