대기오염개론 4장 연습문제

소개글

대기오염개론 4장 연습문제에 대한 보고서 자료입니다.

목차

4-2 입자상 오염물질을 각각 분류하고, 각각에 대하여 설명하시오.

4-5 먼지의 입경분포가 중요한 의미를 가지는 이유에 대하여 설명하시오.

4.8 다이옥신의 정의와 발생원에 대하여 설명하시오.

- 고찰 -

본문내용

다. 이런한 비균질반응은 전구체물질의 분자와 유기 또는 무기염소화합물로부터 생성된다. 주요 노출경로는 배연가서, 비산재, 잔재, 슬래그, 유출수 등이며, 특히 흡착처리용의 폐활성탄 등에는 높은농도의 다이옥신류가 검출될 가능성이다 높다. 도시폐기물을 소각시킬 경우
다이옥신류 물질은 고온의 연소영역에서는 파괴될 수 있지만, 로를 벗어나
250~300℃정도로 냉각되는 후연소(post-combusrion)단계에서 fly ash상에서
다이옥신류 물질을 다시 형성하는 과정으로 생각할 수 있어 과거와 같이 높은
연소효율을 얻을 수 있는 로내 조건을 만족시키기 위한 소각로의 설계, 운전
이론만으로는 이러한 물질의 배출을 효과적으로 제어 할 수 없음을 알 수 있다.
도시고형폐기물 소각시설(MSWI)에서의 다이옥신류 생성기구에 대한 이론은
매우 다양하다. 최근에 보고된 가장 가능한 기구는 다음의 4가지로 요악되며,
실제로 소각로 내에서의 반응은 이들의 경로가 혼재하고 있기 때문에
소각시스템 내에는 갖가지 화합물이 공존하게 된다.
①다이옥신류를 불순물로 미량 함유하는 폐기물의 가열, 산화반응시 반응하지
않고 남아있는(refuse) 다이옥신류의 유출(breakthrough) 클로로페놀류나
이것을 원료로 사용하는 화합물(2,4,5-T, 2,4-D, 헥사클로토펜 등)이
해당된다. 몇가지 측정 결과 연소되지 않고 남아있는 도시고형폐기물에서
다이옥신류가 미량 검출되었다.
②유기염소계화합물인 다이옥신류 전구체물질의 전환 경로.
클로로페놀과 PCB가 다이옥신류로 전환되는 경우로 이러한 전구체물질은 도시고형폐기물에 다량으로 존재하고 산소결핍지역에서 열분해(pyrolysis)에 의해 생성될 수 있다. PBC화재시 가스상의 다이옥신류가 생성가능하다.
③여러 유기화합물 존재 및 염소주개(chlorine donor)로부터 생성
- 방향족핵을 갖고 있지는 않으나 고온의 반응에 의해②경로의 화합물을 생성하는 유기 염소계 화학물에서의 경로 사염화탄소(carbon tetrachloride) 사염화에틸렌(tetrachloroethylene), 클로로포롬(chioroform) 등이 환원되어 클로로벤젠류가 생기거나 PVC등의 중합체가 분해되어 ②경로의 화합물이 생긴다.
- 염소원의 존재하에 고온반응에 의하여 ① 또는 ②경로의 화합물이 생기는 염소를 함유하지 않은 화합물에서의 경로.
목재, 리그닌(LIGININ), 석탄, 기타 유기화합물은 가열, 분해반응에 의하여 벤젠류나 페놀류를 생성하고 이것이 염소원과 반응하여 클로로벤젠이나 클로로페놀이 되어 다이옥신류의 생성에 이어진다. 염소원으로서는 염화나트륨과 같은 무기염보다도 반응성이 좋은 염산이나 염소가스가 더 중요하다. 따라서 유기 염소계 화합물 중에서도 PVC의 열분해에 의하여 염산이 생기는 경로가 다이옥신류 생성에 큰 역할을 한다. ③경로의 가장 간단한 경우는 다이옥신류와 유사한 구조를 갖는 유기화합물과 염소주개에 의한 생성경로 이지만 모든 연소 중간생성물은 잠재성있는 전 구체물질이다. 예를 들면 석탄과 목재 등에 복합연료(complex fuel)의 연소중에 중간
화합물을 분석한 결과 적절한 염소주개 존재시 염소화될 수 있는(비염소화된) 다이옥신류 화합물이 생성됨을 나타내었다. 리그닌을 함유하는 복합연료는 리그닌이 비함유된 연료보다 더 높은 수준의 다이옥신류가 생성된다.
④약 300℃의 저온도에서 연소실의 하류(downstream)로부터 발생된 비산재(fly ash)표면에서 폭매반응에 의한 생성결로로 비균질 촉매반응에 의해 비산재 입자에 관련구조의 전 구체물질이 염소화되어 형성된다. 즉 dr-nove 합성에 의해 생성되는 것으로 인식되어진다. 특히 구리는 Deacon 유사 반응을 통해 방향족 구조를 염화물질로 변화시키는 자유염소(free chlorine)형성의 촉매로 작용한다. 또한 중간단계를 거치는 연소되지 않은 탄소의 변형은 전구체물질의 형성에 중요한 역할을 할 수 있다. 비산재 촉매활동에 의해 활성화된 복합체(activated complex)를 포함하는 단일분자 반응에서 다이옥신류가 생성된다. 생성된 다이옥신류는 배연가스내 온도의 공간적, 시간적 분포에 따라 기체상, 액체상, 고체상에 분배된다. 소각로에서의
다이옥신류 배출은 기체상의 배연가스와 고체상의 비산재 화합물이 분배되는 정도에 의존한다. 기체상에 존재하는 다이옥신류는 저온도에서 비산재에 응축되거나 균질핵화(homogeneous nucleation)할 수 있다. 비산재에 응축된 다이옥신류는 입자상 물질 방지장치에 쉽게 모아지며 열처리에 의해 파괴된다.
다이옥신의 재생성
다이옥신의 재생성 과정은 크게 두 가지로 구분된다.
첫 번째, 배가스내 전구물질(클로로페놀 등)의 분진내 금속 성분의 촉매활동에 의한 합성이다.
두 번째, de novo synthesis로 알려진 분진내 탄소성분의 다이옥신류로 합성(분진내 금속 촉매활동에 의한 합성)이다.
PCDD와 PCDF는 서로 다른 반응기작에 의해 발생하는 것으로 나타나는데, PCDD의 생성과정은 페놀의 염화작용에 의해 클로로페놀이
생성되고 클로로페놀은 분진 표면의 산화 금속성분의 촉매작용에 의하여
PCDD로 합성이 되는 것으로 이루어져 있고, PCDF의 생성과정은
페놀의 dibenzofuran으로의 응축과 정도 PCDF로의 염화과정으로
형성되는 것으로 정리되었다.
- 고찰 -
이번 연습문제를 한문제 한문제 풀어가면서 내가 평소에 알지 못했었던, 조금 더 전문적으로 입자상의 오염물질이라던지, 먼지의 입경분포에 따라 인체에 미치는 영향이라던지, 다이옥신이 우리 인체에 얼마나 어떻게 해로운지,
다이옥신의 종류와 특징에 대해서 알게 되었고, 또한 생각 하지도 못했던
것에서 다이옥신이 발생한다는 점을 알게되어 놀라웠습니다.
이렇게 심각할 정도로 우리에게 해로운 물질들이 많은데, 미세먼지에 따라서 해로운 점도 다른점에 대해서 너무 궁금한 점도 많았습니다.
앞으로 조금이라도 이 점에 대해서 연구 해보고 싶고, 이에 대하여 최소한의 피해를 받으려면 우리가 노력을 기울여서 한다는 생각을 가지게 되었습니다.
- 항상 좋은 강의 감사드립니다 . -

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