대기중에서 산화제 역할을 하는 SOx의 대기화학적 특성

소개글

대기중에서 산화제 역할을 하는 SOx의 대기화학적 특성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I. 서론3
II. 본론4
1. 황산화물(SOx)의 발생4
2. 황산화물(SOx)의 거동 및 소멸6
3. 동아시아 지역의 황산화물 배출원-피해지 관계9
4. 한·중·일 장거리이동 대기오염물질에 관한 전문가 회의12
5. 황산화물의 저감14
III. 결론14
참고문헌15

본문내용

이를 바탕으로 동북아지역의 대기오염물질 저감방안을 도출할 수 있을 것으로 기대된다고 하였다.
한중일 장거리 이동 대기오염물질에 관한 전문가 회의 연구대상 지역
각 권역별 SO2 배출량(단위: 톤/년, 기준년도: 1998)
국가
권역
SO2
중국
I
2,540,189
II
12,238,715
III
5,893,221
한국
IV
1,146,000
일본
V
922,056
2002년 4개월(1월,3월,7월,10월) 동안의 한국의 황 침적량(단위 : 천톤)
월별
구분
1월
3월
7월
10월
총합
한국결과
27.4
20.4
13.7
17.8
79.3
2002년 4개월(1월,3월,7월,10월) 동안의 중국에서 수송되어 한국에 침적된 황량(단위 : 천톤)
월별
구분
1월
3월
7월
10월
총합
한국결과
14.2
7.5
3.5
7.6
32.9
위 결과와 같이 4개월 동안의 한국에 대한 중국의 기여도는 32.9 / 79.3 × 100 = 41% 이다. 제9차 한중·일 3국 장거리이동 대기오염물질(LTP) 전문가 회의에서 황산화물에 대한 3국간 상호 영향 공동 연구 결과 발표를 하였고, 한국 연구결과에 의하면, 우리나라에 침적되는 황산화물의 약 40%(중간결과)는 중국에 의한 영향으로 밝혀졌다.
황산화물의 저감
황산화물의 배출량은 전적으로 연료 중의 유황성분에 달려있으므로 연료 중 황 성분을 제거하거나 황 성분이 적은 연료로 대체하는 방법으로 제어할 수 있다. LNG 등의 청정연료를 사용하고, 태양열 등 화석연료가 아닌 재생에너지의 개발로 기존 화석연료를 대체할 대체에너지를 개발하는 것이 시급하다. 또한, 연소단계 대책으로 아래와 같은 방법이 있다.
유동상식 연소(FBC, Fluidized Bed Combustor) ㅡ 유동매체에 석회석(CaCO3 ) 첨가
2CaCO3 (s) + 2SO2 → 2CO2 (g) + 2CaSO3
연소 후에는 대책 배연탈황(FGD, Flue Gas Desulfurization)과 같은 방법으로 황의 대기유출을 저감할 수 있다. 한편, 제련 시 금속으로부터 황은 제거되고 농축된 SO2가 배출된다. 이 SO2를 물에 흡수하여 H2SO4를 만들어 부산물로서 판매할 수 있다.
한편, 우리나라에서는 1990년대부터 환경에 대한 중요성을 자각함으로써, 일관성 있는 정부의 환경정책과 교육 등에 힘입어 눈에 띌만한 성과를 이루었고, 현재는 거의 모든 지역에서 환경기준치 이하의 농도를 보이고 있으나, 향후 이를 계속 유지하고, 배출원-피해지 관계에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 다른 나라들과 긴밀하게 협력하여 환경문제를 해결해나가야 할 것이다.
결론
황산화물이란 가스상 및 입자상의 황산화물을 총칭하는 것이지만, 대기오염에서 중요하게 다루는 물질은 이산화황(SO2)과 삼산화 황(SO3)이다. 황산화물(SO2, SO3)는 황함유 화석연료의 연소과정에서 발생된다. 인위적 발생원에서 화석연료 중 유기황화합물과 황화합물이 연소되면 대부분이 아황산가스(SO2)가 된다. SO2 중 일부가 불꽃 중 산화되어 SO3를 생성하는데, 이러한 연소과정을 통해 생성되는 SO3의 발생량은 SO2에 대하여 보통 5/95 의 비율에 불과하기 때문에 실제 SO2가 가장 주요하다. 또한, SO2는 광화학반응이나 촉매반응등에 의하여 다른 오염물질과 반응하여 SO3, H2SO3, 기타 황산염 등 2차 오염물질을 형성한다. 이때에, 낮은 온도에서는 전환속도가 감소하고, 광화학반응에 소요되는 에너지는 약 0.3㎛영역의 자외선 영역이다. SO2는 시간당 약 0.1~0.2%씩 태양광선에 의하여 산화되어 매우 작은 입자를 형성하게된다. 그러나 공기 중에 Mg, Mn, Fe, Cu 등의 금속화합물이나 HC나 NOx가 존재하는 경우 이 산화율은 약 10배정도 증가하게 된다. 대기중 황산화물은 건식침착 및 습식참착(wash out, rain out)에 의하여 제거된다. SO2 건식침착에 주로 기여하는 것은 식물에 의한 흡수로서, 식물의 피해가 크다. SO2는 물에 대한 용해도가 높아서 H2SO3를 쉽게 형성하며, H2SO3는 물속에 녹아있는 산소와 결합하여 H2SO4가 된다. 또, SO2가 SO3로 산화된 후 물에 녹아 H2SO4 형성하여 황산화물을 포함하는 강우를 형성하여 제거된다. 대기의 습도가 높을 때에는 부식성이 강한 황산방울(mist) 등을 생성시켜 시야감소와 금속 및 재료의 부식, 식물 및 인간과 동물에 대한 영향을 미치에 된다. 황산화물의 배출량은 전적으로 연료 중의 유황성분에 달려있으므로 연료 중 황 성분을 제거하거나 황 성분이 적은 연료로 대체하는 방법으로 제어할 수 있다. 우리나라는 7, 80년대 한 때 매우 높은 대기중 황산화물 농도를 보였으나, 현재에는 거의 모든 지역에서 환경기준치 이하로 매우 양호한 저감 결과를 보이고 있다. 그러나, 최근 우리나라 뿐만 아니라, 중국이나 동남아 여러 국가에서 배출된 황이 기상장에 의해 이동하며 우리나라에 피해를 주는 경우가 많고, 세계 각국에서 이러한 배출원-피해지의 관계라는 개념이 생겨나게 되어, 황산화물 뿐만 아니라 여러 가지 대기오염 문제를 극복하기 위하여 각국간에 협력이 필요하게 되었다.
참고문헌
이재범, 김승범, 박지영, 김수연, 이태영, 2002, 동아시아 지역의 황산화물 배출원-피해지 관계, 한국환경과학회 봄 학술발표회 발표논문집 제11권(제1호), 79-84
Kim, S-B., and T-Y. Lee, 2001 : Comprehensive acid deposition model and its application to episodic acid deposition in east asia, Air pollution modeling and its application ⅩⅣ, 721-722.
Frost et al, 1998, Photochemical Ozone Production in the Rural Southeastern US during the 1990 Rural Oxidants' in the Southern Environment (ROSE) program, Jour. of Geophy. Res., Vol 103,22,491-22,508.

키워드

대기화학,   산화제,   황화물,   SOx