환경과 웰빙1주차과학자에 의한 신물질 양산-유독 화학물질을 만들어 내어 토양과 수질이 오염화석연료의 과다 사용-지구의 기후 균형 무너짐원자핵 분열의 발견-핵전쟁의 위협 및 핵 폐기물에 의한 지구 오염산업화-내연기관에서 나오는 유독물질에 의한 대기오염인간이 지구상에서 살아갈 수 있는 환경 조건1. 깨끗한 공기 → 대기오염2. 쾌적한 환경 → 온실효과로 인한 지구온난화, 산성비, 오존층 파괴3. 오염되지 않는 음식 → 토양오염(농약, 중금속, 환경호르몬)4. 깨끗한 물 → 수질오염공기 중의 산소의 생성 역사-35억 년 전부터 물리, 화학적 변화에 의해 생성되어 온 산물.-약 3천만 년 전부터는 공기의 구성 성분 농도의 증가나 감소가 없이 거의 일정하게 평형을 이루어 현재의 산소량으로 유지.대기의 구성 성분-질소 78% 산소 21% 기타 1%-사람이 정상적인 생리 기능을 유지하는데 필요한 대기 속의 산소농도는 21% 정도-각종 오염물질 때문에 대기 중에 있는 산소농도의 균형이 깨지게 되면 사람뿐만 아니라 생태계에 여러 가지 피해를 주는 일이 발생사람이 먹지 않고 견딜 수 있는 기간-음식 5주일, 물 3~5일, 공기 단 5분도 살 수가 없음섭취량(보통사람, 하루)-음식물 1.5kg 물 2.3kg 공기 15kg 정도의 호흡온난화-엘니뇨 합작, 재앙은 계속된다- 지구온난화가 엘니뇨를 부르고 이게 재앙을 부른다우리나라2000년 겨울 폭설2001년 봄 가뭄2002년 여름 폭우지구 온난화 가속(혹서 현상)-유럽 2003년 35,000명 사망-인도 2003년 기온 50도-인도 문바이 2005년 하루에 약 94cm 폭우지구온난화에 따른 기후 변화 가상 시나리오-2100년에는 1990년보다 1.4~5.8도 상승-1도 오르면 지구 기상이변으로 매우 큰 피해환경(環境)-자연의 상태인 자연환경과 사람의 일상 생활과 밀접한 관계가 있는 재산의 보호 및 동식물의 생육에 필요한 생활환경을 말함오염(汚染)-더럽게 물 듦오염물질(汚染物質)-대기오염, 수질, 토양오염의 요인이 되는 물질공해(公害)회(가축사용) 2,8681860년경(산업혁명) 16,7301985년경 52,820환경오염의 원인1.무절제한 과학 기술의 남용-눈앞의 이익, 편리함 추구 즉,더 질기고 단단한 것 제조2.그릇된 경제적 요인과 소비구조의 변화-비닐, 일회용 샴푸, 수저, 종이, 캔, 냅킨 등3.인구의 계속적 증가와 빈번한 이동-유엔 보고서(2009.3월)세계인구 2006년 65억명2009년 68억명2012년 70억명2050년 90억명에 이를 것으로 추정-더 많은 자원 필요, 소비증대, 소비구조 변화과학이 환경에 미치는 영향과 해결 방안영향 : 과학의 발달 → 환경에 바람직하지 않는 물질 양산 → 지구 오염해결방안 : 역설적이지만 과학의 원리를 적용하여 환경을 유지 내지는 더 나은 환경을 조성.세계적인 대기오염 사건1. Donora 사건(미국) - 기온역전현상발생일시 : 1948년 10월 27일 ~ 31일원인: donora시도 계곡지대에 있고 역전층이 나타나 오염물질에 의한 복합오염에 의한 것으로 그 오염물질로는 SO2, 황산염, 부유입자상 물질이었음증상 및 피해정도 : 5일간, 14,000명의 인구 중 약 43%의 인구가 기침을 주 증상으로 하는 인두통, 가슴의 압박감, 두통, 호흡곤란, 눈의 통증, 눈물, 구토증세 등을 호소. 4일 동안에 17명이 사망.2. Poza Rica 사건(Mexico) - 기온역전현상발생일시 : 1950년 11월 24일원인 : 대기의 하층에 역전층 형성, 석유정제 공장의 탈황 장치가 파손되어 다량의 H2S(황화수소가스)가 유출증상 및 피해정도 : 1시간 내에 22명이 사망하고 320명이 입원. 이 경우는 복합오염이 아닌 단순한 H2S가스의 중독증이었음.대기오염 “런던 스모그때 4천명 사망 남의 일 아니다” 1990.1.29“서울에 런던형 스모그 현상” 1991.1.11.스모그(smog)-연기(smoke) + 안개(fog)의 합성어-이산화황(SO2) + smoke + fog → sulfurous smog 또는, reducing smog(환원성 스모그).일 상공으로 사라지지 않게 되므로 스모그가 발생하기 쉽다.광화학스모그 해안 공업단지 뒤덮어- 탄화수소가 햇빛 받아 생기는 2차공해 목 가슴 통증 유발 울산 최고치 기록 1990.1.30. 한겨례광화학적 스모그(Photochemical smog)- 탄화수소(HC) 질소산화물(NOx) 등이 햇빛에 의한 화학반응으로 환경에 해로운 2차 생성물 생성- (햇빛 + HC + Nox) + smoke + fog → 광화학적 스모그 또는, oxidizing smog(산화성 스모그) 일반적으로 로스앤젤레스형 스모그라 함.- 발생은 공업화, 자동차 사용 증가 등의 원인4. LosAngeles smog 사건(미국)발생일시 : 1954.7원인 : 자동차의 질소산화물, 탄화수소, 기상조건(건조, 햇빛)증상 및 피해정도 : 점막자극, 시계악화, 식물 및 재산피해환경속의 화학(참고학습)광화학적 스모그의 발생과정1) NO2 → NO+O 2) O+O2 → O33) O+RH → R●+●OH 4) RH+O3 → RCHO5) RH+O2+NO2 → CH3COO-ONO2(PAN)*RH는 탄화수소R●,●OH는 라디칼(radical)이라 하며 공기 중에서 반응성이 매우 크다. RCHO는 알데하이드로 불쾌하고 자극적인 냄새가 나며, 점막을 자극할 수 있다. PAN(peroxyacetyl nitrate)는 대표적인 광화학적 스모그 물질이다.세계적인 대기오염 사건 정리2주차 산성비장마비도 산성이다-대기오염이 주범-장마비 산성, 보통 빗물의 10배-콘크리트 부식, 건물수명 단축, 수도관 녹여 식수 오염-산림 고사, 생태계 파괴산성비로 땅이 죽어간다-pH정상치 3~8배, 칼슘 등 영양소 유실-10년 뒤 대규모 숲피해 가능성한 일 ‘산성비 공동감시망’ 설치 합의-중국 포함 동북아지역 측정방법 통일 추진산성비의 정의-대기 중의 오염 물질이 빗물에 녹아내려 pH가 5.6 이하인 비-초록색 흑사병(유럽)-공중사신(空中死神)(중국)pH란? 산이나 염기의 정도를 나타내는 척도로 0~14 범위로 나타낸다. 7은 중성, 7 이하O2 N2 + O2 → 2NOSO2 + 1/2 O2 → SO3 2NO + O2 → 2NO2SO3 + H20 → H2SO4 3NO2 + H20 → 2HNO3 + NO2SO2 + O2 → 2SO3, SO3 + H2O → H2SO4NO + O2 → NO2, 3NO2 + H20 → 2HNO3 + NO산성비(Acid rain)-정상 빗물(normal rainwater)의 pH = 5.6-pH 감소 원인 : 이산화황(SO2), 황산(H2SO4), 아황산(H2SO3), 염산(HCI), 질소산화물 등-생태학적 영향1) 토양의 기본적 영양분(Ca 등) 제거Ca2+ + SO42+ → CaSO4↓2) 강이나 호수의 산성화3) 식물 잎의 영양분 제거4) 대리석 부식CaCO3 + SO2 + 1/2 O2 → CaSO4 + CO2산성비의 피해-삼림파괴-토목, 건축물 피해-호소 생태계 파괴주요도시 산성비 현황우리나라 이산화황 발생 현황이산화황(SO2)의 성질1. 성질 : 물에 대단히 잘 녹는 무색의 자극성이 있는 불연성 가스, H2O + SO2 → H2SO42. 성상 : 분자량 64.07, 비중 2.2630, 녹는점 ?72.7도, 끓는점 ?10.2도, 물에 대한 용해도 10.5g/100g3. 발생원?자연적 : 화산가스, 광천 등?인위적 : 황 성분이 함유된 물질의 연소, 금속의 용융, 제련, 황산제조, 석유 정제 및 화학비료 제조 과정 등- 유황함유 연료의 연소시 배출가스중의 95% 정도는 SO2, 나머지는 SO3형태이산화황(SO2)의 영향- 급, 만성 독성- 이산화황으로 오염된 대기에 노출되면 생리적인 반응에 이어 급성피해.급성피해란 : 불쾌한 자극성 냄새, 생리적 장애, 압박감, 기도 저항 증가 현상 등.- 급성 피해가 여러 번 반복해서 일어나면 만성피해로 진전.만성피해란 : 폐염, 기관지염, 천식, 폐기종, 폐쇄성 질환.산성비 문제의 해결 방안1) 대기 중의 자연적 소멸-소멸과정 : 배출구에서 고농도 상태로 대기 중으로 배출되면서 혼합, 희석 되며, 대기중에서 물리적 현상에 따라 제수법CaCO3 + SO2 + H2O → CaSO3 + 2H20 + CO2 + 1/2H2OCa(OH)2 + SO2 → CaSO3 + 1/2 H20 +1/2 H2O낙엽을 태우면서-이효석낙엽 태울 때 유독가스 조심해야-발암물질(벤조피렌)도 자동차 매연 3분의1 나와-정상적 환경(산소 공급이 충분한 환경)에서 모든 유기물질(organic matter)을 태우면 환경에 무해한 이상화탄소, 수증기와 유기물질의 종류에 따라 약간의 질소 및 황산화물이 생긴다.유기물질 → CO2 + H2O + ...낙엽 또한 유기물질 중 하나이지만 낙엽 1ton 태울 때(불안전 연소시)일산화탄소(CO) 30kg + 연기 등 입자성 물질로 눈물과 기침의 원인 물질, 발암성 물질 PAH 등이 발생하며, 가정에서 쓰레기(비닐, 플라스틱, 합성가죽 등)를 태우면 → 75종 이상의 유독물질 배출 (포스겐, 다이옥신 등).CO : 불완전 연소(산소 불충분)로 발생, 인체내의 헤모글로빈을 공격하여 산소 운반능력을 저하시킴. 비자극적이고 보이지 않으면서 냄새나 맛이 없는 기체로 “조용한 살인자” 라는 별칭이 있음.PAH : 다환방향족탄화수소(Poly Aromatic Hydrocarbon) 벤조피렌 등 방향족 화합물로 발암성이 크다.포스겐(phosgene, OCCl2) : 1차 세계대전에서 독일군이 독가스로 사용하였다.다이옥신 : 발암물질로 맹독성이다.1986년 이후 중국인 여성 암 사망률 1위 : 폐암2005년 우리나라 여성 암 사망률 : 폐암 2위원인 ? 튀김 기름 연기로 추정기름 연기 ? 다환성방향족탄화수소(PAH, Poly Aromatic Hydrocarbon)세포에 해로운 활성 산소의 양을 늘리고, 유전자 손상을 가져와 암 발생 위험을 높임.방지책 ? 음식을 찌거나 삶은 방식을 선택튀김기름PAH(Poly Aromatic Hydrocarbon)-기름에 튀기거나 불에 구울 때 생기는 연기에서 발생-발암물질-대만, 중국, 홍콩, 싱가포르 여성 암 사망률 1위가 폐암-세포에 활성산소의 양 늘리고 유전자 손) :