황산화물

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황산화물

 

황산화물의 발생과 동․식물에 미치는 영향

 

아황산가스(sulfur dioxide, SO2)는 무색으로 쏘는 듯한 독한 냄새가 나며, 매우 낮은 농도에서도 호흡 장애를 일으킨다. 이 가스는 수용성으로 공기 중의 물방울과 결합하면 산화력을 갖는 아황산(H2SO3)이 되고 아황산은 공기 중에서 서서히 황산(H2SO4)으로 변한다. 아황산가스가 산소와 서서히 반응하면 삼산화황(SO3)가스가 된 후 물과 반응하여 황산이 된다.

 

황 함량이 많은 연료를 쓰는 공장 지대와 화력 발전소 주변에는 황산 에어로솔이 많으며, 이는 약한 푸른 빛을 띤다. 아황산가스는 화산 폭발에 의하여 자연적으로 발생되기도 하지만 대기 오염에 큰 영향을 미치지는 않는다. 아황산 가스 발생의 대부분은 도시 빌딩이나 가정의 난방 연료, 공장, 발전소 등의 화석 연료 연소에 의한 것이다. 아황산 가스와 그 최종 산물은 여러 가지 물질에 심한 부식 작용을 나타낸다. 황산화물 중에서 아황산가스와 삼산화황은 특히 대리석, 석회석, 모타르 등 탄산을 함유하는 건축 자재를 심하게 부식시킨다. 그 원인은 아황산가스와 석회석이 반응하면 수용성인 칼슘염을 생성하고 이는 공기 중의 수분이나 빗물로 씻겨 내려가기 때문이다. 그러므로 대규모 공단 지역에 있는 건축물들은 붕괴의 위험에 직면하게 된다. 황산화물은 견고한 구조물도 파괴시킨다. 철근 구조물의 부식은 농촌보다 도시에서 4배 이상 빠르게 진행된다. 먼지가 많으면 황산화물이 금속을 더 빨리 부식시키는데, 이 때 공기 중에 습기가 많으면 더욱 촉진된다. 황산화물은 철, 강철뿐만 아니라 구리, 니켈, 아연, 심지어 알루미늄까지 부식시킨다. 도시의 구리나 청동으로 만들어진 예술품에 푸른색의 녹이 끼는 것도 부식 작용에 의한 것으로, 이 막이 생기면 더 이상의 부식을 막아 주는 효과도 있지만, 정밀한 전기 기계에서는 구리 접촉 부위의 저항을 증가시켜 고장을 일으키기도 한다. 황산화물은 페인트와도 반응하여 색깔을 변화시키고 건조를 지연시키며, 방수 작용을 약화시킨다. 또한 나일론, 종이, 가죽, 합성 섬유 특히 면과 모직을 상하게 하며, 대기 중에서 광화학 반응으로 생성된 황복합 물질은 섬유의 색깔을 퇴색시킨다.

 

 

 

 

아황산 가스는 눈이나 기관지에 심한 고통을 준다. 그 농도가 0.3～1ppm이 되면 보통 사람은 냄새나 맛으로 느낄 수 있으며, 1～5ppm이 되면, 모든 사람이 반응을 나타낸다. 이보다 높은 농도에서 1시간 동안 노출되면 질식할 듯한 느낌을 주고, 6～12ppm 농도에서는 즉시 코나 기관지에 고통을 준다. 아황산가스는 낮은 농도에서도 매우 자극적이기 때문에 쉽게 위험을 예방할 수 있는 장점이 있으나 낮은 농도에서도 장시간 노출되면 점차적으로 마비되어 5ppm에서도 느끼지 못하게 된다. 공기 중의 습도가 높거나 안개가 많으면 아황산 가스는 아황산이나 아황산 이온을 형성하므로 더욱 위험하다. 아황산 가스는 미생물에도 강력한 독성 작용을 나타내 양조장 등에서 살균형 훈연제 등으로 쓰인다.

 

아황산 가스가 식물에 미치는 피해는 오래 전부터 알려져 왔다. 아황산 가스에 민감한 식물은 대기 오염의 지표로 사용되어 왔다. 그러나 피해 증상이 가뭄 피해, 냉해, 노화, 영양 결핍 등과 유사하여 피해의 원인을 정확하게 구분하기 어렵다.

황산과 황산염은 결국 가라앉는데 대부분 빗물 속에 포함된다. 이 때 소요되는 시간은 5～14일이다. 황산화물은 황 함량이 높은 연료를 사용할 때에 발생하므로 가장 효과적인 해결 방법은 황 함량이 낮은 연료를 사용하는 것이다. 또한 황 오염의 주원인은 석탄이므로 석탄이나 석유 대신 황함량이 낮은 천연 가스를 사용하는 것이 바람직스럽지만 공급이 제한된다는 단점이 있다.

 

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