광화학 스모그의 발생 원인과 가져오는 영향

광화학 스모그의 발생 원인과 가져오는 영향

광화학 스모그의 정의와 발생 원인

광화학 스모그(photochemical smog)는 태양의 자외선이 대기 중 질소산화물과 반응할 때 생성되는 스모그의 한 종류입니다. 이는 갈색을 띠는 아지랑이 형태로 보이며 인구 밀도가 높고 따뜻한 도시에서 두드러지게 나타나며 특히 아침과 오후에 보기 쉽습니다. 광화학 스모그가 빈번하게 나타나는 도시는 대부분이 대도시로, 로스앤젤레스나 베이징 등이 있습니다. 광화학 스모그는 복잡한 과정을 통해 형성되지만, 그 근원은 매우 명백한데, 광화학 스모그를 만드는데 가장 큰 원인이 되는 것은 바로 자동차입니다. 그리고 발전소, 특히 석탄을 이용하는 화력발전소 등이 발전 도중에 오염물질을 생산하게 됩니다. 따뜻한 온도일 때 더 자주 나타나기 쉬우므로, 광화학 스모그는 여름에 가장 흔히 볼 수 있습니다. 그리고 자동차가 가장 큰 원인인 만큼 아침에 수많은 사람들이 출근을 위해 운전할 때 특히 스모그가 발생하게 됩니다. 자동차 엔진에서 생성된 질소 산화물이 대기로 유입되면 물과 결합하여 질산을 형성하거나 햇빛과 반응하여 단일 산소 원자를 생성하고, 그다음 분자 산소와 결합하여 오존을 생성하게 됩니다. 그리고 이 질산은 지구로 침전하여 산성비를 일으키거나 스모그 상태로 남아있게 되는데 자동차에 의한 직접적인 발생으로 인해서 광화학 스모그는 도시 위에 형성되어 많은 사람들의 건강에 더욱 부정적인 영향을 주게 됩니다. 그리고 위에서 얘기한 것처럼 따뜻한 기온인 여름에 그것도 자동차를 운전하는 인구가 밀집되어있는 대도시라면 더 많은 광화학 스모그가 일어나게 됩니다. 전 세계적으로 점점 더 대도시에 인구가 밀집되는 현상이 늘어나고 있으므로 이 문제는 앞으로도 증가할 것으로 예상되며 한동안 사라지기는 힘들 것으로 보입니다.

 

광화학 스모그가 가져오는 영향과 문제점

자동차 배기가스에서 주로 나오는 오염 물질인 질소산화물은 크게 산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)로 나뉩니다. 이는 특히 자동차의 화석 연료의 연소로 특히 많이 배출되며 화산이나 산불에서 자연적으로 배출되는 경우도 많습니다. 그리고 이산화질소는 자외선에 노출되면 탄화수소와 복합적인 반응 후에 광화학 스모그를 생성하며 여기에는 오존과 질산, 알데하이드 및 기타 오염물질들이 섞이게 됩니다. 이산화질소와 오존, PAN 같은 대기 오염 물질은 대기권이나 사람의 폐 안에서 정상적으로 산화되지 않은 특정 화합물을 반응시켜 산화시키게 만들 수 있기 때문에 광화학 산화제라고도 불립니다. 이러한 화학물질은 소량으로도 인간과 동물의 호흡기에 영향을 미칠 뿐만 아니라 농작물과 나무에 피해를 줄 수도 있습니다. 이렇게 광화학 스모그는 많은 악영향을 미칩니다. 탄화수소와 결합할 시에는 그 안에 포함된 화학물질이 눈 자극을 일으키는 분자를 형성하게 됩니다. 질소 순환을 방해하며 가시성 감소와 호흡기 질환을 가져오는 문제가 있을뿐더러 지층 오존이 생성되어 인체에 다양한 영향을 미치게 됩니다. 특히 건강에 큰 문제를 입히는데, 광화학 스모그는 폐와 심장에 돌이킬 수 없는 손상을 입힐 수 있습니다. 광화학 스모그에 단기간만 노출되어도 젊은 층과 노약자 나이를 불문하고 모두에게 악영향을 미치게 됩니다. 광화학 스모그는 특히 호흡기 계통에 심한 자극을 가져오거나 폐 기능 저하 및 호흡곤란을 유발하는 경우가 많습니다. 이는 운동 중이거나 야외 활동을 하고 있어 외부 환경에 놓여있는 중에 더욱 심합니다. 그리고 스모그가 천식의 원인이 되는 알레르겐에 대한 민감도를 증가시키기 때문에 스모그가 심할 시에는 천식 발작을 유발하기도 하여 천식 환자들에게는 더욱 위험한 존재입니다. 그리고 천식 환자뿐만 아니라 다른 호흡기 질환을 가지고 있는 사람들이 오존에 더욱 민감하며, 어린이와 노인 같은 노약자나 단순히 폐 기능이 좋지 않은 사람들 또한 일반적으로 건강한 성인들보다 광화학 스모그로 인한 호흡기 질환에 걸릴 위험이 훨씬 더 크게 나타납니다. 그뿐만 아니라 광화학 스모그는 환경에도 악영향을 미칩니다. 광화학 스모그 속에서 발견되는 화학물질의 집합은 동물뿐만 아니라 식물에도 여러 가지 문제를 일으킵니다. 동물들 또한 사람에게 미치는 영향과 비슷하게 호흡기의 자극, 호흡곤란 등의 안 좋은 영향을 받으며 토마토 같은 몇몇 식물들은 오존에 예민하게 반응하기 때문에 광화학 스모그는 이러한 민감한 농작물이나 다른 식물들을 고사시킬 수 있습니다. 또한 지층 오존은 나무의 성장과 생산성에도 좋지 않은 영향을 줄 수 있습니다. 광화학 스모그의 안 좋은 영향으로부터 몸을 보호하기 위해서는 우선 광화학 스모그의 농도가 높은 오전 오후의 외출을 가능한 피하며 농도가 낮은 편인 이른 아침 새벽이나 저녁에 운동을 하고 야외 활동을 계획하는 것이 좋습니다. 그리고 자동차에서 나오는 배기가스가 스모그의 가장 큰 원인이므로 대기 오염을 해소하기 위해 카풀을 이용하고 대중교통을 이용하는 등 자동차의 사용량을 줄이며, 자동차를 항시 잘 정비된 상태로 유지해두고 올바른 운전습관을 들이는 것이 좋습니다. 그리고 가정에서 사용하는 화학 제품, 특히 세정제 같은 제품의 뚜껑을 단단히 닫아두는 것 같은 별거 아닌 작은 행위들도 화학 물질의 증발을 최소화하고 스모그를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.