[대기오염개론] 황산화물(SOx)

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1. 황산화물(SOx)

황산화물 발생 경로

- SO2, SO3, H2S, CS2 등의 물질을 총칭한다.

 

- H2S(황화수소)가 전체 황산화물(SOx)의 80%를 차지한다.

 

- 해양을 통해 자연적 발생원 중 가장 많은 양의 황산화물(SOx)이 DMS(Dimethyl sulfide, (CH3)2S)형태로 배출되고 있다.

 

- 주요한 대기오염물질로서 산성비의 원인이 된다.

 

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2. SO2 (이산화황, 아황산가스)

(1) 특징

- 분자량 64, 비중 2.263, 무색, 자극성 냄새

 

- 대기오염의 규정지표 : 연간 0.02ppm 이하

 

- 산화상태가 클수록 증기압이 낮아지고, 용해도 증가

 

- 화석연료 연소 시 대부분 SO2의 형태로 배출

 

- 대기 중 SO2는 30% 정도가 황산염으로 전환하며 체류시간은 약 1~4일

 

- 220nm 이하와 280-290nm에서 강한 흡수를 보이지만, 대류권에서는 거의 광분해 하지 않음

 

- 물에 대한 용해도가 높아 구름의 액적, 빗방울, 지표수 등에 쉽게 녹아 H2SO3 생성

 

- 가스 상태의 SO2는 대기압 하에서 환원제와 산화제 모두 사용 가능

​

 

(2) 인체에 미치는 영향

- 농도와 노출시간에 따라 피해의 정도가 달라지며, 호흡기계통의 질환의 원인이 됨.

 

- 호흡기를 통해 SO2는 대부분 상기도에서 흡수되며, 상부기도 점막에 흡착되어 심한 자극을 일으킴.

 

- 먼지나 액적을 동시에 흡입하게 되면 이산화황이 산화되어 황산미스트가 생성되는데, 이는 SO2보다 독성이 10배 크다.

 

- 독성 정도 : SO2 + H2O  >  SO2 + 먼지  >  SO2

 

 

(3) 식물에 미치는 영향

- 잎 뒷면의 기공으로 침입하여 잎을 황갈색으로 고갈시킴 : 유조직의 피해

 

- 알데히드와 반응하여 히드록시술폰산을 형성하여 세포를 파괴한다.

 

- SO2에 약한 식물(지표식물) : 대맥, 담배, 지주개자리(알팔파), 목화, 보리 등

 

- SO2에 강한 식물 : 양배추, 까치밤나무, 쥐당나무, 샐러리, 소나무, 옥수수 등

 

- 고엽이나 노엽보다 성장하는 잎에 피해를 준다.

 

(4) 저감방안

	건식법	습식법
종류	- 석회석 주입법 - 활성산화망간법 - 활성탄흡착법 - 접촉산화법(촉매산화법) - 전자빔법, 산화구리법 등	- NaOH 및 Na2SO3 수용액 흡수법 - CaCO3 및 Ca(OH)2 슬러리 흡수법 - Mg(OH)2 슬러리 흡수법 - 염기성 황산알루미늄 수용액 흡수법
장점	- 배출가스의 온도 저하가 거의 없음 - 연돌에 의한 배출가스의 확산이 양호	- 높은 반응 효율 - 높은 장치 규모
단점	- 습식에 비하여 낮은 효율 - 큰 장치의 규모	- 배출가스의 온도저하 - 수질 오염 문제 야기

 

 

 

3. SO3 (삼산화황, 무수황산)

- 물에 대한 용해도가 가장 높아 물과 반응하여 황산을 생성

 

- 1, 2차성 물질

 

 

 

4. H2S (황화수소, 유화수소)

(1) 특징

- 분자량 34, 비중 1.189, 무색, 악취(계란 썩는 냄새), 가연성

 

- 자연적인 발생량이 전체 황산화물(SOx)의 80%를 차지한다.

 

(2) 식물에 미치는 영향

- H2S에 약한 식물(지표식물) : 오이, 토마토, 담배, 코스모스

 

- H2S에 강한 식물 : 복숭아, 딸기, 사과나무

 

- 어린잎, 새싹에 영향을 준다.

 

 

 

5. CS2 (이황화탄소)

- 분자량 76, 비중 1.297, 무색, 자극성 냄새, 유독성 액체

 

- 주 발생원은 비스코스 섬유 제조공업

 

- 햇빛에 파괴될 정도로 불안정하며, 전도성 및 부식성은 비교적 약함

 

- 상기도를 통해 체내로 흡수되며, 중추신경계에 대한 독성작용

 

 

 

6. H2SO4 (황산)

- 분자량 98, 비중 1.83, 무색, 부식성, 점성, 기름같은 액체

 

- 290℃에서 분해하여 삼산화황(SO3) 발생

 

- 탈수작용, 산화작용