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지구환경과 산림파괴

지구온난화현상

지구온난화란

인간과 생물이 생활하기에 적당한 환경의 온도를15℃로 보고 있는데, 이 균형적인 기온은 대기중의 온실가스라 할수있는 이산화탄소(CO), 오존(O), 이산화질소(NO), 수증기(HO)들에 의해 조성되는데 이 온실가스가 증가하면 온실효과로 대류권의 기온이 상승해서 기후가 온난화하게 되는 것이다.

지구온난화과정

햇빛이 지표에 닿으면 적외선 방출 [그림1] 대기 중 온실가스가 열의 일부를 가두어 지구 기온 유지 [그림2] 온실효과가스가 증가하면서 적외선 흡수량이 증가하여 열이 밖으로 나가지 못하므로 기온 상승

  • 그림1 현재의 대기 : 태양광선은 대기 상승표면에서 약30%가 반사되고, 약15%는 대기에 흡수된다.[그림1]

    현재의 대기 : 태양광선은 대기 상승표면에서 약30%가 반사되고, 약15%는 대기에 흡수된다.

  • 그림2 이산화탄소의 농도가 증가한 대기 : 이산화탄소의 증가로 대기에 흡수되는 에너지가 증가한다. 이 때문에 기온이 상승한다.[그림2]

    이산화탄소의 농도가 증가한 대기 : 이산화탄소의 증가로 대기에 흡수되는 에너지가 증가한다. 이 때문에 기온이 상승한다.

지구온난화로 인한 피해
북극의 빙하가 녹아내려 줄어들고 있다북극의 빙하가 녹아내려 줄어들고 있다
  • 1. 지구의 온도가 높아지면 극지방의 빙산이 녹아 해수면이 최소 10cm에서 최대 2m까지 상승하여 낮은 곳에 있는 도시와 섬들이 침수하고 농경지의 감소, 해안선의 변화 등이 일어나 수자원 관리에 많은 문제점이 발생하게 된다.
  • 2. 가뭄과 태풍, 흡수 등 이상 기후현상도 지구 온난화영향으로 보고있다 (엘리뇨, 라니냐)
  • 3. 사막화와 물부족 전염병의 증가 농업생산량의 변화 및 동신물의 서식지 파괴로 많은 생물종이 멸종될 수도 있다.
지구 온난화에 영향을 주는 물질
지구온난화에 영향을 주는 물질 CO2 이산화탄소 50%, CFC2 프레온 20%, CH2 메탄 16%, O3 오존 8%, NO2 이산화질소 6%

온실가스의 증가는 산업혁명 이후 석탄, 석유의 사용증가와 농업과 목축산업에서 배출된 메탄 그리고 과학문명의 산물인 냉장고, 에어컨 등에 사용되는 프레온 같은 합성물질이 대량으로 쓰이면서 급격히 증가하기 시작했다

지구 온난화의 방지
  • 에너지원으로 원자력ㆍ태양에너지ㆍ수력발전ㆍ천연가스 등을 이용하여 화석에너지의 소비를 최대로 줄인다.
  • 프레온가스의 사용억제 및 대체물질을 개발하여 사용한다.
  • 절전과 산업설비의 연비 개선 등 에너지 효율을 높이는 방법을 찾아본다.
  • 각국간의 규제를 위한 탄소세 부과, 자동차 배기가스 규제 등의 국제협약을 준수한다.

대기오염

대기오염이란

대기오염에는 자연적인 오염원과 인위적인 오염원으로 나눌 수 있는데 그 중 대기오염의 가장 큰 원인은 각종 산업활동과 교통수단에서 배출되는 배기물질이 주원인이 되고 있다. 사람이 정상적인 생리기능을 유지하는데 필요한 대기 속이 산소농도는 21% 정도이다. 각종 오염물질 때문에 대기 중에 있는 산소농도의 균형이 깨지게 되면 사람뿐만 아니라 생태계에 여러 가지 피해를 주는 일이 발생된다.

대기의 구성 성분 질소78%, 산소21%, 이산화탄소,오존,아르곤,수증기,메탄,네온,수소1%

[대기의 구성 성분]
질소
모든 생명체가 자라는데 필요한 단백질을 만드는데 사용
산소
생명을 유지시키는 기체이며 녹색식물의 광합성 덕택으로 식물의 앞에서 매일 10억톤 이상 생성
오존
식물의 광합성작용에 필요. 지구의 온도를 유지
오존
태양으로부터 오는 해로운 자외선을 차단하여 생명체를 보존

대기오염의 원인 및 피해_자동차 배기가스와 산업용 매연에서 나오는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 먼지 등이 산성비와 숲이 죽어가는 등의 피해를 만든다.

대기오염의 주요 원인과 방지

대기오염은 석탄, 석유 등의 화석연료 사용, 자동차 배기가스 등에서 나오는 다섯 가지 1차 오염물질인 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물, 황산화물 및 분진 등과 1차 오염물질간에 일어나 화학반응으로 생긴 2차 오염물질에 의해서 발생된다. 오늘날 대도시의 경우 대기오염의 80%는 자동차의 배기가스에 기인한다. 따라서 올바른 운전습관과 경제속도를 준수하고 적기에 자동차를 잘 정비한다면 에너지의 절약은 물론 대기오염까지도 줄일 수 있는 두 가지 효과를 얻을 수 있다.

산성비

산성비란

빗물의 산도는 pH(수소이온농)값으로 나타내는데 일반적으로 빗물의 pH가 5.6이하의 산도를 가질 때 이를 '산성비'라 부른다. 보통비는 대기가 깨끗한 지역에서는 pH5.6~pH6.5정도의 악산성을 띠고 있지만 화산폭발과 같은 자연오염이나 산업화, 도시화에 따라 화석연료가 대량으로 소비되면서 대기오염이 심한 지역에서는 강산성을 띠는 산성비가 내리게 된다.

산성비와 PH값 비교_산성PH값 : 0 1(레몬즙) 2 3(산성비,식초) 4(포도) 5 6 / 중성 : 7(수돗물) / 알칼리성 8, 9(비눗물), 10, 11
산성비의 발생과정

산성비의 주요 원인물질은 황산화물(SO₂)과 질소산화물(NO )이다. 화산화물은 우리가 소비하는 석유가 연소할 때 많이 발생되며 질소산화물은 자동차의 연료 연소시 많이 배출되는 것으로 대기 중에서 형성된다.

공장 및 자동차 매연 → 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 발생 → 화학반응으로 강한 산성물질인 화산염과 질산염으로 변함 → 황산염과 질산염이 섞인 작은 물방울 → 산성비
산성비로 인한 피해
  • 식물의 피해
    • 세포를 파괴시키며 잎의 함몰
    • 낙엽을 분해하는 미생물을 소멸시켜 생태계 순화구조 파괴
    • 아황산가스의 경우는 잎을 탈색시키고 나무가 살수 없게 함
  • 토양의 산성화
    • 토양의 영양분인 칼슘, 칼륨, 마그네슘 등의 수소이온과 치환 용출되어 영양분결핍을 초래함
  • 건축구조무 및 고고학적 유물의 피해
    • 금속 철재와 콘크리트 등 건축구조물 그리고 고고학적 유물까지도 부식시켜 커다란 경제적, 문화적 손실
  • 수중생태계의 피해
    • 주중의 산성도가 증가하여 어족이 살 수 없게 되어 생물종 및 그 개체수가 감소하는 등의 피해가 나타난다.
산성비에 대한 대책

주 원인 물질인 황산화물과 질소산화물의 배출을 최소화해야 한다. 사업체에서는 청정연료로 대체하고 자동차의 배기가스를 줄이기 위해 저공해 연료를 사용하며 올바른 운전습관과 철저한 정비가 필요하며 전기,메탄올,태양열 등을 이용한 저공해 자동차 개발이 요구된다.

오존층파괴

오존층 파괴란

환경에 영향을 미치는 오존은 성층권의 오존층과 대기에 존재하는 오존으로 대별된다. 오존발생의 주원인은 자동차 배기가스에 포함된 탄화수소와 이산화질소 등 화학물질이 햇빛과 광화학 반응을 일으켜 생성된다. 따라서 대기오염의 77%이상을 차지하는 자동차 배기가스는 오존오염으로 직결된다.

오존주의보가 발령되면 시민들은 불필요한 자동차 운행을 자제하고 노약자나 어린이들은 바깥출입을 삼가야 한다. 식물이 오존에 오염되면 잎이 변색되고 잎 전체에 작은 반점이 나타난다.

일단 오존에 오염되면 딸정벌레 등 균류의 침입에 취약해지면 생태계측면에서 광합성 기능이 저하되고 영향섭취가 떨어져 성장에 치명적인 지장을 받는다.

  • 대기 중 오존 오염으로 인한 인체 피해
    대기 중 오존 오염으로 인한 인체 피해에 대하여 농도, 노출기간, 인체에 미치는 영향 순으로 나타낸 표입니다.
    농도노출시간인체에 미치는 영향
    1~0.3PPM1시간호흡기자극,기침,눈물
    0.3~0.5PPM2시간운동 중 폐기능이 저하
    0.5PPM이상6시간마른기침과 가슴이 답답한 증상
  • 식물에 미치는 피해
    식물에 미치는 피해에 대하여 종류, 노출시간, 식물성장 피해정도 순으로 나타낸 표입니다.
    종류노출시간식물성장 피해정도
    무우20일수확량이 50%감소
    카네이션60일꽃이 피는 비율이 60%감소
    담배5.5시간꽃가루 생산이 50%감소
성층권 오존층은 인체에 해로운 자외선 차단

대기중의 오존과 달리 대기 15~35km에서 높은 농도를 보이는 성충권의 오존층은 자외선, 특히 파장이 짧은 자외선-베타의 피해를 막아주는 중요한 역할을 한다. 자외선에 인체가 노출되면 노화현상이나 피부암ㆍ백내장이 발생할 뿐 아니라 면역체계가 파괴돼 전염병에 대한 저항력이 떨어진다.또한 바다생물 먹이사슬의 기초가 되는 식물성 플랑크톤의 성장이 저하되면 육지에서는 자외선에 동물의 알이 피해를 입는 등 생태계에 심각한 영향을 준다.

오존층 파괴물질

듀퐁(Dupont)사에서 '프레온'이라는 상표명으로 생산된 프레온가스(염화물화탄소 )와 소화기에 사용되는 할론(Halion)가스 등이다. 프레온가스는 탄소원자를 염소와 불소원자가 둘러싸고 있는 형태인테 자외선을 받으면 분해가 되면서 반응성이 큰 염소분자(CI)를 방출한게 된다. 이 방출되 염소원자가 결합력이 약한 오존분자를 파괴하는 것이다.

오존층의 보호

오존층 파괴를 막는 가장 좋은 방법은 파괴물질인 프레온 가스 등의 사용을 줄이고 대체물질을 개발하는 것이다. 국제적으로도 1987년 몬트리올 의정서에 따라 프레온가스의 사용을 2000년에는 전면 금지키로 하였다. 우리나라도 1992년 5월 27일 비엔나 협약과 몬트리올 의정서에 가입하여 프레온가스 감축계획에 적극 참여하고 있으며, 대체물질 개발에 온 힘을 쏟고 있다.

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업데이트 날짜 :
  2019.09.25