산성비: 정의 원인, 영향 및 예방

 

산성비란?

산성비 또는 산성 침전은 습하거나 건조한 형태로 대기에서 땅으로 떨어지는 황산 또는 질산과 같은 산성 성분이 포함된 모든 형태의 강수를 포함하는 광범위한 용어입니다. 여기에는 비, 눈, 안개, 우박 또는 산성인 먼지가 포함될 수 있습니다.

 

산의 침착형태

습식 증착

젖은 퇴적은 우리가 가장 일반적으로 산성비로 생각하는 것입니다. 대기 중에 형성된 황산과 질산은 비, 눈, 안개 또는 우박과 함께 땅으로 떨어집니다.

건식 증착

산성 입자와 가스는 습기가 없는 상태에서도 대기에서 건식 침착으로 침착될 수 있습니다. 산성 입자와 가스는 표면(수역, 초목, 건물)에 빠르게 침착되거나 대기 수송 중에 반응하여 인체 건강에 해로울 수 있는 더 큰 입자를 형성할 수 있습니다.

축적된 산이 다음 비에 의해 표면에서 씻겨 나갈 때, 이 산성 물은 땅을 통해 흐르고 곤충과 물고기와 같은 식물과 야생 동물에 해를 끼칠 수 있습니다.

건식 퇴적을 통해 지구에 퇴적되는 대기의 산성도의 양은 해당 지역이 받는 강우량에 따라 다릅니다. 예를 들어, 사막 지역에서 건식 퇴적물과 습식 퇴적물의 비율은 매년 몇 인치의 강우량을 받는 지역보다 높습니다.

산성비 원인

산성비는 이산화황 및 질소 산화물과 같은 화합물이 공기 중으로 방출될 때 시작되는 화학 반응에 의해 발생합니다. 이러한 물질은 대기 중으로 매우 높이 상승하여 물, 산소 및 기타 화학 물질과 혼합 및 반응하여 산성비로 알려진 더 산성인 오염 물질을 형성할 수 있습니다.

산성비는 이산화황(SO2)과 질소 산화물(NOX)이 대기로 방출되고 바람과 기류에 의해 운반될 때 발생합니다. SO2 및 NOX는 물, 산소 및 기타 화학 물질과 반응하여 황산 및 질산을 형성합니다. 그런 다음 땅에 떨어지기 전에 물 및 기타 재료와 혼합됩니다.

산성비를 유발하는 SO2와 NOX의 일부는 화산과 같은 천연 자원에서 발생하지만 대부분은 화석 연료 연소에서 발생합니다. 대기 중 SO2 및 NOX의 주요 출처는 다음과 같습니다.

▷ 화석 연료를 태워 전기를 생산합니다. 대기 중 SO2의 2/3와 NOx의 1/4은 발전기에서 발생합니다.
▷ 차량 및 중장비.
▷ 제조, 정유 및 기타 산업.
바람은 SO2와 NOX를 장거리와 국경을 넘어 날려 보낼 수 있어 산성비를 이러한 배출원 근처에 사는 사람들뿐만 아니라 모든 사람에게 문제로 만듭니다.

 

산성비의 영향

1. 산성비가 생태계에 미치는 영향
이 그림은 환경이 더 산성화됨에 따라 주요 유기체가 손실될 수 있는 pH 수준을 보여줍니다. 그들이 먹는 모든 물고기, 조개류 또는 곤충이 같은 양의 산을 견딜 수 있는 것은 아닙니다.

생태계는 공기, 물 및 토양을 포함한 환경과 함께 식물, 동물 및 기타 유기체의 공동체입니다. 생태계의 모든 것은 연결되어 있습니다. 어떤 것이 생태계의 한 부분에 해를 끼친다면 한 종의 식물이나 동물, 토양 또는 물은 다른 모든 것에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 산성비가 물고기와 야생 동물에 미치는 영향

산성비의 생태학적 영향은 물고기 및 기타 야생 동물에게 해로울 수 있는 개울, 호수 및 습지와 같은 수생 환경에서 가장 분명하게 나타납니다.

산성 빗물이 토양을 통해 흐르면 토양 점토 입자에서 알루미늄이 침출되어 개울과 호수로 흘러 들어갈 수 있습니다. 생태계에 더 많은 산이 도입될수록 더 많은 알루미늄이 방출됩니다.

일부 유형의 동식물은 산성수와 적당한 양의 알루미늄을 견딜 수 있습니다. 그러나 다른 것들은 산에 민감하며 pH가 감소함에 따라 손실될 것입니다. 일반적으로 대부분의 종의 새끼는 성인보다 환경 조건에 더 민감합니다.

pH 5에서는 대부분의 어란이 부화할 수 없습니다. 낮은 pH 수준에서 일부 성인 물고기는 죽습니다. 일부 산성 호수에는 물고기가 없습니다. 물고기나 동물의 종이 중간 정도의 산성을 띠는 물을 견딜 수 있다고 해도, 그것을 먹는 동물이나 식물은 그렇지 않을 수 있습니다.

3. 산성비가 식물과 나무에 미치는 영향

산성비의 영향을 받는 지역에서는 죽거나 죽어가는 나무를 흔히 볼 수 있습니다. 토양에서 알루미늄을 침출합니다. 그 알루미늄은 동물뿐만 아니라 식물에게도 해로울 수 있습니다. 또한 나무가 자라는 데 필요한 토양에서 미네랄과 영양분을 제거합니다.

높은 고도에서 산성 안개와 구름은 나무의 잎사귀에서 영양분을 제거하여 갈색 또는 죽은 잎과 바늘을 남길 수 있습니다. 그러면 나무는 햇빛을 덜 흡수하여 약해지고 영하의 온도를 견딜 수 없게 됩니다.

버퍼링 용량:
산성비를 경험하는 많은 숲, 개울, 호수는 영향을 받지 않는데, 그 지역의 토양이 산성비를 통과하는 빗물의 산성을 중화시켜 산성비를 완충할 수 있기 때문입니다. 이 용량은 토양의 두께와 구성, 그리고 그 밑에 있는 기반암의 유형에 따라 다릅니다.

미국 북동부의 산악 지역과 같은 지역에서는 토양이 얇아 빗물의 산을 적절히 중화하는 능력이 부족합니다. 결과적으로 이러한 지역은 특히 취약하며 산과 알루미늄은 토양, 개울 또는 호수에 축적될 수 있습니다.

일시적 산성화:
눈이 녹고 폭우가 내리면 일시적인 산성화 현상이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 산도가 높지 않은 호수는 녹는 눈이나 호우가 더 많은 양의 산성 침전을 가져오고 토양이 이를 완충할 수 없을 때 일시적으로 산성비의 영향을 경험할 수 있습니다. 높은 산성도(즉, 낮은 pH)의 짧은 기간은 다양한 유기체 또는 종이 다치거나 죽을 수 있는 생태계에 단기적인 스트레스를 초래할 수 있습니다.

질소 오염:
문제를 일으킬 수 있는 것은 산성비의 산성만이 아닙니다. 산성비는 또한 질소를 포함하고 있으며 이는 일부 생태계에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 연안 해역의 질소 오염은 일부 지역의 어패류 개체수 감소에 부분적으로 책임이 있습니다. 농업과 폐수 외에도 연안 해역에 도달하는 인간 활동에 의해 생성되는 질소의 대부분은 대기에서 발생합니다.

4. 산성비가 재료에 미치는 영향

모든 산성 침전물이 젖은 것은 아닙니다. 때로는 먼지 입자도 산성이 될 수 있으며, 이것을 건식 침착이라고 합니다. 산성비와 건조한 산성 입자가 땅에 떨어지면 입자를 산성으로 만드는 질산과 황산이 동상, 건물 및 기타 인공 구조물에 떨어져 표면을 손상시킬 수 있습니다.

산성 입자는 금속을 부식시키고 페인트와 석재를 더 빨리 열화시킵니다. 또한 건물 및 기념물과 같은 기타 구조물의 표면을 더럽힙니다.

이 손상의 결과는 비용이 많이 들 수 있습니다.

수리 또는 교체가 필요한 손상된 재료,
유지 보수 비용 증가,
석조 및 금속 조각상, 기념물 및 묘비에 대한 세부 정보 손실.

5. SO2와 NOX의 다른 영향

시계:
대기에서 SO2 및 NOX 가스는 황산염 및 질산염 입자로 변형될 수 있으며 일부 NOX는 다른 오염 물질과 반응하여 오존을 형성할 수도 있습니다. 이 입자와 오존은 공기를 흐릿하게 만들고 통과하기 어렵게 만듭니다. 이것은 우리가 Shenandoah 및 Great Smoky Mountains와 같은 경치를 보기 위해 방문하는 국립 공원의 즐거움에 영향을 미칩니다.

인간의 건강:

산성비 속을 걷거나 산성비의 영향을 받는 호수에서 수영하는 것은 일반 비에서 걷거나 비 산성 호수에서 수영하는 것보다 인간에게 더 위험하지 않습니다.

 

산성비 측정

다양한 물질이 pH 척도에서 어디에 속하는지 보여주는 다이어그램입니다. 산도와 알칼리도는 7.0이 중성인 pH 척도를 사용하여 측정됩니다. 물질의 pH가 낮을수록(7 미만) 더 산성입니다. 물질의 pH가 높을수록(7 초과) 더 알칼리성입니다.

보통 비는 pH가 약 5.6입니다. 이산화탄소(CO2)가 용해되어 약한 탄산을 형성하기 때문에 약산성입니다. 산성비는 일반적으로 pH가 4.2에서 4.4 사이입니다.


정책 입안자, 연구 과학자, 생태학자 및 모델 작성자는 습윤 퇴적 측정을 위해 NADP(National Atmospheric Deposition Program)의 NTN(National Trends Network)에 의존합니다. NADP/NTN은 미국, 캐나다, 알래스카, 하와이 및 미국령 버진 아일랜드 전역의 250개 이상의 모니터링 사이트에서 산성비를 수집합니다.

습식 증착과 달리 건식 증착은 측정하기 어렵고 비용이 많이 듭니다. 질소 및 황 오염물질에 대한 건식 퇴적 추정치는 CASTNET(Clean Air Status and Trends Network)에서 제공합니다. 공기 농도는 90개 이상의 위치에서 CASTNET에 의해 측정됩니다.

산성 침전물이 호수와 시내로 씻겨 나가면 일부가 산성으로 변할 수 있습니다. 장기 모니터링(LTM) 네트워크는 280개 이상의 사이트에서 지표수 화학을 측정하고 모니터링하여 수생 생태계 건강에 대한 귀중한 정보와 수역이 산을 유발하는 배출 및 산성 침착의 변화에 ​​어떻게 반응하는지에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.

 

산성비를 예방하는 방법?

산성비를 줄이는 가장 좋은 방법은 화석 연료를 사용하지 않고 에너지를 생산하는 것입니다. 대신 사람들은 태양열 및 풍력과 같은 재생 가능한 에너지원을 사용할 수 있습니다. 재생 가능한 에너지원은 오염을 훨씬 적게 생성하기 때문에 산성비를 줄이는 데 도움이 됩니다. 이러한 에너지원은 기계에 전력을 공급하고 전기를 생산하는 데 사용할 수 있습니다.

산성비를 줄이고 예방하기 위해 간단하고 작은 조치를 취할 수 있습니다.

▷ 대체 교통 수단 또는 대중 교통 수단을 사용하고 카풀 시스템을 더 많이 사용하고 물론 더 많이 걷고 더 건강합니다.
▷ 에어컨 사용을 줄이고, 조명과 선풍기는 필요할 때만 사용하고, 가전제품 사용을 줄여 에너지를 절약합니다.
▷ 재생 불가능한 에너지원의 사용을 줄이고 풍력, 수력 에너지, 태양 에너지와 같은 재생 가능한 에너지원을 더 많이 사용합니다.
▷ 황 함량이 낮은 석탄 사용.