다. 그러나 인류가 문명을 위하여 많은 오염 물질을 배출하고 있으며,

13 공 기 ^{공 기}

13

13.1 지구의 대기 : 대기의 권역과 조성 13.2 대기권의 화학

13.3 어느 시대에나 있는 오염 13.4 자동차 배기가스

13.5 광화학 스모그

: 태양이 비칠 때도 생기는 안개 13.8 성층권 오존 : 지구 방어막 13.6 산성비 : 공기오염 → 수질오염

13.7 실내 공기 오염 13.9 이산화탄소와 기후변화 13.10 누가 오염시키는가?

누가 대가를 치르는가?

우리가 일상적으로 호흡하는 공기는 지구가 공급하는 최대의 선물이

다 러나 인류가 문명을 위하여 많은 오염 물질을 배출하고 있으며

다. 그러나 인류가 문명을 위하여 많은 오염 물질을 배출하고 있으며,

궁극적으로 지구 전체의 파멸을 가져 올 수 있다. 우리는 어떤 방식으

로 지구의 대기를 보호해야 할까? 과학적 연구가 필요한 분야이다.

생명의 호흡

- 인간은 음식 없이 약 한 달을 살 수 있음 - 물 없이도 며칠을 살 수 있음

지구를 둘러쌓고 있는 대기층의 구분

- 공기 없이는 몇 분밖에 살 수 없음

13 1 지구의 대기 : 대기의 권역과 조성 13.1 지구의 대기 : 대기의 권역과 조성

대기권(atmosphere)

매년 고도와 온도 변화에 의존하는 몇 개의 권역으로 나뉨 - 매년 고도와 온도 변화에 의존하는 몇 개의 권역으로 나뉨 - 대류권 : 거의 모든 생물이 살고 인간 활동이 이루어짐

그림 13 1 대기권에 있는 그림 13.1 대기권에 있는 몇 가지 층의 대략적인

13.2 대기권이 화학

질소순환

- 많은 유기화학물질의 성분

살아 있는 유기체에 필수적인 단백질과 헥산의 성분 - 살아 있는 유기체에 필수적인 단백질과 헥산의 성분 - 대기의 78% 차지

- Lewis 구조는 강한 삼중결합

질소는 대단히 안정한 물 질이지만 번개 등의 영향 으로 산소와 반응한다 - 자연현상에 의한 질소기체의 전환

2 2

2

N  O  에너지 

 NO

으로 산소와 반응한다.

2

2

2

2 NO  O   NO NO HNO

O H

NO



  2

 3

: 질산은 빗물과 함께 떨어져 강과 호수를 산성화함

- 공업적인 질소고정 : 하버-보슈 공정

3 2

2

3 H 2 NH

N   

그림 13.2 질소순환 3

2 2

인위적 방법

산소순환

대 의

- 지구 대기의 21% 차지

- 식물과 동물은 모두 음식의 대사에 산소를 사용

- 해양의 단세포 유기물인 식물성 플랑크톤과 녹색식물은 광합성을 하여 이산화탄소를 소비하고 산소를 공급함

2 6

12 6 2

2

6 6

6 CO  H O   C H O  O

산소가 생성됨

2 6

12 6 2

2

산소가 생성됨

) ( 2 )

( )

(

3 O

g  에너지 자외선   O

g

그림 13.3 산소순환

사용으로 소비하고 있지만 식물이 필요한 산소를 공급하고 있다.

기온역전

기온역전(Temperature inversion, 열역전)

: 공기가 움직이지 않아 아래쪽의 차가운 공기가 위쪽의 따뜻한 공기에 의해 갇혀버리는 현상

갇혀버리는 현상

⇒ 차가운 공기에 있는 오염물질은 땅 근처에 갇혀버리고 공기는 짧은 시간 안에 매우 심각하게 오염됨

그림 13.4 보통 공기는 고도가 상승하면 차가워진다.

(a) 기온역전 현상이 일어나기 전, (b) 기온역전 현상이 일어나면 지표의 (a) 기온역전 현상이 일어나기 전, (b) 기온역전 현상이 일어나면 지 의 차가운 공기가 따뜻한 공기층 밑에 놓여지게 됨

13.3 어느 시대에나 있는 오염

자연적 공기 오염

: 들불, 바람에 날린 먼지, 화산폭발(재, 독성기체 분출) 등 - 2005년 멕시코 콜리마의 화산폭발

: 먼지와 재를 6,096m까지 분출

- 1995년 몬트세라트 섬에 있는 수프리에 산 화산분출 대부분의 카리브해 섬들을 재로 덮었고 근처

반 이상의 나라가 비상 대피령 - 하와이의 킬라우에아 화산

그림 겨울 동안 대기 갈색구름 (atmospheric brown cloud, ABC)이라고 불리는 광대한 오염공기 기둥이 남아시아와

: 200~300톤의 이산화황을 매일 분출해서 산성비를 초래하여 ‘카우 사막’ 형성

- 사하라 사막의 먼지 : 카리브 해와 남아메리카까지 날아옴

오염공기 기둥이 남아시아와 인도양에 걸쳐 있다. 이 구름 은 너무 커서 온실가스가 이 지역을 덥히는 것 이상으로 이 지역의 온도를 내린다.

우리의 조상들이 숨 쉬었던 공기

초기 공기 오염 : 동굴이나 다른 주거지에서 불을 사용했을 때 초기 공기 오염 : 동굴이나 다른 주거지에서 불을 사용했을 때

- 1257년 영국 : 심한 매연

- 산업혁명 : 더 심한 공기 오염을 초래

현재의 공기오염 : 사회적 활동 변화로 방출하는 오염물질의 본질도 달라짐 - 현재의 공기오염 : 사회적 활동 변화로 방출하는 오염물질의 본질도 달라짐

전 세계적인 오염

공기 오염에는 정치적 경계가 없음

- 미국에서 발생한 공기오염 : 캐나다에 산성비 초래

영국과 독일에서 발생한 오염물질 : 노르웨이의 눈을 오염 - 영국과 독일에서 발생한 오염물질 : 노르웨이의 눈을 오염 - 미국 내 LA의 스모그 : 콜로라도를 넘어서까지 확산

오염물질(pollutant)

: 어떤 물질이 틀린 시간과 틀린 장소에 너무 많이 있는 것

화학물질은 있는 장소에 따라 오염물질이 될 수도 있고 도움이 될 수도 있음 ex) 오존 – 성층권에서는 자외선을 차단

– 대류권에서는 위험한 오염물질

석탄 + 불 → 산업(황) 스모그

스모그(smog) = 연기(smoke) + 안개(fog) 스모그(smog) = 연기(smoke) + 안개(fog) 스모그의 종류 : 산업스모그, 광화학 스모그

산업스모그의 특징 : 연기 안개 이산화황 재나 그을음 같은 입자성 물질 산업스모그의 특징 : 연기, 안개, 이산화황, 재나 그을음 같은 입자성 물질 산업 스모그의 화학

- 유기물질 : 주로 탄소임 - 유기물질 : 주로 탄소임 - 연소반응 – 완전연소 :

– 불완전연소 :

 열





 ( ) ( )

)

( s O

g CO

g C

) ( 2 )

( )

(

2 C s  O

g   CO g

- 타지 않은 탄소 : 그을음 황산화물

) ( 2 )

( )

(

2 C s  O

g  CO g

황산화물

이산화황(SO₂) : 자극성 물질(천식, 기관지염, 폐와 관련된 질병을 악화시킴)

)

( )

( )

( s O

g SO

g

S   

) ( 2

) ( )

(

2 SO g  O g  SO g

황산(H₂SO₄) : SO₂보다 호흡기를 더 자극함

)

( 2

) ( )

(

2 SO

g  O

g   SO

g ) ( )

( )

(

3

g H O l H SO l

SO   

입자성 물질(particulate matter, PM)

- 미세먼지 : 분자 크기보다 큰 고체나 액체 입자를 말함 - PM의 구성물질 : 석탄 안에 있는 광물질과 그을음

(soot 불에 타지 않은 탄소) (soot, 불에 타지 않은 탄소) - PM10 : 지름이 10 ㎛ 이하인 미세먼지

⇒ 호흡기와 심장 질환을 일으킴 - PM2.5 : 지름이 2.5 ㎛ 이하인 미세먼지

그림 석탄을 태우는 발전소에 서 나온PM의 가색주사 전자현미경(false-color

i l t scanning electron micrograph) 사진

중국의 대기오염

- 상업적 에너지의 ¾을 석탄을 태워서 얻음

- 석탄은 황 함유량이 높고 배기가스는 충분히 통제되지 않아 이산화황과 입자성 물질(재 그을음 먼지)의 수준은 세계에서 가장 높음

입자성 물질(재, 그을음, 먼지)의 수준은 세계에서 가장 높음

- 중국 주요 도시의 2/3가 이산화황과 산화질소의 수준이 세계보건기구(WHO)의 허용 최대치보다 높음

- 2008년 베이징 올림픽과 2010년 상하이 엑스포를 위해 공기를 정화하였음

* 대도시 지역에서 심한 공해를 일으키는 공장 폐쇄

* 천연 가스에 투자 천연 가스에 투자

* 가정용 연료는 석탄 대신에 가스

* 태양온수기, 태양전지, 풍력발전용 터빈을 생산

문제는 산업화의 영향으로 인구가 대도 시로 몰려들고 인구집중화로 오염도가

그림 2005년 11월 5일, 오염된 공기가 중국의 수도 베이징을 더 러운 안개로 덮은 사진. 다음날 오염 지수가 가장 높이 올

시로 몰려들고, 인구집중화로 오염도가 가속화하고 있다. 해결 방법 없음.

라가자 사람들에게 집 안에 머무르도록 경고가 내려졌다.

공기 오염 일화 : 영국 런던 환경의 중요성을 깨우친 사건이다.

- 런던 스모그(London smog)

* 1952년 12월 4일 목요일 런던에서 발생

* 기온역전현상으로 난방용(석탄 연소)으로 발생된 이산화황과 그을음이

* 기온역전현상으로 난방용(석탄 연소)으로 발생된 이산화황과 그을음이 대기로 배출

* 다음날(금요일) 학교는 문을 닫고 교통은 두절

* 추운 날씨로 석탄을 태우는 일은 주말 동안 계속

* 12월 8일 월요일 100명 이상의 사람들이 호흡기 질환으로 사망

* 9일 화요일 스모그 때문에 4000명 이상이 사망9일 화요일 스모그 때문에 4000명 이상이 사망

* 사망률이 정상으로 돌아오는 여름이 될 때까지 스모그 때문에 죽은 사람들이 12 000명으로 추산됨 죽은 사람들이 12,000명으로 추산됨

그림 1952년의 런던 스모그

산업 스모그가 건강과 환경에 미치는 영향 건강에 미치는 영향

: 액체 황산과 미세먼지는 쉽게 폐로 들어가 해로운 작용을 상승시킴(상승효과)

⇒ 폐 세포 파괴로 인한 폐기종 일으킴

⇒ 폐 세포 파괴로 인한 폐기종 일으킴 식물에 미치는 영향

: SO 에 노출되면 나뭇잎이 탈색되고 얼룩이 생김 : SO_x에 노출되면 나뭇잎이 탈색되고 얼룩이 생김

산업 스모그 해결방법

입자성 물질을 제거하는 몇 가지 집진장치 - 전기 집진장치

: 미세먼지에 전하를 띠게 하여 반대 전하를 가진 집진판에 : 미세먼지에 전하를 띠게 하여 반대 전하를 가진 집진판에

끌려 모이게 하여 제거 - 백 여과법

: 입자가 있는 기체는 백 하우스 안의 필터에 통과시켜 제거 - 사이클론 분리기

: 미세먼지를 굴뚝 내에서 나선형으로 회전시켜 제거 : 미세먼지를 굴뚝 내에서 나선형으로 회전시켜 제거 - 습식 세정기

: 미세먼지를 물에 통과시켜 제거

그림 13.5 전기집진기의 단면도

이산화황 제거방법 : 석회석과 백운석을 이용한 가스 세정법 사용

)

( )

( )

( C O CO

C CO

( s ) 열 CaO ( s ) CO

( g ) CaCO  열   

) ( )

( )

( s SO

g CaSO

s

CaO   

) ( 2

) ( )

(

2 CaSO

s  O

g   CaSO

s

13.4 자동차 배기가스

일산화탄소 : 조용한 살인자

오염물질의 60 wt% 이상이 일산화탄소, 이 중 ¾이 운송수단에서 나옴 미국 EPA의 기준 9 (8시간) 35 (1시간)

미국 EPA의 기준 : 9 ppm(8시간), 35 ppm(1시간) 일산화탄소의 특징

- 비자극성, 무색, 무미의 기체 - 졸음 증상

- 혈액 안의 헤모글로빈과 결합하여 산소 운반을 막음

- 중독증상 : 인지능력 손상, 정신운동 검사를 수행하는 능력을 손상

미국의 일산화탄소 배출원

, 질소산화물 : 황갈색 공기의 화학

질소산화물(NO_x) : N₂가 O₂와 높은 온도에서 반응할 때 형성됨 주요 배출원 : 자동차 배기가스, 화석연료를 태우는 발전소

) ( 2

) ( )

(

O NO

N

이산화질소 눈을 자극 갈색 안개를 만드는 황갈색 기체 )

( 2

) ( )

( ₂

2

g O g NO g

N

) ( 2

) ( )

(

2 NO g  O

g   NO

g

이산화질소 : 눈을 자극, 갈색 안개를 만드는 황갈색 기체

그림 13.6 헤모글로빈

휘발성 유기화합물

휘발성 유기화합물( l til i d VOC ) 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs)

- 스모그의 주된 원인임

- 원인인자 : 휘발유 증기, 연료의 연소 생성물, 페인트와 에어로졸 스프레이 같은 소비재 등

탄화수소

- 늪에서 일어나는 부패작용 같은 자연적인 원인에 의해서 발생됨 메탄이 주 성분 - 늪에서 일어나는 부패작용 같은 자연적인 원인에 의해서 발생됨. 메탄이 주 성분 - 15% 정도만이 인간에 의해 발생됨

- 도시지역에서의 탄화수소 발생 주요 원인 : 휘발유를 처리하고 사용하는 것 알데하이드

- 알켄에 산소나 오존 분자가 결합된 형태 - 불쾌하고 자극적인 냄새가 남불쾌하고 자극적인 냄새가 남

PAN(peroxyacetyl nitrate) O

PAN

O ONO₂ CH₃C

O

스모그를 일으키는 주범들 : 오존, 알데하이드, PAN

⇒ 호흡기와 눈에 악영향을 미침

13.5 광화학 스모그 : 태양이 비칠 때도 생기는 안개

광화학스모그(photochemical smog)

- 오존, 알데하이드, PAN이 태양빛과 같이 작용하여 생긴 황갈색 안개

황갈색 안개

- 건조하고 해 뜨는 날에 생김

- 주요 원인 : 자동차에서 배출되는 연소되지 않은 탄화수소(HC), 질소산화물(NO_x) - 복잡한 연쇄반응을 일으킴

그림 LA 스모그

광화학 스모그는 자동차와 다른 고온 연소원에서 나온 질소산화물에 햇빛이 작용하여 생긴다.

그림 13.7 광화학 스모그 형성 시 생기는 화학과정

- 전형적인 해 뜨는 여름날의 공기 오염물질 생성 과정

그림 13.8 맑은 날 도시 공기 오염물질 농도의 시간에 따른 변화

광화학 스모그의 해결책

질소산화물과 탄화수소의 양을 줄임 스모그의 양이 줄어듬 질소산화물과 탄화수소의 양을 줄임 ⇒ 스모그의 양이 줄어듬 (1) 탄화수소의 양을 줄이는 방법

- 주유소의 휘발유 보관방법과 주유 방법을 개선주유소의 휘발유 보관방법과 주유 방법을 개선

- 촉매변환장치[백금(Pt), 팔라듐(Pd) 촉매 사용]를 이용해 자동차 배기가스에서 탄화수소와 일산화탄소 배출을 줄임

(2) 질소산화물의 양을 줄이는 방법

- 엔진의 작동 온도를 내림 ⇒ 엔진 효율 떨어짐, CO와 HC의 배출은 증가됨엔진의 작동 온도를 내림 ⇒ 엔진 효율 떨어짐, CO와 HC의 배출은 증가됨 - 환원촉매[백금(Pt), 팔라듐(Pd)]나 일산화탄소의 일부 사용

) ( 2

) ( )

( 2

) (

2 NO g  CO g   N

g  CO

g

- 하이브리드 차 사용

) ( 2

) ( )

( 2

) (

2 NO g  CO g  N

g  CO

g

13.6 산성비 : 공기오염 → 수질오염

산성비(acid rain)

- 정의 : pH가 5.6 이하인 비 주요원인물질

- 주요원인물질

* 발전소나 제철소에서 배출되는 황산화물

* 발전소나 자동차에서 배출되는 질소산화물

그림 13.9 산성비와 다른 화합물들의 pH

그림 13.10 산성비의 원인물질

- 산성비에 의한 영향

* 금속을 부식

* 금속을 부식

* 석조 건축물과 동상 파괴

* 석조 건축물과 동상 파괴

그림 대리석(탄산칼슘) 동상은 산성비의 그림 대리석(탄산칼슘) 동상은 산성비의

작용 때문에 침식됨

13.7 실내공기오염

미국 EPA 연구결과

: 실내공기오염이 실외보다 2~5배 높고 때때로 100배 이상일 때도 있음 담배 연기

담배 연기

- 흡연자 : 담배연기의 15% 만을 들이마심

- 담배연기에서 발견되는 4,000가지 이상의 화학물질 중에 40가지 이상의, 발암물질이 발견되었음

- 간접흡연 : 폐암과 심장병 등 흡연자가 겪는 것과 같은 여러 가지 질병을 가짐 라돈과 라돈의 붕괴 생성물

- 가장 불가사의한 실내오염물질임

무색 무취 무미의 화학적 반응성이 없는 불활성 기체 - 무색, 무취, 무미의 화학적 반응성이 없는 불활성 기체

- 방사성 물질로 라돈-222는 반감기 3.8일로 알파선을 방출하며 붕괴함

He Po

Rn

222

86

  

- 흙과 암석(특히 화강암과 혈암), 광물질(인산광석, 역청 우라늄광)에서 자연적으로 방출됨

He Po

Rn

86

 

자연적으로 방출됨

- 국립 암 연구소의 과학자 : 라돈으로 인해 매년 15,000명의 암 사망자 초래

다른 실내 오염물질 일산화탄소

일산화탄소

- 발생물질 : 가스화로, 가스 보일러, 휘발유 발전기, 집에 붙은 주차장의 배기가스 - 제거방법 : 적절한 환기

곰팡이

- 발생원인 : 습기가 있는 곳

- 제거방법 : 습기를 제어하여 조절함 공기청정기

- 발생원인 : 오존을 생성함

13.8 성층권 오존 : 지구 방어막

오존(O₃)

- 산소의 동소체

광화학 스모그를 구성하는 물질로 흡입시 독성이 강한 물질 - 광화학 스모그를 구성하는 물질로 흡입시 독성이 강한 물질 - 성층권에서 생명을 파괴하는 UV 광선으로부터 지구를 보호

공기 오염물질로서의 오존

- 강력한 산화제 : 고무 제품의 수명을 짧게 함 - 반응성이 매우 큼

- 호흡기에 악영향

폐에 염증 천식 악화 가슴의 통증과 기침 : 폐에 염증, 천식 악화, 가슴의 통증과 기침 - 아이들에게 큰 피해를 줌

: WHO는 공기오염으로 인한 사망자의 : WHO는 공기오염으로 인한 사망자의

80%가 어린이라고 추정

그림 오존은 고무를 딱딱하게 하고 갈라지게 한다.

타이어 회사는 파라핀 왁스를 고무 안에 넣어 오존으로부터 타이어를 보호한다

오존은 고분자 물질의 사슬을 끊는 역할을 한존은 분자 물질의 사슬을 끊는 역할을 한 오존으로부터 타이어를 보호한다.

다. 이것을 ozone cracking 이라고 부른다.

성층권 오존 방어막

중간권 산소분자가 짧은 에너지 자외선에 - 중간권 : 산소분자가 짧은 고 에너지 자외선에

의해 산소 원자로 쪼개짐

오존은 분해하여 산소분자와 산소원자를 만들므로 반응성이 크다.

- 성층권 : 중간권에서 쪼개진 산소 원자가 내려와 오존을 형성

존은 분해하여 산 분자와 산 원자를 만들 반응성이 다

내려와 존을 형성

⇒ 자외선을 흡수하여 대류권을 보호함

⇒ 흡수된 자외선에 의해 역반응이 일어나 오존이 분해됨

) ( )

( )

( )

(

3

g O g O g

O  에너지 자외선   

- 성층권의 오존 농도는 일정하게 유지됨

⇒ 3,000억 톤의 오존이 매일 순환과정에 의해 파괴되고 생성됨

⇒ 성층권의 낮은 압력 때문에 오존 전체가 해수면 압력으로 압축된다면

오존층의 두께 = 3 mm 파장이 240 nm 보다 짧은 빛은 오존을 만들지만 긴 파장은 흡수되면서 오존을 파괴한다 순환과정을 거친다

흡수되면서 오존을 파괴한다. 순환과정을 거친다.

염화불화탄소와 오존 구멍

미국 국가연구위원회에 의하면 오존층이 1% 감소할 때마다 피부암이 2-5%증가 오존층의 두께 : 위도와 계절에 따라 변함

⇒ 오존 농도의 순환은 남극에서 가장 활발 염화불화탄소(chlorofluorocarbons, CFCs)

- 성층권의 오존층 고갈에 영향을 미침

에 의 산 체 틱의 발 제

- 에어로졸 용기의 분산 기체, 플라스틱의 발포제, 냉각제 등으로 사용됨

- 상온에서 기체 or 낮은 끓는점을 가진 액체 - 물에 녹지 않고 대부분의 다른 물질에 안정 - 오존층 파괴 메커니즘

자외선

에너지











 UV CF Cl Cl

Cl

CF

에너지 ( 자외선 )

2

3

ClO O

O

Cl      

그림 콜로라도 보울더에 있는 미국 해양대기관리처의 화학자인 솔로몬(Susan Solomon)은

1986년에 CFC에 의한 극지의 오존층 파괴 메커니즘을 제안

오존 파괴의 반응에서 촉 매로 작용한다

⇒ CFC 한 분자가 분해되면 수천 개의 오존 분자가 파괴됨

O

Cl O

ClO



존층 파괴 메커니즘을 제안

매로 작용한다.

CFC 한 분자가 분해되면 수천 개의 오존 분자가 파괴됨

국제 협력

국제연합( ) 년 리올 의정서부터 오 파괴문제를 제기해 왔음 국제연합(UN) : 1987년 몬트리올 의정서부터 오존 파괴문제를 제기해 왔음

- 몬트리올 의정서 : 오존을 파괴하는 물질의 생산과 사용을 줄이고 결국에는 없애는 것을 강제하는 국제협약

- 많은 나라에서 CFC 금지

- 해가 없는 물질로 대체됨 (ex. CH₂FCF₃, CHCl₂CF₃ ⇒ HFC)

성층권의 CFC 농도 1998년 최고점을 지나 수 십년 동안 계속 감소할 것으로 - 성층권의 CFC 농도 : 1998년 최고점을 지나 수 십년 동안 계속 감소할 것으로

보임

- 남극의 오존 구멍이 점점 작아지는 조짐도 있음

그림 13.11 2006년 9월 남극대륙 위의 오존 구멍(보라색)은 그 크기가 가 장 컸다. 2010년 9월에는 그 크기 장 컸다. 2010년 9월에는 그 크기 가 크게 작아졌다.

13.9 이산화탄소와 기후변화

- 1832년 이래로 대기 중 이산화탄소의 농도는 35%가 증가하여 2008년 390ppm - 2000년 이후부터는 1년에 2ppm 씩 증가하고 있음

- 온실효과(greenhouse effect) - 온실효과(greenhouse effect)

: 이산화탄소와 다른 온실가스들이 적외선을 흡수하여 가두어 둠으로 인해 지구의 기온이 상승되는 효과

이산화탄소의 적외선 흡수 역할 은 비교적 약하다. 메탄 혹은 물 은 매우 강하다.

그림 13.12 온실효과

예제 13.1 CO₂ 정량화학

2,670g의 휘발유를 연소시킬 때 생성되는 이산화탄소의 질량(몰질량=44.0g/mol) 2,670g의 휘발유를 연소시킬 때 생성되는 이산화탄소의 질량(몰질량 44.0g/mol) 은 얼마인가? 휘발유는 C₈H₁₈(몰질량=114.0g/mol)로 나타낼 수 있다고 가정하자.

2 C H ( ) 25 l  O ( ) 18 H O ( ) 16  CO ( )

풀 이

8 18 2 2 2

2 C H ( ) 25 l  O g ( )   18 H O g ( ) 16  CO g ( )

풀 이

- C₈H₁₈의 질량을 몰로 환산 _{8 18}

1

2, 670 23.4

114 0

mol C H

g C H mol C H

g C H

 

8 18

114.0 g C H

16

23 4 mol CO 187

l C H l CO

- CO₂의 몰수로 환산 8 18 ² 2

8 18

23.4 187

mol C H 2 mol CO

mol C H

 

- CO₂의 질량으로 환산 ₂ ² ₂

2

187 44.0 8, 240 1

mol CO g CO g CO mol CO

 

온실가스와 지구온난화

지 온난화( l b l i ) 지구온난화(global warming)

: 온실효과가 증가되어 지구의 평균 온도를 높이는 현상 대표적인 온실기체 CO

- 대표적인 온실기체 : CO₂

⇒ 실제로 과거 CO₂ 농도가 높았던 기간에 지구의 온도가 높아졌음

⇒ 매년 인간활동에 의해 250억 톤의 CO₂₂가 대기로 배출됨 - 다른 온실기체들

: 메탄, CFC, 다른 미량원소

- 지구 대기에 열을 잡아두는 효과 : CO₂에 비해 메탄은 20~30배

CFC는 20,000배 효과적

지구온난화 때문에 기온이 상승하는 지는 아직도 명확하지 않다 일부학

그림 13.13 대기 중 이산화탄소 양과 지표 온도의 변화 이산화탄소의 증가는 산업혁명 초기인 1850년대부터 시작

지는 아직도 명확하지 않다. 일부학 자는 지구가 과거에도 이러한 과정 을 겪었다고 주장한다.

이산화탄소의 증가는 산업혁명 초기인 1850년대부터 시작

예측과 결과

미래의 온난화 정 를 예측하는 것은 어렵다 미래의 온난화 정도를 예측하는 것은 어렵다

⇒ 미래의 온실가스 배출 뿐만 아니라 복잡하고 상호 연관되어 있는 많은 자연적 인 변수(구름, 화산, 엘니뇨 현상)들 때문

다양한 모델에 의한 2100년까지 예측 - 기온 : 1.1~6.4℃ 상승

- 해면 : 28~43 cm 상승(IPCC보고), 100~150 cm상승(다른 연구보고)해 상승( ), 상승(다 구 )

지구온난화의 경감

- 태양에너지, 바이오 에너지, 에너지 효율 등 다양한 전략 필요 - 탄소격리(carbon sequestration)

: 대기에서 CO 를 제거하거나 발전소나 공장 같은 대량 CO 배출원으로부터 : 대기에서 CO₂를 제거하거나 발전소나 공장 같은 대량 CO₂ 배출원으로부터

농축된 CO₂를 옮겨서 땅속의 저장고에 보관하는 것

배출된 CO₂를 다른 유용한 자원으로 전환할 수는 없을까? 이미 식물은 CO₂ 로부터 셀룰로우즈(나무의 성분)를 만들고 있지만 전환속도가 너무 느리다.

이 문제를 해결하기 위하여 많은 과학자들이 연구하고 있으나 아직도 진도 가 매우 리다

가 매우 느리다.

13.10 누가 얼마나 오염시키는가? 누가 대가를 치르는가?

- 건강에 대한 효과를 측정하기 위해

⇒ 미국 EPA는 6가지 표준 오염물질에 대한 척도를 정함

1970년의 첫 번째 지구의 날 이래로 6가지 표준 오염물질 배출량은 극적으로 감소 - 1970년의 첫 번째 지구의 날 이래로 6가지 표준 오염물질 배출량은 극적으로 감소

공기오염

건물 옷과 다른 물건들을 더럽게 하고 파괴하여 물질적 피해를 입힘 - 건물, 옷과 다른 물건들을 더럽게 하고 파괴하여 물질적 피해를 입힘 - 건강 위험을 증가시킴

- 녹색식물의 성장을 억제하거나 죽게 하여 작물에 피해를 입힘 시계를 흐리게 하여 자동차나 비행기 사고를 증가시킴

- 시계를 흐리게 하여 자동차나 비행기 사고를 증가시킴 - 연기와 불쾌한 냄새 때문에 미적 문제 유발

대가를 치루다

공기오염을 제거하는 비용은 많이 들고 쉽지도 않음

ex) - 자동차 한 대의 배기가스를 50% 줄이는 비용 = 200 달러 - 자동차 한 대의 배기가스를 75% 줄이는 비용 = 400 달러자동차 한 대의 배기가스를 75% 줄이는 비용 = 400 달러 - 자동차 한 대의 배기가스를 87.5% 줄이는 비용 = 800 달러 - 자동차 한 대의 배기가스를 99% 줄이는 비용 = 매우 많이 듬 오염물질을 완전 제거 하기는 더 힘듦

공기오염을 제거하면 무엇을 얻을 수 있는가? 공기오염을 제거하면 무엇을 얻을 수 있는가?

맑고 푸른 하늘과 밤하늘의 별을 보는 것은 얼마나 가치가 있는가? 깨끗하고 신선한 공기를 마시는 것은 얼마나 가치가 있는가?

인간의 문명생활은 궁극적으로 오염 물질을 배출하게 되고, 과도한 인구의 밀집은 자연이 처리할 수 있는 능력을 초과하고 있다. 따라서 인류는 과학적 방법을 사용하여 처리하려고 노력한다.

13장 강의가 끝났습니다.

수고하셨습니다

수고하셨습니다 .