산성비 : 원인은 무엇이며 어디에 내리는가

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산성비 : 원인은 무엇이며 어디에 내리는가
사진: Michael Ledray | Dreamstime
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최근 몇 년 동안 많은 사람들이 산성비와 같은 현상을 접했거나 최소한 들어본 적이 있습니다.

이러한 대기 현상은 다양한 인공 오염에 의한 대기 및 수질 오염으로 인해 발생합니다. 기록된 최초의 산성비는 1872년에 내렸다.

산이 발생하기 쉬운 지역

지난 세기, 특히 지난 수십 년 동안, 이 현상은 더 이상 아주 이상한 일이 아니었습니다. 산성비는 어디에서 형성됩니까? 그러한 비(이 개념에는 산성 우박과 같은 눈도 포함됨)가 유럽, 러시아 및 미국에서 상대적으로 규칙적으로 내립니다.

생태학자들은 이러한 위험한 현상에 노출된 각 지역을 자세히 보여주는 지도를 개발했습니다.

러시아 연방의 대부분의 구성 요소의 영토에서 자체 소스의 황 및 질산염 질소의 강수량은 총 강수량의 25%를 초과하지 않습니다. 자체 황 공급원의 기여도는 무르만스크(70%), 스베르들로프스크(64%), 첼랴빈스크(50%), 툴라 및 랴잔(40%) 지역 및 크라스노야르스크 지역(43%)에서 이 임계값을 초과합니다.

Acid rain on the world map
Acid rain on the world map – Areas where acid rain falls are marked in red; purple – areas with polluted air, which can lead to acid precipitation; beige – areas with potential problems, where soil sensitivity is increased. 사진: vigivanie.com

러시아의 유럽 영토에서는 황 매장량의 34%만이 러시아산입니다. 나머지 중 39%는 유럽 국가에서, 27%는 다른 출처에서 가져옵니다. 동시에 우크라이나, 폴란드, 독일, 벨로루시 및 에스토니아와 같은 인접 국가가 자연 환경의 접경성 산성화에 가장 크게 기여합니다.

Acid rain on the map of Russia
Acid rain in Russia. 사진: geographyofrussia.com

산성비란 무엇입니까

산성비는 물의 pH가 낮은 강수입니다. 이 표시기는 수소 농도를 표시합니다.

정상 값은 5.6입니다. 가스가 물과 상호 작용하면 표시기가 1-4로 떨어집니다. 이것은 미생물의 죽음을 초래합니다. 더 복잡한 유기체의 세포도 죽습니다.

산성비는 전 지구적 환경 문제라는 것이 인식되고 있습니다. 그들은 점점 더 자주갑니다. 이것은 과학계와 대중 모두에게 우려를 불러일으킬 수 밖에 없습니다. 유독성 강수의 낙진은 모든 땅의 동식물에 부정적인 영향을 미칩니다.

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사람들도 이것으로 고통받습니다. 때로는 산성비에 노출되어 폐나 심장병에 걸리는 것만으로도 충분합니다.

이미 언급했듯이 산은 비뿐만 아니라 눈, 우박에도 존재할 수 있습니다. 게다가 그들은 안개 속에서도 있을 수 있습니다. 동시에 수분의 불순물 농도가 높을수록 더 많은 피해가 발생합니다.

대부분의 경우 대기 수분에서 산을 감지하기 위해 실험실 테스트가 필요합니다. 그러나 때때로 이것은 호흡 할 때와 피부에 나타나는 타는듯한 감각으로 입증됩니다. 많은 경우에 그러한 강수는 신맛이납니다. 물 색깔의 변화는 오염의 징후이기도 합니다. 이러한 조건에서 열린 공간에 있으면 모든 것이 산성 화상으로 끝날 수 있습니다.

산성비는 묽은 산입니다. 이 때문에 공기와 토양(주로 비옥한 층)은 독소로 가득 차 있습니다. 산 때문에 동물과 식물이 죽고 미네랄이 파괴되며 식품은 단순히 유독합니다.

피해 지역의 부흥은 오랫동안 진행되어 왔습니다. 토양에 침투하는 산성은 점차적으로 깊이로 가라앉아 지하수를 오염시킵니다.

산 침전의 원인

강수에 약한 탄산이 존재할 때 표준으로 간주됩니다. 이것은 자연 상태로 인식됩니다. 사실 공기에는 항상 이산화탄소가 있으며이 산은 습기와 상호 작용할 때 형성됩니다. 비정상 강수가 비슷한 방식으로 형성됩니다. 그러나 동시에 수분은 다른 휘발성 화합물과 상호 작용합니다. 결과적으로 구름은 황산 또는 질산으로 포화됩니다. 동시에 공기가 황 화합물 또는 단순히 황 또는 질소 화합물로 오염될수록 강수 내 산 농도가 높아집니다.

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이상 강수의 원인은 다음과 같습니다.

  1. 화산 폭발은 재와 다양한 가스를 대기 중으로 방출합니다. 이들은 황산화물, 황산염, 황화수소 물질입니다.
  2. 유기 잔류물이 분해되는 동안 동식물, 황 및 질소 화합물이 대기로 유입됩니다.
  3. 낙뢰 방전은 또한 자연적인 대기 오염을 제공합니다. 매년 번개로 인해 생성되는 산의 양이 800만 톤에 달하는 것으로 알려져 있습니다.
아마도 위의 경우에 발생하는 산성비는 자연적으로 발생했다는 점을 분명히 해야 합니다. 오염이 너무 심하면 자연에 해를 끼칠 수 있습니다. 이것은 2억 5천만 년 전에 지구에서 일어난 일이라고 주장합니다. 이것은 비정상적으로 높은 수준의 화산 활동 때문이었습니다. 산성비의 결과는 모든 살아있는 유기체의 95%가 멸종되었습니다.
사진: Kodym | Dreamstime

현재 대기오염은 주로 자연적 요인이 아니라 인간의 활동에 의한 것이다. 과학계는 이와 관련하여 인위적 영향이 현재 89%에서 92% 사이임을 인식하고 있습니다. 대기 오염은 다음으로 인해 발생합니다.

  • 기계 공학 및 야금, 화력 발전소에서 운영되는 기업의 배출량
  • 석탄, 석유 제품, 가스, 장작을 태울 때
  • 곡물을 재배하는 들판에서 발생하는 메탄 방출로 인해
  • 질소를 함유한 비료의 사용과 농약으로 농작물을 처리하기 때문에
  • 채굴, 특히 노천광업
  • 결함이 있는 냉장고에서 대기 중으로 방출되는 프레온;
  • 염화수소가 포함된 에어로졸 사용 시.

산성비가 어떻게 형성되는가

산 침전 형성의 메커니즘은 화학식으로 간단하게 설명할 수 있습니다. 산성 침전 형성에 중요한 역할은 광산 및 가공 기업의 운영 중에 발생하는 유해 물질의 배출에 의해 수행됩니다. 이러한 배출물에는 최대 65%의 황과 그 화합물이 포함되어 있습니다. 그들은 수분에 용해됩니다.

유황비

이산화황이 대기에 들어가면 광화학 산화라는 반응이 발생하여 황산 무수물이 형성됩니다. 다음 반응은 수증기와의 상호 작용으로 아황산이 형성됩니다. 그러나 프로세스는 여기서 멈추지 않습니다. 이 화합물과 물의 상호 작용은 계속되고 이 산은 황산으로 전환됩니다.

질소 비

산성비의 절반은 질소입니다. 이 경우 질소 함유 화합물로 인해 빗물의 형성이 발생합니다. 증기에 용해되면 아질산 또는 질산이 됩니다. 이러한 비가 땅에 떨어지면 토양에서 화학 반응이 계속됩니다. 이것은 질산염과 아질산염의 형성을 초래합니다.

소금비

염소를 함유 한 화합물의 영향으로 염분이 형성됩니다. 이 가스는 메탄과 동시에 공기 중에 있습니다. 이것은 많은 산업 기업의 배출과 쓰레기 소각 중에 발생합니다.

이러한 물질 외에도 독성이 강한 화합물도 대기로 유입됩니다. 산업체도 주범이다. 생활폐기물 분해과정에서 발생하는 증발도 한몫한다.

산성비의 결과

산성비는 전체 지역에 피해를 줄 수 있습니다. 토양이나 물에 들어간 독성 화합물의 완전한 분해 시간은 15년에 이릅니다. 산성비는 식물에 어떤 해를 끼치나요? 일단 토양에 들어가면 이러한 물질은 식물이 필요로 하는 모든 것을 파괴합니다. 이것은 납, 알루미늄 및 수은과 같은 금속염을 방출합니다. 그러한 토양에서 식물은 단순히 존재할 수 없습니다. 고농축 산이 빗물에 있으면 성숙한 식물과 씨앗이 죽습니다. 동시에 일부 독성 화합물은 공기를 오염시킵니다.

사진: Tomasz Bidermann | Dreamstime

글로벌 문제

산성비의 영향으로 이러한 지구 환경 문제가 나타납니다.

  1. 물의 구조가 변합니다. 강성이 증가하고 물은 독소와 산으로 포화됩니다. 산성비는 동식물에게 가장 위험합니다. 결과적으로 동물과 식물이 죽습니다. 그러한 비가 내린 후에는 수중 중금속 함량이 최대 허용 기준보다 8배 더 높습니다.
  2. 식물의 잎과 뿌리가 손상되어 식물이 죽습니다. 그 결과 초식 동물이 죽어 육식 동물이 다른 영역으로 이동합니다. 즉, 먹이 사슬이 끊어졌습니다.
  3. 바람에 의해 오염된 표토가 계속해서 공기를 오염시키고 있습니다. 바람은 유독한 먼지를 상당한 거리로 옮기고 그곳의 자연도 오염시킵니다.

사람에게 미치는 영향

산성비는 인간에게도 부정적인 영향을 미칩니다. 많은 건축 자재와 상호 작용하여 폴리 카보네이트를 방출합니다. 파괴는 이러한 물질과 공기 수분이 구조에 존재하는 금속을 산화시키기 시작하는 수준에 도달합니다. 이 때문에 건물이 빨리 무너집니다. 산성비로 인해 가축이 죽어가고 있으며, 어업의 농작물과 저수지 주민들이 고통받고 있습니다.

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산성비의 영향으로 사람들은 기관지염, 폐렴, 기관염, 기관지 천식과 같은 질병에 걸립니다. 어떤 경우에는 화학 화상을 입기도 합니다.

불행히도 이것이 문제의 끝이 아닙니다. 육류 제품, 생선, 식물로 만든 제품은 수은, 납, 유황, 비소, 셀레늄으로 포화되어 인체 건강에 해롭습니다. 산과 염은 모두 동물성 제품으로 저장되어 식중독이 발생합니다. 이 경우 간, 췌장, 신장, 순환계 및 신경계가 손상됩니다.

경제적 영향

산성비는 또한 경제에 심각한 피해를 줍니다. 농업, 산림 및 수역에 발생한 피해를 보상하려면 상당한 비용이 필요합니다. 농작물 지역도 피해를 입기 때문에 농작물 손실은 큰 가치에 도달합니다.

그 결과는 특히 저개발 지역의 경우 기근이 될 수 있습니다.

화학적 화상, 유해 화합물이 체내에 침투하여 발생하는 질병으로 인해 상당한 양의 의료를 제공해야 할 필요가 있으므로 의약품 비용 및 의료진의 업무가 증가합니다. 그러한 프로그램의 결과에 대한 보상 비용만 해도 수백억 달러에 이릅니다.

산성 강수 대책

산성비로 인한 피해를 방지하기 위한 조치 개발이 미국, 러시아 및 중국에서 진행되고 있습니다. 그 이유는 이들 국가에 많은 수의 탄광 기업이 있기 때문입니다. 많은 야금 기업.

Acid rain
사진: twimg.com

지역 규모의 환경 문제와 싸우는 것은 불가능합니다. 우리는 주간 협력을 통해서만 가능한 대기, 물 및 토양으로 유해한 배출, 산성 형성 물질을 줄이기 위한 통합된 접근 방식이 필요합니다. 석탄, 석유 및 가스를 사용하지 않고 대체 에너지원을 사용하면 산성 침전도 감소합니다. 저유황 석탄을 사용하거나 유황에서 정제하는 것도 도움이 될 것입니다. 그러한 작업이 진행 중입니다.

디자이너는 고성능 공기 필터와 청소 시스템을 개발합니다. 그러나 이러한 문제는 단기간에 해결될 수 없습니다. 후속 산성비로 인한 대기 오염의 부정적인 영향은 매년 계속 증가하고 많은 대기업이 산성비 형성에 책임이 있습니다.

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문제가 해결되지 않고 해결이 미래의 문제이므로 개인의 안전을 위한 조치를 취하는 것이 바람직합니다. 산성 침전 가능성에 대한 정보가 있는 경우 구내를 떠나지 않는 것이 좋습니다. 이것이 불가능하다면 반드시 우산을 사용해야 합니다. 긴 비옷과 방수 신발과 같은 의복을 착용하여 자신을 보호할 수도 있습니다.

적절한 분석 없이 비, 눈, 안개에 산이 존재하는지 여부를 결정하는 것은 불가능합니다. 따라서 산성 강수의 위협에 대한 경고가 수신되면 주거용 건물 및 산업 건물의 문과 창을 특히 조심스럽게 닫아야합니다. 이러한 경우 휘발성 화합물이 항상 존재하므로 사람이 비나 눈에 노출되지 않은 경우에도 유해한 영향을 미칠 수 있습니다.

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Elena Popkova
Doctor in Economics, Professor of RUDN University