대기 오염을 일으키는 입자상 물질

대기 오염을 일으키는 입자상 물질

Ⅰ. 들어가며

환경대기 중의 입자상물질은 대기중 혹은 가스유체 중에서 고체나 액체상태로 존재하는 물질을 말하며 크기는 일반적으로 0.001～500㎛ (대부분 0.1～10㎛)이다.
또한, 입자상 물질은 그 크기로 분류하면 부유입자상 물질과 강하분진으로 나눌 수 있고, 생성 mechanism으로 보면 1차입자와 2차입자로 나뉜다.
부유입자상 물질은 대기중에 부유하는 입자상 물질중에서 10㎛이하의 것을 말하며 비교적 장기간에 걸쳐 대기중에 부유하며, 강하분진이란 입자상 물질중에서 중력 또는 강우에 의하여 쉽게 강하하는 분진을 말한다.
그리고 1차입자는 발생원으로부터 대기중에 직접 방출되는 입자이며, 2차입자는 발새우언에서 대기중에 방출된 가스상의 물질의 광화학 또는 열화학 반응으로 생성된 황산염, 질산염 및 유기물질을 말한다.
환경보전법상 입자상 물질의 종류는 분진, 매연, 검댕 및 액적(mist)를 말하며 그외에도 연무질(aerosol), 먼지, 안개, fly ash, 훈연(fume), 연하(smaze), aero alergen 등이 있다.

Ⅱ. 입자상 물질의 분류

1. 분진
대기중에 부유하거나 비산 강하하는 미세한 고체상의 입자상 물질을 말한다.
2. 매연
연소시 발생하는 유리탄소를 주로하는 미세한 입자상 물질을 말한다.

3. 검댕

연소시 발생하는 유리탄소가 응결하여 입자의 지름이 1㎛이상이 되는 입자상 물질

4. 유적(mist)

gas나 증기의 응축으로 액상이 된 것이나 비교적 작은 물방울이 낮은 농도로 기상중에 분산된 것이며, 시정거리 1km이상을 말한다.

5. 연무질(aerosol)

매연, 안개, 연무와 같이 가스내에 미세한 고체 혹은 액체 입자가 분산된 것을 말한다.

6. 먼지

…

7. 안개

8. Fly ash

9. 훈연(Fume)

10. 박무(Haze)

광화학 반응으로 생성된 물질로서 아주 작은 다수의 건조입자가 부유하고있는 상태를 말하며, 습도는 70%이하이다.

11. 연하(Smaze)

연기와 박무의 혼합된 상태를 말한다.

12. 공중 알레르기 물질(Aero alergen)

공기중의 화분, 균류의 포자, 기타 효모, 곰팡이, 동물의 털 등이 인간에게 알레르기 반응을 일으키기도 한다.

Ⅲ. 분진의 특성

1. 입자의 형태

입자의 크기를 보통 입경이라 하며 입자가 구형인 것은 거의 없고 현미경을 통해서 보면 각양 각색의 형태를 하고 있다.

분진은 구형이나 불규칙한 모양을 가지며 최초에 구형이었던 것도 응집에 의해서 비구형이 될 수도 있다.

분진의 형상과 크기 분포는 매우 중요한 매개변수인데, 이는 분진의 제거 방법이 분진의 크기에 의해서 결정되기 때문이다.

2. 계면에너지

입자가 공기와 접하고 있는 경계가 계면으로, 계면에서는 기체의 인력이 거의 작용하지 않으므로 내부보다 안정도가 작아 안정을 위한 여분의 표면에너지를 갖게 되며, 입자가 작을수록 비표면적이 커서 표면에너지도 많이 갖게 된다. 때문에 분진은 비표면적이 클수록 액체에 쉽게 용해되고 폭발 등의 화학반응도 쉽게 일어난다. 그래서 응집 또는 부착되는 성질도 표면에너지가 클수록 큰 값을 갖는다.

3. 흡착

흡착이란 물체가 달라 붙는 것을 말하며 흡착에는 부착된 입자가 온도 상승으로 다시 떨어져 나가는 물리적 흡착과 일단 부착된 후에는 떨어져 나가지 않는 화학적 흡착이 있다.

4. 산화

미세한 금속분일수록 상온에서 타기 쉽다. 즉, 쉽게 산화반응을 일으킨다. 이러한 현상이 급속하고도 연쇄적으로 큰 규모로 발생하면 폭발이 일어난다.

Fe나 Ni등은 열분해성에 의해