오존 오염의 작동 원리

May 30 2001
우리는 오존층을 원하지만 오존 오염은 원하지 않습니다... 대기에는 좋지만 지상에는 나쁘다? 오존 오염, 그것이 당신에게 어떤 영향을 미치고 어떻게 할 수 있는지 알아보십시오.

사진 제공 US EPA
오존은 스모그의 주요 구성 요소입니다.

라디오 나 TV 의 일기예보 는 화창하고 더울 것이며 주황색 오존 경보 가 발령되었음을 알려줍니다 . 오존이란 무엇입니까? 주황색 경고는 무엇을 의미합니까? 왜 그것에 대해 걱정해야 합니까?

이 기사에서는 오존이 무엇인지, 어떻게 생성되는지, 건강에 어떤 위험을 초래하며 오존 오염을 줄이기 위해 무엇을 할 수 있는지 살펴보겠습니다.

오존 은 함께 결합된 3개의 산소 원자( O3 ) 의 분자입니다 . 불안정하고 반응성이 높습니다. 오존은 표백제, 탈취제, 공기 및 음용수의 살균제로 사용됩니다. 낮은 농도에서는 독성이 있습니다.

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오존은 지구 상층 대기층인 성층권 에서 자연적으로 작은 농도로 발견됩니다 . 이 상층 대기에서 오존은 태양의 자외선 이 산소 분자( O2 )를 쪼개어 두 개의 단일 산소 원자를 형성 할 때 만들어집니다 . 자유 원자가 산소 분자와 충돌하면 오존이 됩니다. 성층권 오존 은 위험한 자외선 으로부터 지구 표면을 보호하기 때문에 "좋은" 오존이라고 불립니다 .



사진 제공 NIEHS/NIH
NOx 오염물질로부터 오존 생성: 햇빛의 작용에 의해 이산화질소로부터 자유로워진 산소 원자가 산소 분자를 공격하여 오존을 만듭니다. 산화질소는 오존과 결합하여 이산화질소를 재형성할 수 있으며 이 주기가 반복됩니다.

오존은 대기의 가장 낮은 층인 대류권 에서도 발견될 수 있습니다. 대류권 오존 (종종 "나쁜" 오존이라고도 함)은 내연 기관 및 발전소 의 대기 오염으로 인해 인공적으로 생성 됩니다. 자동차 배기 가스 및 산업 배기 가스 는 가솔린 및 석탄 연소 부산물인 질소 산화물 가스 (NOx) 및 휘발성 유기 화합물 (VOC) 계열을 방출합니다 . NOx와 VOC는 산소와 화학적으로 결합하여 늦봄, 여름 및 초가을의 화창한 고온 조건에서 오존을 형성합니다. 높은 수준의 오존은 일반적으로 오후와 이른 저녁의 더위에 형성되어 선선한 밤에 소멸됩니다.


사진 제공 NASA
대류권 오존의 세계적인 계절적 변화: 기후가 더울 때 북반구와 남반구에서 여름 동안 대류권 오존이 증가합니다. 대부분의 대류권 오존은 북반구에서 여름에 관찰됩니다.

오존 오염은 주로 도시와 교외 지역에서 형성되지만, 우세한 바람에 의해 운반되거나 농촌 지역으로 이동하는 자동차 및 트럭의 결과로 농촌 지역에서도 발생합니다. 상당한 수준의 오존 오염이 도시 산업 지역에서 바람이 불어오는 방향으로 250마일(402km) 떨어진 시골 지역에서 감지될 수 있습니다.


사진 제공 NIEHS/NIH
오존 오염은 도시에서 농촌 지역으로 이동할 수 있습니다.

오존 방지 및 감소

오존을 흡입하면 호흡기를 통해 이동합니다. 오존은 부식성이 강하기 때문에 폐 의 세기관지와 폐포 , 가스 교환에 중요한 기낭을 손상시킵니다 (자세한 내용은 폐가 작동 하는 방식 참조). 오존에 반복적으로 노출되면 폐 조직에 염증을 일으키고 호흡기 감염을 유발할 수 있습니다.



오존 노출은 천식과 같은 기존 호흡기 질환을 악화시키고 폐 기능과 운동 능력을 감소시키며 흉통과 기침을 유발할 수 있습니다. 어린 아이들, 야외 활동을 하는 성인, 호흡기 질환이 있는 사람들은 여름철에 발생하는 높은 수준의 오존에 가장 취약합니다.

인간에 대한 영향 외에도 오존의 부식성은 식물과 나무를 손상시킬 수 있습니다. 높은 수준의 오존은 농작물과 산림 식물을 파괴할 수 있습니다.


사진 제공 NARA , 사진작가 Gene Daniels/US EPA
오존 피해 식물(왼쪽)과 일반 식물(오른쪽)

오존 노출 피하기 오존 노출
로부터 자신을 보호하려면 매일 해당 지역의 대기 질 지수(AQI)를 알고 있어야 합니다. 보통 신문이나 TV나 라디오의 아침 일기 예보에서 확인할 수 있습니다. 또한 오존 경보 값에 대한 미국 환경 보호국 (EPA) 가이드 도 숙지해야 합니다.

AQI의 숫자는 무엇을 의미합니까? AQI는 오존, 이산화황, 미립자 물질, 일산화탄소 및 이산화질소의 5가지 대기 오염 물질의 농도를 측정합니다. EPA는 이러한 오염 물질을 기준 오염 물질로 선택했지만 이것이 대기 중 오염 물질의 전부는 아닙니다. 이러한 농도는 연방법에 명시된 표준과 비교됩니다. 지수 값 100은 모든 기준 오염 물질이 대다수 인구에게 안전한 것으로 간주되는 최대 수준에 있음을 의미합니다(아래 차트의 노란색 경고). 100 이상의 숫자는 농도가 더 높으므로 대부분의 개인에게 더 큰 위험이 있음을 나타냅니다.

오존에 대한 US EPA 대기질 가이드
대기질 지수 색상 대기질 예측
0 ~ 50 녹색 좋은 건강에 미치는 영향은 예상되지 않습니다.
51 ~ 100 노란색 보통의 비정상적으로 민감한 사람들은 장기간의 야외 활동을 제한해야 합니다.
101 ~ 150 주황색 민감한 그룹의 건강에 해로움 활동적인 사람과 호흡기 질환이 있는 사람은 장기간 야외 활동을 제한해야 합니다.
151 ~ 200 빨간색 건강에 해로운 활동적인 사람과 호흡기 질환이 있는 사람은 장기간의 야외 활동을 피해야 합니다. 다른 모든 사람들은 장기간의 야외 활동을 제한해야 합니다.
201 ~ 300 보라 매우 건강에 해로운 활동적인 사람과 호흡기 질환이 있는 사람은 모든 야외 활동을 피해야 합니다. 다른 모든 사람들은 야외 활동을 제한해야 합니다.


오존에 대한 노출을 줄이려면 여름의 오후와 이른 저녁 시간에 운동을 피해야 합니다.

나만의 오존 검출기 만들기
집 뒤뜰이나 학교 주변에서 오존 수준을 감지하고 모니터링하기 위해 오존 테스트 스트립을 만들 수 있습니다. 필요할 것이예요:
  • 옥수수 전분
  • 여과지(커피 필터가 잘 작동함)
  • 요오드화 칼륨( Carolina Biological Supply 또는 Fisher Scientific 과 같은 과학 교육 공급업체에서 주문할 수 있음 )
기본적으로 물, 옥수수 전분, 요오드화칼륨으로 반죽을 만들고 이 반죽을 여과지 조각에 칠합니다. 그런 다음 스트립을 8시간 동안 공기에 노출시킵니다. 공기 중의 오존은 요오드화칼륨과 반응하여 스트립의 색상을 변경합니다. 그런 다음 이 웹 사이트에 있는 차트에서 오존 농도를 읽을 수 있습니다 . 신문, 기상 방송 또는 가정 기상 관측소에서 얻을 수 있는 상대 습도 도 알아야 합니다 . 자세한 내용은 지상 오존 테스트 를 참조하십시오.

오존 오염 감소 오존 오염을 줄이는
데 도움이 될 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다.

  • 늦은 봄, 여름, 초가을의 오후와 이른 저녁 시간에는 자동차 사용을 제한하십시오.
  • 이 시간 동안 가솔린 구동 잔디 장비를 사용하지 마십시오.
  • 이 시간 동안 차에 연료를 공급하지 마십시오.
  • 이 시간 동안 불이나 야외 그릴에 불을 붙이지 마십시오 .
  • 자동차나 보트의 엔진을 조정하십시오.
  • 타이어 가 제대로 팽창 되었는지 확인하십시오 .
  • 환경적으로 안전한 페인트, 청소 및 사무용품을 사용하십시오(이 화학물질 중 일부는 VOC의 원인입니다).
  • 에너지를 절약.

오존 오염을 줄이기 위한 개인적인 시도 외에도 EPA는 대기 오염을 줄이기 위해 보다 엄격한 공기 품질 기준(대기 청정법 및 그 수정과 같은)을 시작했습니다. 산업체, 제조업체, 주 및 지방 정부가 이러한 표준을 준수함으로써 많은 일반적인 대기 오염 물질의 수준이 크게 감소했습니다.


사진 제공 US EPA 미국의
대기 오염 배출 변화

대류권의 오존 농도도 지난 10년 동안 감소했습니다.


사진 제공 US EPA 미국의
오존 농도 변화(검은 선은 대기질 기준을 나타냄)

지속적인 보존 및 감소 관행, 오존 오염 경고 준수, 연구 및 정부 규정을 통해 오존 오염 수준은 계속 낮아져야 합니다. 아마도 미래 세대는 이 환경 오염 물질에 의해 위협받지 않을 것입니다.

오존 오염 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.

더 많은 정보

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더 좋은 링크

  • NIEHS: 오존 경보
  • 대기 및 폐기물 관리 협회(AWMA)
  • 오존: 좋음 높음, 나쁨 주변
  • 오존과 건강
  • 오존홀 투어
  • 플래닛 그린
  • TreeHugger.com