소각에 따른 대기오염

도시 폐기물과 유독 폐기물을 소각할 때 발생하는 독성물질이 또 다른 대기도 염의 주범이 되고 있다. 최근 미국을 비롯한 주변 산업국가에서는 폐기물 매립장 부족과 처리 비용의 증가로 인하여 폐기물을 소각하여 문제를 해결함은 물론 생성되는 열에너지도 활용하고자 한다. 
(1) 소각시설의 노후에 관한 문제 
지난 반세기 동안 건설된 소각로는 현재 대기오염 기준을 만족시킬 수 없을 만 
크면 노후화되어 더 가동할 수가 없다. 또한 
에 맞추어 설치된 소각로 역시 종이탈색 재나 플라스틱과 같은 염소가 함유된 화합물이 탈 때 나오는 유독한 다이옥신이나 푸린같이 지금까지 규제되지 않았던 독성물질 배출에 대한 대책이 없는 실정이다. 
여기서 우리는 일회용 플라스틱을 비롯하여 다양한 가정용 화학제품들의 사용이 증가함에 따라 이들 제품의 폐기물 발생량 역시 증가한다는 점을 간과해서는 
안된다. 한 역학 조사는 산모의 젖에서 상대적으로 높은 농도의 다이옥신이 검출된다고 보고하였는데 이는 부분적으로는 소각에 기인한 것으로 생각한다. 폐기물 
을 소각하게 되면 다이옥신이나 푸린 외에도 납, 카드뮴, 주석 그리고 안티몬 겉 
은 중금속도 배출된다. 
(2) 폐 화학제품 소각에 관한 문제 
최근에는 대기오염물질에 대한 배출제어가 가능한 가장 최신의 소각로 유기성 
고형 폐기물을 광범위하게 처리할 수 있는 소각로-가 등장하였지만 
Hesketh 연구 결과에 의하면 처리 효율성에 있어서 아직 논란의 여지가 있는 것을 보고되었다. 
소각로의 연소효율은 소각로에 투입되는 폐기물의 양과 연소 후 방출되는 가스 | | 양에 의하여 결정된다. 이와 같은 방법으로 계산하면 다소간의 오차가 있을 | - 있다. 왜냐하면 완전히 분해되었을지라도 연소 
정 중에 새로운 화합물이 형성되어 배출가스 중에서는 분석되지 않을 경우가 
기 때문이다. 폐 화학제품에 따라 분해를 위한 최적의 조건이 달라지는데 만약 
러 가지 화학제품이 섞여 있는 경우에는 실험실적 방법으로 예측했던 것과 완전하게 분해되지 않을 수도 있다. 

(3) 굴뚝 높이와 대기오염물질 이동에 관한 문제 
CAA 규정에는 지역마다 대기오염에 대한 기준을 설정해 두고 있지만 정체된 
염 물질의 제거 방법 등을 예를 들면 연도 가스에서 SO2를 제거하기 위하여 굴뚝 || 스크러버를 설치 제외하면 대기의 질을 높이기 위한 특별한 수단을 규정하고 
지 않다. 따라서 제련소나 석탄을 연소시켜 에너지를 얻는 몇몇 공장은 굴뚝의 
이를 조절함으로써 간단하게 그 지역의 대기오염 기준을 맞추고자 한다. 이로 | 하여 공장 굴뚝에서 나온 오염물질들은 바람에 의해 수백 마일까지 이동하여 눈, | 와 함께 다른 지역의 땅과 호수를 오염시키게 된다. 여기서 오염물질이 포함된 | 비가 바로 산성비가 된다. 
1970년 이후 미국 전역에 공공단체들은 300피트 이상의 높은 굴뚝(그중 23개는 
00피트 이상)을 무려 102개나 설치하였다. 이에 따라 환경단체들은 법률적 활동을 전개하여 높은 굴뚝 설치를 금하는 관련 법안들을 의회에 상정시켰다. 또한 위하여 굴뚝을 높게 설치하여 오염물질을 분산시키는 기술을 금지하는 내용의 “굴뚝 높이에 관한 조항”이 CAA에 추가되었다. 그러나 이러한 조항에도 불구하고 대기를 통한 오염물질의 이동 문제는 법률적 허점과 강력한 실천 의지의 부족 등으로 인하여 아직 해결되지 않고 있다. 
CF가 각 올라기 대기권은 크게 대류권, 성층권, 중간권으로 나눈다. 대류권은 지표면에서 25~65,000피트에 걸쳐 있는데 지역적으로 보면 극지방이 시기적으로 볼 때 겨울에는 약간 고도가 낮아지고 반대로 적도 지역과 여름철에는 조금 높아진다. 대류 권은 고도가 높아짐에 따라 점진적으로 온도가 낮아져 최외각 층이 -54°C까지도  반달 하지만 따른 온도 차이는 거의 없다. 오존은 대기 중 산소가 자외선과 반응하여 다음과 같이 형성된다. 
또한 8.8, 8.9와 같다. 이상의 방정식과 같이 오존의 생성반응과 분해반응이 서로 경쟁함으로써 오염되지 않은 성층권에서의 오존 농도는 상대적으로 항상 일정하게 유지된다. 

이렇게 형성된 오존층은 태양의 자외선을 차단하여 지구에 도달하는 방사선량을 감소시켜 준다. 생명체는 주어진 자연환경에 따라 진화하기 때문에 오존층 파괴에 따라 방사선량이 증가하면 생명체에 상당한 영향을 줄 것으로 예상된다. 
뜻한 까지 원인 물질로서의 염화불화탄소(CFES : Chlorofluorocarbons) | a와 Dowland는 1974년 처음으로 CFES 화합물에서 나온 염소가 성층권을 파괴하는 원인이 될 수 있다고 보고하였다. CFES는 1930년대에 처음의 | 되어 냉장고와 에어컨의 냉매, 소화기 주입액, 플라스틱 소송제, 연료 분사 | 산업적 용도로 광범위하게 이용되었다. CFES는 화학적 안정성이 높아 쉽게지 않으며 독성이 낮은 이점도 있으나 환경적 측면에서 보면 이러한 화학 | 성이 오히려 단점이 될 수 있다. 1. 중에서 환경에 가장 치명적인 것은 CFC13과 CFC12로서 대기 중 반감기 - 15년과 11년이다. 이들 화합물은 환경에 유출되면 높은 상공으로 서서히 서 자외선에 의하여 염소 기를 내놓아 오존층 오존과 반응하게 된다. 
Cl + 03 → CIO + 202 
(8.10) 
|식 8.10에 의해 형성된 CIO기는 원자 상태 산소와 결합하여 염소 기를 생성 
CIO + 0 
→ Cl + O2 
(8.11) 
| 서 CIO와 C1은 NO2나 메탄에 의해 일시적으로 불활성화된다. 
CIO + NO2 + 촉매 
→ CINO3 + 촉매 
(8.12) 
| Cl + CHA → HCl + CH3 
(8.13) 
대기 중 NO2는 미생물에 의해 생성된 N2O가 산화되어 유입되기도 한다. 
자연적으로 혹은 인간 산업활동의 결과로 발생한다. 
12 극 지역 선풍(polar vortex)과의 관계 동안 극 지역은 성층권에 있는 일련의 기단으로 둘러싸여 온대지역의 따 | 기로부터 완전히 격리된다. 따라서 북극지방은 -80°C, 남극지방은 -90°C | 기온이 하강한다. 
있으니 이렇게 낮은 온도에서 형성되는 극지방의 상층운(PSC : polar stratospheric clouds) 역시 오존 파괴의 주범이 된다. 극지방의 PSC에는 두 종류가 있다. PCS에는 삼수 소화 짐의 질산 결정으로 이루어진 PSC1과 얼음 결정으로 이루어진 PSC2가 있다. 
PSC1은 대기에서 자유 NO2를 제거한다. 여기서 NO2 농도와 활성 염소 라디칼 농도는 서로 반비례 관계에 있으므로 자연히 대기 중 CIO의 농도는 증가한다

 
극 지역은 낮이 길수록 극 선풍 현상(polar vortex)은 약해져 새로운 공기의 유입이 증가한다. 이때 새로운 공기에 포함된 NO가 CIO와 결합하여 불활성의 CINO3 화합물을 만든다. 극 지역에서 이러한 현상은 겨울이 시작되면 계속 되풀이된다. | PSC2는 CINO3의 분해를 촉진하여 활성 염소를 방출하게 한다. 오존 고갈 현상은 처음 남극지역 오스트레일리아에서 발견된 후 다른 위도에까지 점점 확산하는 것으로 보고되었다. 그 결과 1979년 이후 남위 60도 이하 모든 위도에 걸쳐 적어 도 5% 이상 오존이 고갈된 것으로 확인되었다. 

오존 고갈의 영향 | PA에서는 다음 세기 중반까지는 오존층이 10%까지 감소할 것으로 예측하고 의며 이 경우 피부암 환자가 지금보다도 매년 200만 명 정도 더 발생할 것으로 그 있다. 물론 이 시기는 우리가 오존 고갈 문제를 어떻게 다루느냐에 따라 빨 | 질 수도 늦어질 수도 있다. 1987년 미국암연구소 통계에 따르면 1985년의 흑색 | 발생률이 1973년 대비하여 무려 60% 이상 증가한 것으로 나타났다. 물론 흑색 | 증가가 지구에 도달하는 자외선량이 증가하였기 때문인지 분명하게 말할 | = 없지만 적어도 그 가능성은 충분히 있는 것으로 생각된다. 또한 | 가하여 벽화나 조형물 같은 구조물을 부식시키고 농작물이나 수서 생물들에 |= 피해 액수도 매년 20억 불에 달한다. | 이러한 연구 결과에 따라 선진국에서는 에어로졸 용기 사용을 엄격하게 금지한 | 1970년대에는 CFES의 생산량이 현저하게 감소하게 되었다. 그러나 1982년 | 후 제삼 세계에서의 사용량이 증가하고 선진국에서는 CFES를 액화 분사 장치 이외 | 용도로 전용함에 따라 생산량이 다시 증가하기 시작했다. 1986년 기상학자들에 하면 남극 상공의 오존 감소가 예상했던 정도보다 훨씬 심각하며 이는 지난 수년 | 간에 최소한 매년 약 1% 이상 증가해 온 것으로 보고 있다. 

 

3.4.4 국제적 공동 대처의 필요성 1987년 9월 몬트리올에서 오존층 감소에 따른 위험성을 논의하기 위한 국제화 
가 열렸다. 이 회의에서 CFES 생산업자들은 생산량을 현재의 수준으로 동결함은 | 온 1998년까지는 반으로 감축할 것을 의결하였다. 이에 따라 1989년 중반까지는 | 개 나라가 이 결의서를 비준하기에 이르렀다. 
그러나 몬트리올 회의에서 의결된 사항들은 사실 오존층을 보존하기에는 매우 | 흔한 것이다. 왜냐하면 전면 중단하더라도 향후 100년 | 안 오존을 파괴할 수 있는 충분한 양의 CFES가 이미 성층권에 존재하기 때문 | 다. 그러나 몬트리올 회의의 결과가 불충분할지라도 지구환경 보호를 위한 국제 |인 협력의 시발점이 되었다는 점에서 그 중요성이 결코 과소평가 되어서는 안 다. 
1988년 5월에는 미항공우주국(NASA: national aeronautical and space agender) Harvard 대학이 공동으로 벌인 남극 상공의 오존 탐사(1987년도 실시) 결과를 논의하기 위한 또 다른 환경 회의가 NASA, 연방 해양대기청(NOAA : national ocean graphic and atmospheric agency), 연방 과학재단(NSF: national science foundation), 유엔 환경계획(UNEP : united nations environmental PROGRAMME), 세계기상협회 tical association) 그리고 화학물질 제조회사 등의 공동지원으로 콜로라도에서 개최되었다. 
탐사 결과에 대한 보고서 : 1987년 오존 구멍은 지금까지 어느 것보다 훨씬 큰 것이었다. 오존 농도가 반 이상이 낮아짐에 따라 결국 일부 성층권에서는 완전히 오존이 없어졌다. 그 구멍은 예전에 생겼던 것보다 훨씬 더 크고 오래갔으며 9월 말 현재까지 메워지지 않고 있다. 
북반구에서는 대기의 화학적 조성이 변하는 몇 가지 징후가 발견되어 NASA가 1989년 1월과 2월에 걸쳐 북극지방에 관한 비행 탐사를 하였다. 연속적인 위성 관찰 결과 북극지방 성층권 CIO 농도는 남극과 거의 비슷하였으나 다행스럽게도 
오존의 현저한 감소는 없는 것으로 밝혀졌다.