산성비 : 빗물의 산도

"산성비"라는 단어를 들으면 왠지 자연이 위험에 처한 느낌이 들지 않으신가요?
사실 산성비는 단순의 비의 산도가 조금 낮은 현상을 넘어서 환경, 인간, 그리고 건축물에까지 영향을 미치는 중요한 문제입니다.
오늘은 산성비가 왜 생기는지에 대해 알아보도록 하겠습니다.

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빗물의 일반적인 산도(pH)

• 자연적인 빗물은 대기 중 이산화탄소(CO2)와 반응하여 약산성(pH 5.6 정도)이 나타납니다.
• 정상적인 공기 중 산성을 일으키는 탄산가스 농도가 약 350ppm 존재하며 대기 중의 수분 등에 용해되면 약산성인 탄산을 형성하는데 완전히 포화되어 평형상태를 유지할 때의 pH를 계산하면 약 5.6이 됩니다.

 

산성비란 무엇일까?

• 산성비는 공기중에 배출된 이산화황(SO2)과 질소산화물(NOx)이 주요 원인 물질로, 이들이 대기 중의 물과 반응해 황산과 질산을 형성합니다. 이렇게 생성된 산성 물질이 비와 함께 지표로 떨어지면 산성비가 되는 것입니다.
• 즉 산성비를 유발하는 주요 원인은 대기 중의 여러 비금속 산화물과 그들의 화합물들입니다. 이 물질들은 물과 반응하여 강산성 물질로 변환됩니다.

1) 황산화물(SOx)

• SO2와 SO3가 물과 반응하면 황산(H2SO4)을 생성합니다.

2) 질소산화물(NOx)

• NO2는 물과 반응하여 질산(HNO3)을 형성합니다.

3) 할로겐의 수소화합물

• 대기중의 염화수소(HCl), 브롬화수소(HBr) 등의 할로겐 화합물도 물과 만나 강산성을 띠는 물질을 형성할 수 있습니다.

4) 할로겐의 수화물

• 염소(Cl2)와 같은 물질의 물과 반응하여 차아염소산(HOCl) 및 염산(HCl)을 형성해 산성비의 성분이 될 수 있습니다.

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우리나라 주요도시 빗물의 산도

• 우리나라 주요도시 빗물의 산도를 나타내고 있는 환경부 자료를 살펴보면 서울, 인천의 산성비 현황이 심각합니다.
• 상대적으로 광주, 대전은 양호한 빗물의 산도를 보입니다.
• 최근 2021년부터 전국적으로 빗물의 산도가 개선되는 통계치를 보이고 있는데요, 이는 저황유 등 청정연료 사용 확대, 사업장에 대한 관리강화 등 황산화물 및 질소산화물 저감정책을 지속 추진하고, 한, 중, 일 국제협력등을 통해 장거리 이동 오염물질을 줄이기 위한 공동노력을 지속 추진하여 빗물의 산도를 개선하고 있다고 합니다.

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산성비의 영향

• 토양의 pH를 낮춰 식물의 생장을 저해하고 호수와 강의 생물 다양성을 감소시킵니다.
• 대리석, 석회암 기반의 건축물을 산성비로 인해 심각한 부식을 겪습니다. 황산과 탄산칼슘의 반응으로 건축물의 회벽이 점점 약해지고 문화재가 훼손됩니다.
• 자동차, 다리 등의 금속 구조물은 산성비로 인해 부식 속도가 빨라집니다.
• 산성비를 유발하는 물질들은 대기중에 미세먼지로 작용하여 호흡기 질환, 천식, 그리고 심혈관계 질환을 악화시킬 수 있습니다.