[대기] 대기오염 열섬현상, 오존층파괴
Q. 열섬현상에 대한 틀린 것은?
① 야간 접지 역전층을 형성한다.
② 도시의 큰 열저장량과 연료연소에 의해 생긴다.
③ 통상 대도시 외각에서 많이 형성되는 현상이다.
④ 여름보다 겨울에 더욱 뚜렷하다.
답: 3번
Q. 대도시의 경우 교외보다 온도가 높아지는 열섬효과의 특징에 대해 잘못 설명한 것은?
① 대도시일수록 열 보유력이 높은 콘크리트 건축물이나 아스팔트포장 면적이 증가하고 태양열을 식혀주는 녹지가 부족한 것이 그 원인이다.
② 도시 중앙부를 중심으로 저기압이 형성되기 때문에 잘 발달한다.
③ 여름보다는 겨울철에 더욱 뚜렷하고 맑고 바람이 없는 야간에 더 잘 발달한다.
④ 고층 건물들로 인해 일반풍의 영향은 줄어들고 건물들 사이에 형성되는 난류에 의해 국부적인 바람이 발생하여 대기오염물질이 외곽으로 확산된다.
⑤ 빌딩의 공조나 자동차 등에서 배출된 배출가스에 의한 인공배출열이 증가하는 것도 한 원인이다.
답: 4번
Q. 최근 대기오염 물질의 장거리 이동에 대한 많은 보고가 나오고 있어 대기오염 물질의 제어는 한 지역의 문제가 아니라 전 지구적인 감시와 조절이 절실히 요구되어지고 있다. 특히 매년 증가하고 있어 많은 문제를 안고 있는 CO2의 순환과정을 설명한 다음 내용 중 틀린 것은?
① 대기중의 CO2농도는 여름에 감소하고 겨울에 증가 한다.
② 지구의 북반구 대기중의 CO2농도가 남반구보다 높다.
③ 대기중의 CO2는 바다에 많은 양이 흡수되나 식물에 의한 흡수량보다는 작다.
④ 대기중의 자연농도는 350ppm정도이며 체류시간은 대체로 2~4년이다.
답: 3번
Q. 온실효과에 관한 설명 중 옳은 것은?
① CO2와 수증기는 자외선 부근의 복사열을 흡수한다.
② CO2와 수증기는 적외선 부근의 복사열을 흡수한다.
③ 대기 중 CO2는 태양에서 오는 복사열을 흡수한다.
④ 대기 중 CO2는 지구에서 방출되는 복사열을 외기로 통과시킨다.
답: 2번
Q. 다음 중 온실 가스 협약에 의한 규제 항목이 아닌 것은?
① SF6
② N2O
③ O3
④ CO2
⑤ CH4
답: 3번
Q. 온실효과와 관련된 설명으로 옳은 것은?
① 4μm이하 파장의 복사에너지를 흡수하는 기체를 온실가스라 한다
② 온실가스 중 온실효과에 가장 기여도가 높은 물질은 오존이다
③ 메탄의 온실 효과에 기여하는 비율은 5% 전후이다
④ 대기중 이산화탄소 농도는 19세기 중반 이후 꾸준히 증가하여 현재 750 ppm 정도에 이르고 있다
⑤ 태양복사 에너지의 대부분은 0.4~0.8 μm의 파장 영역에 집중되어 있다
답: 5번
Q. 선진국에서 온실기체의 의무감축을 신축적으로 하기위해 시행하는 방법들과 거리가 먼것?
① 공동이행제도
② 자발적 참여제도
③ 배출권 거래제도
④ 청정개발체계
답: 2번
Q. 지구온난화의 영향이 아닌 것은?
① 삼림에서 북방한계 상승과 생산력 증가의 원인이 될 수 있다.
② 해충의 활동과 성장범위 확대로 수확의 감소
③ 습지소멸과 생물학적 다양성의 변화
④ 이상기상과 인간 건강에의 악영향
⑤ 가시도 악화와 건축물의 손상
답: 5번
Q. 오존에 대한 설명이다. 틀린 것은?
① 오존의 생성은 겨울철보다는 여름철에 훨씬 높다.
② 오존은 일부 오염물질과 햇빛으로 인해 생기는 광화학적산화물이다.
③ 대류권에서의 오존은 태양으로부터 오는 자외선을 차단해주는 좋은 오존층이다.
④ 오존층의 파괴로 인한 주요 건강상의 영향은 피부암이다.
답: 3번
Q. 오존(O3)에 관한 설명으로 알맞지 않은 것은?
① 대류권의 오존은 국지적인 광화학 스모그로 생성된 옥시단트의 지표물질이다.
② 온실가스로 작용한다.
③ 오염된 대기 중의 오존은 LA 스모그 사건으로 처음 확인 되었다.
④ 대기 중에서 오존의 배경농도는 0.1~0.2ppm 정도이며 청정지역에서 오존농도의 일변화는 크지 않다
답: 4번
Q. 오존층과 관련된 설명 중 틀린 것은?
∨① 남극의 오존홀은 겨울철에 가장 큰 넓이를 보인다.
② 극성층운은 HNO3․3H2O 결정위에 물이 결빙된 상태이다.
③ 질산은 염소기의 종말로 생각되었던 HCl, ClONO2가 재반응한 것이다.
④ 오존측정법은 분광광도법, 화학기구관측, 위성관측, 흡수차 LIDAR 이용법등이 있다.
⑤ 온실효과의 심화는 성층권과 대류권을 혼합시킨다.
Q. 오존층에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 오존층의 두께를 나타내는 단위는 돕슨(Dobson) 이다.
② Stratosphere인 고도 25~30km에 존재한다.
③ 두께가 약 300~500돕슨(3~5mm)인 무색, 무미의 O3가 밀집한 층이다.
④ 오존층의 두께는 적도(450돕슨)>남극(380돕슨)>북극(260돕슨)으로 적도가 가장 두껍다.
⑤ 오존층은 태양으로부터 방출되는 자외선을 흡수하고 또 성층권 온도를 상승시키는 열적효과를 갖고 있는 까닭에 오존층의 파괴는 생물학적영향과 기후학적인 영향 두 측면에서 매우 중요하다.
답: 4번
Q. 다음의 물질 중에서 오존층 파괴물질로써 오존층 파괴능이 가장 큰 것은?
① 프레온가스(CFC)
② 할론(Halon)
③ 메틸클로로포름
④ 사염화탄소
답: 2번
Q. 다음 중 프레온 가스에 의한 오존층 파괴에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
① 프레온은 염소와 불소, 탄소 원자를 합성하여 만든 물질이다.
② 주배출원은 에어콘, 냉장고, 에어졸 제품, 발포제, 전자 제품의 세척제 사용등이다.
③ R-11, R-12 를 중심으로 한 CFC 는 불활성 물질이며 대기 중에서 쉽게 분해하지 않는다.
④ CFC는 강한 적외선의 영향을 받아 해리되며 이 때 유리된 불소 원자에 의해 오존층이 파괴된다.
답: 4번
Q. 다음 중 오존층 파괴에 따른 영향으로 옳지 않은 것은?
① 인체의 피부노화와 백내장을 증가시킨다
② 농작물의 생육저하를 초래한다
③ 성층권의 오존 농도 감소로 인하여 성층권의 온도가 증가한다
④ 지구표면의 온도가 상승할 수 있다
⑤ 지구표면에 도달하는 자외선의 양이 증가한다
답: 3번
● 열섬효과(Heat island effect = dust dome effect)
- 직경 10km이상의 대도시에서는 열방출량이 많은데 비해 외부로 확산이 잘 안되기 때문에 시내온도가 주변온도보다 높게 되며 비가 많이 오고 안개가 자주 생기는 현상
- 대도시일수록 열 보유력이 높은 콘크리트 건축물이나 아스팔트포장 면적이 증가하고 태양열을 식혀주는 녹지가 부족한 것이 그 원인이다.
- 도시지역에서의 풍속은 교외지역에 비하여 평균적으로 25-30% 감소하며, 대기오염물질이 응결핵으로 작용하여 운량과 강우량의 증가 현상이 나타날 수 있다.
- 도시 중앙부를 중심으로 저기압이 형성되기 때문에 잘 발달한다.
- 빌딩의 공조나 자동차 등에서 배출된 배출가스에 의한 인공배출열이 증가하는 것도 한 원인이다.
- 열방출량이 많아 교외나 주위 시골보다 도시의 온도가 높게 나타남
- 일교차가 심한 봄, 가을이나 추운 겨울에 주로 발생함
- 교외지역에 비해 도시지역에 고온의 공기층이 형성됨
- 맑고 잔잔한 날 주간보다 야간에 잘 발달한다
● 온실효과
- 온실효과 기여도: CO2(60%) > CFC > CH4 > N2O
- CO2와 수증기는 적외선 부근의 복사열을 흡수한다.
- 단파장 빛은 통과시키나 장파장 빛은 흡수(0.4~0.8 μm)
- 온실가스는 화석연료의 사용과 산업, 농업 부문 등에서 배출된다
- 공동이행제도: 선진국인 A국이 다른 선진국 B국에 투자하여 발생된 온실가스 감축분의 일정부분을 A국의 감축실적으로 인정하는 제도
- 온실가스: 적외선 복사열을 흡수하거나 재방출하여 온실효과를 유발하는 대기 중의 가스 상태의 물질로서 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6) 및 그 밖에 대통령령으로 정하는 물질
- 메탄: 주로 생물체의 분해에 의해 생성되며 지표면에서의 배경농도가 2ppm 주변이 되는 물질
- 교토의정서: 온실가스 감축목표, 감축내용제도(청정개발제도, 배출권거래제도, 공동이행제도, 이산화탄소 흡수원의 상계)
● 지구온난화
- 온난화지수(GWP): CO2를 1로 기준
육불화황(SF6, 23900) > 과부화탄소(PFC, 7000) > 수소불화탄소(HFC, 1300) > N2O(310) > CH4(21) > CO2(1)
- 영향: 삼림에서 북방한계 상승과 생산력 증가의 원인, 해충의 활동과 성장범위 확대로 수확의 감소, 습지소멸과 생물학적 다양성의 변화, 이상기상과 인간 건강에의 악영향
● 오존, O3
- 무색, 무미, 해초냄새가 난다
- 광화학 스모그로 생성되는 옥시던트의 지표물질, 온실가스
- 200~320nm의 자외선 영역에서 강하게 흡수된다
- 야간에는 이산화질소와 반응하여 소멸한다
- 영향을 주는 것: 태양 세기, NO2/NO비율, 반응성 탄화수소 농도
- 대기 중 RO2가 산소와 반응하여 생성되기도 함
- 오존의 생성은 겨울철보다는 여름철에, 일사가 강하고 바람이 약할 때 높다
- 성층권의 오존은 240nm 이하의 자외선에 의한 산소분자의 광분해로 생성된다.
- 대류권의 오존은 질소산화물과 탄화수소의 광화학반응으로 생성된다.
- 오존홀이란 남극의 봄(10월)에 5~6주간 발생하는 계절적인 현상이다.
- 남극과 북극의 차이점 중 하나는 극성층운생성 여부이다.
● 오존층
- 성층권에서도 오존이 더욱 밀집해 분포하는 지상 20~30㎞ 구간
- 극성층운은 HNO3․3H2O 결정위에 물이 결빙된 상태이다.
- 질산은 염소기의 종말로 생각되었던 HCl, ClONO2가 재반응한 것이다.
- 오존층의 두께를 나타내는 단위는 돕슨(Dobson) 이다. 지구대기 중의 오존총량을 표준상태에서 두께로 환산했을 때 1mm를 100돕슨으로 정하고 있다.
- 두께가 약 300~500돕슨(3~5mm)인 무색, 무미의 O3가 밀집한 층이다.
- 성층권에서는 산소분자가 자외선에 의해 광분해되는 과정을 통해 오존의 생성과 소멸과정이 되풀이 된다.
- 오존층은 태양으로부터 방출되는 자외선을 흡수하고 또 성층권 온도를 상승시키는 열적효과를 갖고 있는 까닭에 오존층의 파괴는 생물학적영향과 기후학적인 영향 두 측면에서 매우 중요하다.
- 오존측정법은 분광광도법, 화학기구관측, 위성관측, 흡수차 LIDAR 이용법등이 있다.
- 온실효과의 심화는 성층권과 대류권을 혼합시킨다.
- UV-A: 315~400nm, 급성 피부 염증을 일으키지 않지만 피부에 미치는 영향이 느리고 장시간 축적될 수 있어 피부 노화 및 심각한 손상의 원인 중 하나
- UV-B: 280~320 nm, 피부에 장기간 노출되면 홍반, 염증 및 피부 노화가 발생, 심한 경우 피부암
- UV-C: 200 ~ 280nm, 지구 표면의 성층권을 통과 할 때 오존층에 흡수되어 지구 표면에 도달 할 수 없다. 인체에는 위험하다
● 오존층 파괴
- 오존층 파괴의 주요원인 물질: 염화불화찬소(CFC), 할론
- CFC는 주로 냉매로 많이 이용되어졌다.
- 대기 중에서 오존층의 파괴현상이 가장 심한 곳은 남극을 중심으로 한 남극 대륙으로 오존층에 구멍이 생긴 것으로 보고되었다.
- 성층권 오존층 파괴에 의하여 성층권의 온도가 감소하여 대류권과의 열적안정성이 떨어지고 있다.
- 북극지방은 남극지방 보다 상대적으로 온도가 높아 오존층의 대규모 파괴가 일어나지 않는다.
- 성층권오존을 파괴시키는 염소의 안정한 형태는 ClONO2 및 HCl이다.
- 인체의 피부노화와 백내장을 증가시킨다
- 농작물의 생육저하를 초래한다
- 지구표면의 온도가 상승할 수 있다
- 지구표면에 도달하는 자외선의 양이 증가한다
- 관련 국제협약: 비엔나협약(오존층 파괴 원인물질 규제), 몬트리올 의정서(오존층 파괴원인물질금지), 런던회의
● 오존파괴지수, ODP
- CFC-11(CFCl3)의 오존파괴능력을 1로 가정하여 상대적인 파괴능력을 나타내는 지수
- 몬트리올 의정서에서 규정한 모든 오존층파괴물질에 대해 오존층 파괴지수가 정해져 있다