[대기환경기사 준비기③_강의내용 정리] 7강 [대기오염개론] 대기의 성질(22-25p)

대기오염개론

대기의 성질(22-25p) *ni

-불의 발견=대기오염의 시작(유기화합물의 연소)

 

대기의 구성

: 오염되지 않은 표준 상태의 건조공기 기준(수분있을 때 제거하고 계산해야 되는 문제 출제되기도)

화학성분	농도(부피기준)★	체류시간★★
N₂	약 78.1%	4억년
O₂	약 20%	6,000년
Ar	약 0.9%	주로 축적(18족, 불활성기체)
CO₂	약 0.03%	7-10년(10년)
Ne	약 18.18ppm	주로 축적(18족, 불활성기체)
He	약 5.24ppm	주로 축적(18족, 불활성기체)
CH₄메탄	약 2ppm	2.6-8년(8년)
N₂O아산화질소	약 0.5ppm	20-100년 (20-120년)
CO	약 0.06-0.2ppm	0.5년(6개월)
H₂	약 0.55ppm	4-7년

*농도(성분순서) : N₂>O₂>Ar>CO₂>Ne>He>Kr>Xe 질산아 이산탄 네헤크제

-Ar, Ne, He, Kr, Xe 18족 불활성기체로 많이 남아있음=>농도 높음

*체류시간 : N₂>O₂        >N₂O   >CO₂>CH₄>H₂>CO 질4억 산6천 아산질120년 이산탄10년 메탄8년 수소7년 일산탄반년

                  4억>6000년>120년>10년>8년>7년>6개월

*다른물질과 쉽게 반응O⇒체류시간이 짧고 농도가 쉽게 변함

 - 자외선반응 쉬움(광화학) NO₂, O₃

 - 물과 반응   쉬움(수용성) SO₂, NH₃[암모니아]

↕

*다른물질과 쉽게 반응X ⇒체류시간이 길고 농도가 쉽게 변하지 않음

 -N₂(4억년,78,1%)>O₂(6,-년, 20%)>NO₂(100년, 약 0.5ppm)>CO₂(10년, 약 0.2ppm)>CH₄(8년, 약 2ppm)

  *H₂O,CO₂,CH₄ : 불활성기체, 적외선반응⇒온실기체

*CO₂(10년, 약 0.2ppm) ; 온실기체

  ⇒농도 0.032% = 320ppm → 산성비 PH규정인자 CO₂ +HO₂ =  H₂CO₃(H⁺+CO₃⁻)

     *CO₂ 증가시 PH↓[기준 ph5.6]

 

대기의 4권역( 0-대류권-10km-성층권50km-중간권-80km-열권-)

• 대류권(0~10km)

: 기상현상 O, 대류운동 O '대기 불안정'=>오염물 확산되어 Good

  *고도↑ => 온도↓ 6.5℃/km=0.65℃/100m(국제적 약속에 의한 표준감율)

  *대류권 계면(10km) :  온도의 영향으로 위도와 고도 반비례

    적도 : 15km←차이(온도영향)→극지방 : 8km

• 성층권(10~오존층[25]~50) : 오존O₃ 자외선 흡수

: 기상현상 X, 대류운동 X "안정적"

   *O₃층 고도  25km 중심으로 최대 10ppm 존재 -대류권 0.04ppm(0.01~0.02ppm)★★

    ⇒ 성층권 오존층 O₃ 10ppm VS 대류권 0.04(0.01~0.02)ppm

    (대기의 성질에서 자외선과 쉽게 반응하여 광화학반응을 하는 체류시간이 짧은  원소)

O₃생성과  소멸 O₃생성 O₂ + 자외선 → O+O  산소분자가 자외선에 의해 해리(분리) O₂+O+M      → O₃+M 해리된 산소원자가 주변 산소분자와 결합 (M : N₂,O와 같은 물질) O₃소멸 1)O₃ + 자외선 → O₂+O 2)O₃+O           → 2O₂

* O₃생성은 자외선 강도에 좌우됨(여름에 多, 겨울에 少)

  But 적도(200DU) <극지방(400DU) - 사람의 거주정도차이=오염정도차이★

 *DU = 오존층의 두께단위;Dobson; 100DU = 1mm * 산업기사 多출제

  *자외선 약 10~400nm

  *가시광선  약 400~780nm

  *적외선 약 780~

  *성층권의 여객기 :  고농도의 탄산가스 & 질소산화물 배출

(질소산화물 중 NO는 촉매적으로 오존파괴; O₃+O→ 2O₂)

대부분의 항공기는 대기가 안정적인 성층권을 이용한다.

항공유(높은 옥탄C₈H₁₈가) + Air ⇒ 4NOₓ + 8CO₂ + 9H₂O

                           C₈  ↘      N₂ 78%⇗    ↱   8CO₂

                          H₁₈  →  →O₂ 2%       ┻→9H₂O

                       옥탄가 ↑ ⇒ CO₂ ↑ (고농도 탄산가스)& NOₓ(오존층 파괴)대량 배출

 

• 중간권 ( 50 ~ 80km)

  : 가장 저온; 유성관측

*균질층(0~88km) : 상대적으로 중력이 크게 작용하여 농도가 균일한 물질들이 주로 존재(N₂, O₂, Ar, CO₂, Ne, He, Kr, Xe) 주로 분자조성비 일정

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*이질층(88km~) : 대기 매우 희박해 확산, 분리작용>>혼합작용

     - 0~ 5km(공기의 50%) ~30km(공기의 98%)

     -대기 주성분 [질소층-170km-산소층-1000km-헬륨층-3600km-수소층-9600km]

• 열권 ( 80km ~) = 전리층(이온층)

  : 고도상승에 따라 온도상승(o.1µm이하 자외선 흡수)

  : 높은 고도(고온)의 층에 분자들이 이온화에 의해 이온 다수 존재