예·경보제 오존예·경보제 오존생성과정
 

지표의 오존은 자동차, 사업장, 가정 등에서 대기 중으로 배출된 질소산화물[NOx = NO+ NO2 : 연소과정에서 90~95% 이상이 NO로 배출됨)과 휘발성유기화합물(VOCs ⇔ Hydrocarbon류)이 공존하는 상태, 또는 질소산화물만 존재하는 상태에서 햇빛에 의한 광화학반응으로 생성되는 2차 오염물질로 그 생성기작은 그림과 같다.

그림 (a)에서 보면 연소과정 등에서 대기 중으로 배출된 NO는 NO2 로 산화되고, 이 NO2 가 UV(장)파와 가시광선 중의 단파에 의해 O와 NO로 광분해된다. 분해된 산소원자(O)는 대기 중의 산소분자와 반응하여 오존을 생성하며, 이 오존은 다시 NO를 NO2 로 산화시키게 되므로 오존농도가 증가하지 않고 일정 농도로 유지되게 된다. 그러나 휘발성유기화합물(비메탄 탄화수소)이 존재할 경우에는 그림 (b)에서 보는 것처럼 산소원자가 비메탄 탄화수소와 반응하여 과산화기(RO2)가 만들어진다. 이 과산화기에 의해 NO를 NO2 로 산화시키는 빠른 반응이 추가되므로써 NO를 NO2 로 산화시키는 오존의 소모는 감소하게 되어 대기 중의 오존농도는 증가하게 된다. 이들의 광화학 반응식은 다음과 같다.

VOCs가 존재하지 않을 때
대기 중에서의 산화
2NO + O2  → 2NO2
광화학 반응(햇빛 중의 자외선 및 가시광선 흡수)
NO2 + hυ → NO + O
NO + NO2 + H2O → 2HNO2
HNO2 + hυ → OH + NO
O3 생성 반응
O + O2 + M(N2 등) → O3 + M
순환 반응
NO + O3  → NO2 + O2
※ 생성된 O3 가 NO와 반응하므로 O3 농도는 증가하지 않음

VOCs가 존재할 때
VOCs의 산화
VOCs + O3  → RO2 + RCHO
VOCs + OH   → RO2 + RCHO 등
과산화기(RO2 )에 의한 반응
RO2 + NO → NO2 + RO
NO2 + hυ → NO + O
O + O2 + M → O3 + M

※ VOCs의 산화로 생성된 RO2 가 NO와 반응하므로 O3 농도가 증가함
오존은 산화력이 큰 물질로 대기 중의 다른 오염물질가 반응하여 또 다른 미세입자상 등의 오염물질을 만들기도 한다. 이들 물질과 경유자동차나 공장 등에서 배출되는 먼지와 섞이게 되면 하늘이 뿌였게 보이는 스모그현상이 나타난다. 한편, 오존은 햇빛이 약해지거나 없으면 NO, H2O, OH, HO2 등과 반응하여 소멸된다.

대기보전과 김지영 054-339-8173
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