산성안개정책 (acid fog policy)

[김남용]

산성안개정책 (acid fog policy)

1. 개념

  산성안개정책(acid fog policy)은 유해한 환경인 산성안개에 대해 문제를 인지하고, 이에 대해 최적의 정책대안을 선택하여, 집행하고 평가하는 세부적 환경정책을 의미한다.

  산성안개는 대기 중의 질소산화물, 이산화황 등 오염물질이 안개 속의 수증기에 녹아들어 산성을 띠는 pH(수소이온농도) 5.6 이하의 현상을 말한다. 즉, 자동차나 공장으로부터 배출된 대기 중의 질소산화물과 이산화황 등이 안개 속의 수증기에 녹아들어 아세트산염(초산염)이나 황산염 등 산성입자의 형태로 하강하는 현상을 말하는 것이다. 보통 산성안개는 산성비보다 무려 30～50배정도 농도가 짙고, 비처럼 바로 대지에 떨어지지 않아 심각한 문제를 야기시킨다. 즉, 산성안개는 산성비보다 훨씬 무서운 현상으로 볼 수 있다.

  산성비의 pH는 빗물에 녹아든 질소산화물과 이산화황의 농도에 비례한다. 그러나 이 농도는 빗방울 지름이 작을수록 커지고 클수록 작아진다. 이는 공해물질이 빗방울에 섞여들 경우 빗방울의 표면적이 클수록 그 양은 많으나 농도는 빗방울의 부피가 클수록 작아지기 때문이다. 따라서 안개는 빗방울에 비해 부피가 작기 때문에 산성안개가 산성비보다 훨씬 강한 산성을 띠게 된다.

<표 1> 산성안개와 산성비의 비교

구분	산성안개	산성비
기준지표	pH 5.6 이하	pH 5.6 이하
농도	30～50	1(기준)
하강속도	느림	빠름
피해정도	산성비보다 높음	산성안개보다 낮음

  산성안개 속에는 호흡기 질환과 눈병을 일으키는 질산염, 황산염, 염소이온 등이 포함되어 있다. 더욱이 대기 중의 오염물질이 안개의 수분에 용해되어 망간, 철 등에 의해 강산성을 띠게 됨으로서 기존의 오염물질보다 해가 큰 물질이 생성되어 낙엽률이 증가하고, 황백화현상이 일어나며, 잎말림 같은 증상이 일어난다.

   식물뿐만 아니라 물고기 생존에도 심각한 영향을 미치는데, pH가 5.6 이하로 떨어지면 물고기의 생존이 어렵게 된다. 인체에 미치는 영향도 심각해 1952년 발생한 런던스모그의 경우, 안개의 pH가 1.5-1.8의 강산성을 띠었는데, 이로 인해 호흡기와 심장이 나빠진 사람이 속출해 4천여명이 죽고, 2천여명이 입원하는 사태가 발생하기도 했다.

2. 요인

  산성안개에 대한 직접적 영향요인은 자동차배기가스 등인 질소산화물(NOx)과 발전소․공장 등으로부터 배출되는 이산화황(SO2) 등이다.

1) 질소산화물(NOx)

  질소산화물은 대기 중에서 번개의 방전으로 생기기도 하지만 주로 자동차의 배기가스에서 생성된다. 자동차의 배기가스에 의해 공기 중의 질소와 산소가 반응하여 생성되는 질소산화물을 열적 질소산화물이라 하는데, 이는 자동차의 급증으로 그 비중이 늘어나고 있다. 결국, 자동차의 엔진에서 연료가 연소될 때 생기는 질소산화물이 공기와 안개 속 수증기를 거쳐 산성안개를 이루는 것이다.

○ 엔진에서 : N2 + O2 → (높은 온도) → 2NO

○ 공기 중에서 : 2NO + O2 → 2NO2

○ 수증기와 반응 : NO2 + H2O → 2HNO3 → (안개) → 산성안개

2) 이산화황(SO2)

  이산화황은 전력생산을 위하여 석탄을 태우는 화력발전소에서 주로 배출된다. 자연순환에서는 토양미생물에 의해 동화되어 공기 중으로 제거되지만, 화력발전소는 오염물질을 대기 중으로 확산시키기 위하여 높은 굴뚝을 가지고 있고, 이 굴뚝은 넓은 지역으로 오염물질을 확산시킨다. 이산화황은 발전소, 공장 등에서 화석연료를 태울 때와 같이 인공적으로 배출되기도 하고, 화산에서 용암이 분출될 때와 같이 자연적으로 발생하기도 한다. 이러한 이산화황은 공기와 안개 속 수증기를 거쳐 산성안개를 이룬다.

○ 공장에서 : S + O2 → SO2

○ 공기 중에서 : 2SO2 + O2 → 2SO3

○ 수증기와 반응 : SO3 + H2O → H2SO4 → (안개) → 산성안개

3. 현황

  호반의 도시인 춘천이 소양강 다목적 댐을 비롯해 춘천댐, 의암댐 등 각종 대규모 댐이 건설되면서 급격한 환경변화를 겪고 있다. 즉, 다목적 댐 건설로 인공호수가 만들어지면서 주변지역의 공기습도가 높아졌고 이에 따라 안개의 발생횟수가 빈번해지고 있는 것이다.

  실제로, 이 지역의 연간 안개발생일수를 서울과 비교해 보면 춘천의 인공댐이 주변지역의 안개발생일수에 미치는 영향이 얼마나 심각한지를 알 수 있다. 지난 1966년부터 1998년 사이 춘천과 서울 두 도시의 연간 안개발생일수를 보면 거의 3-4배의 차이를 보인다. 1990년 서울의 연간 안개발생일수가 20여 일에 그치고 있으나 춘천은 무려 1백일에 달해 5배나 높은 안개발생일수를 기록하기도 했다.

  문제는 이 안개가 산성안개라는 것이다. 오염물질의 배출원이 밀집한 경인공업지역과 서울의 자동차에서 배출된 배기가스가 약 100km 떨어진 춘천으로 이동하는 과정에서 2차 오염물질이 생성되며 춘천지역안개의 산성화에 결정적으로 기여하고 있는 것이다. 춘천의 산성안개는 이 지역의 호흡기 환자나 신경통 환자와 무관하지 않다. 또한 산성안개는 산업구조물의 부식 등으로 이어지고 있는데, 실제로 춘천지역의 북한강 상류에 개설된 교량의 상판받침부분이 산성안개로 인해 이상부식현상이 서서히 일어나고 있고 산간지역의 콘크리트 구조물이나 송전탑 등 철골구조물의 부식현상이 일어나고 있으며, 안개로 인한 일조량 감소로 농작물 수확이 줄어들고 있다.

  또한 감은사지삼층석탑(국보 제112호), 다보탑(국보 제20호), 그리고 석가탑(국보 제21호) 등 신라고도 경주의 석조문화재가 인근 포항, 울산지역에서 발생한 대기오염물질의 유입으로 심각한 훼손을 받는 것으로 나타났다. 이들 석조문화재가 산성안개 등에 지속적으로 노출된 결과, 화강암 성분인 광물질이 빠져나가 재질이 약해지고 표면에 박리(剝離)박락(剝落)현상을 일으키고 있는 것이다. 이는 포항울산권역에서 발생한 이산화황, 이산화질소 등 대기오염물질이 북동풍과 남동풍을 타고 상당량 경주에 유입되고 있으며, 이 때문에 지난해 경주에는 12월을 빼고 매달 ph 5.6 이하의 산성안개 등이 내렸다는 것이 서라벌대 정종현 교수(생명보건학부) 연구팀의 분석결과이다.

  실제로, 이러한 문제의식을 가지고 환경부에서는 2004년 최초로 대관령에서 산성안개를 측정하기 시작했는데, 2004년 나타난 산성안개는 pH 3.7-5.5로 기준인 pH 5.6보다 심각한 결과를 나타냈다.

<표 2> 산성안개의 pH측정 값

연도	지점	시기	pH
2004년	대관령	10.28-11.24	5.5
2005년	대관령	4월	3.7
	대관령	6월	5.4
	대관령	8월	4.0

참고문헌
김번웅․오명석(1997), 「환경행정론」, 대영문화사.
안문석(1997), 「환경행정론」, 법문사.
최병선(1997), 「정부규제론」, 법문사.
황중각(2002), “산업구조물에 영향을 미치는 산성안개의 영향”, 강원대학교 교육대학원 석사학위논문.
Lave, L. B.(1981), The Strategy of Social Regulations : Decision Frameworks for Policy, Washington D.C. : The Bookings Institutions.
네이버백과사전<http://terms.naver.com>
환경부<http://www.me.go.kr>

키워드: 산성안개정책
저  자: 양승일(ysivd@cyc.ac.kr;ysivd@korea.kr)
작성일: 2015.09