죽음을 부르는 초미세먼지

[시너먼]

超微細먼지(넘을 초, 작을 미, 가늘 세/ Fine Particulate Matter)는

지름이 2.5㎛ 이하인 먼지를 말한다.

먼지는

입자의 크기에 따라

총먼지(TSP:total suspended particles),

지름이 10㎛ 이하인 미세먼지,

지름이 2.5㎛ 이하인 초미세먼지로 나뉜다.

이 가운데 10㎛ 이하의 미세먼지는

사람의 폐포(肺胞)까지 깊숙이 침투해

각종 호흡기 질환을 일으키는 직접적인 원인이 된다.

폐포는 허파꽈리라고 부르며

기도(airway)의 맨 끝부분에 있는

포도송이 모양의 작은 공기주머니를 말한다.

​
황산염, 질산염, 암모니아 등의 이온 성분과

금속화합물, 탄소화합물 등 유해물질로 이루어져 있는데,

주로 자동차 배기가스에서 발생한다.

황산염( sulfate 黃酸鹽  )은

​일반식 M₂¹SO₄와 같은 정염(正鹽),

M^ISO₄와 같은 산성염 외에

여러 가지 염기

천연으로는 화성암 속에 함유된 경우도 있으나,

대부분 석고·중정석 (重晶石)·황산납석 등의 풍화생성물이다.

​ 질산염( nitrates , 窒酸鹽 )은

금속 또는 양성인 염기성기와 질산기로 이루어진 염으로

일반식은 M(NO₃)_n(M은 n가의 양이온)로 표시된다.

예를 들면, 질산칼륨 KNO₃, 질산철 Fe(NO₃)₂ 등이다.

양이온으로는 대부분의 금속이온, 암모늄이온 NH₄⁺ 및

그 유도체인 많은 유기염기 등이 알려져 있다.

일반적으로 금속 그대로, 또는

금속의 산화물 ·수산화물 ·탄산염 등을 질산에 녹이면 생긴다.

예를 들면, 알칼로이드 등과 같은 복잡한 유기염기와의 염을 제외하면

거의 모두 물에 녹는다.

보통 알칼리금속염 ·바륨염 ·은염(銀鹽) ·납염 등은 결정수를 갖지 않으나,

이 밖의 것은 수용액에서 결정시키면

4수화물(水化物) ·6수화물 ·9수화물 등을 얻을 수 있으며,

무수물(無水物)은 얻기 어렵다.

양이온에 착색의 원인이 없으면 결정은 일반적으로 무색이다.

수화물을 가열하면 무수물은 생기지 않고,

염기성인 질산염, 또는 다시 분해하여 산화물이 된다.

무수물을 가열하면

알칼리금속염은 산소를 잃고 아질산염이 되지만,

중금속의 염은 산소 및 산화질소 등을 방출하고

금속산화물 또는 금속이 된다.

따라서 고온에서는 강한 산화작용을 보여 산화제로서 작용하며,

유기물이나 산화되기 쉬운 금속과 혼합하면 폭발성을 갖는 물질이 된다.

수용액에는 이와 같은 산화작용은 없지만 염기성이며

아연 ·알루미늄에 의해서 환원되어 정량적으로 암모니아가 된다.

니트론이라는 일종의 유기염기에 의해서만

난용성인 질산염이 침전하므로,

이 성질은 질산이온의 무게분석에 이용된다.

암모니아( NH₃ )는

​고약한 냄새가 나고 약염기성을 띠는 질소와 수소의 화합물로서

물에 잘 녹는다. 비료 또는 요소 수지를 만드는데 쓰인다.

석고는

물을 포함하는 수화 황산염 광물 (CaSO4·2H2O)로

황산염 광물 중 가장 흔하게 산출된다.​

​수화 황산염 광물인 석고 (gypsum)은 CaSO4·2H2O로 이루어지며

단사정계 (monoclinic)의 결정 구조를 가진다.

Ca에 강하게 결합된 SO4 사면체들은 평행하게 배열되며

연속되는 층은 H2O 분자에 의해 약하게 결합되어 있다.

이는 석고에 잘 발달되는 벽개(cleavage)의 생성 원인을 잘 설명해준다.

석고에서 물 분자가 빠져나가게 되면

경석고의 준안정상으로 구조가 바뀌게 된다. 

굳기는 1.5-2이고, 비중  은 2.2∼2.4 사이로 상당히 가볍고 부드러운 편이며,

복굴절도는 0.010이다.

주로 무색 또는 백색, 회색인데,

때로는 포함된 불순물의 의해 노란색, 황갈색, 적색, 파란색, 분홍색, 암회색 등을 띠기도 한다.

쪼개짐면에서는 진주광택이 나는데,

그 밖의 결정면은 유리 광택 또는 밀랍질 광택이 있다.

그 밖의 물리적 성질로는 열의 전달이 잘 되지 않는 절연 특성을 갖는다.

석고는 토양 내에서 흔히 볼 수 있는 광물로 분포 범위가 굉장히 넓은데

주로 물이 많이 증발한 곳에서 증발암들과 함께 많이 발견된다.

대표적 증발암인 암염(NaCl) 등과 함께 대규모의 광상으로서

산출되는 경우도 있다. 

석고에서 물이 빠져나가 구조 내의 결정수가 감소할 때,

황산칼슘 1분자당 물이 1/2분자 남아 있을 때

소석고 (calcined gypsum)가 형성되며,

물이 완전히 탈수되었을 때 경석고 (anhydrite)가 만들어진다.

따라서 석고는 일반적으로 소석고,  경석고와 같이 혼재되어 분포한다.

석고는 분쇄하여 시멘트의 혼재, 백색 안료, 비료 등으로 사용되며,

불로 가열하여 소석고로 만들어 의료용 깁스, 석고벽, 주물의 모형 제작 재료 등에 사용된다. 또한 석고 중에 무색투명한 것은 투석고(selenite)라고

하여 질이 좋은 것은 광학(光學) 기재에 쓰인다. 

이밖에도 산출상에 따라 섬유상의 병행집합체를 이룬 것을

섬유석고라고 하며, 세립의 치밀질 집합체를 설화석고(雪花石膏)라고

부른다.

중금속은

비소·안티모니·납·수은·카드뮴·크로뮴·주석·아연·바륨·비스무트·니켈·코발·망가니즈·바나듐·셀레늄 등 주기율표 상의 아래쪽에 주로 위치하고 있는

비중 4 이상의 무거운 금속원소를 말한다.

중금속이 환경에 배출되면 생물권을 순환하면서 먹이연쇄를 따라

사람에까지 이동해 오기 때문에

중금속에 의한 환경오염을 막으려는 노력이 필요하다.

중금속은 미량이라도 체내에 축적되면

잘 배설되지 않고

우리 몸속의 단백질에 쌓여

장기간에 걸쳐 부작용을 나타내기 때문에 매우 위험하다.
예를 들어, 우리 몸 곳곳에 산소를 운반하는 헤모글로빈은

글로빈이라는 단백질에

철이 결합한 형태를 갖추고 있지만,

우리 몸속에 수은이 들어와

글로빈에

철 대신 붙으면

산소운반능력을 상실하게 된다.

또한 납은 신경과 근육을 마비시키고

카드뮴은 폐암을 일으킬 수 있으며 뼈를 무르게 한다.

망가니즈는 뇌와 간에 축적되어 성장 부진과 생식능력 저하를 유발하기도

한다.
일본에서 발생한 이타이이타이병은 카드뮴 오염에 의한 것으로

뼈의 주성분인 칼슘대사에 장애를 가져와 뼈를 연골화시켜서

많은 사람들이 통증을 호소하다 목숨을 잃었고,

공장폐수에 섞여 나온 메틸수은 때문에

미나마타병이 발생하기도 하였다.

국내에서도 중금속오염 사례가 많이 보고되고 있으며

최근 새집증후군 등에 의한 어린이들의 아토피성 피부염이

급증하고 있는 것이나

황사현상에 의한 천식,

기관지염 환자의 증가도

중금속오염의 심각성을 나타내고 있다.

자동차 배기가스는

물질이 연소·합성·분해될 때 발생되는 기체성 물질이다.

배출가스라고도 한다.

일반적으로 내연기관이 배출하는 기체,

즉 이산화탄소·일산화탄소·탄화수소·황산화물·황화수소·질소산화물·

암모니아·오존·옥시던트 등을 말한다.

내연기관은 밀폐된 실린더 속에

연료와 공기의 혼합기(混合氣)를 가두고,

압축·점화하여

연료 속의 탄소를 급속히 연소시킨다.

연소 후 가스는 외부로 배출하고,

다시 신선한 혼합기를 흡입하는데,

이 외부로 버리는 기체가 배기가스이다.

배출되는 가스의 양이 많은 것은

자동차의 가솔린 기관이다.

자동차 배기가스 속에는,

대기를 오염시키고 인체에도 해로운 성분이 포함되어 있어,

1950년대 미국에서 새로운 공해로 사회문제가 되었다.

배기가스를 규제하기 위한 머스키법이

1970년 9월에 제정되었으며,

한국에서도 1978년 6월 대기환경보전법에 의한

배기가스 규제가 실시되고 있다.

이 때문에

세계 각국에서는 10㎛ 이하의 먼지를

임계농도(기준)로 정해 엄격하게 규제하고 있다.

우리나라에서도 1995년부터 이 농도를 미세먼지 기준으로 삼고 있다.

초미세먼지는

미세먼지의 4분의 1크기밖에 되지 않는 아주 작은 먼지로,

사람의 눈에는 거의 보이지 않는다.

미세먼지와 마찬가지로

자동차나 화석연료에서 발생한다.

미세먼지보다 훨씬 작기 때문에

기도(氣道)에서 걸러지지 못하고

대부분 폐포(肺胞)까지 침투해

심장질환과 호흡기 질병 등을 일으킨다.

기도(氣道)는

​호흡에서 공기가 폐로 전달되기 위해 통하는 통로이다.

여러 근육의 작용으로 음식물이 기관으로 들어가는 것을 막는다.

보통때는 열려있다가 음식물을 삼킬 때는 기관을 닫아 보호한다.

상 ·하 기도로 구분된다.

上기도는 비강에서 인두까지이고,

下기도는 후두 ·기관(氣管) ·기관지로 이루어진 부분이다.

공기의 일부는 입을 통해서도 들어가지만,

구강은 기도에 포함되지 않는다.

인두는 공기의 통로인 기도와 음식물의 통로인 소화도가 교차하는 부분이며, 쌍방의 역할을 수행한다.

이때 공기와 음식물의 통과에 혼란이 일어나지 않도록

연수반사에 의해 여러 근육이 작용한다.

下기도 중의 후두는 발성기를 포함하고 있어 구조가 복잡하다.

회염(會厭)연골이 인두에서 후두로 들어가는 입구의

전벽(前壁)을 이루고 있어서

음식물이 기관으로 들어가지 못하게 하는 중요한 작용을 한다.

즉, 보통때는 열려 있다가

음식물을 삼킬 때에는 기관을 닫는 구실을 한다.

후두의 내부에는

좌우 한 쌍의 성대가 양쪽에서 정중선을 향하여 돌출해 있는데,

이는 발성기로서 중요한 것이다.

기관과 기관지벽에는 많은 연골이 이어져 있다.

초미세먼지는 입자가 큰 먼지와 달리

단기간만 노출되어도

인체에 심각한 영향을 미치기 때문에,

심할 경우

조기 사망으로 이어질 수도 있다.

2005년 당시

초미세먼지는 미국에서만 2.5㎛를 기준으로 설정하고 있었다.

2011년 4월 28일

환경정책기본법 시행령을 통해

PM-10(입자의 크기가 10㎛이하)의 미세먼지는

연간평균치 50㎍/㎥ 이하,

24시간평균치 100㎍/㎥ 이하로

베타선흡수법을 통해 측정하며,

PM-2.5(입자의 크기가 2.5㎛이하)의 미세먼지는

연간평균치 25㎍/㎥ 이하, 24시간평균치 50㎍/㎥ 이하로

중량농도법 또는 이에 준하는 자동측정법으로 측정하도록 개정하여

2015년 1월 1일부터 시행하도록 하였다.

요즈음엔 1년에 700만명이 초미세먼지 때문에​ 목숨을 잃는다니

가공스럽다.

차량 매연 발생을 스스로 줄여나가는 경각심을 가져야겠다.​