지구 환경 과학 (3) 대기화학 : 빗물, 산성비, 그리고 황과 질소의 대기 순환

<3장> 대기화학 : 빗물, 산성비, 그리고 황과 질소의 대기 순환

 

* 수증기 : 평균 체류기간 10일

 

* 수증기가 빗물 되는 방법 2가지

1. 수증기가 물방울로 응결 - 충돌 병합 작용 : 다른 물방울들과 연쇄적인 충돌로 커짐

2. 수증기가 얼음으로 승화 - 얼음결정 성장 후 용융 작용 : 수증기가 얼음결정으로 승화되고 이게 다른 얼음결정과 합쳐지면서 눈으로 성장함

 

* Cl, Na+, Mg2+ : 거의 해양공급

* NH4+, NO3- : 거의 육지공급

 

* SO4 : 황산염이 해양성 비에서 가장 풍부함. 대기오염과 산성비 주요 원인

 

* 인위적인 황의 유입으로 나타나는 영향

1. 대기 중에 떠다니는 황산염 입자로 산성비 내림 (황산염 80%는 생물기원)

2. 황산염 에어로졸은 대기의 알베도를 증가시켜 지구 냉각시켜 지구온난화 약간 상쇄

3. 황산염 에어로졸이 가시거리 감소시킴

 

* NOx : 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)를 묶어서 부르는 말, 체류시간 짧음

* N2 : 원소형 질소 자체는 강한 결합 때문에 화학적인 반응 거의 없음

* 질소가 자연적으로는 번개로 생성될 수 있음.

* 질소고정 : N2를 수소, 탄소, 산소 등과 결합시켜 반응성 있는, 생물학적으로 이용 가능한 화합물로 전환하는 것

* 반응성 질소(Nr) : 이렇게 만들어진 화합물

* 질산화 : NH3 -> NO2 또는 NO3로 변환

* 탈질화 : NH3, NOx -> N2로 환원 (대기로 방출되는거임)

* 인간에 의한 질소 고정량 = 2*자연적인 질소고정

 

* NOx의 2가지 소규모 공급원

1. 성층권에서 N2O 광화학적 산화 -> NOx

2. 대기중에서 NH3 화학적 산화 -> NOx

 

* 광화학 스모그 : 질소산화물(오염물질)과 관련된 반응은 기온 역전으로 인해 자동차 배기가스가 축적됨

* 해리 반응 : 빗물속의 산들이 수소 이온을 만들어내는 것. (수소이온 농도 = 산성도)

 

* 산성비

- 산성(H+ 농도) : pH 7 이하 (오염 생기면 7보다 낮게 나옴)

- 염기성(알칼리성) : pH 7 이상

- 일반 빗물도 pH 5.7정도의 약산

 

* 산성비 자연적인 요인

1. 해양과 육상 모두로부터 환원형 황화물의 자연적인 방출

2. 해양의 생물 기원 공급원으로부터, 특히 열대지역에서 유기산의 자연적인 방출

 

* 오염된 산성비 원인

1. 화석연료 연소

2. 먼 거리에서 인간의 활동에 의한 황산염, 질산염, 에어로졸 수송

3. 농업에 의한 생물 연소

 

* 산성비 영향

- 잎사귀 영양염들의 침출 증가 -> 식물 성장 방해

- 호수와 강을 산성으로 만듦