우리나라에 산성비가 내리는 까닭은?

우리나라에 산성비가

내리는 까닭은?

■ 전세계의 불청객 산성비

해마다 봄이 되면 생명이라는 반가운 손님이 우리를 찾아옵니다. 새싹이 움트고, 각종 꽃들이 피어나 봄이 왔음을 알리지요. 그러나 봄마다 우리를 찾아오는 불청객도 있습니다. 바로 바람을 타고 먼 곳에서 날아오는 황사와 미세 먼지입니다. 황사는 매해 3~5월에 중국과 몽골의 사막 지역에서 편서풍을 타고 날아오는 모래 먼지이고, 미세 먼지는 중국의 공장 지대에서 편서풍을 타고 불어오는 매연입니다. 하늘이 황사와 미세 먼지로 뿌옇게 되면 외출도 힘들어지고, 무엇보다 건강에 매우 안 좋다고 하니 참으로 야속한 불청객이라 할 수 있겠지요.

▲ 황사 현상(출처: 에듀넷)

그러나 중국으로부터 우리를 찾아오는 불청객은 황사와 미세 먼지뿐만이 아닙니다. 또 다른 불청객은 바로 산성비입니다. 이 산성비는 어떻게 만들어질까요? 그리고 왜 위험할까요?

■ 산성이라는 것은 무엇인가?

산성비란, 산성을 띠고 있는 비를 말합니다. 그렇다면 산성이란 무엇일까요? 우리 주변의 물질은 그 성질에 따라서 산성 물질과 염기성 물질로 구분을 할 수 있는데, 산성 물질은 다음과 같은 세 가지 성질을 가지고 있습니다.

신맛이 남

레몬이나 식초와 같은 식품은 강한 신맛이 나는데, 이들이 산성을 가지고 있기 때문입니다.

푸른색 리트머스 시험지를 가져다 대면 빨간색으로 바뀜

이를 이용하여 우리 주변의 물질 중 산성을 띤 물질을 구별할 수 있습니다.

특정 물질과 반응하여 수소 기체를 발생시킴

마그네슘을 강한 산성을 띠는 묽은 염산 수용액에 집어넣으면 기체 방울이 생기는 것을 볼 수 있는데, 이것이 수소 기체입니다. 산성 물질은 이러한 금속 외에 석회질, 대리석 등과 반응하여도 수소 기체를 발생시킵니다.

▲ 산성을 띠고 있는 레몬(출처: 에듀넷)

▲ 리트머스 시험지와 산성 물질의 반응(출처: 에듀넷)

▲ 금속과 산성 물질의 반응(출처: 에듀넷)

■ 산성도와 pH

산과 염기를 구분하는 방법에는 리트머스 종이를 이용한 검사나 맛을 보는 방법 이외에도 pH를 이용한 분류 방법이 있습니다. pH란 산성과 염기성의 정도를 나타내는 숫자인데, 0~14 사이의 값으로 산성과 염기성을 나타냅니다.

pH 0~7

산성 물질을 나타내며, pH가 0에 가까워질수록 강산이라고 합니다. 산성이 강해지면 신맛은 더 강해지고, 금속이나 석회질 물질과의 반응 또한 격렬하게 일어나게 되지요.

pH 7

중성 물질

pH 7~14

염기성 물질을 나타내며. pH가 14에 가까워질수록 강염기라고 합니다.

pH는 pH를 측정하는 기계(pH 미터)나 pH 시험지를 이용하여 측정할 수 있습니다.

▲ pH 시험지(좌) / pH 미터기(우)(출처: 에듀넷)

■ 산성비의 생성 과정

그럼 산성비는 어떻게 만들어질까요? 산성비는 공기 중의 매연 때문에 만들어집니다. 공장에서는 기계를 돌리기 위한 연료로 석탄, 석유 등의 화석 연료를 주로 사용합니다. 이 화석 연료 안에는 황(S)이라고 하는 물질이 포함되어 있는데, 연료를 태우는 과정에서 산소(O)와 결합하여 이산화 황(SO2)과 삼산화 황(SO3)이 됩니다.

공장 굴뚝에서 나오는 매연에는 이 이산화 황과 삼산화 황이 포함되어 있습니다. 그 중 이산화 황은 무색의 자극적인 냄새가 나는 기체로, 들이마시면 호흡기에 굉장히 안 좋은 영향을 미칩니다. 또한 이산화 황과 삼산화 황은 물에 녹아 아황산(H2SO3)과 황산(H2SO4)이 됩니다.

아황산과 황산 모두 강한 산성을 가진 산성 물질입니다. 즉, 공장 매연이 비에 녹게 되면 산성을 띤 산성비가 내리는 것이지요. 평소의 비는 pH 5.6의 약한 산성이지만, 우리나라에 내리는 산성비는 대체로 4.5~4.8 정도로 평소 내리는 비보다 산성이 10배 가량 강합니다. 이 과정을 화학 반응식으로 나타내면 다음과 같습니다.

▲ 산성비의 생성 과정(출처: 에듀넷)

중국에는 굉장히 많은 공장들이 있는데, 이 공장에서 나온 매연은 편서풍을 타고 우리나라의 서해안으로 오게 됩니다. 이때 매연 속에 포함된 이산화 황과 삼산화 황은 비와 반응하여 산성비가 됩니다. 중국에서 우리나라로 건너오는 이산화 황과 삼산화 황은 우리나라에 쌓이는 황산화물 중 20%를 차지한다고 합니다.

산성비의 생성 과정은 다른 나라에서도 볼 수 있는데, 유럽에서는 영국이나 독일, 이탈리아에서 배출된 매연이 북유럽의 스칸디나비아로, 미국의 매연은 캐나다로 이동하여 산성비를 만들어 냅니다.

■ 산성비의 위협

산성비에 대해 우리가 알고 있는 속설인 ‘산성비를 맞으면 머리카락이 빠져 대머리가 된다.’ 라는 말을 들어 보셨나요? 다행히도 아직까지 산성비와 대머리 간의 상관관계는 밝혀지지 않았다고 합니다. 하지만 다른 심각한 문제들이 많은데요, 산성비가 우리에게 주는 피해에는 어떤 것들이 있는지 알아봅시다.

토양의 산성화

토양은 보통 약염기성을 띠고 있습니다. 그러나 산성비로 인해 산성화되면 작물이 잘 자라지 못하는 토양이 되어 버립니다. 이러한 토양에서는 식물이 쉽게 말라죽기도 합니다. 유럽에서는 산성비에 의한 산림 피해가 심각해서 산성비에 ‘녹색 페스트’라는 별명을 붙이기도 했습니다.

수중 생태계 파괴

산성비가 호수나 하천에 내리게 되면 수중 생태계에도 큰 영향을 주게 됩니다. 어류나 기타 수중 생물들의 개체 수는 물론 종 자체의 수 역시 줄어들게 됩니다.

건축물의 부식

대리석이나 석회석으로 지은 건물은 산성비와 반응하면 녹게 됩니다. 유럽의 경우, 풍부한 석회암으로 건물과 조각상을 많이 지었는데요, 산성비 때문에 많이 녹아내렸다고 합니다. 우리나라의 경우, 산성비 피해를 우려해서 서울 종로 탑골공원에 있는 국보 제2호인 원각사지 십층석탑을 유리보호막으로 둘러싸고 있는 이유 중의 하나가 바로 산성비로부터 보호하기 위함입니다.

▲ 산성비로 인한 삼림의 황폐화(출처: 에듀넷)

▲ 산성비로 인한 수중 생태계 파괴(출처: 에듀넷)

▲ 산성비로 인한 조각상의 부식(출처: 에듀넷)

■ 산성비의 예방

산성비로 인한 피해를 경제적으로 환산하면 1년에 16조 원이라는 어마어마한 액수라고 합니다. 이러한 피해를 줄이기 위한 방법은 무엇이 있을까요?

첫 번째, 공장에 탈황 장치를 설치하는 것입니다. 탈황 장치란 공장에서 나오는 매연 속 이산화 황과 삼산화 황을 제거하는 장치로, 탈황 장치가 설치된 공장에서 나오는 매연에는 황산화물의 양이 적다고 합니다. 두 번째, 청정 연료의 사용이 있습니다. 매연의 발생 원인은 화석 연료의 연소 때문인데, 최근에는 화석 연료 안에 포함되어 있는 황을 줄인 저황 연료도 개발되어 있다고 하니 조금은 매연을 줄일 수 있겠습니다. 세 번째, 자동차 연료의 사용량을 줄이는 것입니다. 자동차에서 나오는 매연 역시 황산화물을 포함하는 경우가 있기 때문입니다. 자가용 대신 대중교통을 이용하여 연료의 사용을 줄이면 산성비 역시 줄어들 수 있겠지요?

그러나 산성비를 줄이기 위한 이런 노력에도 불구하고 산성비는 아직도 야속하게 내리고 있습니다. 그리고 산성비로 인한 피해는 누적되면서 나타나기 때문에 당장은 큰 피해가 없어 보일 수 있어도 장기적으로는 심각한 피해를 입을 수 있습니다. 그렇기 때문에 산성비를 줄이는 방법이 무엇이 있는지 찾아보고 꾸준히 실천하는 것이 중요할 것입니다.

[자료출처: 에듀넷]