18장. 인간활동과 환경오염 과목 : 에너지 공학 교수 : 이영우 교수님 소속 : 공과대학 화학공학과

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1 18장. 인간활동과 환경오염 과목 : 에너지 공학 교수 : 이영우 교수님 소속 : 공과대학 화학공학과
강병주( ) 이광범( )

2 - 목 차 - 독성물질 고체 폐기물 처리방법 환경오염과 문제점 Ⅰ. 독성물질 산업활동의 문제점 Ⅱ. 인체에서 독성물질
- 목 차 - 독성물질 고체 폐기물 처리방법 Ⅰ. 독성물질 Ⅱ. 인체에서 독성물질 제거 과정 Ⅲ. 대기오염 Ⅲ. 고체 폐기물 Ⅳ. 폐기물 재활용 방안 결론 연습문제 환경오염과 문제점 산업활동의 문제점 Ⅰ. 환경 오염의 유형 Ⅱ. 수질오염 Ⅲ. 대기오염 Ⅳ. 원자력 발전과 문제점 Ⅴ. 자동차 배기가스로 인한 대기오염

3 환경오염과 문제점 생태계 파괴 화석연료 에너지소비 환경오염 인류 생존 문제 환경문제의 유형과 국민 건강과의 관계

4 산업활동의 문제점 생산된 공산품의 운명 : 폐기물 생산 과정에서의 문제점 · 산업폐기물과 유해물질의 발생
· 막대한 에너지 소비 폐기물 소각의 문제점(에너지 차원) 투입되었던 에너지 양 ≫ 회수 에너지 양 물자의 재활용(물질 순환 차원) · 현실적으로 에너지 회수보다 높은 가능성 · 생산시기부터 재활용을 염두하고 설계·생산

5 Ⅰ. 환경오염의 유형 ⅰ. 수질오염 ⅴ. 오존층 구멍내기 ⅱ. 공기오염 ⅵ. 산성비 ⅲ. 방사선오염 ⅶ. 해양 오염
ⅳ. 지구온난화 ⅴ. 오존층 구멍내기 ⅵ. 산성비 ⅶ. 해양 오염 환경보호를 위한 지구촌의 협력이 필요 선진국 : 에너지의 많은 소비를 통한 환경 파괴의 주범 → 일차적 책임 개발도상국 : 생태계 보존과 인류의 생존을 위해 협조

6 Ⅱ. 수질오염 수질오염 사례 원인 : 급속한 공업화로 인한 산업폐수와 도시 집중화로 인한 다량의 생활오수 발생
결과 : 맑은 하천과 양질의 수원 상실 수돗물의 불신 → 생수의 보편화 지표수·지하수 오염 수질오염 사례

7 수질오염의 피해 부영양화(富營養化) 정 의 영향 팔당호 주변 지천들의 부영양화 상태가 심각
강과 바다 그리고 호수 등의 수역이 미생물에 의한 유기물의 분해로 인하여 영양이 많아지는 현상. 영향 ①담수와 해수에서 적조가 발생되며, 하천에서는 부착조류의 증식이 증대 되어 미관상의 가치 감소 ②고급 어종들이 소멸되고, 경제적 가치가 적은 어류가 많아지게 됨 ③증식된 조류는 수중의 대사물질로서 유기물 혹은 다른 생물에 영향을 미치는 저해물질을 생산 팔당호 주변 지천들의 부영양화 상태가 심각

8 적조현상(赤潮現象) 정의 영향 해수 중에 특정 조류가 이상 증식하여 바닷물의 색깔이 빨간색으로 변하게 되는 현상.
①해수중의 동식물의 사멸. ②조류들이 물고기의 아가미에 침착 되어 호흡곤란. ③조류들이 방출해낸 치명적인 독소에 의해 어패류의 사멸이 초래.

9 수질오염사례 91년 낙동강 페놀오염 - 1차사고 : 91년 3월 16일 구미공단내 두산전자의
페놀 원액 저장탱크로부터 원액 30톤이 유출되어 낙동강으로 유입. 두산전자에 30일간 조업중지 및 시설개선명령내림. - 2차사고 : 4월 22일 페놀원액 공급라인 배관 이음새 고장으로 페놀원액 1.3톤이 유출되어 1톤은 수거되었으나, 0.3톤은 낙동강으로 유입됨. 두산전자에 64일간 조업중지 및 시설보강, 원격 감시 장치, 자동 경보장치를 설치하도록함.

10 95년 전남 씨프린스호 기름 유출 - 95년 7월 23일 전남 여천시 소리도 남서쪽 0.7마일 해상. - 씨프린스호가 태풍 피항 도중 작도에 기관실이 충돌하여 기관정지, 선내 화재 상태에서 소리도 남쪽 암초에 좌초 C중유 700톤 유출. - 소리도 남방 15마일 해역에서 남해, 거제 남부 해역까지 기름띠가 확산되어 여천군 해안 및 인근 섬의 해안 46.9km가 기름으로 오염되었다. - 부산, 울산 일부 해안이 타르상태의 유막이 부착 되었고 홍도 및 대마도에 엷은 유막 표류함.

11 시화호 오염 - 시화지구에 의해 조성될 농경지(4,990만 m2)의 농업용수를 확보하기위해 화성군 서신면-시흥시 오이도간 12.7km의 방조제를 축조해 최대 322백 만톤의 물을 저수할 수 있도록 계획되었다. - 87년 6월에 공사가 착공되어 94년 1월에 방조제 끝막이 공사가 완료되었다. - 환경영향평가시 오염원(인구)의 예측이 잘못되었고, 하수관거 오접합에 의한 오폐수의 시화호 유입이 발생하며, 화성군 5개면의 하수도 정비 미실시로 96년 1-8월 평균 시화호 BOD가 15.2ppm으로 나타나 외해의 95년 평균 1.6ppm보다 10배가량 증가하여 수질오염문제가 대두되었다.

12 ∴ 태양에너지와 원자력 같은 대체 에너지가 필요
Ⅲ. 대기오염 원인 : 발전소, 공장, 아파트 단지 굴뚝에서 방출하는 매연, 탄산가스, 일산화 탄소, 아황산 가스, 질소 산화물, 미반응 탄화수소 대책 : 매연 – 집진기 아황산 가스 – 저황유의 사용(천연가스사용으로 문제해결) 탄산가스 → 천연가스 사용이 대책이 안됨 탄산가스의 문제점 온실가스의 주원인 → 국제협약을 통한 규제 해저 저장 ⇒ 사용량 규제 ∴ 태양에너지와 원자력 같은 대체 에너지가 필요

13 기온역전 현상과 대기오염 일반적으로 고도가 올라갈수록 기온은 내려간다. 그러나 이와 반대로 높이 올라갈수록 기온이 상승하는경우, 대기 중으로 배출된 배기가스는 주변온도와 같아질 때까지 상승하면서 확산되어야 농도가 줄어들게 된다. 그러나 기온역전이 생기면 지표면의 공기를 뚫고 올라 갈 수 없어 오염물질은 지표 가까이 축적된다. 따라서 기온역전이 생기면 대기오염물질의 확산이 억제되어 농도가 높아지게 된다.

14 대기오염 사례 Bopal 사건 1984년 12월 3일 인도 중부 마드야 프라데시주의 수도 보팔시에서 미국의 다국적 기업인 유니언카바이트 회사의 살충제 공장에서 메틸 이소시아네이트인 유독가스가 약 1시간 동안 누출된 사고 피 해 : 인근지역 국민 70만 명중 20만명이 가스를 흡입 2만명이상이 응급치료, 가축 떼죽음

15 황사 - 서울의 황사현상 황사발원지 -황토고원지대 황사발원지와 영향권 -
- 태평양을 횡단하는 황사 서울의 황사현상 중국지방의 심각한 황사 비상 -

16 Meuse Valley 사건 1930년 12월 벨기에의 수도 Belium에서 발생한smog사건. 100m의 뮤즈계곡에 위치한 금속, 유리, 아연, 제철의 공장에서 배출되는 SO₂,H₂SO₄에 의해 기온역전으로 연무 등과 같은 현상이 3일간 지속됨 피 해 : 3일동안 평상시 사망수의 10배인 약 60명이 사망, 심장이나 폐에 만성병을 가진 노인들의 피해가 큼. 기침과 호흡이 곤란증세 . 동물에는 치명적인 피해

17 Ⅳ. 원자력 발전과 문제점 장점 : 산업용 에너지를 대체하는 에너지 문제점 원자로 사고시 방사능 누출 문제
사용할 연료의 저장·재처리시 방사능 누출문제 라돈(Radon, Rn-220) · 반감기 308일의 방사성 가스 · 불활성 물질(화학적 성질) 우리나라 원자력 발전의 문제 기존 시설 주변에 집중건설(∵지역주민의 강력 반발) ex) 영광 5·6호기 건설 문제 공기누출 차단 불가능

18 원자력발전 관련 사례 부안사태 핵폐기물 처리장 설치 문제로 인한 부안군민과 정부의 갈등

19 체르노빌 원자로 폭발사건 1986년 4월 26일 구소련 우크라이나 지방 체르노빌 원자력 발전소의 최대의 원전 사고 발생. - 피 해 상 황 -

20 Ⅴ. 자동차 배기가스로 인한 대기오염 원인 : 자동차의 보편화 → 배기가스 주성분 탄산가스, 일산화 탄소,
Smoke + fog (연기) (안개) 원인 : 자동차의 보편화 → 배기가스 주성분 탄산가스, 일산화 탄소, 질소산화물, 미반응 탄화수소 등의 대량 발생 결과 : 광화학 스모그(Photochemical smog) 광화학 스모그의 발생 : 도시가스가 도시 상공을 덮고 햇볕이 조사 될 경우 발생 광화학 반응에 의해 생성된 오존과 알데히류를 포함한 배기가스층 대책 : 도심의 대중교통수단 확충 시민들의 자발적인 자동차 이용 자제 Nox + 탄화수소 + 일광 → 광화학 스모그

21 대표적 스모그 사례 London smog 1952년 12월 5~9일 영국의 수도 런던에서 주로 60%가 가정난방용, 기타 공장, 발전소의 석탄 연소시 발생한 매연과 SO₂가 지표면에 축적되어 발생한 사건 피 해 : 사망자수가 평상시보다 약 2.6배인 4000명 이상이 사망했으며,1953년 2월 중순까지 8000명의 사망자를 낸 사건. 호흡기 질환과 심장 질환  만성 기관지염, 천식, 기관확장증, 폐섬유증, 폐염 등을 유발.

22 L A smog 1954년 7월 이후 미국 캘리포니아주의 LA에서 자동차 등의 화석 연료연소시 방출되는 올레핀계탄화수소, 질소산화물, 황산화물 등과 태양관선 중 자외선에 의해서 발생한 신종 광화학 smog사건 피 해 : 눈, 코, 기도 , 점막의 지속적, 반복적 자극으로 , 식물 손상, 고무제품 노화, 건물 손상 등

23 서울 smog 자동차가 내 뿜는 1차오염과 햇빛 등과 반응한 2차 오염의 복합현상 자동차 배기가스의 질소산화물이 주원인- 경유 차가 내 뿜는 질소산화물과 휘발유차에서 나온 탄화수소가 주원인

24 독성 물질 인체에 유해한 영향을 미치는 물질 원자재/공정중 발생물질/생산제품/분진 관리대상물질(168종)
유기화합물(113) 금속류(23) 산 및 알카리류(17) 가스상 물질류(15) MSDS(물질안전 보건 자료) 화학물질 안전관리 센터:

25 독성물질 유독물 번호 국문명 영문명 CAS No 유독물 목록 97-1-1 과산화 나트륨 Sodium peroxide
97-1-2 과산화 수소 Hydrogen peroxide 97-1-3 화산화 우레아 Urea peroxide 97-1-4 구아자틴 Guazatine 97-1-5 글루타르알데히드 Glutaraldehyde 97-1-6 글리시딜 아크릴산 Glycidyl acrylate 97-1-7 나트륨 Sodium 97-1-8 날레드 Naled

26 포르말린 강한 자극성 향을 가진 무색투명한 기체 또는 액체로 수용액은 탄소강(carbon steel), 강철(steel), 구리를 부식시킴. 포름알데히드 수용액을 포르말린이라 함. 강환원제로 공기나 습기 존재시 진한 농도의 용액에서 중합반응이 일어남. 가슴 통증, 폐수종, 폐격막염,발암물질

27 오존(O3) 오존 생성에 중요한 역할을 하는 물질
자동차: 질소산화물, 탄화수소, 일산화탄소, 메탄 등 석유화학 정제공장, 석유저장고, 주유소 등: 촉매 역할을 하는 휘발성 유기물 무색이고, 자극적인 냄새가 있으며, 공기보다는 조금 무겁고 물에는 잘 녹지 않는다 단백질의 변성, 지방의 과산화(과산화수소, 알데하이드) 오존에 반복적으로 노출되면 폐에 비가역적 손상이 초래될 수 있다. 가슴통증, 기침, 메스꺼움, 인후자극, 충혈과 같은 다양한 건강문제를 야기한다. 기관지염, 심장병, 폐 기종, 천식을 악화시킬 수 있고, 폐 용량을 감소시킬 수 있다. 건강한 사람도 또한 오존에 노출되면 호흡의 곤란을 경험한다.

28 다이옥신 다이옥신(polychlorinated dibenzo-p- dioxin) 75개의 동족체 다이옥신류
퓨란(Polychlorinated dibenzo furan) 135개의 동족체 청산가리(KCN)에 비해 10,000배 독성이 강한 것은 17종 2,3,7,8의 위치에 염소가 치환 가장 독성이 강한 것이 2,3,7,8-T4CDD이다. 생식계 독성, 발암성, 면역계 독성, 호르몬 조절기능에 손상 초래.

29 독극물 유입경로 섭취(입, 위, 코) 주입, 피부 흡수

30 인체에서 독극물 제거과정 배출: 콩팥, 간, 허파, 땀 등을 통해 배출 해독: 생체 변환을 통해 해롭지 않는 화학물질로 변화
저장: 지방조직에 저장 피부조직 간 콩팥 허파

31 고체 폐기물 정말? ^^ 자기 사랑해!!! 이용방법에 따라서 그 가치가 달라진다.

32 폐기물의 분해기간

33 쓰레기의 재활용 방안 재활용 소각 고체 연료화 등

34 쓰레기의 재활용 쓰레기를 분류 하여 재활용 문제점: 분류가 어렵다. 음식쓰레기에 의한 재활용 쓰레기의 오염 플라스틱 종이
캔 등등 문제점: 분류가 어렵다. 음식쓰레기에 의한 재활용 쓰레기의 오염

35 소각

36 소각의 장점 폐기물 감량화 폐기물의 위생처리 에너지를 회수이용

37 소각의 문제점 오염물질의 배출 비용이 많이 든다. 완전연소가 어려움 음식물, 건축물 쓰레기는 어려움 재의 양이 증가
오염물질 배출 음식물, 건축물 쓰레기는 어려움

38 고체 연료화 고체연료 제조 기술은 폐기물을 이용하여 고체 연료를 만들어 에너지로 이용하는 기술입니다.

39 재활용율 일일 쓰레기 배출량(대한민국):44,000톤 매립: 56.2% 소각: 8.9% 재활용: 34.9%

40 1%의 이익 (단위: %)

41 결론 환경오염의 심각성을 깨닫고 환경오염 예방활동에 적극적으로 참여한다. 쓰레기는 쓰레기가 아니라는 생각을 가진다.
분리수거 철저. 환경오염 해결방안 연구.

42 - 연습문제 - 1. 광화학 스모그 발생 메커니즘은? sol) Nox + 탄화수소 + 일광 → 광화학 스모그
2. 지구온난화의 주범인 온실가스는? sol) 탄산가스 3. 강과 바다 그리고 호수 등의 수역이 미생물에 의한 유기물 의 분해로 인하여 영양이 많아지는 현상은? sol) 부영양화 4. ‘물질안전 보건자료’를 영문 약자로 무엇이라고 하는가? sol) MSDS 5. 생식계 독성, 발암성, 면역계 독성, 호르몬 조절기능에 손상을 초례하며 독성이 청산가리에 10,000배인 물질은 무엇인가? sol) 다이옥신

43 감사합니다.