RTO care

   

   

1. 먼 지

가. 정의 및 성상

(1) 먼지

(가) 정의

먼지란 대기중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질의 하나로 일명 분진이라고 한다. 보통 0.1∼500㎛의 입경범위를 가지며, 입자의 크기에 따라 무거워서 침강하기 쉬운 것을 강하분진이라 하고, 입자가 미세하고 가벼워서 좀처럼 침강하기 어려워 장기간 대기중에 떠다니는 것을 부유분진이라 한다.

(나) 성상

먼지는 주로 고체상 물질이지만, 액체상 물질로 이루어질 수도 있으며, 그 안에 납, 구리, 크롬, 아연, 카드뮴 등과 같은 중금속물질이 들어 있기도 하고, 황산염, 질산염 등과 같은 산성 유해물질이 함유되어 있기도 하다. 이러한 조성은 먼지가 어느 발생원으로부터 나왔는가에 따라 달라지므로 먼지의 성상을 한마디로 정의하는 것은 매우 어렵다.

(2) 미세먼지

(가) 우리나라는 대기중에 부유하고 있는 총부유분진(TSP)과 별도로 인체에 흡입되어 폐포에 침착될 가능성이 큰 입자영역을 가진 미세한 먼지를 관리하기 위해 직경이 10 ?m이하인 먼지(PM10)를 대기환경기준항목으로 설정하여 관리하고 있다 (1995.1)

(나) 외국에서는 인체영향 측면을 고려하여 PM10에서 직경이 2.5?m이하인 입자(PM2.5)를 새로운 관리대상 먼지로 설정하기 위한 연구를 시행 중이며, 이들 PM2.5는 2차 생성 먼지들이 중요 구성성분으로 알려져 있다. 우리나라 역시 PM2.5에 대하여 활발한 연구와 측정분석이 진행되고 있다.

나. 주요 발생원

(1) 먼지

(가) 화석연료를 사용하는 각종 연소시설(0.5∼30㎛) 및 소각시설(1∼50㎛)

(나) 유리, 도자기 및 금속의 용융, 용해, 열처리 시설(0.3∼10㎛)

(다) 화학비료, 석유정제 및 석유화학제품 제조시설 중 소성, 건조, 가열 및 탈황시설(3∼50㎛)

(라) 시멘트, 코크스, 석탄, 연탄 및 제조시설 등(3∼50㎛)

(마) 각종 토목, 건축공사장, 채석장, 비포장도로 및 나대지

(바) 자동차에서 배출되는 매연, 자동차의 운행에 따라 타이어 및 도로의 마모

(2) 미세먼지

(가) 일반적으로 대기중에 부유하고 있는 입자 중 조대입자는 주로 지면에서 비산된 토양입자나 화산재 등과 같은 자연적으로 발생한 입자들이다.

(나) 미세입자들은 주로 산업, 운송, 주거활동 등에 의한 연소나 기타 공정으로부터 직접 배출되거나, 1차 배출된 가스상 오염물질이 변환되어 생성된다. 따라서 PM2.5는 황산염, 질산염, 암모니아 등의 이온성분과 금속화합물, 탄소화합물, 그리고 수분 등으로 이루어져 있다.

(다) 서울의 몇 개 지역에서 측정한 미세입자의 성분별 농도는 표 3.1.1과 같다.

표 3.1.1 PM2.5의 성분별 농도 (단위 : ㎍/m3)

   

지 점

황산염

질산염

염소화합물

암모니아

불광동

전농동

인 천

9.04

4.17

5.38

5.02

1.74

3.51

3.09

1.82

3.23

4.24

1.18

2.04

평 균

6.19

3.42

2.71

2.49

* '96년 3개 측정소에서 PM2.5을 측정분석한 결과임

다. 독성 및 영향

(1) 오염경로

발생된 먼지는 공기중에 부유상태로 존재하면서 식물의 잎에 부착되어 잎의 기공을 막고 햇빛을 차단하여 동화작용, 호흡작용 및 증산작용 등을 저해하여 식물 생육에 악영향을 미치며, 또 호흡을 통해 인체에 침입하여 기관지 및 폐에 부착된다. 이들 입자중 일부는 기침, 재채기, 섬모운동 등에 의하여 제거되나 일부는 폐포 등에 침착·축적되어 인체에 유해한 영향을 나타낸다.

(2) 인체영향

(가) 입자상 물질들은 가스상물질에 비해 인체의 폐에 침착되기 쉽기 때문에 다른 대기오염물질보다 인체 건강에 더 큰 악영향을 초래할 가능성이 있는 것으로 알려져 있다. 특히 사람이 호흡할 때 직경이 10㎛이하인 미세입자들은 호흡기를 통하여 폐에까지 도달하여 침착될 수 있다고 한다. 미국에서는 이를 근거로 대기환경기준 항목에 PM10을 추가하였다.

(나) 먼지는 단독으로 있을 때보다 아황산가스와 함께 있을 때 인체에 대한 피해를 가중시키는 것으로 알려져 있다. 그 입자조성과 크기에 따라 영향을 미치는 범위와 정도가 다르다. 먼지중의 규소는 규폐증을 일으키기 쉬우나 철분은 비교적 영향이 작은 것으로 알려져 있다. 납이나 카드뮴같은 중금속을 함유하는 먼지는 다른 영향을 줄 수도 있다. 먼지가 아황산가스와 복합적으로 작용할 경우에 인체에 미치는 영향을 표 2.1.2에 나타내었다.

(다) 폐의 각 부위에 도달하는 정도는 입자의 크기에 좌우되는 데 작은 미세입자일수록 폐 깊숙이 유입될 수 있다. 1㎛이상의 큰 먼지는 대부분 코나 기도의 점막과 섬모에 걸려 객담으로서 배출된다. 이때 기관지를 통과할 수 있는 0.1∼1㎛크기의 먼지가 폐포내 침착율이 가장 높다. 이러한 경로로 폐포내에 먼지가 많이 침착되면 진폐증이나 규폐증이 발생될 수 있다. 우리나라에서도 탄광지역의 일부 근로자에 진폐증이 발생된 것으로 언론에 보도되어 사회문제를 야기 시킨바 있다. 또한 최근 연구결과에 의하면 미세 입자농도의 증가가 주민들의 사망률 증가와 밀접한 관계가 있다고 하며, 이밖에도 폐질환으로 인한 통원 치료의 증가, 병가로 인한 학생들의 결석률 증가, 성인들의 활동 제한, 가벼운 순환기 질환 등을 초래한다고 한다(Canada MOE, 1995).

표 3.1.2 부유분진과 아황산가스의 장기폭로시 인체의 영향

   

먼 지

(㎍/m3)

아황산가스(SO2)

  

영 향

  

(㎍/m3)

(ppm)

  

250

250

0.095

가래의 양이 늘어남

240

130

0.050

호흡기계질환 증가

180

120

0.046

호흡기계질환이 늘고, 폐기능이 약해짐

230

120

0.046

하부기도질환 증가

93

90

0.037

FVC, FEV0.75 치의 감소

110

23

0.009

FEV0.75 치의 감소

180

55

0.021

호흡기계의 모든 증상이 증가, 폐기능 저하

131

37

0.014

영향 없음

80

66

0.025

영향없음

* FVC : 강제폐활량 * FEV0.75 : 0.75초간의 폐의 배기량

(라) 특히, 기존의 폐나 심장에 질환을 갖고 있는 성인이나 어린이들의 경우 PM10에 의해 쉽게 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 아직 어떤 성분의 입자가 건강에 해로운 병을 초래하는지 과학적인 검증은 되지 않았지만, 바람에 의해 비산되는 자연발생원의 입자들보다는 화석연료와 같은 인위적인 배출원에서 발생한 입자들이 더 해로운 것으로 알려져 있다.

표 3.1.3 먼지가 인체 및 환경에 미치는 영향 (단위 : ㎍/m3)

   

농 도

폭로시간

영 향

비 고

10

30

80∼100

100

100

100∼135

130 이상

150∼350

150

75∼300

300

300

300 이상

300∼1,200

1,000

-

-

장기간

-

-

-

24시간

-

-

1시간

-

-

-

시정감소 120Km 이하

시정감소 40Km 이하

사망율 증가

만성기관지염 발병률 증가

시정감소 12Km 이하

만성호흡기 질환자 사망율증가

어린이 (15세미만) 기도질환의 발생빈도 및 중증도 증가

노출집단 폐기능손상, 객담량증가

병약자, 노인의 사망증가

시정감소 8Km 이하

시정감소 4Km 이하

병약자,노인의 사망수 증가

기관지염 환자증상의 급성악화

시정감소 2Km이하, 불쾌,교통사고 증가

시정감소 1.2Km 이하

   

   

   

   

직경 0.2∼1.0㎛

SOx 130㎍/m3이상

SOx 123∼300㎍/m3 이상시

   

   

SOx 630㎍/m3 이상 및 고온시

   

(3) 시정악화에 대한 영향

(가) 미세한 입자상 물질이 대기중에 부유할 때에는 빛을 흡수, 산란시키기 때문에 시정을 악화시킨다(Si Duk Lee, 1995).

(나) "수도권지역 시정장애현상 규명을 위한 조사연구('94∼'96)" 결과 빛의 흡수, 산란 기여율이 입자상 물질 95%, 가스상 물질 5%로 나타났으며, 시정이 나쁠 때 미세입자(2.5 ㎛이하의 미세입자 ; PM2.5)의 농도가 증가함을 보였다(최덕일, 1994).

마. 규제 법규 및 각종 기준

(1) 환경기준

환경정책기본법 시행령 제3조에 의거하여 미세먼지(PM10)가 환경기준항목으로 설정되어 있다. 한국 및 각국의 먼지에 대한 환경기준을 비교하여 보면 표 3.1.4와 같다. 외국의 경우 대기환경기준 이외에도 대기오염 정도에 따라 비상대책을 강구하기 위하여 대기오염에 대한 경보기준을 정하여 만약의 사태에 대비하고 있다.

표 3.1.4 주요 국가별 미세먼지(PM10)의 환경기준 (단위 : ㎍/m3)

   

국가별

구분

한국*

('96)

일본

('90)

미국

('90)

네델란드 ('86)

독일

('86)

대만

('75)

WHO

('87)

연 평균

80

-

50

-

24

240

-

1달 평균

-

-

-

-

-

210

-

24시간 평균

150

100

150

150

-

-

-

1시간 평균

-

200

-

-

-

-

-

30분 평균

-

200

-

-

300

-

-

* 1시간 및 24시간 평균치는 연간 3회 이상 기준을 초과하여서는 안됨

(2) 배출허용기준

환경기준을 달성·유지시키기 위하여 연소시설, 소각로 등과 같은 각 배출원에 대하여 배출허용기준을 두게 되는데, 우리나라는 대기환경보전법 제8조제1항 시행규칙제12조 별표8에 시설을 구분하여 단계별로 배출허용기준을 설정하고 있으며. 먼지의 경우 배출부과금 대상오염물질로 정해져 있어 배출가스중 먼지의 농도가 허용기준을 초과할 때에는 1차적으로 개선명령을 받게되고, 이 개선기간 중 배출되는 먼지에 대해서는 엄격한 배출부과금을 지불하게 되어있다. 일부 배출시설에 대한 주요 국가의 배출허용기준은 표 3.1.5와 같다.

바. 오염현황

(1) 우리나라

'98년의 경우 대구와 성남에서 미세먼지(PM10)가 환경기준(80㎍/㎥/년)을 초과하였으며, 서울, 인천, 부산 등 대도시에서는 몇 개의 지점에서만 환경기준에 근접하고 있다. '98년 측정한 결과를 보면 연평균농도에서 PM10과 TSP의 농도차이가 크지 않은 것으로 나타났다.

(2) 외국

'98년 미국 LA의 년평균 농도는 40.5㎍/㎥, 24시간평균최대치는 78㎍/㎥이었고, 뉴욕시의 경우는 연평균 56.0㎍/㎥, 24시간평균최대치는 114㎍/㎥으로 보고되었다. '98년 영국 런던의 각 측정소별 24시간 평균치는 18∼24㎍/㎥의 수준을 보였다.

   

표 3.1.5 주요 국가별 먼지의 배출허용기준

   

   

한 국

미 국

독 일

호 주

적용기간 및 허용기준

  

  

  

'96∼'98 '99이후

  

  

  

발전시설·일반보일러

(액체연료)

- 배출가스량 > 20만m3/h

60 ㎎/Sm3 40 ㎎/Sm3

(4) (4)

- 배출가스량 3만∼20만m3/h

100 ㎎/Sm3 50 ㎎/Sm3

(4) (4)

- 배출가스량 6천∼3만m3/h

150 ㎎/Sm3 100 ㎎/Sm3

(4) (4)

- 배출가스량 < 6천m3/h

200 ㎎/Sm3 150 ㎎/Sm3

(4) (4)

73MW 발전시설

- 잔사유 : 43 ㎎/MJ

- 고체연료(갈탄제외)

: 43 ㎎/MJ

- 혼합연료 : 13 ㎎/MJ

액체연료 사용시설

- >100MW (3% O2)

; 50㎎/m3

- <100MW (3% O2)

기존 ; 50∼100 ㎎/m3

신규 ; 50 ㎎/m3

열병합발전시설

: 80 ㎎/Nm3

열공급시설

: 250 ㎎/Nm3

혼합시설

(12% CO2)

: 250 ㎎/Sm3

* ( )안은 표준 산소 농도임

사. 방지대책

(1) 비산먼지

공사장 출입차량의 세륜, 석탄 등과 같은 야적장에 주기적 물분사 및 비산방지망 설치, 도로의 주기적 청소, 비포장도로의 포장 등이 있다.

(2) 배출먼지

전기집진기, 여과집진기, 세정기, 중력식 집진기 등과 같은 방지시설을 배출되는 입자의 특성에 따라 설치, 운영한다.

(3) 미세먼지

PM10은 바람에 의해 비산된 토양 먼지 등 자연적인 입자들이 많이 포함되어 있고, 이러한 입자들은 PM2.5보다 건강학적인 측면에서 덜 중요하므로 앞으로 입자상 오염물질의 효율적 관리를 위해서는 PM2.5를 환경기준에 포함시켜 측정하고 감시하는 것이 요구된다.

참고문헌

1. British Columbia Ministry of Environment, (1995), Health effects of inhalable particles; Private implications for British Columbia - overview and conclusions

2. Dr. Luigi Parmeggiani, (1983).

3. Si Duk Lee, (1995), Particulate matter regulatory trend in US, Korea-America joint seminar on the source of visibility reduction and counter-measures in the metropolitan area. 21∼50

4. 최덕일 등, (1994), 수도권 지역의 시정장애 현상규명을 위한 조사연구 (Ⅰ) - 시정감소 원인물질 및 메카니즘 규명 - 200pp

   

작성자 : 대기공학과 환경연구사 김대곤(공학석사)

   

   

원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-1.htm>

   

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2. 이산화황

   

가. 성상

(1) 특성

이산화황(SO2)은 물에 대단히 잘 녹는 무색의 자극성이 있는 불연성 가스로써 황산화물(SOx) 중 에서 가장 많은 양을 점하고 있으며, 대기중에서 산화된 후 수분과 결합하여 황산(H2SO4)이 된다.

(2) 성상

이산화황의 물리화학적 특성은 다음과 같다.

- 분자량 64.07, 비중 2.2630, 녹는점 -72.7℃, 끓는점 -10.2℃, 물에 대한 용해도 : 10.5g/100g

   

나. 생성 및 소멸

(1) 생성

(가) 자연적 : 화산가스, 광천 등

(나) 인위적

- 황성분이 함유된 물질의 연소, 금속의 용융·제련, 황산제조, 석유정제 및 화학비료제조 과 정 등에서 발생한다.

- 유황함유 연료의 연소시 배출가스중 95% 정도는 SO2, 나머지는 SO3 와 황산염의 형태로 존재한다.

(2) 소멸

(가) 소멸기전 : 배출구에서 고농도 상태로 대기중으로 배출되면서 혼합·희석되며, 대기중 에서 물리적 현상에 따라 제거되거나 화학적 반응에 의하여 다른 물질로 변하는 등 자연적으로 소멸된다.

(나) 소멸기간 : 대기에서 반으로 줄어드는 데 걸리는 시간은 약 4시간이고 전체가 소멸되는 데에는 약 25일이 걸린다.

(다) 배경농도 : 전지구적 대기중의 배경농도는 1ppb 정도로 알려져 있다.

   

다. 독성 영향

(1) 급·만성 독성

(가) 이산화황으로 오염된 대기에 노출되면 눈이나 코, 상기도의 점막 등을 통해서 감각적인 영향을 받게 되고 잇따라 생리적인 반응이 일어나며, 계속해서 노출되면 그 증상이 악화되어 급성피해가 나타나고, 이 피해가 여러 번 반복해서 일어날 때는 만성피해로 바뀐다.

(나) 급성피해로는 불쾌한 자극성 냄새, 시정감소, 생리적 장애, 압박감, 기도저항 증가 현상이 나타나고, 만성피해로는 폐렴, 기관지염, 천식, 폐기종, 폐쇄성 질환 등이 나타난다.

(다) 세계적으로 유명한 대기오염물질에 의한 피해사례를 보면 표 3.2.1과 같으며, 표 3.2.1의 피해사례중 자동차 배출가스 중의 NOx를 주체로 한 Los-Angeles의 경우를 제외하고는 이산화황이 주요 원인물질이었다.

※ 런던 스모그 사건

(라) 스모그란 smoke와 fog의 합성어로서 대기오염물질이 기온, 풍향, 풍속 등의 기상조건과 지리적 조건에 의하여 지역적으로 그 농도가 높아져 안개와 반응하여 일어나는 대기오염현상임

표 3.2.1 세계적으로 유명한 대기오염 사건

사 례

Meuse Valley

(벨기에)

1930.12월

Donora

(미국)

1948.10월

London

(영국)

1952.12월

Los-Angeles

(미국)

1954년 이후

요꼬하마

(일본)

1946년 겨울

환 경

분 지

무풍상태

기온역전

연무발생

공장지역

분 지

무풍상태

기온역전

연무발생

공장지역

하천평지

무풍상태

기온역전

연무발생

대도시

해안분지

--

기온역전

백색연무발생

대도시

--

무풍상태

--

농연무발생

공장지역

피 해

평상시 사망자

수의 10배, 급

성 호흡기자극 성증 환자발생

18명 사망,인구

14,000명중 43%

가 경.중증의

자극증상 발생

3주간 4,000명

과잉사망,그후

2개월에 8,000

명 과잉사망

눈, 코, 기도, 폐

등 점막의 지속적

반복성 자극

천식발생

병 인

이산화황, 황산

불소화합물,미세

입자 등

이산화황 및 황산미세입자등

석탄연소 이산화황, 분진 등

자동차배기 등 석유계 연소의 NOx, CO, SOx, HC

불명,대기오염

추정

   

(마) 런던스모그는 공장, 빌딩, 가정 등에서 배출된 이산화황 가스와 먼지가 안개와 반응하여 생성된 것으로 스모그가 심했던 해는 1880, 1892, 1948, 1952년 등이었으며, 특히 1952년 12월 5일 런던 상공을 덮은 스모그는 가히 위협적이었으며,

(바) 그 때, 고기압성의 정체된 공기덩어리에 의하여 생성된 지속적인 기온역전층이 런던의 지표 바로 위에 걸려 있었고 바람은 거의 불지 않았으며, 안개로 인하여 습도는 약 90%로

(사) 이 상태가 5일간 계속되어 이산화황 농도는 최고 0.7ppm(우리나라 24시간 평균치 : 0.14 ppm이하)까지 올라갔다.

(아) 그 결과, 런던지역에서는 평소보다 약 4천명이나 더 많은 사망자가 발생했고, 입원환자는 48%, 외래환자는 108%나 증가했으며

(자) 입원환자 중 호흡기질환 환자의 수가 3배로 증가하는 한편, 급성 호흡기질환으로 사망한 수는 약 10배로 늘어났고,

(차) 피해 대상자들은 주로 노인, 어린이, 환자 등 비교적 허약한 체질의 사람들이었으나 전연령층에 심폐성질환이 급증하였고, 특히 45세 이상은 중증이었다.

(2) 인체 노출량 관계

(가) 대기중의 이산화황은 수용성이 크기 때문에 호흡작용에 의해 그 대부분이 상기도에 흡수 되어 기관지, 눈, 코 등의 점막을 통해 자극을 주며, 농도가 높을수록 호흡을 빨리하면 할수록 점막에 많이 흡수되고 기관지까지 도달하는 양도 많아져 그 피해도 커지며,

(나) 점막에 흡착된 이산화황은 점액과 반응하여 황산을 형성함으로써 결국 염증을 일으켜 세 균과 바이러스에 의한 2차 감염을 쉽게 하고, 이러한 기전으로 안질환을 일으킨다는 보고가 많으며, 특히 안개가 많고 습도가 높을 때 호흡기질병의 이환율이 높고 사망율도 높다는 보고도 있다.

   

라. 규제 법규 및 각종 기준

(1) 환경기준

(가) 의의 : 많은 나라들이 인간이 생활하는 환경의 질을 인간 생존에 적정한 수준으로 유지 하기 위하여 행정 목표기준인 환경기준을 설정하여 환경의 질을 평가하고 환경정책을 계획하는 지표로 삼고 있다.

(나) 근거

- 환경정책기본법 시행령 제 3조에 동 물질을 환경기준 항목으로 정하고 있으며,

- '79년도에 연평균 농도 0.05ppm으로 설정·관리해 오다 '93년 말에 0.03ppm으로 강화하였으 며 WHO 수준으로 기준을 강화하기 위한 작업을 추진중에 있다..

(다) 기준 : 표 3.2.2는 주요 국가의 이산화황 환경기준을 보인 것으로 우리나라는 다른 나라와 대동소이하다.

표 3.2.2 주요 국가별 이산화황의 환경기준

   

국 가

기 준(평균치)

  

  

  

  

  

연 간

24시간

3시간

1시간

30분

WHO(`87)

0.015∼0.023

0.04∼0.06

-

0.13ppm이하

-

한 국(`93)1)

0.03ppm이하

0.14ppm이하

-

0.25ppm이하

-

미 국(`90)

0.03ppm이하

0.14ppm이하

0.50ppm이하

-

-

일 본(`90)

-

0.04ppm이하

-

0.10ppm이하

-

대 만(`75)

0.05ppm이하

0.10ppm이하

-

-

-

서 독(`86)

0.05ppm이하

-

-

-

0.14ppm이하

멕시코(`84)

-

0.12ppm이하

-

-

-

   

(2) 배출허용기준

(가) 우리나라

1) 근거 : 환경기준을 달성·유지하기 위하여 배출허용기준을 두게 되며, 우리나라는 대기환경보전법 제 9조와 관련하여 시설 및 단계별로 기준을 정하고 있으며,

2) 기준 : 시설별로 '95년까지는 300∼1,950ppm을, '96년∼'98년 사이에는 150∼1,950ppm을, '99년 이후는 150∼650ppm을 준수하도록 강화·예시하고 있으며 2003년 이후 적용할 배출기준 조정을 '99년중 추진할 예정으로 있다.

- 일부 배출시설에 대한 배출허용기준은 아래 표 3.2.3과 같다.

표 3.2.3 일반 보일러의 이산화황 배출허용기준

   

구 분

기 준(ppm)

  

비 고

  

'96∼'98

'99∼

  

저황유 사용지역

540(4)

540(4)

( )안은 표준 산소농도임

기타 지역

1,950(4)

540(4)

  

- 작업환경에서의 허용한도는 시간가중 평균치(TWA)로 2ppm 이다.

3) 연료규제 : '81년도에 연료유의 황함량기준을 강화(B-C유 : 4%-S -> 1.6%-S, 경유 : 1%-S -> 0.4%-S)하여 서울을 시작으로 수도권 및 주요 도시지역으로 공급을 확대하고, '93년도에는 이 기준을 더욱 강화(B-C유 : 1.6%-S -> 1%-S, 경유 : 0.4%-S -> 0.2%-S)하였다.

4) 청정연료 사용 의무화 : 도시가스의 보급확대를 위해 '88년에 서울시내 2톤 이상 보일러(업무, 영업, 공공용)에 그 사용을 의무화한 이후 점진적으로 확대하고 있다.

(나) 선진국 : 미국, 일본 등 선진국의 화력발전소 SO2 규제치는 표 3.2.4와 같다.

표 3.2.4 미국·EC·일본의 배출규제치

   

구 분

미 국

  

  

EC

일 본3)

  

  

신 설

기 존1)

기 존2)

기존및 신설

신설

기존

1% S의 석탄(mg/Nm3)

166

2,380

1,140

400

170

430

2.5% S의 석탄(mg/Nm3)

208

2,380

1,140

400

170

430

1 : 1995. 1. 1부터 적용

2 : 2000. 1. 1부터 적용

3 : 일본은 동경에서 유효 배출구높이를 300m, K를 1.17(신설) 및 3.0을 적용한 경우임

1) 일본

가) 일본은 '68년도에 K치규제를 시행한 이후 K값을 8차례에 거쳐 강화하였다.

나) 지역에 따라 정해진 K값(3.0∼17.5 사이의 16등급, 작을수록 엄격함)에 유효 배출구높이를 곱하여 이산화황의 배출량(K·H2·10-3 N㎥/hr)을 규제하는 총량규제 및 연료 규제를 실시하고 있다.

다) 이러한 규제에 따라 '92년도에 내수용 B-C유의 평균 황함유율이 1.05%에 이르렀고, 배연탈황시설도 총 2,014기가 설치.운영되고 있다.

2) 미국

가) 화력발전에 의한 이산화황 배출 기여율이 80%에 상당한 것으로 보고되고 있다.

나) '90년도에 개정된 대기청정법에서 이들 중오염 석탄화력발전소의 이산화황 배출기준을 기존 및 신규시설로 구분하여 표 3.2.4와 같이 규제하고 있다.

다) 초과방지시설에 의한 여분의 배출량 저감치는 배출거래권을 인정하여 현물시장에서 거래할 수 있도록 하고 있으며,

라) 또한 5년 단위의 삭감목표를 정해 '95년 및 2000년까지 각각 500만톤씩 감소시켜 2000년에 '90년(약 2000만톤) 대비 반으로 줄일 계획이다.

- EC는 '93년에 '87년 대비 25%, 2003년에 60% 삭감 계획을 추진중에 있다.

마. 오염 현황

(1) 오염물질 배출량

(가) '80년대 후반에서 '90년대 초까지의 우리나라 1차에너지 소비량을 보면 동 기간중 석탄의 증가 추세는 찾아볼 수 없으나 석유류는 대폭 증가한 반면 LNG 및 수력·원자력 발전에너지는 다소 증가하였다.

(나) 이에 따른 오염물질 배출량도 증가하였으나 90년대 감소추세로 나타나고 있다. '97년 연료사용량을 기준으로 추정한 오염물질 총배출량은 4,365천톤으로 그중 황산화물이 1,356천톤으로 전체의 31.3%를 차지하고 있다.

그림 3.2.1 '97년 대기오염물질 배출량

   

(2) 부문별 이산화황 배출량

(가) '97년 이산화황 총배출량 1,369천톤으로 부문별 발생량을 보면 산업부문에서 46%, 발전부문 26%, 수송 21%, 난방 7%의 비율을 보이고 있다.

(나) 이산화황은 '90년을 기준으로 감소하는 추세를 보이고 있는데 이는 정부의 대기환경시책에 힘입어 황함량이 적은 유류나 LNG 등의 사용량 증가에 기인한 것이며, 특히 난방부분에서 괄목 할 만큼 줄어들었다.

그림 3.2.2. 부문별 이산화황 배출량

   

(3) 국내 1-3종 배출시설의 이산화황 배출량

표 3.2.5. 국내 1-3종 배출시설의 SO2 배출량 순위 (ton/yr)

   

배출시설의 SO2 배출순위

SO2

백분율(%)

국내 총배출량

1,011,534

100.00

1. 보일러

460,435

45.52

2. 발전시설

250,904

24.80

3. 기타 금속제품제조, 가공시설

65,078

6.43

4. 금속의 용융, 제련 또는 열처리시설

35,734

3.53

5. 비누, 세정제 제조시설

31,274

3.09

6. 석유정제시설

24,950

2.47

7. 아스콘제조시설

18,524

1.83

8. 기타 화학제품 제조관련시설

18,173

1.80

9. 석유화학제품 제조시설

14,482

1.43

10. 유리 및 유리제품 제조 관련시설

12,648

1.25

   

(4) 도시별 이산화황 연평균 농도

최근 10년간 우리나라의 아황산가스 농도는 저황유 및 LNG 등 청정연료의 지속적인 공급확대로 대부분의 도시에서 개선되어 장·단 기준 모두를 만족하고 있으며, 부산, 울산, 대구를 중심으로 고농도 분포를 보이고 있다.

그림 3.2.3. 7대도시의 10년간 아황산가스농도 변화추이

   

바. 문제점

(1) 자체적으로 독성이 있을 뿐만 아니라 산성비를 유발하는 대표적 오염물질로, 화석에너지의 청정화에도 불구하고 꾸준한 사용량의 증가와 국부적으로 화력발전소와 같은 대단위 배출원이 위치하거나 위치할 지역의 이산화황 배출량 증가는 피할 수 없을 것으로 보인다.

(2) 난방용 연소시설(가정, 상업)로부터 배출되는 이산화황은 청정연료의 사용으로 저감이 기대되지만 동절기 중에 오염물질이 집중 배출되는 계절적 특성이 있다.

(3) 발전용 연소시설과 같은 대단위 배출시설이 입지한 울산, 인천, 서산 등의 주변지역에서는 전국적인 이산화황 배출량의 저감에도 불구하고 오염피해가 우려되며, 이들을 일반 연소시설과 동일한 규제방식으로는 대책마련이 곤란하다.

(4) 산업용 연소시설은 B-C유를 주로 사용하고 있으며, 그 저감대책이 저황유 공급으로 되어 있어 황함유율 기준강화 및 공급물량 확보 등에 한계가 있다.

사. 대책

이산화황 저감을 위해서는 황함량이 적은 연료를 사용하는 것이 가장 바람직한 방법이겠지만, 현실적으로 연료에만 의존할 수 없으므로 배출가스중의 이산화황을 제거하는 배연탈황 장치의 설치를 활성화해야 한다.

(1) 대형 배출원에 대한 "배출허용 총량 규제제도" 도입

(2) 연료 황함유 기준의 단계적 강화 및 연료의 황함량에 따른 가격 차 확대

(3) 신규 석탄화력 발전시설은 배출허용 총량의 범위내에서 석탄가스화기술(IGCC), 유동층 연 소보일러 설치 등 저공해 발전기술의 도입

(4) 우심지역부터 대형 배출시설에 대한 배연탈황시설 설치의 의무화 등

- 선진국에서 보급되고 있는 배연탈황기술은 배출가스 중의 이산화황을 가성소다 용액에 흡수 시키는 방법, 석회석이나 백운석에 흡착시키는 방법, 황산으로 회수하는 방법, 탄소황으로 회 수하는 방법 등임

참고문헌

1. 국립환경연구원, (1998), 대기오염물질 배출량.

2. 김희강외, (1993), 대기오염개론, 동화기술.

3. 에너지경제연구원, (1994), 에너지통계연보.

4. 전국환경관리인연합회, (1994), 환경관계법규, 홍문관.

5. 환경부, (1995), 대기오염측정종합자료집.

6. John Quarles etc., (1990), The New Clean Air Act, Morgan, Lewis & Bockius.

7. OECD, (1995), OECD Environmental Data.

8. Leighton S. Cochran, (1992), Selected International Receptor-Based Air Quality Standards, Air & Waste Management Association Vol 42, No. 12.

9. S. Stallard Black & Veatch, etc., (1993), Comparison of Worldwide Emission Control Strategies and Their Effects on Plant Availability and Costs, 1993 SO2 Control Symposium.

10. 環境廳, (平成 6), 環境白書.

11. 環境保全對策硏究會, (平成 5), 大氣汚染對策基礎知識.

   

작성자 : 대기공학과 연구관 홍지형(공학박사)

   

   

원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-2.htm>

   

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Sulfur dioxide

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Names

  

IUPAC name

Sulfur dioxide

  

Other names

Sulfurous anhydride

Sulfur(IV) oxide

  

Identifiers

  

CAS Number

7446-09-5 

Beilstein Reference

3535237

ChEBI

CHEBI:18422 

ChEMBL

ChEMBL1235997 

ChemSpider

1087 

EC Number

231-195-2

Gmelin Reference

1443

Jmol 3D model

Interactive image

KEGG

D05961 

MeSH

Sulfur+dioxide

PubChem

1119

RTECS number

WS4550000

UNII

0UZA3422Q4 

UN number

1079, 2037

InChI[show]

  

SMILES[show]

  

Properties

  

Chemical formula

SO

2

Molar mass

64.066 g mol1

Appearance

Colorless gas

Odor

Pungent; similar to a just-struck match[1]

Density

2.6288 kg m3

Melting point

72 °C; 98 °F; 201 K

Boiling point

10 °C (14 °F; 263 K)

Solubility in water

94 g/L[2]

Vapor pressure

237.2 kPa

Acidity (pKa)

1.81

Basicity (pKb)

12.19

Viscosity

0.403 cP (at 0 °C)

Structure

  

Point group

C2v

Coordination geometry

Digonal

Molecular shape

Dihedral

Dipole moment

1.62 D

Thermochemistry

  

Std molar

entropy (So298)

248.223 J K1 mol1

Std enthalpy of

formationfHo298)

296.81 kJ mol1

Hazards

  

EU classification (DSD)

T

R-phrases

R23, R34, R50

S-phrases

(S1/2), S9, S26, S36/37/39, S45

NFPA 704

0

3

0

Lethal dose or concentration (LD, LC):

  

LC50 (median concentration)

3000 ppm (mouse, 30 min)

2520 ppm (rat, 1 hr)[4]

LCLo (lowest published)

993 ppm (rat, 20 min)

611 ppm (rat, 5 hr)

764 ppm (mouse, 20 min)

1000 ppm (human, 10 min)

3000 ppm (human, 5 min)[4]

US health exposure limits (NIOSH):

  

PEL (Permissible)

TWA 5 ppm (13 mg/m3)[3]

REL (Recommended)

TWA 2 ppm (5 mg/m3) ST 5 ppm (13 mg/m3)[3]

IDLH (Immediate danger)

100 ppm[3]

Related compounds

  

Related sulfur oxides

Sulfur monoxide

Sulfur trioxide

Related compounds

Ozone

Selenium dioxide

Sulfurous acid

Tellurium dioxide

Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

  

 verify (what is 

   

 ?)

  

Infobox references

  

Sulfur dioxide

Sulfur dioxide (also sulphur dioxide) is the chemical compound with the formula SO

2. At standard atmosphere, it is a toxic gas with a pungent, irritating smell. The triple point is 197.69 K and 1.67 kPa. It is released naturally by volcanic activity.

Sulfur dioxide was used by the Romans in winemaking when they discovered that burning sulfur candles inside empty wine vessels kept them fresh and free from vinegar smell.[5]

Contents

 [hide

Structure and bonding[edit]

SO2 is a bent molecule with C2v symmetry point group. A valence bond theory approach considering just s and p orbitals would describe the bonding in terms of resonance between two resonance structures.

Two resonance structures of sulfur dioxide

The sulfur–oxygen bond has a bond order of 1.5. There is support for this simple approach that does not invoke d orbital participation.[6] In terms of electron-counting formalism, the sulfur atom has an oxidation state of +4 and a formal charge of +1.

Occurrence[edit]

It is found on Earth and exists in very small concentrations and in the atmosphere at about 1 ppb.[7][8][clarification needed]

On other planets, it can be found in various concentrations, the most significant being the atmosphere of Venus, where it is the third-most significant atmospheric gas at 150 ppm. There, it condenses to form clouds, and is a key component of chemical reactions in the planet's atmosphere and contributes to global warming.[9] It has been implicated as a key agent in the warming of early Mars, with estimates of concentrations in the lower atmosphere as high as 100 ppm,[10] though it only exists in trace amounts. On both Venus and Mars, its primary source, like on Earth, is thought to be volcanic. The atmosphere of Io is 90% sulfur dioxide[11] and trace amounts are thought to also exist in the atmosphere of Jupiter.

The blue auroral glows of Io's upper atmosphere are caused by volcanic sulfur dioxide.

As an ice, it is thought to exist in abundance on the Galilean moons—as sublimating ice or frost on the trailing hemisphere of Io, a natural satellite of Jupiter[12] and in the crust and mantle of Europa, Ganymede, and Callisto, possibly also in liquid form and readily reacting with water.[13]

Production[edit]

Sulfur dioxide is primarily produced for sulfuric acid manufacture (see contact process). In the United States in 1979, 23.6 million tonnes of sulfur dioxide were used in this way, compared with 150 thousand tonnes used for other purposes. Most sulfur dioxide is produced by the combustion of elemental sulfur. Some sulfur dioxide is also produced by roasting pyrite and other sulfide ores in air.[14]

Combustion routes[edit]

Sulfur dioxide is the product of the burning of sulfur or of burning materials that contain sulfur:

S + O2 SO2, ΔH = 297 kJ/mol

To aid combustion, liquefied sulfur (140–150 °C) is sprayed through an atomizing nozzle to generate fine drops of sulfur with a large surface area. The reaction is exothermic, and the combustion produces temperatures of 1000–1600 °C. The significant amount of heat produced is recovered by steam generation that can subsequently be converted to electricity.[14]

The combustion of hydrogen sulfide and organosulfur compounds proceeds similarly. For example:

2 H2S + 3 O2 2 H2O + 2 SO2

The roasting of sulfide ores such as pyrite, sphalerite, and cinnabar (mercury sulfide) also releases SO2:[15]

4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2

2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2

HgS + O2 Hg + SO2

4 FeS + 7O2 2 Fe2O3 + 4 SO2

A combination of these reactions is responsible for the largest source of sulfur dioxide, volcanic eruptions. These events can release millions of tonnes of SO2.

Reduction of higher oxides[edit]

Sulfur dioxide can also be a byproduct in the manufacture of calcium silicate cement; CaSO4 is heated with coke and sand in this process:

2 CaSO4 + 2 SiO2 + C 2 CaSiO3 + 2 SO2 + CO2

Until the 1970s, commercial quantities of sulfuric acid and cement were produced by this process in Whitehaven, England. Upon being mixed with shale or marl, and roasted, the sulfate liberated sulfur dioxide gas, used in sulfuric acid production, the reaction also produced calcium silicate, a precursor in cement production.[16]

On a laboratory scale, the action of hot concentrated sulfuric acid on copper turnings produces sulfur dioxide.

Cu + 2 H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2 H2O

From sulfite[edit]

Sulfite results from the reaction of aqueous base and sulfur dioxide. The reverse reaction involves acidification of sodium metabisulfite:

H2SO4 + Na2S2O5 2 SO2 + Na2SO4 + H2O

Reactions[edit]

Industrial reactions[edit]

Treatment of basic solutions with sulfur dioxide affords sulfite salts:

SO2 + 2 NaOH Na2SO3 + H2O

Featuring sulfur in the +4 oxidation state, sulfur dioxide is a reducing agent. It is oxidized by halogens to give the sulfuryl halides, such as sulfuryl chloride:

SO2 + Cl2 SO2Cl2

Sulfur dioxide is the oxidising agent in the Claus process, which is conducted on a large scale in oil refineries. Here, sulfur dioxide is reduced by hydrogen sulfide to give elemental sulfur:

SO2 + 2 H2S 3 S + 2 H2O

The sequential oxidation of sulfur dioxide followed by its hydration is used in the production of sulfuric acid.

2 SO2 + 2 H2O + O2 2 H2SO4

Laboratory reactions[edit]

Sulfur dioxide is one of the few common acidic yet reducing gases. It turns moist litmus pink (being acidic), then white (due to its bleaching effect). It may be identified by bubbling it through a dichromate solution, turning the solution from orange to green (Cr3+ (aq)). It can also reduce ferric ions to ferrous[citation needed]

Sulfur dioxide can react with certain 1,3-dienes in a cheletropic reaction to form cyclic sulfones. This reaction is exploited on an industrial scale for the synthesis of sulfolane, which is an important solvent in the petrochemical industry.

Sulfur dioxide can bind to metal ions as a ligand to form metal sulfur dioxide complexes, typically where the transition metal is in oxidation state 0 or +1. Many different bonding modes (geometries) are recognized, but in most cases, the ligand is monodentate, attached to the metal through sulfur, which can be either planar and pyramidal η1.[17]

Uses[edit]

Precursor to sulfuric acid[edit]

Sulfur dioxide is an intermediate in the production of sulfuric acid, being converted to sulfur trioxide, and then to oleum, which is made into sulfuric acid. Sulfur dioxide for this purpose is made when sulfur combines with oxygen. The method of converting sulfur dioxide to sulfuric acid is called the contact process. Several billion kilograms are produced annually for this purpose.

As a preservative[edit]

Sulfur dioxide is sometimes used as a preservative for dried apricots, dried figs, and other dried fruits, owing to its antimicrobial properties, and is called E220[18] when used in this way in Europe. As a preservative, it maintains the colorful appearance of the fruit and prevents rotting. It is also added to sulfured molasses.

In winemaking[edit]

Sulfur dioxide was used by the Romans in winemaking, when they discovered that burning sulfur candles inside empty wine vessels keeps them fresh and free from vinegar smell.[19]

Sulfur dioxide is still an important compound in winemaking, and is measured in parts per million in wine. It is present even in so-called unsulfurated wine at concentrations of up to 10 mg/L.[20] It serves as an antibiotic and antioxidant, protecting wine from spoilage by bacteria and oxidation. Its antimicrobial action also helps to minimize volatile acidity. Sulfur dioxide is responsible for the words "contains sulfites" found on wine labels.

Sulfur dioxide exists in wine in free and bound forms, and the combinations are referred to as total SO2. Binding, for instance to the carbonyl group of acetaldehyde, varies with the wine in question. The free form exists in equilibrium between molecular SO2 (as a dissolved gas) and bisulfite ion, which is in turn in equilibrium with sulfite ion. These equilibria depend on the pH of the wine. Lower pH shifts the equilibrium towards molecular (gaseous) SO2, which is the active form, while at higher pH more SO2 is found in the inactive sulfite and bisulfite forms. The molecular SO2 is active as an antimicrobial and antioxidant, and this is also the form which may be perceived as a pungent odour at high levels. Wines with total SO2 concentrations below 10 ppm do not require "contains sulfites" on the label by US and EU laws. The upper limit of total SO2 allowed in wine in the US is 350 ppm; in the EU it is 160 ppm for red wines and 210 ppm for white and rosé wines. In low concentrations, SO2 is mostly undetectable in wine, but at free SO2 concentrations over 50 ppm, SO2 becomes evident in the smell and taste of wine.[citation needed]

SO2 is also a very important compound in winery sanitation. Wineries and equipment must be kept clean, and because bleach cannot be used in a winery due the risk of cork taint,[21] a mixture of SO2, water, and citric acid is commonly used to clean and sanitize equipment. Compounds of ozone (O3) are now used extensively as cleaning products in wineries[citation needed] due to their efficiency, and because these compounds do not affect the wine or equipment.

As a reducing agent[edit]

Sulfur dioxide is also a good reductant. In the presence of water, sulfur dioxide is able to decolorize substances. Specifically, it is a useful reducing bleach for papers and delicate materials such as clothes. This bleaching effect normally does not last very long. Oxygen in the atmosphere reoxidizes the reduced dyes, restoring the color. In municipal wastewater treatment, sulfur dioxide is used to treat chlorinated wastewater prior to release. Sulfur dioxide reduces free and combined chlorine to chloride.[22]

Sulfur dioxide is fairly soluble in water, and by both IR and Raman spectroscopy; the hypothetical sulfurous acid, H2SO3, is not present to any extent. However, such solutions do show spectra of the hydrogen sulfite ion, HSO3, by reaction with water, and it is in fact the actual reducing agent present:

SO2 + H2O HSO3 + H+

Biochemical and biomedical roles[edit]

Sulfur dioxide is toxic in large amounts. It or its conjugate base bisulfite is produced biologically as an intermediate in both sulfate-reducing organisms and in sulfur-oxidizing bacteria, as well. The role of sulfur dioxide in mammalian biology is not yet well understood.[23] Sulfur dioxide blocks nerve signals from the pulmonary stretch receptors and abolishes the Hering–Breuer inflation reflex.

It was shown that endogenous sulfur dioxide plays a role in diminishing an experimental lung damage caused by oleic acid. Endogenous sulfur dioxide lowered lipid peroxidation, free radical formation, oxidative stress and inflammation during an experimental lung damage. Conversely, a successful lung damage caused a significant lowering of endogenous sulfur dioxide production, and an increase in lipid peroxidation, free radical formation, oxidative stress and inflammation. Moreover, blockade of an enzyme that produces endogenous SO2 significantly increased the amount of lung tissue damage in the experiment. Conversely, adding acetylcysteine or glutathione to the rat diet increased the amount of endogenous SO2 produced and decreased the lung damage, the free radical formation, oxidative stress, inflammation and apoptosis.[24]

It is considered that endogenous sulfur dioxide plays a significant physiological role in regulating cardiac and blood vessel function, and aberrant or deficient sulfur dioxide metabolism can contribute to several different cardiovascular diseases, such as arterial hypertension, atherosclerosis, pulmonary arterial hypertension, stenocardia.[25]

It was shown that in children with pulmonary arterial hypertension due to congenital heart diseases the level of homocysteine is higher and the level of endogenous sulfur dioxide is lower than in normal control children. Moreover, these biochemical parameters strongly correlated to the severity of pulmonary arterial hypertension. Authors considered homocysteine to be one of useful biochemical markers of disease severity and sulfur dioxide metabolism to be one of potential therapeutic targets in those patients.[26]

Endogenous sulfur dioxide also has been shown to lower the proliferation rate of endothelial smooth muscle cells in blood vessels, via lowering the MAPK activity and activating adenylyl cyclase and protein kinase A.[27] Smooth muscle cell proliferation is one of important mechanisms of hypertensive remodeling of blood vessels and their stenosis, so it is an important pathogenetic mechanism in arterial hypertension and atherosclerosis.

Endogenous sulfur dioxide in low concentrations causes endothelium-dependent vasodilation. In higher concentrations it causes endothelium-independent vasodilation and has a negative inotropic effect on cardiac output function, thus effectively lowering blood pressure and myocardial oxygen consumption. The vasodilating and bronchodilating effects of sulfur dioxide are mediated via ATP-dependent calcium channels and L-type ("dihydropyridine") calcium channels. Endogenous sulfur dioxide is also a potent antiinflammatory, antioxidant and cytoprotective agent. It lowers blood pressure and slows hypertensive remodeling of blood vessels, especially thickening of their intima. It also regulates lipid metabolism.[28]

Endogenous sulfur dioxide also diminishes myocardial damage, caused by isoproterenol adrenergic hyperstimulation, and strengthens the myocardial antioxidant defense reserve.[29]

As a refrigerant[edit]

Being easily condensed and possessing a high heat of evaporation, sulfur dioxide is a candidate material for refrigerants. Prior to the development of chlorofluorocarbons, sulfur dioxide was used as a refrigerant in home refrigerators.

As a reagent and solvent in the laboratory[edit]

Sulfur dioxide is a versatile inert solvent widely used for dissolving highly oxidizing salts. It is also used occasionally as a source of the sulfonyl group in organic synthesis. Treatment of aryl diazonium salts with sulfur dioxide and cuprous chloride yields the corresponding aryl sulfonyl chloride, for example:[30]

Proposed use in climate engineering[edit]

Injections of sulfur dioxide in the stratosphere has been proposed in climate engineering. The cooling effect would be similar to what has been observed after the large explosive volcano eruption of Mount Pinatubo in 1991. However this form of geoengineering would have uncertain regional consequences on rainfall patterns, for example in monsoon regions.[31]

As an air pollutant[edit]

A sulfur dioxide plume from the Halemaʻumaʻu vent, glows at night

Sulfur dioxide is a noticeable component in the atmosphere, especially following volcanic eruptions.[32] According to the United States Environmental Protection Agency,[33] the amount of sulfur dioxide released in the U.S. per year was:

A collection of estimates of past and future anthropogenic global sulphur dioxide emissions. The Cofala et al. estimates are for sensitivity studies on SO2 emission policies, CLE: Current Legislation, MFR: Maximum Feasible Reductions. RCPs (Representative Concentration Pathways) are used in CMIP5 simulations for latest (2013–2014) IPCC 5th assessment report.

Year

SO2

1970

31,161,000 short tons (28.3 Mt)

1980

25,905,000 short tons (23.5 Mt)

1990

23,678,000 short tons (21.5 Mt)

1996

18,859,000 short tons (17.1 Mt)

1997

19,363,000 short tons (17.6 Mt)

1998

19,491,000 short tons (17.7 Mt)

1999

18,867,000 short tons (17.1 Mt)

Sulfur dioxide is a major air pollutant and has significant impacts upon human health.[34] In addition, the concentration of sulfur dioxide in the atmosphere can influence the habitat suitability for plant communities, as well as animal life.[35] Sulfur dioxide emissions are a precursor to acid rain and atmospheric particulates. Due largely to the US EPA's Acid Rain Program, the U.S. has had a 33% decrease in emissions between 1983 and 2002. This improvement resulted in part from flue-gas desulfurization, a technology that enables SO2 to be chemically bound in power plants burning sulfur-containing coal or oil. In particular, calcium oxide (lime) reacts with sulfur dioxide to form calcium sulfite:

CaO + SO2 CaSO3

Aerobic oxidation of the CaSO3 gives CaSO4, anhydrite. Most gypsum sold in Europe comes from flue-gas desulfurization.

Sulfur can be removed from coal during burning by using limestone as a bed material in fluidized bed combustion.[36]

Sulfur can also be removed from fuels before burning, preventing formation of SO2 when the fuel is burnt. The Claus process is used in refineries to produce sulfur as a byproduct. The Stretford process has also been used to remove sulfur from fuel. Redox processes using iron oxides can also be used, for example, Lo-Cat[37] or Sulferox.[38]

Fuel additives such as calcium additives and magnesium carboxylate may be used in marine engines to lower the emission of sulfur dioxide gases into the atmosphere.[39]

As of 2006, China was the world's largest sulfur dioxide polluter, with 2005 emissions estimated to be 25,490,000 short tons (23.1 Mt). This amount represents a 27% increase since 2000, and is roughly comparable with U.S. emissions in 1980.[40]

Safety[edit]

Inhalation[edit]

Inhaling sulfur dioxide is associated with increased respiratory symptoms and disease, difficulty in breathing, and premature death.[41] In 2008, the American Conference of Governmental Industrial Hygienists reduced the short-term exposure limit to 0.25 parts per million (ppm). The OSHA PEL is currently set at 5 ppm (13  mg/m3) time-weighted average. NIOSH has set the IDLH at 100 ppm.[42] In 2010, the EPA "revised the primary SO2 NAAQS by establishing a new one-hour standard at a level of 75 parts per billion (ppb). EPA revoked the two existing primary standards because they would not provide additional public health protection given a one-hour standard at 75 ppb."[43]

A 2011 systematic review concluded that exposure to sulfur dioxide is associated with preterm birth.[44]

Ingestion[edit]

In the United States, the Center for Science in the Public Interest lists the two food preservatives, sulfur dioxide and sodium bisulfite, as being safe for human consumption except for certain asthmatic individuals who may be sensitive to them, especially in large amounts.[45] Symptoms of sensitivity to sulfiting agents, including sulfur dioxide, manifest as potentially life-threatening trouble breathing within minutes of ingestion.[46]

See also[edit]

   

출처: <https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_dioxide>

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