대기 중의 이산화질소(NO2)
Nitrogen Dioxyde (NO2) in our atmosphere

Posted on January 10th 2017
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Introduction to Weather and Climate,
Univ. of Arizona (credits)

흔히 묻는 질문은 이산화질소(NO 2 ), 이산화황(SO 2 ) 및 일산화탄소(CO) 농도가 항상 그렇게 낮고 이를 측정하는 것이 유용한 이유는 무엇입니까?

이러한 물질을 모니터링하는 것의 중요성을 강조하기 위해 이 기사에서는 이러한 오염 물질이 어디서 왔는지, 그리고 이것이 우리의 건강과 환경에 어떻게 영향을 미치는지 설명할 것입니다.

간략하게 설명하기 위해 이 기사에서는 NO2에만 중점을 둘 것입니다.


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이산화질소(NO 2 )란 무엇입니까?

NO 2 는 모든 연소 엔진에서 배출되는 적갈색 가스입니다. 연소 엔진에서 배출되는 두 가지 주요 질소 기반 화합물은 NO 2 와 산화질소(NO)입니다. 이 두 가지 오염 물질을 집합적으로 NOx 또는 질소 산화물이라고 합니다.

Figure 1 Simplified cycle of NO and NO2

요약:

  • NO2: Nitrogen Dioxyde
  • NO: Nitric Dioxyde
  • NOx: Oxides of Nitrogen = {NO2+NO}

NO 2 수명주기

배출 지점(즉, 배기관)에서 NOx 의 비율은 NO가 약 90%이고 NO 2 가 10%입니다(1).

대기 중 및 휘발성 유기 화합물(VOC) 존재 하에서 몇 시간 후에 NO는 NO 2 로 전환됩니다. 이 반응은 몇 초에서 몇 시간에 걸쳐 발생할 수 있습니다(2).

NO 2는 공기 중의 다른 물질과 추가로 반응하여 질산, 미립자 물질 및 PAN(퍼옥시아실 질산염)이라는 물질을 형성합니다.

또한 햇빛과 함께 NO 2 는 다시 NO로 전환되어 측면 오염물질인 오존(O 3 )을 생성할 수 있습니다. NO 2 가 이러한 "2차" 오염물질을 생성할 가능성이 있기 때문에 NO 2 를 모니터링하고 규제하는 것이 중요합니다.

NO 2는 나에게 어떤 영향을 미치나요?

NO 2 에 대한 단기 및 장기 노출은 호흡기 문제의 위험 증가와 관련이 있습니다. 천식 환자, 어린이 및 노인은 천식 효과에 대한 민감도가 증가합니다(1).

대기 중 NO2 의 존재로 인해 발생하는 2차 오염물질 역시 그 자체로 부정적인 영향을 미칩니다. PAN은 자극적이며 질산은 산성비와 입자상 물질을 유발하고 O3는 호흡기 문제를 유발합니다.

NOx를 방출하는 사람과 대상은 누구입니까?

앞서 언급한 바와 같이 NOx 배출은 연소 엔진에서 발생합니다. 그러나 이러한 엔진에서 일어나는 일은 화석 연료에 포함된 탄화수소와 공기(질소 80%)의 고온 반응입니다. 산불, 번개와 같은 자연적인 NOx 배출원도 있지만 대기 중 NO2 의 대부분은 인간 활동에 의해 발생합니다.

Figure 2 Sources of NOx emissions in the USA – 2014

NOx 를 배출하는 다양한 산업이 있습니다. 그림 (2)는 2014년에 측정된 미국의 NOx 배출원을 보여줍니다. "이동 배출원" , 즉 도로 차량, 보트, 비행기, 농경 차량 등이 가장 큰 기여를 합니다. 미국과 유럽에서는 도로 차량이 NOx 의 주요 '이동 소스' 유형입니다(1)(3).

도로 차량이 NOx 의 주요 원인인 지역에서는 아래 NO 2 AQI에 표시된 주중 오후 5시와 같이 교통량이 가장 많은 시간대에 NO 2 농도가 더 높은 경우가 많습니다. 몇 가지 추가 흥미로운 참고 사항:

  • 낮에는 오존(O 3 ) 농도가 증가하고 NO 2 농도는 감소합니다. 이는 NO 2가 햇빛이 있으면 NO x 로 변환되기 때문입니다.
  • 오후 6시 이후에는 NO 2 를 다시 NO로 변환할 햇빛이 없기 때문에 NO 2 농도가 쌓입니다.

Figure 3 Example of AQI in London

그러나 중국에서는 2013년에 실시된 연구에 따르면 산업 배출원이 NOx 의 가장 큰 배출원(전체의 34%)인 것으로 나타났습니다(4). 이것이 바로 NO 2 농도와 출퇴근 시간 교통량과의 강력한 연관성이 없는 이유입니다.

NO 2 농도가 왜 그렇게 낮은가요?

NO 2 AQI는 일반적으로 '좋음' 범위에 있으며 녹색으로 표시됩니다. 그러나 NO 2 는 자체적으로 부정적인 영향을 미치는 다른 오염 물질로 변환되기 때문에 대기 중 NO 2는 여전히 우리의 건강과 환경에 부정적인 영향을 미칩니다. 대기 중의 NOx 에 대해 더 자세한 설명을 원하시면 아래 문서를 살펴보세요.

참고자료 및 추가 자료

1. Office of Research and Development National Center for Environmental Assessment. Integrated science assessment for oxides of nitrogen - Health criteria. North Carolina : United States Enivronmental Protection Authority, 2016. EPA/600/R-15/068.
2. Cheremisinoff, Paul N and Young, Richard Alan. Air Pollution Control and Design Handbook. s.l. : M Dekker, 1977. pp. 672-673. Vol. 2.
3. Urban Air Quality in Europe. Boulter, P G, Borken-Kleefeld, J and Ntziachristos, L. [ed.] M Vianna. Berlin Heidelberg : Springer-Verlag, 2013, Handbook of Environmental Chemistry, Vol. 26, pp. 31-54.
4. NOx emissions in China: historical trends and future perspectives. Zhao, B, et al. 13, 2013, Atmospheric Chemistry and Physics, pp. 9869-9897.
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  • AQI Scale: What do the colors and numbers mean?
  • Using Statistical Distances for Real-time Sensor Networks Validation
  • Nitrogen Dioxyde (NO2) in our atmosphere
  • 대기질 및 환경 오염 측정에 관하여 :

    대기질 지수 단계에 대하여

    AQI지수구분구간의미
    0 - 50좋음대기오염 관련 질환자군에서도 영향이 유발되지 않을 수준
    51 -100보통환자군에게 만성 노출시 경미한 영향이 유발될 수 있는 수준
    101-150민감군영향환자군 및 민감군에게 유해한 영향이 유발될 수 있는 수준
    151-200나쁨환자군 및 민감군(어린이, 노약자 등)에게 유해한 영향 유발, 일반인도 건강상 불쾌감을 경험할 수 있는 수준
    201-300매우나쁨환자군 및 민감군에게 급성 노출시 심각한 영향 유발, 일반인도 약한 영향이 유발될 수 있는 수준
    300+위험환자군 및 민감군에게 응급 조치가 발생되거나, 일반인에게 유해한 영향이 유발될 수 있는 수준
    (Reference: see airkorea.or.kr)

    대기질과 오염에 대해 더 많은 것을 알아보려면 위키피디아의 대기질 문서(영어)을 보거나 대기질과 건강에 대한 AirNow 가이드(영어)를 참조해보세요.

    매우 유용한 베이징의 의학박사 Richard Saint Cyr MD의 건강 관련 팁을 보려면 www.myhealthbeijing.com 의 블로그를 확인하세요.


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