다이옥신은 제조되거나 사용되는 물질은 아니며, 보통 염소나 브롬을 함유하는 산업공정에서 화학적인 오염물로서 생성되고, 또 염소가 들어있는 화합물을 태울 때 생깁니다. 일반적으로 다이옥신은 쓰레기를 태울 때 제일 많이 생기며, 특히 PVC제제가 많이 포함되어 있는 병원폐기물(약 62%)과 도시쓰레기(약 36.5%)를 태울 때 제일 많이 나옵니다. 심지어 담배연기에서도 다이옥신이 발생됩니다.
생물체내로 유입되면 수십년 혹은 수백년까지도 존재할 수 있습니다. 다이옥신은 물에 잘 녹지 않으므로 생물체 안으로 들어온 다이옥신은 소변으로 잘 배설되지 않습니다. 그러나 지방에는 잘 녹기 때문에 생물체 안으로 들어온 다이옥신은 생물체의 지방조직에 잘 축적됩니다.
사람은 음식물을 통하여 97~98%의 다이옥신을 섭취하고 있으며, 호흡기를 통한 섭취는 2~3%정도인 것으로 알려져 있습니다. 다이옥신은 소고기와 낙농 유제품, 우유, 닭고기, 계란, 돼지고기, 양고기, 어패류 등을 통해 섭취하는 것이 대부분이고 식수를 통한 섭취는 무시해도 좋은 수준입니다.
소각장에서 생성된 다이옥신(미국의 경우 98.8%)은 먼저 대기를 오염시키며 산림자원, 농산물, 토양 등을 오염시킵니다. 다이옥신은 물에 잘 녹지 않고 지방에 잘 녹는 성질이 있어 물에 금방 씻겨 내려가기 때문에 우리가 먹는 물이나 채소들에서는 거의 무시해도 좋습니다. 씻겨 내려간 다이옥신은 강이나 연안해양의 바닥에 침전물이 쌓여 오염이 밑바닥에서 심해져 어패류에 오염을 일으키며, 작은 물고기가 섭취한 다이옥신은 물고기 체내의 지방조직에 축적되고 먹이사슬을 통해 점차 큰 물고기에 점점 더 많은 양의 다이옥신이 축적되게 됩니다. 육지에서도 소, 돼지, 양, 닭, 등의 가축에 오랜 시간에 걸쳐 다이옥신의 축적이 지방조직에서 이루어지고 계란이나 우유에도 다이옥신이 축적됩니다. 사람은 육류나 어패류 및 낙농제품의 최종소비자이기 때문에 먹이사슬을 통해 축적된 최고로 높은 양의 다이옥신을 섭취하게 됩니다.
1일 안전용량이라는 개념은 사람이 이 용량에 70세까지 폭로될 경우 100만명당 1명에서 암이 발생할 가능성을 말합니다. 미국 환경보호청은 다이옥신의 건강위해성을 평가하기 위해 다이옥신 1일 안전용량을 0.42pg(성인 70kg기준)으로 정했습니다.
다이옥신은 가장 강력한 발암물질로서 암 발생률을 높입니다. 폐암, 간암, 임파선암, 혈액암 등을 일으킵니다. 심한 생식기계 장애와 발달장애가 일어날 수 있으며 면역계의 손상으로 여러 가지 전염성 질환에 잘 걸릴 수가 있습니다. 또한 호르몬의 조절기능에 손상이 일어날 수 있으며 불임, 출생시 장애, 기형, 발육장애가 올 수 있습니다. 그 외에 당뇨 및 갑상선 질환이 올 수 있습니다. 가장 최근에 입증된 자료에 따르면 정자수가 감소되고, 호르몬과 연관된 암 즉 유방암,고환암, 전립선암 등이 증가된다고 합니다.
다이옥신은 미국에서 연간 8,226 그램(8.226kg)이 생성되는데 이중 쓰레기를 태우는 것에 의해서 발생하는 것만 98.8%나 됩니다. 그러므로 쓰레기 소각을 줄이는 방법만이 다이옥신의 새로운 생성을 막을 수 있는 방법이 됩니다.
1.입자상물질 2.브롬(Br) 3.알루미늄(Al) 4.바나듐(V) 5.망간(Mn) 6.철(Fe) 7.아연(Zn) 8.셀렌(셀레늄:Se) 9.안티몬(Sb) 10.주석(Tin:Sn) 11.텔루륨(텔루르:Te) 12.바륨(Ba) 13.일산화탄소(CO) 14.암모니아(NH3) 15.질소산화물(NOX) 16.황산화물(SOX) 17.황화수소(H2S) 18.황화메틸(CH3)S〕 19.이황화메틸 (CH3)S2〕 20.메르캅탄류(CH3SH) 21.아민류(R-NH) 22.사염화탄소(CCl4) 23.이황화탄소(CS2) 24.HC 25.인(P) 26.붕소화합물(B) 27.아닐린 28.벤젠(벤졸:C6H6) 29.스틸렌(스티롤,비닐벤젠C6H5CH=CH2) 30.아크롤레인(아크릴알데히드, CH2=CHCHO) 31.Cd 32.시안(CN) 33.납(Pb) 34.크롬(Cr) 35.비소(As) 36.수은(Hg) 37.구리(Cu) 38.염소(Cl) 39.불소화물(F) 40.석면(아스베스토스) 41.니켈(Ni) 42.염화비닐(클로로에틸렌,CH2CHCl) 43.디옥신(dioxin) 44.페놀(C6H5OH) 45.베릴륨(Be) 46.프로필렌옥사이드 47.PCBs 48.클로로포름(트리크로로메탄,CHCl3) 49.HCHO(메탄알) 50.아세트알데히드(에탄알, CH3CHO) 51.벤지딘(파라아미노디페닐,H2NC6H4, C6H4NH2) 52.1-3부타디엔(C4H6)
1. 카드뮴 및 그 화합물 2. 시안화수소 3. 납 및 그 화합물 4. PCB 5. 크롬화합물 6. 비소 및 그 화합물 7. 수은 및 그 화합물 8. 프로필렌 옥사이드 9. 염소 및 염화수소 10. 불소화물 11. 석면 12. 니켈 및 그 화합물 13. 염화비닐 14. 다이옥신 15. 페놀 및 그 화합물 16. 베릴륨 및 그 화합물 17. 벤젠 18. 사염화탄소 19. 이황화메틸 20. 아닐린 21. 클로로포름 22. 포름알데히드 23. 아세트 알데히드 24. 벤지딘 25. 1-3 부타디엔.
항목 | 국가환경기준 | 측정방법 |
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아황산가스 (SO2) |
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자외선형광법 (Pulse U.V. Fluorescence Method) |
일산화탄소 (CO) |
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비분산적외선분석법 (Non-Dispersive Infrared Method) |
이산화질소 (NO2) |
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화학발광법 (Chemiluminescent Method) |
미세먼지(PM-10) |
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베타선흡수법 (β-Ray Absorption Method) |
초미세먼지 (PM-2.5) |
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중량농도법 또는이에 준하는 자동측정법 |
오존 (O3) |
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자외선광도법 (U.V.Photometric Method) |
납 (Pb) |
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원자흡광도법 (Atomic Absorption Spectrophotometry) |
벤젠 (Benzene,㎍/㎥) |
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가스크로마토그래프법 (Gas Chromatography) |
지구에 존재하는 전체 오존의 90%는 지상 약 10~50km사이에 있는 성층권내의 오존층에 밀집되어 존재 하고 있습니다. 이 오존층은 태양광선 중 생물체에 해로운 자외선을 95∼99%정도 흡수하여 지구상의 인간과 동식물의 생명을 보호하는 경이로운 보호막 역할을 하고 있어, 이러한 현상은 자연의 오묘한 신비중 하나입니다. 만약, 이 오존층이 없다면 태양으로부터 강력한 자외선이 직접 지표에 도달하여 우리 피부에 닿음으로써 피부암을 일으키고, 자연생태계에 중대한 영향을 미칠 것입니다. 그러나 문제는 1970년 이후부터 오존층의 오존 함량이 계속 감소하고 있는데, 그 원인은 냉장고나 에어컨의 냉매제, 헤어스프레이용 분무제 등으로 쓰이는 프레온가스(CFCs)류에 의해 파괴되고 있기 때문입니다. 이제 우리 모두『보이지 않는 보호막』오존층의 고마움을 깨우쳐 프레온가스 사용을 자제하고, 신규대체물질 개발 등을 적극 추진하여 오존층 보호에 노력하여야 하겠습니다.
지표로부터 10km이내의 대류권에는 나머지 오존 10%가 존재하고 있으며, 오존은 강력한 산화력이 있기때문에 적당량이 존재할 때는 살균, 탈취 등의 작용으로 인간에게 이롭게 사용됩니다. 그러나 오존농도가 일정기준이상 높아질 경우 호흡기나 눈이 자극을 받아 기침이 나고 눈이 따끔거리거나 심할 경우 폐기능 저하를 가져오는 등 인체에 피해를 주기도 하고, 농작물의 수확량 감소를 가져오기도 합니다. 이러한 오존으로부터 피해를 줄이기 위해서는 가급적 자동차 운행을 줄이고, 대중교통시설을 이용하며 장기적으로는 무공해 자동차 개발을 서두르는 것이 무엇보다 필요합니다.
[인체에 미치는 영향]
오존농도(ppm) | 노출시간 | 영향 |
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0.1~0.3 | 1시간 | 호흡기 자극증상 증가, 기침, 눈자극 |
0.3~0.5 | 2시간 | 운동증 폐기능 감소 |
0.5 이상 | 6시간 | 마른기침, 흉부 불안 |
[식물에 미치는 영향]
식물명 | 오존농도(ppm) | 노출시간 | 영향 |
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무우 | 0.05 | 20일(8시간/일) | 수확량 50% 감소 |
카네이션 | 0.07 | 60일 | 개화 60% 감소 |
담배 | 0.1 | 5.5시간 | 꽃가루생산 50% 감소 |
오존층은 지상 생물의 생존을 위해서는 불가결한 존재입니다. 그 이유는 오존층이 유입되는 태양의 자외선을 상공에서 흡수하여 지상 생물에게 해로운 자외선이 쐬이지 않도록 보호하고 있기 때문입니다. 파장 310nm 이하의 단파장 자외선은 생물 세포의 핵산을 파괴하는데, 이 자외선에 대해 오존층은 유효하게 자외선을 흡수하는 작용을 합니다. 그러나 흡수말단의 파장 310㎚ 부근에서는 그 효과가 완벽하지 않기 때문에 그 자외선의 일부가 지상에 도달하여 생물에게 해를 끼칩니다. 이에 대해 생물은 여러 가지 방어 기능을 갖추고 있습니다. 이 자외선이 인체에 미치는 영향에 대해서는 피부암 유발과 피하에서의 비타민D 생성 등 득·실의 양 측면이 알려져 있습니다. 지구상에 누출되는 태양자외선의 양은 상공의 오존량에 따라 민감하게 변합니다. 따라서 오존층은 지상의 자외선 조사량을 좌우하는 환경 인자로 매우 중요합니다.
오존은 산소원자 3개로 구성된 분자이다. 대기 중에서 자외선이나 방전 등의 작용에 의해 산소분자가 산소원자로 분해되고 이 산소원자가 산소분자와 결합해서 오존이 됩니다. 오존층에서는 파장 240㎚ 이하의 단파장 태양자외선이 산소분자를 파괴하는 역할을 합니다. 오존층은 지구의 대기처럼 산소를 많이 함유하는 대기에 특유한 것으로 다른 행성에는 존재하지 않습니다. 지구 대기의 산소는 생물의 광합성작용에 의해 만들어진 것이기 때문에 오존층은 생물 자신이 만들어낸 태양자외선에 대한 방어벽이라고 할 수 있습니다. 지구 역사의 초기 단계에서는 산소의 양이 적었고 오존층은 빈약했으며 지표는 유해한 자외선에 노출되어 있었습니다. 한편 물속은 자외선으로부터 보호되어 있었기 때문에 생명이 발생하여 광합성이 활발해짐에 따라 대기 중의 산소가 많아지고 점점 상공의 오존층이 발달하게 되었습니다. 따라서 자외선의 차단이 유효하게 작용하게 되어 육상은 생존에 적합한 환경이 되고 생명 활동의 무대는 육지로 옮겨져 큰 발전을 보게 되었습니다. 이와 같이 오존층의 발달과 생명 활동 사이에는 밀접한 상호관련이 있었던 것으로 생각됩니다. 대기 중 산소량이 어느 정도까지 증가하여야 오존층의 자외선 차단효과가 생기게 되며 육상 생물의 생존이 가능해지는가 하는 의문에 대한 해답은 이론적인 계산에 의하면, 필요한 오존층을 만들기 위해서는 현재량의 1/100 정도의 산소가 대기 중에 존재하면 충분하다고 합니다. 이 조건이 실현된 시기는 육상 식물이 나타난 고생대 중엽으로 보고 있습니다.
오존층은 대기구조및 기상학에서도 중요한 존재입니다. 오존이 흡수하는 태양자외선 에너지는 상공의 대기를 가열하여 기온의 역전구조를 만들어냅니다. 즉 성층권의 형성은 오로지 오존의 가열효과에 의한 것입니다. 또 오존의 대기 가열효과는 위도에 따라 차이가 있으므로 이 차이를 해소하기 위해 성층권 대기에서도 대기의 대규모 순환운동이 일어납니다. 이 대규모 순환은 하층의 대류권 순환과 함께 일어나며, 이것에 의해 오존은 저위도에서 고위도로 운반됩니다. 따라서 오존 생성이 가장 왕성한 태양에서 가장 가까운 저위도의 상공보다도 고위도의 상공이 농도가 높아집니다. 또한 성층권에서의 오존 수송은 봄에 가장 활발해지기 때문에 계절별로 보면 오존농도는 봄에 높고 가을에 낮아집니다. 대기의 대순환은 기후를 결정하는 요인의 하나이지만, 오존이 대기 대순환과 서로 영향을 미치기 때문에 오존층도 기호 결정인자로서 중요합니다. 또한 오존은 적외선 복사를 강하게 흡수·방출하기 때문에 대기의 열복사에도 영향을 미치는데, 이런 점에서도 기후의 결정인자로서 작용합니다.
오존은 태양의 가시광선과 자외선에 의해 신속하게 분해됩니다. 그러나 이때 생긴 산소원자는 곧 오존을 재생하기 때문에 이 과정에서는 오존의 소실이 일어나지 않습니다. 오존의 소실과 연관되는 반응으로는 산소원자와 오존과의 반응이 있는데 이것은 비교적 느리게 일어납니다. 이와 더불어 질소산화물·수소산화물·염소산화물 등과의 반응에 의해 오존이 파괴됩니다. 이들 산화물은 오존에 비하면 적은 양의 기체 성분이지만, 촉매반응 사이클에 의해 효율적으로 오존을 파괴할 수 있습니다. 태양자외선 작용에 의한 오존의 생성량은 이와 같이 소실되는 오존량과 균형을 유지하고 있으며, 그 결과 안정된 오존층이 형성됩니다.
여러 가지 오염가스에 의해 오존층의 균형이 파괴될 가능성이 커지고 있습니다. 초음속항공기(SST)를 비롯한 항공기 배기 중의 질소산화물 또는 고공 핵폭발 때 생기는 질소산화물 등은 직접 성층권에 투입되는 것들입니다. 스프레이나 냉동기 등에 사용되는 클로로플루오로메탄 등의 플론 CFC6(클로로플루오르카본류를 말하며 상품명은 프레온이다)처럼 지상에서 방출된 오염물질이 성층권에 확산되어 염소산화물로 변할 수도 있습니다. 이 외에도 할론 (消火劑)·사염화탄소·1,1,1-트리클로로에탄·일산화이질소 등이 있습니다. 일산화이질소는 연소 과정의 부산물 또는 질소비료에서도 생기는데, 이것들이 성층권에 확산되어 산화질소로 변합니다. 이들 오염가스가 증가하면 오존의 균형농도를 저하시키는 작용을 합니다. 따라서 오염상태가 장기적으로 계속되면 오존량이 감소되고 지상의 자외선 조사량이 증대합니다. 최근 미국항공우주국(NASA)이 발표한 자료에 따르면 1969∼86년 사이에 오존층의 2.3%가 파괴되었다고 하며, 이런 추세라면 2025년경에는 현재보다 25%가 더 파괴될 것이라고 추정하였습니다. 이렇게 된다면 피부암 발생률의 증가, 작물의 수확량 감소, 생태계에 대한 나쁜 영향 등이 현저해질 것입니다. 또한 기후에도 영향을 미치므로 오염가스와 오존층의 변화 동향에 대해서는 끊임없는 감시가 필요합니다. 따라서 세계 각국에서는 오존층 파괴의 심각성을 깨닫고, 오존층 파괴물질에 대한 연구를 강화하여 적절한 조치를 취할 것을 내용으로 하는 오존층보호에 관한 빈조약을 1985년에 체결하였습니다. 이어 87년에는 파괴물질의 규제를 구체화한 오존층파괴물질에 관한 몬트리올의정서를 채택하였고, 90년 런던회의에서 이를 더욱 강화하는 등 오존층파괴에 따른 위기감에 대한 공통 인식이 확산되고 있습니다. 한편 성층권의 오존은 대기의 대규모적인 요란에 따라 하층의 대류권에 확산되어 오존을 공급합니다. 또, 오존 농도가 높은 공기덩어리가 성층권에서 대류권으로 강하하여 일시적으로 대류권의 오존 농도를 높이는 경우가 있습니다. 이 영향은 지표 부근까지 미치는 경우가 있는데, 대도시에서 멀리 떨어진 지역에서 때로 높은 옥시던트 농도가 나타나는 것은 이 영향에 의한 것으로 생각됩니다.