환경오염(環境汚染, environmental pollution)

환경오염(環境汚染, environmental pollution)

김진국

1. 생태계 평형(生態系平衡, equilibrium of ecosystem)

생태계는 생산자(광합성 작용을 하는 생물), 소비자(동물), 분해자(작은 동물과 미생물), 무기 환경으로 구성되며 이들은 평형을 이룬다.
생태계의 먹이 피라미드 구조가 세월이 지나도 큰 변화 없이 유지될 때 생태계 평형이라 한다. 평형이란 각 생물이 일정한 수준을 유지하는 것으로 태어나는 수(생성되는) 만큼 죽으면(파괴되면) 현재 개체 수는(물질량은) 전과 같이 동일하게 유지된다. 자연의 생태계는 생태계 평형이 유지되어 안정된 상태를 유지한다.
생태계의 평형을 이루게 하는 조절 작용을 보면

첫째, 피식자와 포식자 관계에 의해 다음과 같은 조절이 이루어진다.

․ 토끼 수 증가 → 늑대 수의 증가 → 토끼 수 감소
․ 토끼 수 감소 → 늑대 수의 감소 → 토끼 수 증가

둘째, 피식자와 포식자 관계뿐만 아니라 먹이 그물에 의해 생태계는 평형이 된다.
먹이그물은 하나의 포식자가 어느 하나의 피식자 수가 감소하면 감소한 그 피식자를 포획하기보다는 다른 피식자를 찾는 것이 더 쉬우므로 하나의 피식자를 멸종으로까지 가게 하지 않는다. 줄어들었던 피식자는 다시 숫자가 늘어나 원상태를 회복하게 되는 것이다. 결과적으로 먹이그물이 생태계 평형을 유지시키는 중요한 작용을 하는 것이다.

셋째, 생태계 평형을 유지시키는 요인으로는 기온, 햇빛, 수분, 공기 등의 무기 환경요인을 들 수 있다. 예를 들어 북극지방에서 펭귄의 개체 수는 포식자에 의해 조절되는 것보다 추운 기온 영향으로 부화해서 자라나는 개체 수가 적기 때문이다.
생태계 평형이 유지된다는 말은 각 영양단계의 개체 수가 지난해나 올해나 같은 수로 변함없이 유지되는 것을 말하며, 생태계의 모든 물질이 합성되는 속도와 분해되는 속도가 같다는 것을 의미한다. 즉 물질 순환이 정상적으로 이루어지고 있다는 것이다.

2. 생태계 파괴와 환경오염

생태계의 평형이 깨어졌다는 것은 어떤 영양단계의 개체 수가 급격히 변하여 생태 피라미드가 정상적으로 형성되지 못하는 것이며 이에 따라 물질 순환도 비정상으로 일어난다.
생태계를 파괴시키는 원인은 포식자와 피식자의 양적 평형 파괴뿐만 아니라, 생태계 평형을 유지시키는 기온, 햇빛, 수분, 공기 등의 무기 환경요인이 변화되어도 생태계는 파괴된다.
생물이 합성하고 분해하는 물질뿐만 아니라 인간에 의해 가정, 사회, 공장, 농장 등에서 발생되는 물질(석탄, 석유 분해로 발생하는 물질, 쓰레기 등 유기물질, 다이옥신 등 독성물질, 화공약품, 중금속, 농약 등)이 대량으로 배출되지만 분해는 느리게 일어남에 따라 정상적으로 순환되지 않고, 대기, 흙, 물에 많은 양이 존재한다. 유해한 이들 물질이 생태계에 많은 양으로 존재하면 생물과 무생물에 작용하여 생태계를 파괴하게 되는데 이를 환경 파괴, 환경오염이라 한다.
생태계에서 물질의 순환이 비정상적으로 이루어진다는 것은 어떤 물질이 합성되는 속도와 분해되는 속도가 다르다는 것을 의미한다.

※ 지표종(指標種, indicator species) : 특정지역의 환경오염 상태를 알려 주는 생물종을 지표종이라 한다. 그래서 오염 정도를 측정하는 도구로 이용된다. 지표종은 극히 좁은 환경조건에서만 살 수 있는 특성을 가진 생물종이며 지표종에 속하는 생물을 지표 생물(指標生物, indicator organism, index organism)이라 한다. 예를 들어 지의류(균류와 조류의 공생) 중 어떤 종류는 이산화황(SO2)의 농도가 높으면 살 수 없으므로 지의류가 없어진다는 것은 이산화황(SO2)의 농도가 높다는 것을 나타낸다. 물의 오염 정도를 알려주는 지표 생물종이 있으며 1 급수 지표 생물종이 살고 있는 곳은 일급수라는 것을 알 수 있다.

3. 환경오염의 종류

가. 대기오염

1) 육상의 환경

육상에는 많은 종류의 동, 식물과 미생물이 살고 있다.
생물의 터전이 되는 지각은 암석과 흙으로 구성되어 있는데 흙은 암석의 풍화작용으로 생성된다. 암석이 수 만년 동안 온도 변화에 따라 수축과 팽창을 할 때 암석을 구성하는 물질마다 팽창 계수가 다르므로 암석 성분이 분리되기도 하고, 또 암석 틈 사이로 물이 들어가 얼면 부피가 팽창하므로 쇄기 작용으로 암석을 분리시켜 흙으로 만들기도 한다. 암석에 산성 물질의 작용으로 흙으로 되기도 한다.
그리고, 생물의 무기 영양분인 무기염류(mineral)는 암석이나 흙에 산성 물질이 작용하면 흙이나 암석의 염기성 금속 물질이 중화되어 무기염류로 용출되어 먼저 식물의 영양분이 된다(예, 감람석이 황산과 반응하면 Mg2+가 용출됨, MgSiO4 + H2SO4 + H2O → MgSO4 * 7H2O + SiO2 + H2O, 황산마그네슘은 수용성이고 MgSO4 → Mg2+ + SO42- 로 이온화됨).
특히 식물에 많이 양이 필요한 질소 성분은 번갯불이나 질소 고정 미생물에 의해 고정된 질소화합물과 이들 생물의 사체가 흙에 포함되어 흙 속에 질소성 영양분으로 된다(질소 분자 N2는 강한 3중결합으로 잘 분해되지 않아 생물이 이용할 수 없고 NH3, NO2 등의 질소화합물이 되어야 식물이 흡수하여 이용할 수 있다. 대기 중의 유리질소 N2를 질소화합물로 합성하는 것을 질소고정이라 한다.).
식물은 흙에 뿌리를 고정시키고 흙에서 물과 무기염류를 섭취하여 살아간다. 식물의 영양분은 흙 속의 물에 녹아 있는 무기염류이므로 흙의 성분이나 물의 양, pH 등에 영향을 많이 받는다.
지상에 쌓여 있는 대기는 높이 100Km(대기권)까지 존재하지만 대부분의 대기는 10Km(대류권) 이내에 1 기업의 양으로 존재하며, 구성 성분은 질소 78%, 산소 21%, 아르곤 0.7%, 이산화탄소 0.03%로 질소와 산소가 대부분을 차지하고 있으며 이들의 농도가 일정하게 유지되고 있다.
공기 중의 이산화탄소는 식물의 광합성으로 유기물로 합성되고 호흡으로 다시 이산화탄소로 배출된다. 반대로 산소는 식물의 광합성으로 공기 중으로 배출되고, 다시 공기 중의 산소는 호흡으로 흡수되어 유기물 산화에 이용되어 공기 중으로 이산화탄소로 배출된다. 그러므로 지구상에 동물과 식물이 균형을 이루어야 산소와 이산화탄소의 농도도 일정하게 유지될 수 있다.
사람이 정상적인 활동을 하는데 필요한 대기 속의 산소 농도는 21%, 이산화탄소 농도는 0.03% 정도이다. 사람은 하루에 호흡으로 공기를 15㎏ 정도를 사용한다.
태양빛 에너지는 지구상의 모든 생물 에너지의 원천이므로 지구상의 식물이 받는 태양빛의 양은 중요한 환경요인이 된다.
식물은 태양의 빛 에너지를 화학 에너지(유기물)로 전한 시키는 광합성 작용을 하여 모든 생물에게 광합성으로 전환된 화학 에너지를 공급하며 동물과 미생물은 식물의 광합성 작용으로 전환된 화학 에너지를 이용한다.
물은 태양의 빛 에너지에 의해 순환되는데 육지나 바다의 물이 증발하여 구름이 되었다가 비나 눈이 되어 내린다. 일부는 지하로 스며들어 지하수가 되고, 지표의 낮은 곳에 물이 고여 호소가 되거나 하천이나 강이 되어 흘러간다. 이들은 염분이 낮으므로 담수(0.5 psu 이하, 0.5 ‱이하)라 하며, 이들 대부분은 바다로 흘러들어 농축되므로 바닷물의 염분(약 35 psu, 35 ‱)은 높다(psu, practical salinity unit, 實用鹽分單位, 1/1000).
강수량은 지역이나 계절에 따라 다르고, 육상에 있는 담수는 상대적으로 양이 적으며, 물이 흐르는 지역이나 분포도 고르지 못하여 생물의 생존에 결정적인 요인의 하나가 된다.
중요한 비생물적 환경요인 중 하나인 기온은 태양의 빛 에너지를 받는 양(위도와 계절)과 온실효과에 따라 결정되는데, 같은 양을 받아도 내륙이나 이웃하는 물의 존재 여부에 따라 기온이 다르고, 또 공기 자체가 물보다 비열이 낮아 온도의 변화가 심하다.
생물이 살기에 알맞은 환경에서는 생물의 종이 다양해지고 개체 수가 증가함에 따라 적자생존의 경쟁이 일어나므로 생물 자체가 환경 요인이 된다.

2) 대기오염 물질
일상생활이나 공장에서 각종 물질이 배출되어 대기를 오염시키고 있다. 이들 물질이 생성은 빠르고 분해는 느리게 일어나게 되면 공기 중에 농도가 증가하게 되어 생물에 나쁜 영향을 주어 생태계를 파괴한다.
대기를 오염시키는 물질에는 황산화물(이산화황 등), 질소산화물(N2O(산화질소(Ⅰ), 아산화질소), NO(산화질소(Ⅱ), 일산화질소), N2O3(산화질소(Ⅲ), NO2(산화질소(Ⅳ), 이산화질소)), 일산화탄소, 탄화수소류(메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등), 옥시던트(oxidants, 산화제, 오존 90%, PAN(판, CH3COOONO), 이산화질소 등의 과산화물로 산화제로 작용), 황사와 먼지, 중금속(밀도 5.0g/cm3 이상의 해로운 금속, 비소, 카드뮴, 납, 크롬, 구리, 니켈, 아연, 수은 등) 등이 있다.

3) 대기 오염원
이들 대기오염물질을 배출하는 오염원으로는 화석연료(석유)를 생산하는 정유공장, 난방용 기구(가정, 공장), 자동차 배기가스, 산업용 열 공급 시설, 기타 연소물 소각장 등과 화학공장 및 취급소 등이 있다. 축산 농가, 논밭 등에서는 메탄을 발생시킨다.
대기오염은 석탄, 석유 등의 화석연료 사용, 자동차 배기가스 등에서 나오는 일산화탄소, 탄화수소류, 질소산화물, 황산화물 및 분진 등의 다섯 가지 1차 오염물질과 이들 1차 오염물질 사이에 일어나는 화학반응으로 생긴 2차 오염물질에 의해서 발생된다. 오늘날 서울 등 대도시에서는 대기오염의 80%, 소음의 75%는 자동차에서 발생한다.
가정의 실내에서 취사 연료로 사용하는 LNG(liquefied natural gas, 액화 천연가스)나 LPG(liquefied petroleum gas, 액화 석유 가스)는 청정연료이지만 온도가 대단히 높은 푸른 불꽃으로 연소되면 에너지 효율은 높지만 건강에 해롭다. 연소 온도가 높게 되면 공기 중의 질소가 연소되어 질소산화물이 생성되기 때문이다.
대기오염으로 일어나는 현상으로는 스모그 현상, 온실효과의 강화로 일어나는 지구 온난화 현상, 기온 변화에 의한 농작물 수확량 감소, 자외선에 의한 동식물의 피해와 기온의 변화, 산성비로 인한 식물 생산량 감소(엽록체 파괴, 식물 고사)와 금속 및 건물의 부식(대리석 및 콘크리트), 물고기 죽음, 봄에 발생하는 국내 및 몽고와 중국 발 황사, 연료 등의 연소로 발생하는 미세먼지(질산염(NO3-), 암모늄 이온(NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이온, 탄소 화합물, 금속 화합물 등의 성분으로 이루어짐. 중국 발 30%), 화학 물질의 독성에 의한 인체 건강장애(호흡기 질환-새집 증후군, 폐렴 결막염, 대사 장애, 정신이상, 노이로제 등) 등이 있다.

4) 스모그(smog)

스모그(smog)는 연기와 안개의 합성어로 공장이나 자동차, 가정의 굴뚝에서 나온 매연이 안개와 혼합되고 역전층(逆轉層, inversion layer, 위층의 온도가 아래층보다 높은 상태)을 형성하여 흩어지지 않고 오랫동안 한곳에 머물러 있으므로 생물에 큰 피해를 주게 된다.
스모그에는 런던형 스모그와 광화학 스모그라 불리는 로스엔절레스형 스모그가 있다.
런던형 스모그는 공장과 가정에서 석탄이 연소될 때 나오는 매연(탄소, 황산화물 등), 아황산가스(SO2, 이산화황), 일산화탄소(CO) 등이 안개와 합쳐지면서 만들어진다. 이중 아황산가스는 허파나 기도에 손상을 주어 호흡기 질환을 일으키기도 한다.
광화학스모그(photochemical smog)는 자동차의 배기가스 등에서 나오는 이산화질소와 탄화수소가 대기 중에서 농축되어 있다가 자외선에 의해 산화력이 큰 옥시던트(oxidants, 산화제, 오존, 알데히드, 판(PAN, CH3COOONO), 이산화질소 등과 같은 산화제)를 2차적으로 발생시키는데, 옥시던트 가운데 주요한 것은 오존이며 전체 발생량의 90%를 점유한다. 즉 태양광선 중 자외선에 의해 이산화질소의 산소가 원자 상태로 분리(NO2→ NO+O) 되고 이들이 산소와 결합(O+O2→O3) 하여 오존이 된다. 옥시던트, 탄화수소류, 황산화물 등이 물질들이 섞여서 안개가 낀 것처럼 변하는 현상을 광화학스모그라 한다. 이 현상이 일어나면 눈과 목의 점막을 자극하고 심할 때는 눈병과 호흡기 질환을 일으킨다. 또한 식물의 성장을 방해하며 삼림을 황폐시키고 고무제품도 부식시켜 내구성을 떨어뜨린다,
스모그를 방지하기 위해서는 화석연료의 사용을 줄여야 한다. 청정연료(LPG. LNG)의 사용을 확대하고 연탄, 고유황유 연료의 사용을 절제해야 하며 정유공장에는 탈유황 시설을 하여 저유황유를 공급해야 한다.

* 탈황(脫黃, desulfurization) 시설

공장, 화력발전소 등에서 화석연료(化石燃料, fossil fuel)의 사용으로 발생하는 이산화황(SO2)을 제거하는 시설을 탈황시설이라 한다.
탈황장치의 원리는 연소시설에 탄산칼슘(CaCO3)과 물을 뿌려주어 이산화황(SO2)을 제거하는 것이다.
연소시설 속에 넣어준 탄산칼슘(CaCO3)은 산화칼슘(CaO, 생석회)과 CO2로 분해되고 분해된 산화칼슘(CaO, 생석회)은 이산화황(SO2)과 결합하여 아황산칼슘(CaSO3)이 생성된다. 그다음 아황산칼슘(CaSO3)은 산소와 반응하여 황산칼슘(CaSO4)이 생성되는데 그동안에 위에서 물을 뿌려서 아황산칼슘이나 황산칼슘을 용해시켜 제거한다. 이때 탄산칼슘(CaCO3) 등의 미세한 고체는 물과 함께 바닥에 가라앉아서 굴뚝을 통하여 배출되지 않는다.

* 디젤 자동차 배기가스 저감장치

디젤 자동차에는 발생되는 유해 배기가스를 줄이기 위해 배기가스 저감장치를 설치한다.
디젤 자동차 배기가스 저감장치에는 SCR(선택적 촉매 환원법), EGR(배기가스 재순환 장치), DPF(디젤 미립자 필터) 등이 있다. SCR은 촉매, EGR은 순환, DPF는 필터를 통해 배기가스를 줄이는 장치다.
SCR(선택적 촉매 환원법)은 Selective Catalyst Reduction, 선택적 촉매 감소 기술)의 약자이다. 요소수라고 부르는 암모니아(NH3) 수용액 또는 요소(우레아, urea, CH4N2O, CO(NH2)2) 수용액을 배출가스에 분사시켜 촉매 반응을 통해 질소산화물(NOx)을 물(H2O)과 질소(N2)로 변환시키는 장치이다. 이는 질소산화물(NOx) 뿐만 아니라 엔진에서 다량 발생하는 일산화탄소를 줄인다.
EGR(배기가스 재순환 장치)는 Exhaust Gas Recirculation)의 약자로, 엔진에서 연소된 배기가스 일부를 다시 엔진으로 재순환시켜 연소실 온도를 낮추고, 이로 인해 질소산화물 생성을 억제하는 저감 장치이다. 질소산화물(NOx)의 생성은 연소온도가 2000℃를 넘으면 급격히 증가하므로 질소산화물(NOx) 생성을 감소시키기 위해서는 연소 최고 온도를 낮추어야 한다.
그래서 배기가스를 재순환시키면 연소실 온도가 낮아지고 이 과정에서 질소산화물(NOx)의 생성이 감소되는 원리다.
DPF(디젤 미립자 필터)는 Diesel Particulate Filter)의 약자로, 디젤이 제대로 연소하지 않아 생기는 탄화수소 찌꺼기 등 유해물질을 모아 필터로 걸러낸 뒤 550도 고온으로 다시 태워 오염물질을 줄이는 저감 장치다.

5) 산성비

빗물의 산도(pH)가 5.6 이하인 비를 산성비라 한다.
보통의 비는 대기가 깨끗한 지역에서 pH 5.6 ~ 6.5 정도의 약산성을 띠고 있지만(공기 중에 있는 0.03% 농도의 이산화탄소 용해로 약산성인 pH 5.6의 탄산 형성, pH 5.6 ~ 6.5로 높은 것은 공기 중에 있는 먼지, 모래에 있는 금속입자 등의 염기성 물질과 중화작용에 의함, 예시, 감람석이 황산과 반응하면 Mg2+가 용출됨, MgSiO4 + H2SO4 + H2O → MgSO4 * 7H2O + SiO2 + H2O, 황산마그네슘은 수용성이고 MgSO4 → Mg2+ + SO42-로 이온화됨) 화산 폭발과 같은 자연 오염원이나 산업화, 도시화에 따라 화석연료의 대량 사용으로 SO2, NO2 등의 물질이 대기 중으로 배출되어 빗물이 강산성을 띠게 되었다.
산성비의 생성과정을 보면 다음과 같다.
비가 대기에 떠있는 동안 물질들이 용해된다. 산성비의 원인으로는 자동차(엔진의 실린더가 고온이므로 기름 속의 질소 성분이나 공기 중의 질소가 산화됨)에서 배출되는 질소산화물과 공장이나 발전소, 가정에서 사용하는 석탄, 석유 등의 연료가 연소되면서 나오는 황산화물이 대기 중에 있는 물방울과 만나 황산이나 질산으로 변하기 때문이다. 즉 산성비의 주요 원인 물질은 우리가 소비하는 석유가 연소할 때 많이 발생되며, 특히 질소산화물은 자동차 연료가 고온으로 연소할 때 공기 중의 질소가 산화하여 생성된다.
산성비로 인한 피해는 대부분 pH 5.0 이하에서 나타나는데 산성에 약한 물고기 종류에서 그 영향이 제일 먼저 나타난다. 땅에 산성 물질이 쌓이면 그 땅에서 자라는 미생물이 죽게 되고, 미생물에 의한 유기물의 분해가 되지 않으면 식물의 무기 영양 공급에 문제가 발생한다. 식물이 산성비를 맞으면 고사하거나 잎의 엽록체가 파괴되고 엽록소 등 색소가 산에 반응하여 탈색된다.
금속 구조물이나 탄산칼슘이 주성분인 콘크리트 구조물은 산에 부식된다(• 탄산칼슘과 황산의 반응식 :
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2↑
• 탄산칼슘과 염산의 반응식 :
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑).
암석에는 염기성 물질(K, Ca, Mg, Na 등)이 풍부함으로 산성 물질(SO2, NO2, Cl2, CO2 등)이 들어오면 중화반응을 일으켜 녹는다. 그래서 유용한 무기염류가 용출되어 물과 함께 떠내려가 버릴 수도 있고 중금속이 용출되어 먹이연쇄를 따라 생물농축을 일으킬 수도 있다(예, 감람석이 황산과 반응하면 Mg2+가 용출됨, MgSiO4 + H2SO4 + H2O → MgSO4 * 7H2O + SiO2 + H2O, 황산마그네슘은 수용성이고 MgSO4 → Mg2+ + SO42-로 이온화됨).
물에도 염기성 물질이 많이 녹아 있으므로 산성비가 강하지 않다면 큰 피해는 없다.

6) 환경호르몬(내분비계 교란 물질, Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs).

다이옥신, 일산화탄소, 아세틸렌, DDT, BHC 등 분해과정에서 생성되는 산물이 호르몬과 유사할 경우 호르몬으로 작용하거나 호르몬 작용을 방해하는 물질을 유사 호르몬, 내분비계 교란 물질, 환경호르몬이라 한다.
DDT, BHC : DDT, BHC는 분해되는 과정에 여포 호르몬인 에스트로겐과 유사한 물질을 생성한다. 그래서 남성의 몸에 DDT, BHC가 축적되면 남성의 생식 기능을 약화시키는 등의 부작용을 일으킬 수 있다.
일산화탄소(CO), 아세틸렌(C2H2) : 에틸렌(C2H4)은 식물호르몬으로 암꽃, 수꽃의 꽃 피는 순서, 과일의 성숙 및 노화, 몸체의 왜소증 등에 관계한다. 그런데 일산화탄소(CO), 아세틸렌(C2H2)도 에틸렌(C2H4)과 비슷한 작용을 한다. 그래서 공기 중에 일산화탄소(CO), 아세틸렌(C2H2)의 농도가 높아지면 식물에 유사 호르몬으로 작용한다.
다이옥신 : 다이옥신은 염소가 결합된 2개의 벤젠고리가 2개의 산소에 의해 결합된 유기화합물로 독성이 매우 강한 물질이다.
염소가 포함된 유기물질을 저온에서 불완전 연소시킬 때 발생하므로 수분이 많은 상태로 소각시키면 매우 많이 발생한다. 우리 주변의 PVC(polyvinyl chloride), 종이 등 대부분의 물체에 염소가 포함되어 있으므로 불완전한 소각장에서 쓰레기를 태우면 위험한 것이다. 그리고 페녹시(알콕시기, alkoxy group, R-O) 계통의 제초제, 염화페놀(클로로페놀, chlorophenol) 등을 합성하는 과정에서도 다이옥신이 발생된다. 다이옥신은 공기 중으로 확산되는데 이를 식물과 동식물이 흡수하면 생물농축을 일으킨다. 사람도 호흡과 음식물로 다이옥신을 받아들이게 되는데 농도가 높은 음식물과 공기를 계속 먹고 마시면 몸에 농축되며 세포의 막을 통과하여 핵 속의 DNA에 작용할 수 있어 돌연변이로 암을 일으킬 수도 있다.

7) 오존층 파괴
대기권에 있는 성층권에는 자외선을 차단하는 오존층이 있다. 오존층은 태양에서 오는 자외선 C에 의해 산소를 온존으로 변환시키고, 태양에서 오는 자외선 B에 의해 오존이 산소로 분해된다. 그 결과 일정한 두께의 오존층이 유지된다. 이런 광화학반응(photochemical reaction)이 일어나 오존층 두께가 일정하게 유지된다면 자외선 B, C가 모두 오존의 합성과 분해를 일으키는 광화학반응에 이용되므로 지상으로 내려오지 않는다. 지상에서 생물체에 피해를 주는 강한 자외선인 두 종류의 자외선 B, C 모두가 오존층에서 차단되는 것이다. (자외선의 종류에는 제일 약한 자외선 A, 자외선 B, 제일 강한 자외선 C가 있으며 자외선 A는 지상으로 대부분 내려오는데 파장이 길어 피부 깊숙이 침투하지만 피부를 태우는 정도로 작용하고 피해는 별로 없다. 자외선 B는 파장이 짧아 피부 깊숙이는 침투하지 못하고 피부 표면에 작용하여 피부암 등을 일으킨다. 호주에서는 공기가 맑아 자외선 B가 지상에 많이 도달하게 되고 이 자외선 B에 의해 토끼의 눈에 백내장이 일어나 눈을 사용할 수 없는 토끼가 많다. 오존층 외에도 공기를 오염시키는 물질은 자외선 B를 일부 흡수한다. 자외선 C는 파장이 가장 짧아 위험하지만 산소 분해 반응에 이용되므로 대기 중에 산소가 있는 한 지상에 거의 도달하지 않는다.)
냉매(冷媒, refrigerants)나 발포제(發泡劑, blowing agent)로 많이 사용되었던 CFCs(프레온 기체)가 오존층에 도달하면 오존을 분해하여 산소로 변화시키는 촉매작용을 한다. 오존층의 오존이 CFCs의 촉매로 분해되어 오존층이 얇아지면 통과하는 자외선 B를 모두 흡수하지 못하므로 반응하지 못한 자외선 B는 지상에 도달하여 많은 피해를 준다. 강한 자외선인 자외선 B는 공기오염, 미생물, 식물의 생산량 감소, 동물, 백인의 피부암 발생 및 각종 물질에 피해를 준다.
침구류를 햇빛에 소독하는 것은 자외선의 살균, 살충작용을 이용하는 것이다.

8) 지구온난화(地球溫暖化, global warming)

대기에는 온실효과(溫室效果, greenhouse effect)를 일으키는 성분이 있다.
대기 중에 있는 물, 이산화탄소, 메탄, 산화질소류(N2O(산화질소(Ⅰ), 아산화질소)), CFCs(프레온) 등은 온실 효과(지구로 들어오는 빛 에너지는 통과시키고, 지구 밖으로 나가는 열에너지를 흡수하여 지구를 다시 가열함)를 일으키므로 온실기체라 한다(수증기가 온실효과는 제일 높지만 자연적인 것이므로 온실기체에서는 제외). 그래서 지구는 온실효과가 없는 달과는 달리 연평균 기온이 15℃(달 : -18℃)로 높다. 본디 온실효과는 지구를 따듯하게 하는 중요한 역할을 한다. 그런데 석탄, 석유 등 화석 연료의 사용으로 이산화탄소 등의 온실기체(온실효과를 일으키는 물질)의 배출이 증가됨에 따라 옛날보다 온실효과가 증가되었다. 그래서 지구의 평균 기온이 상승하고 있는데 이를 지구 온난화라 한다.
지구온난화의 결과로 해수면의 상승, 폭염, 한해, 폭풍, 폭우, 가뭄, 태풍 등의 기후변화, 홍수와 가뭄 등의 불규칙한 변화로 인한 물 부족, 생태계가 아열대 기후로 변함에 따라 농작물의 수확 문제, 어류 이동, 열대 전염병 등의 문제가 발생할 수 있다.

9) 새 아파트 증후군
도시의 발달로 좁은 토지의 이용성을 높이고 건축 기술의 발달로 집이 밀집하게 되고 특히 고층 아파트의 신축이 증가하고 있다.
현대의 아파트는 건축 자재의 다양화, 특히 친 자연 자재보다는 값이 헐하고 세련되며 규격화된 화학자재들이 많이 사용되기 때문에 유해한 기체가 많이 발생하고 있으며 에너지 절약을 위한 건물의 밀폐화로 공기 순환이 어렵게 되어 있다.
자동차 수의 증가로 인한 소음과 배출가스가 도로에서 건물로 사방에서 엄습해온다.
고층 아파트의 실내 공기는 실내 환경오염 기준치를 초과하며 공기의 순환이 잘 안되는 1~4층과 16층 이상 아파트에 오염이 심하며 그중에서도 주방의 오염도는 더욱 심하다. 특히 신축 아파트의 실내에는 국제 기준의 최고 10배에 이르는 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic compound, 트리할로메탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌 등 휘발성 유기할로겐화합물, 방향족화합물 벤젠 등)이 측정된 곳도 있다. 이들 휘발성 유기화합물은 건물 신축 후 6개월이 되었을 때 제일 많이 배출된다고 한다. 그래서 새 아파트로 이사 가면 새집 증후군을 앓는 사람이 생길 수도 있다. 새집증후군의 증세로는 눈이 따갑거나 건조하게 되고 이어서 잦은 기침, 발진이나 가려움, 코 막힘, 콧물, 두통이나 구역질, 심하면 호흡곤란을 느낀다.

10) 악취
악취란 사람들에게 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새를 말한다. 악취를 일으키는 물질은 황화수소(H2S), 메르캅탄류(mercaptan, thiol, R−SH 형의 황화합물), 아민류(amine, 암모니아의 수소 원자를 탄화수소기로 치환한 화합물) 등이며, 배출원에는 악취 물질을 원료로 하는 제조 공장이나 농축 산업장, 하수 분뇨 처리장, 화장터, 쓰레기 매립장 등이다.

나. 물의 오염

1) 물속 환경

물속 환경은 지각 위에 물로 채워진 것이다.
공기에서와는 달리 물은 밀도(1g/㎤)가 크기 때문에 물속에서는 부력이 크고, 저항이 크다. 부력이 크면 물 위로 떠오르므로 물속에서 생활하기 위해서는 고착해야 하고, 그렇지 않으면 부유 생활을 하는 방법이 있다. 밀도가 크기 때문에 저항도 크다. 저항 때문에 물속에서는 이동이 어려우며, 식물은 물의 이동에 휩쓸려 부러지기 쉬우므로 몸체가 유연하여야 하는 등 지상의 공기 중의 환경과 매우 다르다.
물은 기체의 용해도가 낮아 녹아 있는 기체의 량이 많지 않으며, 온도가 증가할수록 기체의 용해도는 낮아진다. 지상에서는 공기로 싸여 있으므로 공기의 소중함을 모르지만 물속에서는 물의 기체 용해도가 낮아 산소와 이산화탄소의 공급이 중요한 문제이다. 물속의 공기 공급, 특히 산소는 대부분 공기 중의 산소가 녹아들어 가는 것이다. 그래서 흘러가는 물은 산소가 많이 녹아들어 간다. 물이 흘러가는 것은 물이 굴러가는 것이므로 저어주는 효과와 같다.
그 외에도 물에 녹아 있는 기체의 양이나 pH, 무기물과 유기물의 양과 이들 양의 변화 등의 문제가 있다. 특히 바닷물은 민물에 비해 염분(염류의 농도)이 높다. 민물고기가 바다에 살지 못하거나, 바닷물고기가 민물에 살지 못하는 것은 체내의 삼투압을 일정하게 유지할 수 없기 때문이다. 바닷물은 염류의 농도가 높아 삼투압이 강하고 민물은 삼투압이 약하므로 고기들이 사는 곳을 이동해서 살아가기 위해서는 삼투압 유지에 많은 에너지가 필요하다.
수온은 태양의 빛 에너지 공급받는 양(위도와 계절)에 따라 다르지만, 물의 비열이 크므로 온도 변화가 작고 천천히 일어난다. 바다의 수온은 해류의 영향을 받기도 한다. 바다의 깊이에 따라 수온이 같은 층을 이룬다.
유기물이 많으면 동물성 생물이 증식하지만 너무 많으면 증식이 심하여 산소 부족 현상을 일으키며, 호기성 생물이 없어지면 혐기성 생물에 의해 일부 유기물질의 분해가 천천히 일어난다.
유기물이 분해되거나 무기물질이 유입되어 물속에 식물의 영양분인 영양염류(무기염류)의 양이 많아지면 식물이 번성할 수 있고 이들을 먹이로 하는 물고기 등의 번식이 활발해지지만, 너무 많으면 적조 현상이 나타나고 적으면 영양분 부족으로 결핍증이 나타나거나 살지 못한다.
물의 깊이에 따라 도달하는 빛의 파장이 다르다. 물은 적외선뿐만 아니라 붉은색의 빛도 일부 흡수한다. 물이 적외선을 흡수하는 것은 물의 진동수와 적외선의 진동수가 거의 일치하기 때문에 공명으로 에너지를 흡수한다.
그래서 물의 깊이에 따라 즉 도달하는 빛의 파장에 따라 녹조, 갈조, 홍조류가 살게 된다. 식물은 보색 관계로 빛을 흡수하므로 붉은색의 빛이 많이 들어오는 얕은 곳에서는 녹조가 살고 붉은색의 빛이 들어오지 않는 깊은 곳에서는 홍조류가 산다. 물속 깊이 들어갈수록 빛이 흡수되어 빛의 양은 줄어들고 일정 깊이 아래에서는 빛이 없어 식물이 살 수 없다(열수가 솟아나는 곳 등에서는 화학합성 생물 등의 생물이 살고 있음).
물의 상태를 나타내는 용어로는 용존 산소량(DO), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD)이 있다. 용존 산소량(DO)이란 물 1L 속에 녹아 있는 산소량을 나타내는 것이며 호기성 세균과 동식물은 용존 산소량이 일정 수준 이상이라야 살 수 있다. 생물화학적 산소요구량(BOD)이란 물에 있는 유기물을 호기성 세균이 분해할 때 필요한 산소량을 말한다. 생물화학적 산소요구량(BOD)은 물속에 유기물이 많으면 이들을 분해하는데 많은 산소가 필요하므로 결국은 생물화학적 산소요구량(BOD)이 높다는 것은 물속에 유기물이 많다는 것을 의미한다. 화학적 산소요구량(COD)도 생물화학적 산소요구량(BOD)과 마찬가지로 물속의 유기물량을 나타내는 것이지만 호기성 미생물이 분해할 때 필요한 산소량이 아니라 화학약품으로 분해시킬 때 필요한 산소량이다. 물속에 농약이나 중금속 등이 들어 있어 호기성 미생물이 살지 못한다면 생물화학적 산소요구량(BOD)은 구할 수 없으므로 화학적 산소요구량(COD)을 구하여 사용할 수 있다. 생물화학적 산소요구량(BOD) 측정은 측정할 장소에서 수집한 물을 둘로 나누어 하나는 즉시 용존 산소량(DO) 값을 측정하고 다른 하나는 20℃의 항온기에 넣어 암소에 5일 동안 두었다가 용존 산소량(DO) 값을 측정한 다음 첫날 측정한 용존 산소량(DO) 값에서 5일 후 측정한 용존 산소량(DO) 값을 제하면 생물화학적 산소요구량(BOD) 값이 된다. 즉 유기물이 완전히 분해될 때까지 필요한 산소량을 구하는 것이 아니고 5일 동안 분해되는데 필요한 산소량을 측정하는 것이다.

2) 물 오염 물질

물의 오염이란 가정에서 버리는 생활하수, 산업 활동으로 발생하는 산업폐수, 농촌의 농․축산 폐수 등이 정화되지 않고 하천이나 호수로 유입되어 물을 오염시키는 것을 말한다. 물을 오염시키는 오염물질은 유기물, 농약, 화학약품, 중금속 등이 있다.

3) 물의 오염원
유기물을 배출하는 오염원으로는 생활하수를 많이 발생시키는 도시 가정, 가축의 분뇨를 배출하는 축산농가, 폐유를 배출하는 공장 등은 주로 유기물을 대량 방출하는 오염원이며, 농약의 오염원은 농촌의 논밭이며, 중금속의 오염원은 산업폐수를 방출하는 공장, 바다의 유출 사고를 일으키는 배 등이다.
유기물 배출은 가정에서 배출하는 생활하수가 하루 평균 1인당 약 400ℓ~ 500ℓ정도로 가장 많고, 야영지, 낚시터, 유원지, 수상시설 등에서도 문제를 일으킨다.

4) 물의 자정(자연정화) 작용
물에 어떤 오염물질이 적정량으로 조금 유입되면 자정작용(자연정화, self-purification)으로 깨끗이 된다. 즉 흘러가는 물에 오염물질이 유입되면 오염물질이 많은 양의 물에 희석(농도가 낮아짐) 되기도 하고, 침전되기도 하며, 물질에 걸려 여과되기도 하는데 이를 물리적 자정작용이라 하고, 물에서 오염물질 간에 상호작용으로 반응하거나, 물속의 산소로 산화되거나, 햇빛에 의해 반응이 일어나거나 하여 분해 및 합성반응이 일어나는데 이를 화학적 자정작용이라 하며, 물에 있는 미생물에 의해 유기물이 분해되어 물이 깨끗하게 되는 것을 생물학적 자정작용이라 한다.

5) 유기물에 의한 하수 오염

만약에 많은 양의 유기물이 하수에 유입되면 하수의 동물성 미생물이 증식되고 미생물이 증식되면 산소가 부족하게 된다. 물속에 산소가 부족하게 되면 호기성 미생물이나 수생동식물이 대부분 죽는다. 산소가 부족하고 유기물이 풍부한 물속에는 혐기성 미생물이 증식하여 유기물의 부패를 일으키는데 이때 악취와 독 물질이 생성되어 다른 생물을 또 죽게 만든다. 혐기성 미생물에 의한 분해는 속도가 느리므로 자정되는 양이 많지 않다. 이와 같이 독이 없는 유기물의 대량 유입에 의해서도 자정작용이 없어지는 죽은 하수가 되어 버린다.

6) 유기물에 의한 시내, 강, 호수의 오염
강물이나 시냇물에 유기물이 오염된 하수가 유입되는 것과 같이 많은 양의 유기물이 유입되면 BOD(생물화학적 산소 요구량)가 급격히 증가한다. 조금 더 내려가면 이들 유기물을 먹이로 하는 호기성 미생물 등의 동물성 생물이 급격히 증가하므로 용존 산소량(DO)이 부족하게 된다. 산소 농도가 낮아져 생물에 치명적이 되면 호기성의 미생물 및 동물은 대부분 죽고 혐기성 미생물이 증식하여 부패하게 된다.
유기물이 강물과 함께 내려가는 동안 침전되고, 희석되고, 혐기성 미생물에 의해 일부 분해된다.
그런데 물속에 산소가 공급되면 호기성 생물이 살 수 있고 유기물이 대량으로 분해될 수 있으므로 산소의 공급이 중요하다. 수중의 산소는 대부분 공기 중의 산소가 녹아들어 가는 것이다. 특히 흘러가는 물은 산소가 많이 녹아들어 간다. 물이 흘러가는 것은 물이 글러가는 것과 같으므로 저어주는 효과와 같다.
그래서 물이 흘러가게 되면 산소가 많이 녹아들게 되므로 호기성 미생물에 의해 수중의 유기물이 분해되고 무기염류(영양염류)가 분리되어 나온다. 물속에 영양염류의 양이 증가하면 식물성 미생물 및 식물이 번식하여 증가한다. 식물성 플랑크톤이 증가하면 이들을 먹이로 하는 동물성 플랑크톤이 증가하게 되는 것이다. 식물의 광합성 작용으로 수중의 산소 농도(DO-용존 산소량)가 증가하고, 풍부한 먹이(플랑크톤)로 고기들이 다시 살 수 있게 된다. 이와 같이 물이 흘러가는 동안 자정작용이 일어난다.
강이나 호수에 쓰레기 같은 유기물이 유입되었을 때 동물성 미생물이 충분히 번식하여 분해하면 무기물질 즉 영양염류가 많이 생성된다. 유기물이 분해되거나 다른 곳의 영양염류가 유입되어 민물에 영양염류 물질들이 과다하게 되면 식물성 플랑크톤이 급격히 증식되어 녹조현상을 일으켜 동식물이 죽게 되고 이들이 부패하면 독성 물질이 생성되므로 수돗물이 위험하게 된다.
세제를 과다하게 사용하면 발생한 거품이 물을 따라 내려갈 때 물 표면을 덮으므로 햇빛의 통과를 막으므로 물속의 식물이나 식물성 플랑크톤이 광합성을 못 하게 되고, 공기 중의 산소가 녹아들지 못하므로 물의 산소 농도를 감소시키며, 또 세제 속에는 인 성분이 많이 포함되어 있으므로 물에 영양염류를 넣어주는 결과를 낳아 물속의 식물이나 식물성 플랑크톤의 증식을 가져와 녹조현상을 일으킬 수도 있다.

※ 녹조(綠潮, water bloom)

강, 호수, 시냇물 등에 햇빛이 강해지고 수온이 올라가고 인 등의 영양염류(營養鹽類, nutritive salts)가 풍부해지는 부영양화가 되면 남조류(남세균, Microcystis aeruginosa 등, 주원인, 이분법(이분열법), 접합으로 번식), 녹조류(green algae) 등이 대량으로 번식함에 따라 물속으로 들어오는 햇빛이 차단되어 광합성은 일어나지 않고 호흡만 일어나 산소부족으로 물속 깊은 곳의 생물이 죽고 이들이 부패함에 따라 산소가 완전히 고갈되고 독소가 발생하여 물속의 대부분의 생물이 죽고 식수로 사용하기 어렵게 된다. 녹조를 일으키는 남조류 중 마이크로시스티스(Microcystis), 아나배나(Anabaena), 오실라토리아(Oscillatoria), 아파니조메논(Aphanizomenon) 등 4종은 역한 냄새와 독소 물질을 배출하는 유해 남조류(남세균)이다. 어떤 남세균은 마이크로시스틴(microcystin)이라는 간 독소나 아나톡신(anatoxin-a)과 같은 신경독소를 생성하기도 한다.

7) 유기물에 의한 바다 오염
바다를 오염시키는 물질 중에서 가장 심각한 것은 유기물, 질소나 인 등 플랑크톤의 영양분이 되는 영양염류 물질과 기름이다.
바다에 쓰레기 같은 유기물(유기물에는 무기물이 결합되어 있음)이 유입되면 동물성 미생물이 먹어서 분해하면 유기물 성분은 분해되어 물과 이산화탄소로 되고 무기물질 즉 영양염류가 많아진다. 바다에 영양염류 물질들이 과다하게 되고 온도가 증가하면 플랑크톤이 급격히 증식되어 적조현상을 일으켜 큰 피해를 준다.

※ 적조(赤潮, red tide)

바닷물에 영양염류가 많고, 고온으로 온도가 알맞을 때(수온 20~27도), 식물성 플랑크톤(부유생물)인 조류가 대량 번식하여 물색이 그 조류의 색깔과 같은 색을 띠게 되는데, 민물에서는 녹색을 띠는 녹조(민물은 깊이가 얕아 적색광이 충분히 들어가므로 녹조가 대부분임)가 대부분이고 바다에서는 붉은색, 갈색, 검붉은 색을 띠는 적조(상대적으로 깊은 곳에도 살 수 있는 조류는 녹색보다는 갈색, 적색을 띠게 됨)가 대부분이다.
영양염류가 풍부하여 조류가 번식을 하면 조류는 어류의 먹이가 되므로 어류의 생산성이 높아진다.
그런데 조류가 폭발적으로 번식하여 증식되면 햇빛을 받을 수 있는 식물(조류)은 제한되고 대부분의 식물(조류)은 햇빛을 받을 수 없으므로 광합성을 못하고 호흡만 하므로 물에 산소가 부족하여 조류뿐만 아니라 바닷물에 사는 호기성 생물은 모두 호흡을 못해 죽게 되며 이들이 혐기성 생물에 의해 부패될 때 발생하는 독소 등으로 모든 생물에 치명적인 위험이 된다. 더군다나 어떤 조류는 독성 물질을 생성하여 보유하고 있으므로 이들을 섭취한 동물이 바로 죽을 수도 있다.
적조현상을 일으키는 규조류, 홍조류, 편모조류 등 여러 종류의 조류 중 우리나라 근해에서 생물에 치명적인 피해를 주는 종류는 코클로디니움(Cochlodinium)이라는 편모조류이다. 코클로디니움이라는 편모조류는 단세포 생물로 붉은색 계통의 카로티노이드라는 색소를 가지고 있다.
그런데 조류가 폭발적으로 번식(이분법, 이분열법)하여 적조현상을 일으키기 위해서는 빠른 양분 공급이 필요하다. 광합성을 하여 살아가는 종류로 알려졌던 와편모류, 섬모류인 메소디늄 루브룸 로만(Mesodinium Rubrum Lohmann 1908) 등은 작은 세균이나 다른 식물 플랑크톤을 잡아먹는 동물과 같은 혼합 영양이므로 쉽게 많은 영양분을 공급받아 폭발적인 증식이 일어날 수 있는 것으로 밝혀졌다. 적조는 수온이 22도 이하로 낮아지거나 태풍이 불어 바닷물이 섞이면 사라진다.
적조 피해를 막기 위해서 바다에 찐득한 황토를 넣어 적조에 부착시켜 가라앉게 한다. 바닷물에는 소금이 있어 이온 작용으로 황토를 응집시켜 쉽게 침전되게 한다. 그러데 이는 일시적으로 효과를 볼 수는 있지만 조류의 영양분인 무기염류를 공급해 주는 것이 되므로 장기적으로는 좋지 못하다.

8) 기름에 의한 바다 오염

바다를 오염시키는 가장 큰 오염원은 기름이다. 유조선이 빈 배로 돌아갈 경우 배의 중심이 높아져 파도에 기울어지는 경우가 많으므로 물을 채워서 배가 파도에 휩쓸리는 것을 막는다. 도착하면 기름을 다시 채우기 위해서는 물을 빼고 청소를 하여야 하는데 이때 나오는 기름만도 연간 100만 톤이나 된다. 그뿐만 아니라 유조선의 충돌도 잦게 일어나 기름 유출이 심하다.
유출된 기름은 수면 위를 얇은 막을 형성하여 퍼진다. 바닷속에 빛 에너지 공급을 막아 식물의 광합성을 못 하게 하며, 공기 중의 산소가 물에 녹아드는 것을 방해한다. 따라서 수중의 생물은 모두 죽게 된다. 기름을 제거하는 작업을 하여도 많은 양의 기름이 바닷물과 섞여 원유보다 10배나 무겁고 큰 끈적끈적한 떡 같은 덩어리 상태로 가라앉는데 다시 이들이 분해되는 과정에 떠올라 2차적인 피해를 준다.

9) 중금속 및 농약 오염

중금속(밀도 5.0g/cm3 이상의 금속 중 피해를 주는 금속)이나 농약과 같이 분해가 잘 안되고 지방에 잘 결합되어 체외로 배출이 잘 안되는 물질은 생물 농축을 일으킨다.
논에 농약을 치면 물의 농약 농도는 낮아도 식물성 플랑크톤의 체내 농도는 물의 농도의 10배가량 높아지고 이를 잡아먹는 동물성 플랑크톤에 체내 농도는 식물성 플랑크톤 농도의 10배가량 높아지며, 동물성 플랑크톤을 잡아먹는 작은 물고기는 더 높아지고 큰 고기는 더욱 높아지며 최종적으로 큰 고기를 잡아먹은 물새는 체내의 농약 농도가 치명적으로 높아져 죽게 된다.
미나마타병(수은 중독) : 일본 구마모토현 마나마타 시에 있는 신일본 질소비료 미나마타 공장에서 1932년부터 메틸수은이 함유된 폐수를 인근의 만으로 계속 흘려보냈다. 바닷물 속에서 생물 농축이 일어난 고기를 사람들이 20년 이상 잡아먹은 결과 몸에 수은이 농축되어 신경장애 등의 병이 나타났다. 환자가 발생하고 10년이 지난 1956년에야 수은 중독에 의한 병으로 공장 폐수가 원인이라는 미나마타병의 실체가 밝혀졌다. 이 만에서 고기를 다시 잡아먹을 수 있는 환경으로 복구되는데 20년 이상이 걸렸다.
이타이 이타이 병(카드뮴 중독) : 카드뮴의 과다 흡수로 인한 뼈의 칼슘분이 녹아 신장장애와 골연화증이 일어나는 병으로 1968년 일본 후생성이 공해병으로 인정하였다. 이 병은 일본의 도야마현에 있는 광업소에서 선광, 정련 공정에서 배출된 카드뮴(Cd)이 농작물, 패 어류, 상수원을 오염시켜 발생한 병이다. 카드뮴이 계속 체내에 흡수되어 농축되면 신장의 기능이 나빠지고, 인체에 필요한 칼슘(Ca)과 인(P)이 체외로 배출되며 이때 전신에 통증이 수반됨에 따라 이따이이따이(아프다 아프다) 병이라 한다. 그리고 뼈의 칼슘과 인이 계속 배출됨에 따라 골연화증이 나타나며 심한 경우는 얼굴에 경련이 일으키면서 사망한다.

※ 수질 지표종(indicator species)

• 1 급수(BOD 0~1mg/L)
물이 수정같이 맑아 바닥이 보이고, 버들치, 버들개, 금강모치, 둑중개, 열목어, 산천어 등이 살고 있다.
1 급수 지표 생물종(indicator species)으로는 옆새우류, 가재류, 플라나리아류, 강도래류, 하루살이 애벌레 등이 있다.

• 2 급수(BOD 1~3mg/L)
물이 비교적 맑고 꺽지, 쉬리, 돌고기, 갈겨니, 은어, 퉁가리, 자가사리, 밀어 등이 살고 있으며 일반 정수 처리하여 식수로 사용할 수 있다.
2 급수 지표 생물종(indicator species)으로는 뱀잠자리류, 선충류, 강하루살이, 등에류, 여울벌레류, 먹피류, 물삿갓벌레류 등이 있다.

• 3 급수(BOD 3~6mg/L)
물이 탁해 물 바닥이 잘 보이지 않고 해감이 많다. 잉어, 붕어, 뱀장어, 미꾸리, 미꾸라지, 동자개, 메기 등이 살고 있으며 고도정수 처리하면 식수로 사용할 수 있다.
3 급수 지표 생물종(indicator species)으로는 거머리류, 물달팽이류, 등각류 등이 있다.

• 4 급수(BOD 6~8mg/L)
4 급수는 오염된 물이며 어떤 물고기도 살지 못하고 수돗물로도 적합지 않다.
4 급수 지표 생물종(indicator species)으로는 실지렁이류, 깔따구류(붉은색), 나방팔이류, 꽃등에류 등이 있다.

• 5 급수(BOD 8mg/L~)
물이 심하게 오염되어 까맣고 냄새가 고약하다. 5 급수에서는 어떤 동물도 살 수 없다.

다. 토양 오염

토양 오염을 일으키는 물질은 농약, 중금속, 금비 등이다.

1) 농약 및 중금속
농약이나 중금속 등은 분해가 잘 안되고 생물체에 흡수되면 체내의 지방과 잘 결합되므로 체외로 배출이 잘 안된다. 그래서 체내에 쌓이게 된다.
논에 수은 유기제 농약이 뿌려지면 식물이 이를 흡수하고 식물은 수은을 배출하지 못하므로(지방과 중금속은 잘 결합됨) 식물체에는 수은이 쌓이게 된다. 이와 같이 수은 농도가 높은 식물체를 소 등 동물이 먹으면 소의 체내에서도 배출이 잘 안되므로 소의 몸에는 고 농도의 수은이 쌓이게 된다. 쇠고기나 우유를 사람이 먹으면 사람의 몸에는 더 높은 농도의 수은이 쌓이게 된다. 몸에 있는 수은의 농도가 적정 수준 이상이 되면 발병이 된다. 이와 같이 농약이나 중금속이 먹이 연쇄를 지남에 따라 생물 몸에 농축되는 것을 생물 농축이라 한다. 중금속이나 농약과 같이 분해가 잘 안되고 지방에 잘 결합되어 배출이 잘 안되는 물질은 생물 농축을 일으킨다.

2) 산성비
산성비가 오면 토양의 염기성 물질이 녹아 중화반응을 일으킨다. 그래서 유용한 무기염류(칼륨, 철, 마그네슘, 칼슘 등의 이온)가 용출되어 물과 함께 내려가 버릴 수 있고 중금속(알루미늄, 수은, 납, 카드뮴, 니켈 등의 이온)이 용출(녹아 나와) 되어 먹이연쇄를 따라 생물농축을 일으킬 수도 있다.
산림에 산성비가 내려 토양과 낙엽이 산성화되면 미생물이 죽어 낙엽을 분해시킬 수 없으므로 나무 밑에 낙엽이 쌓이고 나무에는 영양공급이 잘되지 않는 등 산림 생태계가 파괴된다.

3) 토양의 산성화

식물은 pH에 따라 생존에 위협을 받는다. 어떤 종은 산에 강하고 어떤 종은 염기에 강하지만 대부분의 종은 중성에서 잘 자란다. 금비를 논에 많이 사용하면 토양이 산성화되어 식물이 잘 자랄 수 없다. 금비란 화학비료를 말하며 질소비료를 예를 들어보면 NH4Cl(염화암모늄, 염안질소비료), (NH4)2SO4(황산암모늄, 유안질소비료)있으며 이들을 토양에 뿌리면 물에 녹아 이온화된다. 식물이 NH4+를 흡수하고 산성 물질인 Cl-, SO4-는 토양에 남아 있으므로 토양이 산성화되는 것이다. 그러므로 석회석(생석회는 산화칼슘인 CaO이고 생석회와 물과 화합한 소석회인 수산화칼슘은 Ca(OH)2로 염기성 물질이다)을 넣어 중화시켜야 한다.

환경오염.hwp

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