담배연기·디젤유가 대표적 미세먼지
공회전 줄이고 전기·수소차 이용으로
미세먼지 감축에 우리 모두 동참해야

▲ 양성봉 울산대교수

필자는 화학을 전공하여 40년 교단에서 유기화학을 강의하였다. 유기화학이란 수소와 탄소가 있는 화합물을 말한다. 지구상의 에너지는 대개 이 유기화합물이 공기 중에 있는 산소와 결합하면서 이산화탄소와 물이 만들어질 때 발생하는 열을 의미하며, 이 열로 인해 물은 수증기로 되고 이산화탄소는 기체로 되어 대기 중으로 빠져나간다. 이러한 화학 메커니즘은 우리가 숨을 쉴 때마다 끊임없이 일어나고 있지만, 인간은 그걸 느끼지 못하며 살고 있다.

사람은 지혜가 있어서 유기화합물이 공기 중에 타면서 발생되는 열로 맛있는 음식물을 만들었다. 그리고 점차 공기 중의 산소 양을 정밀하게 조정하여 유기화합물과 반응토록 함으로써 힘을 만들게 되었으며, 이로부터 건물을 만들고 전쟁도 하게 되고 빨리 이동할 수도 있게 되었다. 유기화합물인 탄소와 수소를 충분한 산소와 결합시키면, 물과 이산화탄소가 발생되지만 인간이 최근에 너무 많은 양의 유기화합물을 태워 너무 많은 수증기와 이산화탄소가 생겼다. 이로 인해, 지구의 얼음이 다 녹게 되어 지구는 점점 더워지고 있다.

가장 작은 유기화합물인 메탄은 탄소원자 하나와 4개의 수소원자가 붙어 돌아다니는 기체이다. 메탄이 공기 중에서 타면 수소원자 4개와 산소원자 2개가 붙어 2개의 물 분자가 생긴다. 또한 탄소원자 하나는 두 개의 산소원가가 붙어 이산화탄소가 생긴다. 그런데 유기화합물은 땅속에 묻혀 있는데, 기체인 메탄은 공기 중으로 빠져 나가고 액체인 원유나 고체인 석탄이 많이 있게 된다.

탄소가 많은 유기화합물을 태우면 역시 이산화탄소와 물이 생기지만, 산소를 충분히 공급하지 않으면 수소만 먼저 빠져 나와 탄소만 남게 되는데 이 때 탄소와 탄소가 말려들어가 6각형모양이 된다. 탄소원자 6개와 수소원자 6개로 된 화합물을 벤젠이라 하는데 액체이나 쉽게 기화되어 날아가며 기체로 되어 공기 중에 떠다닌다. 벤젠은 1급 발암물질이다. 탄소수가 많은 유기화합물이 산소의 공급이 부족한 상태에서 타면 6각형의 벤젠 고리가 여러 개 말려들어 방향족 화합물이 되는데, 6각형 고리 2개가 붙어 있는 물질이 나프탈렌이다. 이것이 냄새가 나는 대표적인 방향족 화합물로서 화장실의 악취를 덜 느끼게 하는 데 흔히 사용되며, 또한 몸에 해로운 냄새를 이용하여 장롱 속에 넣어 벌레가 오지 않도록 사용한다. 이러한 방향족(냄새가 있고 고리로 된) 탄화수소(탄소화수소로 된 물질)에 황이나 질소가 들어 있게 되면 냄새가 많이 나게 되며, 염소가 들어 있으면, 독이 된다.

담배연기는 산소가 충분히 공급되지 않은 채 타서 생기는 전형적인 다양한 방향족화합물의 혼합물이다. 이러한 연기를 미세먼지라 한다. 수소에 비해 탄소가 많은 디젤유는 상대적으로 수소가 많은 휘발유에 비해 연소하면 탄소가 말려들어가 고체 방향족 화합물을 만들게 된다. 이는 공기 중에서 초 미세먼지로 나타난다. 뿐만 아니라 공기 중에 타지 않고 그대로 배출된 탄화수소는 공기 중의 산소와 서서히 결합하여 수소를 뺏어 방향족 화합물을 만드는데, 디젤유는 휘발유보다 수소가 적어 6각형 고리가 많은 탄화수소 고체가 많이 생긴다. 이 극도로 작은 입자는 우리 주변의 공기 속에 초 미세먼지로 불리며 돌아다니게 된다.

우리나라의 황토는 오래전부터 중국으로부터 황토색의 모래가 날아와 쌓여 생긴 것으로 지구의 자전으로 인해 지금도 날아오고 있다. 최근 중국의 공장이나 디젤 자동차에서 배출되는 먼지와 황사가 함께 우리나라에 떨어진다고 한다. 이것은 우리나라의 먼지농도가 높아지는 이유라고 하지만, 그러나 남의 탓 이전에 우리 모두 미세먼지를 줄이기 위해 디젤차에서 전기 차나 수소차로 바꿔야 하고 자동차의 공회전도 줄여야 하는 것이 우선일 것이다.

미세먼지를 줄이기 위한 여러 가지 정부대책이 발표되고 있지만, 우리 모두가 우리가 할 수 있는 일이 무엇인지 찾아야 한다. 그 예로, 자동차 배기가스 속의 미세먼지에 대해 생각해 보기 바란다.

양성봉 울산대교수

 

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