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유용한상식
2018.08.22 23:54

오존과 자외선

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오존과 자외선

오존이란? 산소분자가 3개인 O3

산소 분자는 두 개의 산소원자로 구성되어 있는데 반해 오존분자는 세 개의 산소원자로 구성되어 있다.

태양광선중 자외선에 의해 광화학 반응을 일으켜 생성되며, 햇빛이 강하고 맑은 여름철 오후 2∼5시경에 많이 발생하고, 특히 바람이 불지 않을 때 더욱 높게 나타납니다.

 

 

생명을 지켜주는 오존 (O3)

지구에 존재하는 전체 오존의 90%는 지상 약 10∼50km사이에 있는 성층권내의 오존층에 밀집되어 존재하고 있습니다.

오존층은 태양광선중 생물체에 해로운 자외선을 95∼99%정도 흡수하여 지구상의 인간과 동식물의 생명을 보호하는 경이로운 보호막 역할을 하고 있어, 이러한 현상은 자연의 오묘한 신비중 하나라고 하겠습니다. 

 

오존층이 없다면 태양으로부터 강력한 자외선이 직접 지표에 도달하여 우리 피부에 닿음으로써 피부암을 일으키고, 자연생태계에 중대한 영향을 미칠 것입니다.

 

 

피해를 주는 오존 (O3)

지표로부터 10km이내의 대류권에는 나머지 오존 10%가 존재하고 있으며, 오존은 강력한 산화력이 있기 때문에 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.

 

 

오존이 발생하기 쉬운 기상조건

풍 속 : 지상의 평균풍속이 3.0m/sec 미만으로 바람이 약할 때

기 온 : 기온이 평년보다 높은 경우, 최고기온이 25。C 이상으로 기온이 높을 때

일사량 : 일출 후 정오까지의 총 일사량이 6.4Mj/m2 이상으로 많은 경우

날 씨 : 쾌청한 날씨가 계속될 경우

 

 

 

오존에 의한 식물의 영향

식물은 동물보다 더욱 민감하게 공해에 반응한다는 것에 주목된다.
특히 농작물이나 유실수에서 많은 피해를 볼 수 있다. 식물에게는 유해가스중 CO2를 제외한 모든 오염물들이 영향을 미친다.
특히 2차오염물에 대한 피해는 급격하며 상당한 수준에 이른다.

오존의 피해는 일반적으로 상표면에 한정되어 특히 착상세포와 표피 상면이 침해를 당하여 회색 또는 갈색의 반점이 균일하게 확대되어 주름이 불규칙하게 분포한다. 특히 포도, 포마토, 등에서 볼 수 있다.
오존에 의한 피해는 그 강력한 산화작용에 따른 것이라고 할 수 있으며, 엽록소의 파괴나 효소작용의 저하같은 문제가 생긴다.
 

오존에 의한 식물의 영향
식물명 무(Radish) 카네이션 담배
오존농도(ppm) 0.05 0.07 0.1
노출시간 20일 (8시간/일) 60일 5.5시간
영향 수확량 50% 감소 6개화 60% 감소 꽃가루생산 50% 감소

 

 

자외선[UV, ultraviolet rays, 紫外線]

자외선은 파장이 약 10 ∼ 397nm인 전자기파의 총칭으로서, 극단적으로 파장이 짧은 자외선은 x선과 거의 구별되지 않는다. 적외선을 열선이라고 하는데 대응하여 자외선은 화학작용이 강하므로 화학선이라 하기도 한다. 또 파장의 길이에 따라 근자외선(파장 290nm 이상), 수정범위(水晶範圍)의 자외선(수정을 투과하는 290∼190nm), 슈만선(190∼120nm), 라이만선(120∼60nm), 밀리컨선(60nm 이하) 등으로 세분하거나, 190nm 이하의 파장을 가지는 자외선을 원자외선(遠紫外線)이라고도 한다.

 

자외선에는 살균작용이 있으며, 특히 250nm 부근의 파장을 가진 것은 큰 살균력을 가지고 있어서 1cm2 당 100μW의 강도를 가진 자외선을 1분간 쪼이면 대장균, 디프테리아균, 이질균 등은 99%가 죽는다. 그런데 물은 비교적 자외선을 잘 투과시키므로, 예를 들면 우물물의 살균, 소독에는 자외선 조사가 효과가 있지만, 자외선에 불투명한 식기 ·의류 등에서는 표면살균만 된다.

 

화학 ·생리작용으로서는 그 밖에 구루병(비타민 D2결핍증)을 방지하는 작용이 알려져 있는데, 그것은 체내에서 에르고스테롤(프로비타민 D2)이 자외선에 의해 비타민 D2로 변하기 때문이다. 자외선은 가시광선보다도 파장이 짧으므로 형광작용 ·광전작용도 강하다. 그 중 형광작용은 형광등에 널리 이용되고 있으며, 곰팡이의 검출, 보석류의 감정, 선광(選鑛) 등에 응용된다. 또 물질의 자외선에 대한 반사율은 가시광선에 대한 반사율과는 다르므로, 물질에 자외선을 비추어 사진을 찍으면 가시광선에 의한 것과는 다른 모양이 나타난다. 이 현상은 자외선사진법으로서, 고문서(古文書)의 감정이나 범죄수사 등에 이용되고 있다. 또한 자외선의 응용으로는 자외선현미경 등이 있다.

 

 

자외선의 분류 및 특성
이름 줄인 기호 파장 범위(nm) 빛알 에너지(eV) 비고
자외선A UVA 315-400 3.10-3.94 오존층에 흡수되지 않음
자외선B UVB 280-315 3.94-4.43 오존층에서 대부분 흡수됨
자외선C UVC 100-280 4.43-12.4 오존층과 대기에서 완전히 흡수됨 , 살균 작용
근자외선 NUV 300-400 3.10-4.13 새, 곤충, 물고기 눈에는 보임
중간자외선 MUV 200-300 4.13-6.21  
원자외선 FUV 122-200 6.21-10.2  
진공자외선 VUV 10-200 10.2-124 대기 중의 산소에 잘 흡수됨
극자외선 EUV 10-121 6.21-124 원자를 이온화함, 대기에서 완전히 흡수됨


 

플라즈마가 유해물질을 제거하는 원리

UV-A (315~400)  : 선탠할때 받는 자외선 정도의 파장입니다. 

 - 우리가 물컵 먹을때 살균하는 정도의 간단한 소독용이라고 생각하시면 됩니다.

 

UV-B (280~315) : 자외선차단제로 차단해야 하는 자외선 ( 지속되면 피부암 유발 )

- 의료시설의 살균용으로도 쓰입니다. 

 

UV-C (200~280) : UV램프, 20cm 이내의 짧은 거리에서 살균력을 발휘함.

- UVC의경우에는 가까운거리의 집중했을때 효과를 발휘하는 파장이라고 생각 하시면 됩니다.

 

VUV ( 100~200) : 플라즈마영역, 여기부터는 光플라즈마 영역이라고 부릅니다. 간단한 원리로는 플라즈마 영역의 진공자외선 이 공기중의 유해물질의 원자핵 전자를 깨서 분해시키는 역할을 합니다.

 

 

자외선의 해로운 점

 - 자외선 A에 안구가 지속적으로 노출이 되면 문제가 생깁니다바로 백내장’, ‘익상편’ 같은 만성 안구 질환이 생길 수 있습니다또 짧은 시간 동안 과도하게 자외선 A에 노출될 경우광결막염 또는 광각막염 등의 급성 안구 질환의 위험이 증가합니다.

 

자외선의 이로운 점

 - 자외선 B는 피부에 있던 7D하이드로콜레스테롤이라는 물질과 만나면 비타민D로 변하면서 비타민D를 생성하는 데 기여합니다. 비타민D는 골다공증당뇨병심혈관질환 등을 예방할 뿐만 아니라 면역력 유지 등에 도움을 준다는 연구 결과가 많이 나와 있습니다대기권의 오존층 때문에 지표면까지 도달하지 못하지만자외선 C는 살균 작용을 합니다이에 기반하여 시중에는 자외선램프를 이용해 만든 살균기 등이 많이 나와 있습니다.

 

#오존 #자외선

 

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