배기가스

배기가스는 내연기관, 보일러, 산업 공정 등에서 연료나 물질이 연소될 때 발생하는 기체 상태의 부산물을 총칭한다. 배출 가스라고도 불리며, 다양한 성분으로 구성되어 있으며, 그 조성은 연소되는 연료의 종류, 연소 조건, 그리고 배출원 설비의 종류에 따라 크게 달라진다.

주요 성분

배기가스의 주요 성분은 다음과 같다.

• 질소 (N₂): 공기 중 질소는 연소에 직접적으로 참여하지 않지만, 고온에서 산소와 반응하여 질소 산화물을 형성할 수 있다.
• 이산화탄소 (CO₂): 탄소를 포함하는 연료가 완전 연소될 때 발생하는 주요 생성물이다. 온실가스 중 하나로 지구 온난화에 기여한다.
• 수증기 (H₂O): 수소를 포함하는 연료가 연소될 때 생성된다.
• 미연소 탄화수소 (HC): 연료가 불완전 연소될 때 발생하며, 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 주요 구성 성분이다. 광화학 스모그의 원인이 되며, 일부는 발암 물질로 분류된다.
• 일산화탄소 (CO): 연료가 산소 부족 상태에서 불완전 연소될 때 발생한다. 독성이 매우 강하여 인체에 해롭다.
• 질소 산화물 (NOx): 고온에서 질소와 산소가 반응하여 생성된다. 대기 오염의 원인 물질이며, 산성비 및 광화학 스모그를 유발한다.
• 황 산화물 (SOx): 황을 함유한 연료가 연소될 때 발생한다. 산성비의 주요 원인 물질이며, 호흡기 질환을 악화시킬 수 있다.
• 입자상 물질 (PM): 연소 과정에서 발생하는 고체 또는 액체 상태의 미세한 입자들이다. PM10, PM2.5 등으로 구분되며, 호흡기 질환 및 심혈관 질환을 유발할 수 있다.
• 기타 유해 물질: 연료 및 공정 특성에 따라 다이옥신, 퓨란, 중금속 등의 유해 물질이 배출될 수 있다.

환경 영향

배기가스는 대기 오염의 주요 원인 중 하나이며, 인체 건강 및 생태계에 심각한 영향을 미친다. 스모그, 산성비, 온실 효과 등을 유발하며, 호흡기 질환, 심혈관 질환, 암 등의 질병을 악화시킬 수 있다.

규제 및 저감 기술

배기가스로 인한 환경 문제를 해결하기 위해 각국은 배출 기준을 설정하고, 배출 허용량을 규제하고 있다. 또한, 다양한 저감 기술이 개발되어 활용되고 있다.

• 연소 기술 개선: 연료의 완전 연소를 유도하여 미연소 탄화수소 및 일산화탄소 배출을 줄인다.
• 후처리 기술: 배출되는 배기가스를 정화하는 기술. 촉매 변환기, 탈질 설비, 집진 장치 등이 사용된다.
• 청정 연료 사용: 황 함량이 낮은 연료, 천연 가스, 수소 등 청정 연료를 사용한다.
• 배출권 거래제: 기업들이 배출 허용량 범위 내에서 배출량을 조절하고, 남는 배출 권한을 거래하는 제도.

관련 법규

대기환경보전법 등 관련 법규는 배기가스 배출 허용 기준을 설정하고, 배출 사업장에 대한 관리 및 감독을 규정하고 있다.