산성비가 내리는 원인은 무엇일까?

산성비의 원인이 되는 물질들은 인간의 여러 활동 중 각종 공장, 화력발전소, 자동차에서 주로 발생한다.  뿐만 아니라 가정에서 석유나 석탄 등의 연료를 태울 때도 발생한다.  산성비는 공기 중으로 배출된 산성 물질이 비에 녹아내릴 때 생기는데 대표적인 산성 물질에는 아황산가스와 질산화물이 있다.  이들은 물질이 연소할 때 물질 속에 함유되어 있는 유황이나 질소가 산화되어 생기는데, 질소산화물은 연료를 고온에서 연소시킬 때 공기 중의 질소분자가 산화됨으로써 생긴다.  이들 물질들은 수분이 존재하면 쉽게 황산이나 질산, 염산 등과 같은 강산으로 변하여 구름이나 빗물에 스며들어 산성비, 산성안개, 산성 눈의 형태로 지표면으로 떨어진다.  산성비가 생태계에 피해를 주는 경우는 육상 생태계의 경우 ph 5.1 이하, 수생 생태계의 경우 5.5 이하로 떨어지는 경우이다.  생물에 대한 직접적인 피해는 생체 유기화합물을 분해하여 생체조직을 파괴하는 것이다.  강산은 식물 상피조적의 옥스 조직 내 지방산인 에스테르류를 산화 또는 기수분해시켜 잎이 쉽게 젖게 되어 더욱 피해를 받게 된다.  한편 동물의 점막조직에도 영향을 미친다.  인간에게 미치는 피해는 다음과 같다.  첫째, 인간 호흡기 질병을 일으킨다.  우선 눈이나 피부를 직접적으로 자극하여 불쾌감이나 통증을 일으킬 수 있다.  산성비 속에 포함된 질산이온은 몸속에서 발암성인 비트로소 화합물로 변한다는 것이 알려져 있으며 위암 발생과 관계가 있다.  둘째, 식량 생산에 영향을 미친다.  ph 5가 되면 쌀과 밀, 보리의 광합성이 저하되고, ph 4에서는 수확량이 저해된다.  무, 당근, 겨자, 채소 등도 ph 4에서 수확이 감소되며 그 이하가 되면 많은 농작물의 잎이 피해를 입는다고 보고 되고 있다.  셋째, 먹이 사슬을 통하여 알루미늄이나 중금속에 의한 장애를 일으킬 수 있다.  넷째, 예술적 가치가 있는 역사 유적의 부식을 일으킨다.  특히 석회암과 대리석으로 된 동상들의 손상은 매우 심각하게 나타난다.  수많은 동상과 기념물들은 과거 200년 동안 부식된 것보다 최근 50년 동안에 훨씬 더 빠르게 부식이 진행되고 있다.  뿐만 아니라 다리 등 금속구조물의 부식을 가속시킨다.  고가도로에서 시멘트가 놀아 콘크리트 고드름이 생기는 것도 한 예이다.  건물과 금속, 자동차, 고무, 가죽 제품 등에도 경제적 손실이 따른다.  대기오염으로 인해 내리는 산성비가 우리의 문화재까지도 위협하고 있다.  충청남도에 위치하고 있는 마애삼존불은 최근 암벽에 균열이 나타나고 있다.  게다가 암벽 주변 나무들이 마애불이 새겨진 바위에 뿌리를 내리고 있어 훼손을 부채질하고 있다.  ''백제의 미소'로 알려진 국보 84호 서산 마애불 외에도 석탑, 석불, 석등, 당간지주 등 석조문화재들이 자연 풍화와 대기 오염으로 몸살을 앓고 있다.  이처럼 세월의 무게와 인간의 간섭으로 이러한 석조 성보들의 훼손의 정도가 날로 심화되고 있어, 이에 대한 대책 마련이 시급한 상태이다.  충청남도가 펴낸 [충남지역 석조문화재의 현황과 보존대책]에 따르면 서산 마애불, 부여군 정림사지 오층석탑, 대조사 석조 미륵보살입상, 관촉사 석조미륵보살입상, 안국사지 석탑 등 성보 60점에 대한 정밀 조사와 보수가 시급한 것으로 드러났다.  보고서는 충청남도가 공주대 기초과학연구소에 의뢰해 98년 12월부터 99년 12월까지 충남지역 석조문화재 206점에 대한 관리 실태를 조사한 것으로 이에 따르면 서산시 마애삼존불은 암벽의 갈라진 틈을 시멘트로 메웠으나 균열이 전체적으로 퍼지고 있어 암벽이 붕괴될 위험이 있다.  또 암벽 주변에는 나무들이 뿌리를 내리고 있어 나무를 타고 스며드는 물이 얼고 녹는 과정을 반복하면서 암벽의 훼손을 부채질하고 있다.  부여군 정림사지 오층석탑은 풍화 현상에 대기 오염이 더해져 검게 부식됐으며, 공주시 마곡사 오층석탑은 탑의 석주가 파손됐고, 부여군 무량사 오층석탑은 해체 복원이 잘못돼 상부의 무게를 견디지 못해 크게 기울고 있다.  서산시 보원사지 오층석탑은 층을 나누는 평판의 중심이 갈라져 함몰 됐으며, 부여군 장하리 삼층석탑은 평판 아래쪽에 빗물이 스며들어 심하게 부식됐다.  공주시 신원사 오층석탑과 태안군 흥주사 삼층석탑은 이끼 등 미생물이 탑신을 뒤덮어 토양화가 진행되는 등 대부분의 석조문화재들이 풍화와 같은 자연현상으로 훼손되고 있다.  천안시 만일사의 경우 문화재자료 254. 255. 256호로 지정된 오층석탑, 마애불, 석불좌상 등은 마구잡이로 보수해 문화재로서의 가치를 이미 상실한 상태에 놓여 있는 실정이다.  석조문화재의 손상과 파손은 암석의 종류, 조직, 구조뿐 아니라 빗물의 산성도를 좌우하는 대기오염물질의 종류와 함량에 따라 차이가 있다는 게 전문가들의 지적이다.  따라서 석조문화재의 보존은 암석들에 대한 지질학적인 연구와 주변 환경 조사를 체계적으로 실시하는 데에서 해결의 실마리를 찾아야 할 것이다.  실험을 통해 산성비의 발생에 대해 자세히 알아보자.  플라스틱 페트리 접시에 고무 찰흙으로 산을 만들고, 호수 2개와 석회암 지대를 만들어 산성비 실험을 하면 다음과 같다.  산의 영향을 알아보기 위해 고무찰흙 산을 만들어 놓고, 양쪽으로 증류수 20방울 호수를 만든다.  지시약으로는 BTB를 사용하고, 석회암 지대를 표현하기 위해 탄산칼슘 가루를 한 스푼 넣는다.  각 호수와 탄산칼슘에도 BTB를 떨어뜨린다.  KI-녹말 용액은 발생하는 기체들이 산화력이 강하므로 요오드를 산화시켜 요오드-녹말 반응 색깔이 나타나는지 보려고 하는 것이다.  접시의 가운데 부분에 각 시약 두 방울과 황산 한 방울씩을 넣고 재빨리 뚜껑을 닫은 뒤 잠시 기다리면 곧 변화가 시작된다.  산 뒤편의 호수는 녹색이 아직 살아 있는데, 앞 쪽의 호수는 노랗게 변하였고, BTB 지시약은 안쪽부터 차례로 노랗게 변하는 것을 볼 수 있었다.  석회암은 염기성을 띠기 때문에 BTB 가 파란색으로 변하는데, 더 놓아두면 녹색으로 변한다.  자료출처:쉽게 배우는 기상학[교육과학사]