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공기가 없으면 우리는 살아갈 수 없습니다. 하지만 보이지도, 만져지지도 않아 없는 것처럼 생각되기도 하지요. 공기의 소중함을 우리 한 번 느껴 볼까요?

공기는 하나가 아니야


공기는 하나로 이루어진 것이 아니라 여러 가지 기체와 수증기, 먼지 같은 고체 불순물이 섞여 있어요. 공기 중의 수증기와 액체, 고체 불순물의 양은 고도와 장소에 따라 다르지요. 하지만 기체 성분들은 일정한 비율로 혼합되어 있어요. 공기를 구성하고 있는 기체들에 대해 알아보도록 해요.

 

★이산화탄소 CO₂★

식물은 광합성을 하면서 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내보냅니다. 물체가 탈때도 이산화탄소가 생겨요. 콜라나 사이다 같은 음료수에 들어 있는 것이 바로 이산화탄소지요. 이산화탄소는 지구온난화를 일으켜서 나쁘게 생각하기 쉽지만 이산화탄소가 없다면 지구는 너무 추워서 생명체들이 살기 어려울 거예요..

★수소 H₂★

스스로 타는 성질이 있어 불을 붙이면 폭발해요. 하지만 이런 성질 때문에 미래의 청정에너지로 주목받고 있지요..

★메탄 CH₄★

각종 유기물이 분해되면서 발생해요. 지구온난화를 일으키기도 하지만 유용한 에너지로 이용할 수 있답니다.

★질소 N₂★

공기 중에 가장 많은 부분을 차지하고 있는 기체. 생명체의 단백질이나 핵산을 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 부서지기 쉬운 과자봉지에는 대부분 질소가 가득 들어 있어요. 과자가 부서지는 것을 막고 산소와 만나 과자가 변질되는 것을 방지하기 위해서랍니다.

★산소 O₂★

녹색식물의 광합성에 의해서 만들어 져요. 생물은 산소가 없다면 살 수 없지요. 호흡을 통해 산소를 받아들이고 이산화탄소를 내보내야 살아갈 수 있어요. 종이나 기름 등 물체가 탈 때도 산소가필요 하답니다.

★아르곤 Ar★

화학 반응을 거의 일으키지 않는 비활성기체예요. 아르곤은 백열전구의 속을 채우는 기체로 많이 이용되지요. 그 이유는 아르곤이 전구 속의 필라멘트와 반응하지 않아 전구의 수명이 길어지기 때문이랍니다.

★네온 Ne★

우리가 흔히 네온사인이라고 부르는 방전관에 사용되는 기체입니다. 음극에서 나온 전자들이 네온기체와 충돌해 빛을 내는 것이지요. 네온은 붉은색을 띱니다.

★헬륨 He★

헬륨도 비활성기체로 공기보다 가벼워 풍선에 사용되지요. 헬륨을 마시면 목소리가 변해요. 헬륨의 밀도가 공기와 달 라 목소리의 진동수를 다르게 하기 때문이랍니다.

★아산화질소 N₂O★

아산화질소를 마시면 얼굴 근육에 경련이 일어나 웃는 것처럼 보여 웃음가스 라고 불리기도 해요. 외과수술 시에 마취용으로 사용되요.

★오존 O₃★

오존은 지상 20~25㎞의 고도에 존재 하면서 태양의 자외선을 흡수해 자외선에 의한 피해를 막아 줍니다. 하지만 지상에 오존이 많으면 기침과 눈물이 나는 등 건강에 좋지 않아요.

★크세논 Xe★

비활성기체. 흔히 카메라의 플래시가 크세논을 사용한 램프를 이용한답니다.


+ 공기 속 기체의 종류와 부피비

질소 N₂ 78.08%
산소 O₂ 20.95%
아르곤 Ar 0.93%
*이산화탄소 CO₂ 0.036%
네온 Ne 0.0018%
헬륨 He 0.0005%
*메탄 CH₄ 0.00017%
수소 H₂ 0.00006%
*아산화질소 N₂O 0.00003%
*오존 O₃ 0.000004%
크세논 Xe 0.000009%
*기체들은 비율이 변하기 쉽다.

공기가 더러워지고 있다고?

자동차와 기차, 비행기와 배, 그리고 수많은 공장들…. 이런 탈것들과 공장을 움직이려면 석유나 가스를 연료로 태워서 사용해야 합니다. 그러나 이 연료들이 탈 때에는 공기를 더럽히는 물질이 발생하게 되요. 도대체 어떤 물질들이 소중한 공기를 더럽히는 것일까요?


★오존 O₃★

오존은 오존의 형태로 배출되는 것이 아니라 이산화질소나 탄화수소 등의 대기오염 물질들이 햇빛과 반응해 만들어져요. 오존은 목을 따갑게 하고 숨쉬기 힘들게 합니다. 또 눈을 아프게 하거나 두통을 일으키지요.

★일산화탄소 CO★

연료가 충분한 산소와 만나지 못하고 탈 때 만들어집니다. 일산화탄소는 색도 냄새도 없는 기체지만 사람의 몸에 들어가면 산소대신 헤모글로빈과 결합해 산소를 운반하지 못하게 만들지요. 몸은 산소 부족으로 두통이나 구역질이 나고 심하면 사망할 수도 있어요.

★이산화황 SO₂·이산화질소 NO₂★

석유나 석탄과 같은 화석연료가 타면서 발생하는 기체예요. 이런 기체들은 목을 아프게 하고 숨쉬기 힘들게 만들며 기관지염 같은 병을 일으키기도 합니다. 식물의 광합성을 방해해 죽게 만들지요. 또 비와 결합해 산성비를 내리게 만들어요. 산성비는 금속으로 만들어진 구조물을 녹슬게 하고 강과 호수, 땅을 산성화시켜 생물들 이 살기 힘들어져요.

★미세먼지★

크기 0.01㎜ 이하의 아주 작은 먼지를 말합니다. 연료가 타면서 발생하는 먼지로 자동차 배기가스에 많지요. 숨 쉬는 동안 허파에 들어가 달라붙어 염증을 일으킨답니다.

깨끗한 공기와 함께 하려면

오염된 공기는 우리를 아프게 해요. 깨끗한 공기와 함께 건강하게 살기 위해서는 많은 노력이 필요하지요. 어떤 노력들이 필요한지 알아 보고 함께 실천해 봐요.

★매연을 줄이자★

자동차의 이용을 줄여 매연을 줄이는 것도 중요해요. 하지만 자동차를 이용하지 않을 수는 없잖아요. 그래서 석유나 가스를 태울 때 나오는 해로운 연기를 줄일 수 있는 방법을 개발하고 오염물질을 발생시키지 않는 새로운 연료의 개발도 필요합니다.

★녹색 세상 만들기★

식물은 더러워진 공기를 깨끗하게 만들어줍니다. 많은 나무와 풀을 심고 가꾸면 보기에도 아름다울 뿐만 아니라 오염을 줄 일 수 있지요. 가을에 노란 잎으로 도시를 아름답게 만드는 은행나무 한 그루는 일년에 이산화황 21g, 이산화질소 4.1g, 이산화탄소 2.88g을 흡수하지요. 또 소음을 75~80% 줄여 준답니다.

★오염 없는 에너지 개발★

석탄과 석유는 오염물질을 배출하는 주요 원인이기도 하지만 약 50년 후엔 고갈될 것으로 예상되고 있어요. 그래서 많은 나라들이 석탄과 석유를 대신할 깨끗한 에너지를 찾기 위해 노력 하고 있지요. 최근 메탄이나 알코올, 수소가 오염물질을 배출하지 않는 새로운 연로로 주목받고 있어요. 이런 물질들을 가축의 분뇨나 생활 폐수에서 뽑아 내거나 사탕수수나 다시마를 발효해 얻을 수 있지요. 이런 것을 바로 바이오매스에너지라고 해요.
 

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2006년 06호 어린이과학동아 정보

  • 현수랑 기자

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