57. 대기오염과 재배환경에 유해한 가스

- 대기오염과 재배환경에 유해한 가스

 

- 대기오염이란 다음과 같다.

화산 등 자연재해 또는 인간 활동의 결과로 대기에 배출되는 어떤 오염물질이 안정상태에 있는 생태계의 순환에 끼어들어 정화되지 않는다면 대기조성의 양적 평형이 깨질 수밖에 없다. 이처럼 깨끗한 대기에 다른 물질이 혼입되어 인간에게는 물론, 다른 생물과 무생물에 해를 주는 현상을 ‘대기오염’이라고 한다.

 

대기 중으로 배출된 유해가스는 단독으로 해작용을 끼치기도 하지만, 여러 종류가 서로 합쳐서 종합적으로 더 큰 해를 끼치기도 한다.

 

농작물에 큰 영향을 끼칠 우려가 있는 유해가스는 다음과 같다.

 

- 아황산가스

아황산가스(SO2)는 대기오염 중 가장 대표적인 유해가스로서, 배출량이 많고 독성이 있으며, 산성비를 유발한다.

1) 배출원 : 제련소, 화력발전소, 황산 제조공장, 중유를 연료로 사용하는 각종 공장, 자동차 등이다.

2) 피해기구 : 기공을 통하여 들어가 체내에 축적, 유해 농도에 도달하게 되면 세포에 손상을 주고, 이 세포는 수분보유능력을 상실하게 된다. 아황산가스는 광합성의 부산물인 산소와 결합하여 산화된 다음 증산하는 물을 따라 이동하여 잎의 가장자리에 축적된다.

3) 피해농도 : 아황산가스 농도가 높을수록 피해 시간이 다음과 같이 짧아진다. 3ppm(10분), 0.3ppm(10시간), 0.2ppm(1일), 0.1ppm(1개월), 0.01ppm(1년)

4) 피해증상 : 광합성속도가 저하하고 줄기와 잎이 갈변한다.

5) 피해대책 : 저항성 작물 및 품종을 선택(벼,밀,감자,수박,포도,오이,보리,상추,고구마,가지)하고, 칼리와 규산질 비료를 살포한다.

 

- 불화수소가스

불화수소가스(HF)는 독성이 매우 강하여 낮은 농도에서도 피해를 끼친다.

1) 배출원 : 알루미늄의 정연, 인산비료 제조, 요업(흙을 구워서 도자기, 벽돌, 기와 따위의 물건을 만드는 공업. 넓게는 유리, 시멘트, 단열재 따위의 제조업까지 포함한다) 등의 경우와 제철을 할 때 철광석으로부터 배출된다.

2) 피해기구 : 효소활성 저해, 석회 결핍, 엽록소 파괴 등이 있다.

3) 피해농도 : 10ppb(parts per billion, parts per million은 ppm)의 농도에서 10~20시간이면 식물이 피해를 받는다.

4) 피해증상 : 잎의 끝이나 가장자리가 백변하고, 누에에도 피해가 발생한다.

5) 피해대책 : 소석회액(3~0.3%)에 요소, 황산아연, 황산망간, 그 밖의 미량요소를 첨가하여 살포한다.

 

- 오존가스(O3)

1) 배출원 : 질소산화물(NO2)이 자외선 하에서 광산화(빛에 의해 유발된 산화 반응)되어 생성된다.

2) 피해기구 : 기공을 통하여 들어간 오존은 세포막의 구조와 투과성에 영향을 끼치고 세포 내의 산소와 세포기관에 작용하여 주요 대사과정을 저해하며, 엽록체나 미토콘드리아의 막이 산화되게 하는 등의 피해를 준다.

3) 피해농도 : 0.15ppm의 농도에서 1시간이면 피해를 받는다.

4) 피해증상 : 잎이 황백화 내지 적색화하고, 암갈색의 점상 반점이 생기거나 대형 괴사가 생긴다. 어린잎보다 자란 잎이 피해가 크다.

5) 피해대책 : 저항성 작물 및 품종을 선택한다.

 

- 암모니아가스

1) 배출원 : 비료공장, 냉동공장, 자동차, 질소질 비료의 과다시용 등이다.

2) 피해기구 : 기공이나 표피를 통하여 체내에 들어가면 색소를 파괴하여 잎이 변색된다.

3) 피해농도 : 해바라기는 3ppm, 토마토와 메밀, 양파 등은 40ppm에서 피해를 받는다.

4) 피해증상 : 잎 표면에 흑색 반점이 생기거나 잎 전체가 백색 또는 황색으로 변하거나 급격히 회백색으로 퇴색한다.

5) 피해대책 : 밀폐된 하우스 내에서는 환기를 철저히 하고, 질소질 비료와 유기질 비료를 과용하지 말아야 한다.

 

- 질소산화물(NO2)

1) 배출원 : 고온에서 연소되는 물체에 질소와 산소가 있을 경우 많이 발생하며, 비닐하우스 내 토양에서는 아질산균에 의하여 생성된다.

2) 피해기구 : 질소산화물 가스는 식물의 급격한 조직괴사 또는 심한 낙과현상을 초래한다.

3) 피해농도 : 담배는 2ppm에서 8시간이면 피해를 받는다.

4) 피해증상 : 엽맥 사이에 백색 내지 황백색의 불규칙적인 형상을 한 조그마한 괴사 부위를 형성한다.

5) 피해대책 : 저항성 작물 및 품종을 선택한다.

 

- 염소계 가스(Cl2)

1) 배출원 : 염산 및 가성소다 제조공장, 펄프공장, 화학공장 등이다.

2) 피해기구 : 세포 내 유기물질들을 산화상태로 만들어 세포가 괴사하고, 세포 내 엽록소가 파괴된다.

3) 피해농도 : 감수성이 높은 작물인 무와 앨팰퍼는 0.1ppm에서 1시간이면 피해를 받고, 양파나 옥수수, 해바라기 등은 0.1ppm에서 2시간이면 피해를 받는다.

4) 피해증상 : 미세한 회백색의 반점이 잎 표면에 무수히 나타나고, 가스접촉 시 햇볕이 강하면 피해가 크다.

5) 피해대책 : 저항성 작물 및 품종을 선택하고, 석회물질을 시용한다.

 

- 그 밖의 유해가스 및 산성비

1. 복합가스

복합가스란 아황산가스, 불화수소가스, 암모니아가스 등이 복합된 것으로, 이들이 복합되어 농작물에 피해를 준다.

 

2. PAN

탄화수소, 오존, 이산화질소가 화합해서 생성되는 PAN(peroxyacetyl nitrates)은 광화학적인 반응에 의하여 식물에 피해를 끼치는데, 담배나 피튜니아의 경우 10ppm으로 5시간 접촉되면 피해증상이 생기고 잎의 뒷면에 백색 반점이 엽맥 사이에 나타난다.

 

3. 연무

연무(smog)란 먼지나 증기, 연기, 과산화물, 알데하이드, 유기산, 아황산가스, 질소화합물 등이 관여하여 생성된 것을 말한다.

 

4. 산성비

산성비란 대기 중의 아황산가스, 질소화합물, 불화수소가스, 염화수소가스 등에 의한 pH5.5 이하의 강우를 말한다. 산성비에 의한 피해로 식물체의 엽록소 파괴, 양분의 일탈, 개화 및 결실의 장해, 광합성의 저하, 저항성의 감소 등이 나타난다. 활엽수의 경우 피해가 현저하게 나타나는 pH는 3.0이고, 침엽수의 경우는 2.0이다.