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질문 연간 황화수소 발생량
tleo**** 조회수 5,528 작성일2006.02.16
우리나라와 전세계적으로 배출되는 황화수소의 양을 알고 싶습니다.
또한 황화수소 외에도 멀캅탄과 같은 황화계 악취물질의 배출량도 알았으면 합니다. 내공은 제가 있는거 다 드립니다.
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as****
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환경 88위, 화학, 화학공학, 호주 분야에서 활동
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2001 년 산업자원부 자료입니다.

 

2001년도 화학물질 배출량 조사결과

 < 화학물질 배출량조사(TRI)란 >

 

  ◈ 산업활동의 각 단계에서 환경으로 배출되거나 폐기물 등에 함유되어 이동되는 화학물질의 종류와 양을 사업자 스스로 파악·보고하고 정부는 이를 목록화하여 제공하는 제도로서

   - 기업체는 자발적인 화학물질 배출저감을 통한 생산성 향상 및 환경보전 도모

   - 국민은 기업체의 화학물질 배출저감을 위한 간접적 압력수단 및 정책건의 자료로 활용

   - 정부는 화학물질 관리 및 환경정책 수립의 기초자료로 활용

  

Ⅰ. 2001년도 조사개요

  o 대상업종 : 화학, 1차금속 등 23개 업종

  o 대상업체 : 대기ㆍ수질배출시설설치 허가(신고)업체 중 종업원수 50인 이상인 업체(2,876개 업체)

  o 대상물질 : 톨루엔 등 160개 조사대상물질 중 연간 제조ㆍ사용량이 50톤 이상인 물질(116개 물질)

 

Ⅱ. 2001년도 조사결과

 □ 2001년 한 해 동안 환경으로 배출된 화학물질 수는 112종, 총 배출량은 36.6천톤(취급량 대비 0.04%)

     - 총 배출량의 94.3%는 대기, 4.5%는 토양, 1.2%는 수계로 배출

     - 총 배출량의 81.1%에 해당하는 물질이 산업단지에서 배출

        ※ 2000년에 비하여 조사업체와 물질은 늘었으나 취급량 대비 배출량은 감소

구분

조사업체

조사물질

취급량

(천톤/년)

배출량

(톤/년)

취급량 대비 배출량(%)

2000

529개

65종

57,600

30,143

0.05

2001

1,023개

116종

95,034

36,587

0.04

   o 물질별로는 톨루엔, 자일렌, 황화수소 등 3종의 가스상 물질이 총 배출량의 37.7%를 차지

     - 톨루엔 : 13.8%, 자일렌 : 12.2%, 황화수소 : 11.7%

   o 업종별로는 화학, 1차금속, 석유정제 등 3개 업종의 배출량이 총  배출량의 68%정도를 차지

     - 화학 : 38.4%, 1차금속 : 20.6%, 석유정제 : 8.7%

   o 지역별로는 대규모 화학ㆍ석유 산업단지가 많이 위치한 전남, 울산 등에서 다량 배출

     - 전남 : 19.6%, 울산 : 18.7%, 경북 : 15.8%

 □ 배출물질 중 국제암연구소에 의한 발암물질(Group 1)은 벤젠, 염화비닐 등 7종이며, 배출량은 1,679톤(총 배출량의 4.6%)

   o 업종별 배출량은 화학제품(70%) →석유정제(16.5%) →1차금속(13%)

   o 지역별 배출량은 울산(39.0%) → 전남(36.5%) → 경북(13%)

       ※ 2000년에 비하여 발암물질(Group 1)의 배출량은 32% 감소

         · 발암물질 총 배출량 :  2,497톤('00) → 1,679톤('01)

         · 취급량 대비 배출량 :  0.023%('00) → 0.016%('01)

   o 배출물질 중 내분비계장애추정물질은 디(2-에틸헥실)프탈레이트 등 4종이며, 배출량은 150톤(총 배출량의 0.4%)

     - 업종별 배출량은 플라스틱(56.6%) → 화학제품(35.6%) → 섬유제품(6%)

     - 지역별 배출량은 충북(39.3%) → 경남(29.7%) → 경기(10.3%)

       ※ 내분비계장애추정물질의 배출량은 2000년에 비하여 76% 감소

          · 배출량                    :   636톤('00) → 150톤('01)

          · 취급량 대비 배출량  :  0.13%('00) → 0.03%('01)

 

Ⅲ. 조사결과 시사점

  □ 배출량조사 결과, 유해화학물질의 배출량은 감소 추세를 보임

   o 전체 조사대상물질의 취급량 대비 배출량은 감소 추세('99: 0.05% →'00: 0.05%  → '01: 0.04%)

     - '99년부터 3년간 조사해 온 석유정제, 화학업종의 경우에도 취급량 대비 배출량이 지속적으로 감소('99: 0.05% → '00: 0.03% → '01:0.02%)

   o 대기배출량이 많아(전체의 94%) 앞으로 배출량 저감여지는 더욱  크다고 보여짐

      ※ 미국 제조업의 경우를 보면 배출량조사 초기에는 우리나라와 같이 대기 배출량이 많았으며, 이후 배출량의 86%이상을 대기분야에서 감축

 □ 주요 대기배출물질은 주로 휘발성유기화합물(VOCs)로서 대기 배출량 저감을 위해서는 VOCs에 대한 관리가 필요한 것으로 나타남

   o 배출량 상위 10개 물질 중 휘발성유기화합물이 6종이며, 배출량의 69%를 차지

 □ 사업장 규모별로 보면 100인이상 사업장이 업체수, 취급량(94.2%)은 많으나 취급량 대비 배출량은 오히려 100인미만 사업장이 많음

   o 유해물질 배출량 감축을 위해서는 중ㆍ소업체의 역할이 중요

      ※ 취급량 대비 배출량 : 100인이상 사업장은 0.04%, 100인미만은 0.07%

 

Ⅳ. 향후 조치계획

 □ 전반적인 배출실태 파악을 위하여 조사대상 지속 확대

   o 산업계 등의 의견수렴을 거쳐 조사대상물질 우선순위 선정 및 연차별 확대계획 예고

   o 현재 일률적으로 적용되는 조사기준(연간 취급량 50톤이상)을 조사대상물질별로 차등 조정

 □ 조사자료의 신뢰성 제고를 위한 기반조성사업 지속 추진

   o 전문인력 부족 등으로 배출량조사에 어려움을 겪고 있는 중·소업체 지원방안 마련(연구용역 추진중)

   o 업종 및 공정특성에 맞는 다양한 배출량조사기법 개발·제공으로 기업체의 배출량조사 지원

   o 매체별 전문가로 구성·운영중인 기술자문팀을 조사표 검증에 활용

 □ 사업장별 배출량 조사결과 공개 기반마련 및 자발적 배출량저감 유도

   o 미국 등과 같이 사업장별 조사결과를 공개, 기업체의 자발적 저감노력을 촉진하기 위한 법적 근거 마련(유해화학물질관리법 개정 추진중)

   o 배출량 저감실적이 우수한 업체를 발굴하여 언론홍보, 포상 등 인센티브 제공

 □ 2001년도 조사결과를 관계기관 및 국민에게 제공·홍보

   o 배출량조사결과 보도자료 제공 및 홈페이지 게재

   o 조사결과를 매체별 관리부서에 제공, 정책수립 등에 활용토록 함

 

 

다음은 황화수소의 성장 및 각종 자료입니다.

 

 


황화수소

가. 성상

○ 화학식 : H2S(hydrogen sulfide)

○ 분자량 : 34.08

○ 밀도 : 1.539 g/L(0℃, 1 atm)

○ 끓는점 : -60.2℃(760 mmHg)

○ 녹는점 : -82.9℃(760 mmHg)

○ 비열 : Cp=0.24 cal/g·℃(30℃, 1 atm), Cv=0.18 cal/g·℃(30℃, 1 atm)

○ 발화점 : 260℃

○ 무색의 기체로서 계란 썩는 냄새가 나는 대표적인 악취 물질로서 유독성 가스로 취급

○ 물, 에탄올, 가솔린, 등유에 잘 녹음

○ 산소 중에서 푸른 불꽃을 내며 타서 이산화황을 생성하며, 산소가 부족할 경우 황을 생성

     2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2, 2H2S + O2 → 2H2O + 2S

○ 알칼리와 반응하여 두 가지 염을 생성

     MOH + H2S → 2H2O + MHS(수소황화물)

     2MOH + H2S → 2H2O + M2S(황화물)

○ 산화물을 잘 환원시키고, 특히 진한 질산 등의 산화제와는 격렬하게 반응하므로 위험함

○ 단백질 등의 유기 물질이 박테리아에 의한 분해 작용으로 인하여 천연적으로 발생된 황화수 소는 대기 중에서 산화하여 이산화황이나 황산염으로 변화하는 순환을 함

나. 발생원

(1) 인위적 발생원

㈎ 석유 정제공정이나 피혁, 아교, 형광물질 원료 등의 제조공정 중의 부산물로서 발생

㈏ 펄프공장의 경우, 펄프원료를 수산화나트륨(NaOH)과 황화나트륨(Na2S) 존재하에서 증류,분해하여 셀룰로오스를 얻는데, 이 때 황화수소, 메르캅탄 등을 부산물로서 발생

㈐ 염료, 공업약품, 의약품(디메틸 설파이드, 디메틸 설폭사이드 황화나트륨)의 원료로 사용함으로써 발생

㈑ 그 외 혐기성 발효가 일어날 수 있는 대도시의 하수 또는 쓰레기장 등에서 발생

(2) 자연적 발생원

㈎ 화산이나 온천, 납, 석고, 유황 광산 등의 황 또는 황화합물이 존재하는 지각층에서 발생

㈏ 광산에서는 황철광의 분해로 인하여 대기 중으로 발생되거나, 수중에 녹아 있다가 물이 흐르면서 공기 중으로 발산

㈐ 유정(油井)의 천연 가스에 섞여 있을 경우 이것의 생산, 수송, 정제시에 발생

㈑ 자연적 발생량(해면 : 32 x 106톤/년, 육지 : 72 x 106톤/년)이 인공적 발생량(3 x 106톤/년)보다 훨씬 많은 것으로 추정

㈒ 그러나, 인위적 발생은 한정된 지역에 국한

다. 독성

⑴ 황화수소는 독성이 강하며, 고농도 가스를 많이 흡입하면 함철 산화 효소의 파괴로 인하여 세포의 내부 호흡이 정지하여 중추 신경이 마비되어 실신하거나 호흡 정지 또는 질식 증상 을 일으킬 수 있음

⑵ 황화수소는 점막에 산으로 작용, 눈이나 호흡기계의 점막을 자극하며 심한 통증을 유발함 ⑶ 황화수소의 농도별 인체에 미치는 생리 작용은 표 3.8.1과 같음

표 3.8.1 황화수소의 농도별 인체에 미치는 영향
 

농 도(ppm)

증        상

1∼2

취기를 인지함

2.4

명확한 취기를 느끼나 고통스럽지는 않음

3

뚜렷하게 취기를 느낌

5∼8

심하게 불쾌한 취기를 느낌

80∼120

뚜렷한 증상없이 약 6시간 정도 참을 수 있음

200∼300

5∼8분 후에는 눈, 코, 목구멍 등의 점막에 강한 통증을 느끼고 30∼60분 견딜 수 있음

500∼700

약 30분간 호흡하면 아급성 중독을 일으켜 생명이 위험함

1000∼1500

즉시 급성 중독을 일으켜 실신하거나 호흡마비로 즉사함


⑷ 저농도의 황화수소는 결막, 코 및 인두에 자극을 주어 광선 현기증, 눈꺼풀의 수축 경련, 재 채기, 입안 및 인후의 건조 등을 유발하여, 사람이 눈물을 흘리고 침이 고이는 것을 느낌

⑸ 황화수소에 대한 결막의 반응은 상당히 심한데 많은 양의 눈물이 나오고, 빛을 피하려는 증상 (photophobia), 통증, 결막 부종, 눈꺼풀의 외번(eversion) 등을 그 예로 들 수 있고, 눈에 대한 이러한 증상은 노출을 중단시키면 수일 내에 사라짐

⑹ 50ppm에 장기간 노출되어 있을 경우 비염, 인두염, 기관지염이 발생된 예가 있음

⑺ 이 가스에 대한 축적 독작용은 없고, 인체에 흡입되면 장, 오줌, 호흡기로 배출됨

라. 오염 사례

⑴ 포자리카 중독 사고

-멕시코

-1950년 11월

-기상은 바람에 약하고 안개가 짙게 낀 상태

-각종 공장에서 배출된 황화수소로 주민 22,000명 중 320여명이 급성 증독병으로 입원

-그 중 22명이 사망

-중독 환자의 증상 : 기침, 호흡곤란, 점막 자극 등

⑵ 텍사스 사고

-미국 텍사스에 인접한 10개의 유정에서의 황화수소 배출

-농도는 4∼14%

-유정으로부터 발생한 고농도의 황화수소로 많은 가축이 죽었고, 특히 유정의 가스 탱크나 펌프 시설 근방이나 골짜기에서는 의식을 잃는 사람도 있었음

마. 관련기준의 비교

(1) 외국의 황화수소 환경기준

각 국의 환경대기 중의 황화수소 농도의 기준치는 표 3.8.2와 같음

표 3.8.2 각 국의 환경대기 중의 황화수소 농도 기준
 

국가

평균 시간(시간)

기준치(ppm)

비고

미국

캘리포니아주

1

0.1


미조리주1

0.5

0.5

0.05

0.03

b

c

몬타나주

0.5

0.5

0.05

0.03

b

c

뉴욕주

1

0.1


팬실바니아주

1

24

0.1

0.005


러시아

24

0.005


폴란드

0.33

24

0.33

24

0.04

0.013

0.005

0.005

d

d

e

e

독일

0.5

0.5

0.1

0.2

f

g

체코

24

0.005


캐나다

온타리오주

0.5

0.03


(출처 : Bela G. Liptak, 1984)

1 : 세인트 루이스 도심지역

2 : 1년에 2번이상 초과하면 안됨

3 : 연속 5일간 2번이상 초과하면 안됨

4 : 보호구역임

5 : 특별보호구역임

6 : 장기간 노출시

7 : 8시간 동안 1번이상 초과하면 안됨

(2) 우리나라 환경 및 작업장 기준

(가) 대기환경보전법(개정 '92. 8. 8, 시행 '94. 1. 1)에서 황화수소를 악취물질로 규정, 배출을

규제

1) 공업지역안의 사업장에서의 배출량 : 0.2ppm이하

2) 기타지역안의 사업장에서의 배출량 : 0.05ppm이하

(나) 산업안전보건법(개정 '90. 1. 13)에서 황화수소를 작업장 유해물질로 규정, 미국 ACGIH(미국 산업위생정부전문가회의)에서 권고한 TWA(8시간 가중 평균치) 10ppm, STEL(단시간 노출허 용농도) 15ppm을 작업환경 조건으로 정하여 규제

참고문헌

1. 이창기, (1993), 환경과 건강, pp68∼71.

2. Bela G. Liptak, (1984), Environmental Engineers' Handbook, Volume 2, pp176∼181.

3. Luigi Parmeggiani, (1971), Encyclopedia of Occupational Health and Safety, pp1090∼1091.

작성자 : 대기공학과 환경연구사 석광설(공학석사)

이 자료는 국립환경연구원에서 발간한 환경자료집(1999년판)을 이용하여 만들었으므로 법령기준등은 현재와 차이나는 경우가 많이 있습니다.

.

 

 

2006.02.16.

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