오존

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1. 개요[편집]

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O₃ / Ozone[1]

산소 원자 3개가 결합한 산소의 동소체이다. 상온 대기압에서 파란 빛을 띤다. 산소 원자 2개가 결합한 일반적인 산소와는 달리 인체에 유독한 물질이다. 그리고 일반 산소인 2원자 산소(O₂)에 비해 훨씬 불안정하다. 분해되면 일반 산소(O₂)가 된다. 변종으로 결합이 3개인 고리 오존(Cyclic ozone)이 존재한다고 추정된다. 일반적인 결합은 O ＝ O⁺ ― O^-인데, 벤젠처럼 공명구조를 이루게 되어 양쪽 결합이 1.5중 결합이 된다.

2. 설명[편집]

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오존은 일반 산소보다 산화력이 훨씬 강해 살균, 악취 제거에 이용된다. 흔하지는 않지만 부산이나 대구 상수도의 소독에도 쓰인다.[2] 0.1%[3] 이상의 고농도 오존은 매우 위험한데, 오존발생기를 통과하여 일부가 오존으로 변한 산소 플로우에 라텍스나 네오프렌으로 된 실험용 장갑을 갖다대면 몇 초만에 삭아 걸레짝이 될 정도로 반응성이 높다.참고 영상 위와 같은 사례는 국내에서도 순간포착 세상에 이런 일이에 등장한 적이 있다.해당 방영분 캡쳐본

한편, 자체의 냄새가 매우 강해 Ozone이란 이름이 그리스어로 '냄새'라는 뜻일 정도인데, 복사기를 돌렸을 때 진하게 느껴지는 냄새가 복사기를 돌릴 때의 전자기파에 의해 극미량 발생하는 오존의 냄새라고 한다. 참고로 무슨 냄새냐면 한여름 밖에서 뛰어놀다 온 사람의 옷냄새나 식당에 흔히 있는 자외선 살균기를 열어도 맡을 수 있는 금속성의 비릿한 냄새가 바로 오존의 냄새다. 더 정확히는 범퍼카를 타는 곳에서 맡게 되는 금속 냄새가 오존 냄새다. 또는 브라운관 TV를 오래 켜두면 발생하기도 한다. 전기전자 관련 취미를 가졌다면, 테슬라 코일 같은 고전압 장치를 가동할때 오존 냄새를 맡아 보았을 것이다. 번개가 아주 가까이 떨어지면 주변에 오존 냄새가 자욱해진다. 정전기가 잘 일어나는 곰인형에서 타닥 타닥 정전기가 튈 때 냄새를 맡아봐도 오존 냄새가 난다.

지구의 대기 상층부에 있는 오존층은 태양으로부터 들어오는 자외선을 흡수한다. 자외선은 높은 에너지를 가져 생물에 해로운데, 오존층이 이러한 자외선을 막아줌으로써 생태계에 도움을 주는 것이다. 대기 상층부의 오존은 자외선 때문에 생성되거나 소멸되거나 한다. UV-B 자외선을 맞은 오존 분자가 단원자 산소(O)와 산소 분자(O₂)를 형성하면서 소멸되거나, UV-C 자외선을 맞은 산소 분자가 단원자 산소(광고에 흔히 나오는 발생기산소)(O)로 변하고 이것이 산소 분자(O₂)와 결합해서 오존(O₃)이 되는 것이다. 물론 이때의 단원자 산소가 산소 분자 대신 오존과 결합하기도 하며, 그 경우 일반 산소로 변하면서 오존이 소멸된다.

이와 같은 이유로 기상학자들은 오존을 측정하는데 관심이 많다. 지상에서 관측할 수도, 라디오존데를 이용해 상공에서 측정할 수도 있으며, 요즘은 인공위성 촬영을 통해 오존의 농도를 측정한다.

대기 상층부에 있는 오존층은 생태계에 도움을 주는 반면 오존이라는 물질 자체는 독성이다. 오존은 그 강력한 산화력으로 폐포의 세포들을 죽이기 때문에 폐에 해로우며, 후두, 기관지 등 호흡기 전반의 건강에 악영향을 미친다. 비록 미량이라도 오랜 시간 흡입하면 이들로 인한 사망률이 높아진다. 뉴스에 가끔 나오는 오존주의보가 이런 이유 때문에 발령되는 것이다. 지표면의 오존은 자동차 배기 가스 등의 오염물질이 자외선과 반응하여 생성된다. 시골보다 도시에서 자외선이 침투하기 어려운 이유가 바로 오존 때문이다. 호흡기에 악영향을 미치기 때문에 레이저 프린터나 복사기를 이용한 후에는 가급적 환기를 시키도록 하자.

오존은 호흡기뿐 아니라 뇌혈관 질환과도 관련이 있다. 2016년 한양대병원 연구팀이 과거 10년 동안 발생한 뇌졸중 환자 천 4백여 명을 분석한 결과, 오존농도가 아주 미세한 수준인 10ppb(=0.01ppm≒0.021μg/m³) 증가할 때 뇌동맥류 파열 위험은 32% 증가했고, 오존농도가 올라가는 오후 1시에서 5시 사이에 뇌경색 발생률도 함께 올라가는 것으로 확인되었다고 한다. 기사

이공계의 경우 고농도 오존을 다룬다면 작게는 건강, 크게는 생명을 위해 적절한 안전장비와 환기대책을 반드시 강구해야만 한다.

3. 오존 관련 유사과학[편집]

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  자세한 내용은 오존 건강물질설 문서를 참고하십시오.