BVOCs 발생 특성

휘발성유기화합물(VOC)

 

최근 주거지역 및 산단지역에서 새롭게 대두된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)은 우리가 살고 있는 모든 영역에 존재하는 물질로 아직까지 국제적으로 통일된 정의나 대상물질의 범주가 마련되어 있지 않다. 일반적으로 휘발성유기화합물이란 상온․상압에서 대기중으로 가스형태로 배출되는 탄소와 수소로 이루어진 물질을 말한다. 이 휘발성유기화합물은 벤젠이나 1,3뷰타디엔과 같이 물질자체에 독성 및 발암성이 있어 사람의 건강이나 생태계에 영향을 주며 포름알데히드와 같이 악취원인물질로 작용하고 또한 에틸렌과 같이 오존을 일으키는 전구물질(Precusor)로도 작용한다.

 

대기 중에 존재하는 수많은 종류의 유기화합물질을 나타내는 명칭으로 휘발성유기화합물(VOC), 탄화수소(hydrocarbons), 반응성 유기가스(reactive organic gases), 및 비메탄계 휘발성유기화합물(non- methane VOC) 등이 있다.

대기중의 유기화합물들은 증기압과 끓는점에 의한 휘발정도에 따라 휘발성(volatile), 반휘발성(semi-volatile), 비휘발성(non- volatile)의 세 그룹으로 분류되기도 한다. 대체로 휘발성 물질은 증기압이 10-2 KPa이상 , 반휘발성은 10-2～10-8KPa, 비휘발성 유기화합물은 10-8 KPa이하이며 끓는점의 경우 100℃이하인 화합물은 휘발성으로, 100℃이상은 반휘발성과 비휘발성으로 분류한다. 보다 엄격하게 말하면, VOC는 상온, 상압에서 액체상이나 고체상으로 존재할 수 있지만, 대기중에서는 가스형태로 배출되는 모든 유기화합물로 정의할 수 있다.

 

이와 같은 정의에 따르면, VOC란 20℃에서 760 torr (101.3 kPa)보다는 작고 1 torr (0.13 kPa)보다는 큰 증기압을 가지는 모든 유기화합물질이라고 할 수 있다. 그러나 이 기준을 적용할 경우 이미 VOC로 분류되는 다수의 물질이 VOC로부터 제외될 수 있다. 따라서 탄소 원자, 일산화탄소, 이산화탄소를 제외한 탄소를 포함하는 모든 화합물을 VOC라 할 수 있다. 이렇게 볼 때 VOC에 속하는 화합물로는 방향족탄화수소와 지방족탄화수소(paraffin계와 olefin 계)등의 일반 탄화수소와 질소, 산소 및 할로겐원소를 포함하는 비균질탄화수소(Heterogeneous Hydrocarbon: 예, 알데히드, 케톤류 등)가 해당된다.

 결국 VOC란 탄소와 수소로 구성된 탄화수소류와 할로겐화탄화수소,질소나 황함유 탄화수소 등 상온, 상압에서 기체상태로 존재할 수 있는 모든 유기성물질을 통칭하며 넓은 의미로는 반휘발성유기화합물도 포함된다.

 

VOC 배출원

자연배출원: VOC의 상당량은 나무 등이 뿜어내는 이소프렌, 테르펜, 알콜, 에스테르 등에서 기인하며, 이를 VOC의 자연배출원이라 한다. 우리나라에서 자연배출원에서 발생하는 VOC의 양은 총 400천톤으로 총 VOC 배출량의 38%에 해당하는 것으로 추정된다.

 

인위배출원: 석유류 및 유기용제 등의 유통과정, 도료나 잉크의 제조․사용, 유기용제를 사용한 세척 등 기타 제조공정, 자동차 운행 및 VOC를 함유한 생활용품의 사용과정 등 그 배출원이 산업활동과 일상생활 중 광범위하게 분포한다.

 

< VOC가 오존생성에 관여하는 기전 >

VOC + 2NO + 2O2 → H2O + 2NO2 + R'C(O)R''
NO2 + hυ → NO + O
O + O2 + M → O3 + M

∴ VOC +3O2 → H2O + O3 + R'C(O)R''