[에너지단열경제]이재철 기자

1. 이산화탄소(CO2)
화재시 대량으로 발생하며 호흡 속도를 증가시켜, 주변의 독성가스도 함께 흡입하게 만든다.
온도가 낮을 수록, 압력이 높을 수록 용해도는 증가한다.

2. 포스겐(COCl) 

포스젠[PHOSGENE]으로도 불린다.
무색이며 자극성 냄새가 있는 유독한 질식성 기체로 염화카르보닐이라고도 한다.
일산화탄소와 염소를, 활성탄을 촉매로 60~150℃에서 반응시켜 얻는다.
즉, 염소 화합물로 요소 및 유기화합물의 제조과정 및 원료에 쓰인다.
가스 형태의 경우 화학무기로 쓰일 수 있다.
1812년 영국의 화학자인 존 데이비가 일산화탄소랑 염소를 햇빛에서 반응시켜 최초로 합성하였다.
물에는 서서히 작용하여 염산과 이산화탄소로 가수 분해된다.
반응성이 좋은 물질로, 수산화알칼리·금속산화물·암모니아·아민 등 여러 물질과 반응한다.
화학작용제로 쓰이는 독성이 강한 가스이다.
유기화학에서 아실클로라이드, 이소시아네이트, 폴리카보네이트같은 플라스틱 원료 뿐만 아니라 비료원료로 쓰이는 요소 등도 합성하는 요긴한 재료다.
폴리우레탄의 원료가 되는 이소시안산에스테르(RNCO)의 합성 및 염료 등의 합성원료로 쓰이고 있다.
폴리염화비닐(PVC) 등 플라스틱 수지류 등이 연소할 때 발생한다.
흡입 시 매우 위험하다.
포스겐이 단백질의 아민(amine)기와 반응하여 요소 비슷한 결합을 이룬다.
이로 인해 포스겐이 폐로 들어가면 폐포가 손상되어 숨을 쉬지 못하게 된다.
포스겐이 물과 결합하게 되면 이산화탄소와 염화수소로 분리되고, 이 염화수소가 물에 녹으면 염산이 된다.
폐로 들어간 포스겐이 폐안의 습기와 합쳐지면서 폐와 조직을 녹인다.
폐포가 손상돼 호흡 능률이 떨어질 뿐 아니라, 손상된 조직에서 혈액이나 기타 체액이 폐 속으로 직접 유출되어 폐수종을 일으키고 '마른 익사'로 이어진다.
최초 증상은 최루(催淚)·재채기·호흡곤란 등이며 수 시간 후에 폐수종을 일으켜 사망한다.
이 때문에 환경오염 물질로 지정돼 있다.
포스겐은 해독제가 없어 신선한 공기를 불어넣어 주는 것만이 유일한 처치방법이다.
포스겐은 제1차 세계 대전 때 독일군이 처음 사용했으며 이 후 영국군도 사용했다.
그리고 중일전쟁 당시 일본군은 731 부대에서 만들어낸 포스겐을 중국인들에게 살상용으로 이용 했다.

3. 염소(Cl)
보통 소금물이나 액체 소금을 전기분해시켜서 얻는다.
자극적인 냄새가 나는 황록색 기체로, 산화제·표백제·소독제로 쓰며, 물감·의약품·폭발물·표백분 따위를 만드는 데 쓴다.
원소 기호는 Cl로 HCl(염산), NaCl(소금), CaCl2(제설제) 등 일상에서 흔히 볼 수 있는 물질들의 구성요소다.
염소도 독성이 강하다.
흡입한 염소 가스는 폐로 들어가 몸속의 물과 반응, 염산이 되면서 폐를 녹이며 고통과 호흡곤란을 일으킨다.
염소계 표백제(락스 등)와 산소계 표백제(과산화수소계)를 섞는다거나, 세척을 위해 락스를 가열하는 경우 염소 기체가 발생한다.
1차 세계대전에서 독가스로 사용했으며 허용농도는 1ppm이다.

4. 불화수소(HF)

반도체 제조공정 중 에칭 공정(회로의 패턴 중 필요한 부분만 남기고 불필요한 부분은 깎아내는 공정)과 불순물 제거 과정에서 사용되는 기체이다.
최근 일본과의 분쟁으로 일반인에게도 잘 알려졌다.
자극적인 냄새가 있고 독성이 있는 부식성 기체이다.
국내에서는 환경규제로 생산이 쉽지 않아 수입에 의존하고 있으며, 오래 보관할 경우 물질 특성이 바뀌기 때문에 필요한 양만큼만 수입해 사용한다.
발생원으로는 빙정석을 원료로 쓰는 알루미늄 정련공장, 인광석을 원료로 쓰는 인산 및 비료제조공장, 형석을 원료로 쓰는 요업공장과 철강공장 등이 있다.
화재 발생시 다량으로 생성되며 조리를 할 때 음식물이 탈 때 나오는 성분으로 뇌와 폐에 많은 영향을 미친다.
농도가 높은 기체는 피부를 통하여 내부에 침투하여 심한 통증을 주게 된다.
농도가 낮은 경우에는 만성 장해를 일으켜 간장, 위장을 해친다.
불화수소는 사람이나 동물에 대해서뿐만 아니라 식물에 대한 피해도 매우 크다.
특히 뽕나무, 감귤류, 소나무 등에 현저한 피해를 입힌다.
국내에서는 2012년 경북 구미에서 불화수소산(불산) 가스가 누출되는 사고가 발생해 공장 근로자 5명이 사망하고 18명이 부상을 입기도 했다.
한편 불소화규소 등도 대기 중에서는 거의 불화수소가 되므로 불소계 유해물질에 의한 피해는 주로 불화수소에 의한 것이다

5. 질소산화물(NOx) 

질소와 산소로 이루어진 여러가지 화합물의 총칭이다.
공기 중에 있는 질소산화물 중 가장 주요한 형태는 일산화질소와 이산화질소이며, 이 둘을 합쳐서 NOx로 표현하기도 한다.
자동차의 엔진 등의 내부에서는 매우 높은 온도가 형성되기 때문에 배기가스가 질소산화물로 방출된다.
바이오매스(biomass)가 연소되거나 번개가 생성될 때도 질소산화물이 만들어진다.
질소산화물은 물과 반응하여 질산(HNO3)을 만드는데 이는 산성비의 주요원인이 된다.
극지방의 오존층을 파괴하는 하나의 원인으로 알려져 있다.
일산화질소와 이산화질소는 대류권에 있는 오존의 형성과 파괴에 있어서 중요한 역할을 한다.
화재 등 연소에 의하여 발생하는 것은 주로 일산화질소다.
대기 중에 방출되면 산화되어 이산화질소가 된다.
이산화질소는 인체에 유해하며 눈, 코, 목 등을 강하게 자극한다.
고농도 아래에서는 폐기종 ·기관지염 등 호흡기 질환의 원인이 된다.

6. 염화수소(HCl)
염소와 수소의 화합물이다.
자극적인 냄새가 나는 무색 기체이다.
물을 포함하여 알코올·에테르·벤젠 등 유기 용매에도 잘 녹는다.
물에 녹아 있는 경우를 염산이라고 한다.
염산은 강산성의 대표적인 물질이다.
자연 상태에서는 바닷물에 많이 포함되어 있는데 이는 해저 화산 가스로부터 유래된 것이다.
염소와 수소를 반응시켜 만들며, 각종 탄화수소를 염소화할 때 부산물로도 얻고 있다.
염화 비닐의 원료 등으로 사용되나, 주로 염산으로 사용된다.
PVC와 같은 염소가 다량 함유된 물질의 연소시 발생하며 다량 흡입하면 순간적으로 기절하며 인체에 치명적이다.
기체 염산은 호흡기 조직 내의 수분과 결합하여 폐 조직을 녹인다.
소량일 경우라도 폐점막에 심각한 손상을 끼칠 수 있고, 다량일 경우 폐부종으로 인한 호흡 곤란 등으로 사망에 이를 수 있다.

7. 이산화황(SO)
황과 산소의 화합물로서 황이 연소할 때에 발생하는 기체다.
아황산가스·아황산무수물이라고도 한다.
무색의 달걀 썩는 자극성 냄새가 난다.
액체는 여러가지 무기화합물과 유기화합물을 녹일 수 있으며 용매로도 쓰인다.
수용액에는 아황산(H2SO3)이 들어 있어 산성을 띠며 수분이 있으면 환원성을 갖게 되어 여러가지 색소를 표백할 수 있다.
천연으로는 화산·온천 등에 존재하며, 황화수소 (H2S)와 반응하여 황을 생성한다.
이산화황은 인체의 점막과 작용하여 황산을 형성, 염증을 일으켜 세균의 2차 감염에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다.
급성피해로는 불쾌한 자극성 냄새, 시정감소, 생리적 장애, 압박감과 현기증, 두통을 유발한다.
만성피해로는 폐렴, 기관지염, 천식, 폐포의 확대로 폐가 부푸는 폐기종 등을 들 수 있다.
독성이 강하여 공기 속에 0.003% 이상이 되면 식물이 죽고, 0.012% 이상이 되면 인체에 치명적인 해가 되기도 한다.
석유, 석탄 속에 들어 있는 유황화합물의 연소로 인한 대기오염이 산성비와 이에 따른 호수와 늪의 산성화의 원인이 되고 있다.
화재 시 고무나 양모 등으로부터 방출 된다.

8. 시안화수소((HCN) 

맹독의 무색 기체로 속칭 청산이라고 불린다.
물·에탄올·에테르 등과 임의의 비율로 섞인다.
수용액은 약한 산성을 보이는데, 이 용액을 시안화수소산 또는 청산이라고 한다.
시안화칼륨이나 시안화칼슘을 산과 반응시키면 발생하며, 공업적으로는 탄화수소, 암모니아 및 산소를 함께 연소하여 만든다.
특이한 냄새가 나며 점화를 하면 핑크색 불꽃을 내면서 타고 물·에탄올·에테르 등과 임의의 비율로 섞이며, 수용액은 약산의 성질을 보인다.
알데하이드·나이트릴·젖산·아크릴산·메타크릴산 등 유기화합물의 합성, 사이아노젠 및 그 유도체의 제조 등에 쓰이고, 살충제로도 사용된다.
시안화수소산의 염은 인간의 체내에서 모두 시안화수소를 발생시키므로 큰 독성을 지니는 물질이다.
노출되면 눈, 피부, 호흡기가 손상되며 요소나 멜라린, 아닐닌, 폴리우렌탄 등에서 발생한다.
100ppm 이상에서 사람이 흡입하면, 약 30분~1시간 내에 위독한 상태에 이르거나 사망하게 된다.
미국·영국·일본 등은 공기 중 농도를 10ppm으로 규제하고 있다.
아미그달린 등의 배당체로서 살구 등에도 존재한다.

9. 황화수소(HS)

달걀 썩는 냄새가 나는 무색 기체다.
매우 강한 독성과 부식성, 가연성이 있다.
하수구나 습지와 같이 산소가 부족한 장소에서 유기물이 미생물에 의해 분해될 때 생성된다. 이 화합물은 화산 가스. 천연 가스, 우물 물 등에서도 발생한다.
공기보다 밀도가 더 커 혼합물은 폭발성이 있으며, 푸른 불꽃에서 산소와 반응하면 이산화황과 물이 형성된다.
황화수소는 매우 유독한 가연성 기체이며, 공기보다 무거워 환기가 잘 되지 않는 공간의 아래 부분에 축적된다.
인체의 여러 다른 부분에 유독하므로 넓은 범위의 독성을 가진다.
최초 흡입시 톡 쏘는 듯한 느낌이 들고 곧 코가 마비되어 대처하기 어렵다.
특히 신경계에 가장 영향을 끼치는데, 일산화탄소 수준의 독성을 보인다.
황화수소는 미토콘드리아의 사이토크롬 효소와 결합하여 세포 호흡을 방해한다.
저농도의 노출은 눈의 자극, 인후염, 구토, 호흡 곤란을 유발할 수 있다.
장기간의 저농도 노출은 피로, 식욕 부진, 두총, 기억 장애, 어지러움 등을 유발한다.
고농도의 황화수소에 노출되면 호흡 정지가 발생할 수 있고, 주머니 속 구리 동전이 변색할 정도이다.

10. 벤젠(C6H6)
방향족 탄화수소로 콜타르를 분별증류하거나 석유로부터 얻는다.
무색이고 가연성이 있다.
벤젠은 암이나 다른 질병을 일으킬 가능성이 많다.
재생불량성 빈혈, 급성 백혈병, 골수 이상 등의 치명적인 질병을 일으키는 것으로 알려져 있다.
신체 기관 중 골수 손상을 유발하며 그 밖의 다른 기관(간, 뇌, 콩팥, 심장, 폐)에도 타격을 준다.
암을 일으키는 것으로 공인된 물질이라, 세계보건기구(WHO) 산하 기관인 국제암연구소(IARC)에서 1군 발암물질(암의 발생과 명백한 상관관계가 있다고 확인된 물질)로 지정했다.

11. 일산화탄소(CO)
무색, 무미, 무취의 가연성 가스로 흡입 시 혈액의 헤모글로빈과 결합돼 산소를 부족하게 해 질식사하게 된다.
과거 연탄가스 중독으로 알려진 물질이다.
화재 시 염소와 작용해 유독성 가스인 포스겐을 생성한다.

12. 암모니아(NH3)
질소 원자를 포함하는 화합물로, 식물체에 대한 질소공급원으로 매우 유용하게 쓰이는 물질이다.
식물체는 토양과 공기 중으로부터 재료들을 흡수하고, 흡수한 재료들을 이용해 필요한 유기물을 합성한다.
이 때 단백질을 합성하는 데 질소가 꼭 필요하다.
공업적으로 질소를 수소와 반응시켜 암모니아로 만들고 이를 이용해 비료를 만든다.
암모니아는 독성을 가지고 있는 물질이기 때문에 사람의 몸 속에 오랫동안 머물면 위험하다. 사람을 포함한 포유류나 양서류는 암모니아를 독성이 없는 요소라는 물질로 바꾸어 신장에 저장해 두었다가 소변이나 땀 등의 형태로 몸 밖으로 내보낸다.
또 파충류나 조류, 곤충 등은 암모니아를 요산으로 바꾸어 배출한다.
암모니아는 매우 고약한 냄새가 나는 물질이다.
화장실에서 나는 독한 냄새다.
체내에서 미처 요소로 전환되지 못한 암모니아가 소변에 함께 섞여 몸 바깥으로 배출되기 때문이다.
염기성을 띠기 때문에 생체 조직에 대해서 자극을 주고 피부에 직접적인 영향을 준다.
나일론과 아크릴 플라스틱, 멜라닌수지 등의 질소 함유물로 부터 화재 때 발생한다.

13. 아크릴로레인(CHCHCHO)
석유제품 및 유지류 등이 탈 때 생성되며 1ppm에서도 견디기 힘들고, 10ppm에서는 즉시 사망한다.

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