플라스틱이 탈때 연기와 유독가스가 많이 발생하는 이유는 무엇인가요?
지난 주 제2경인고속도로의 방음터널 구간의 화재로 많은 인명피해가 있었습니다. 원인 중 하나가 방음재인 플라스틱이 타면서 발생한 연기와 유독가스라고 들었습니다. 그런데 플라스틱이 탈때 연기와 유독가스가 많이 발생하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
플라스틱을 구성하는 성분 중에는 탄소, 산소, 수소 외에 염소, 질소, 황 성분도 포함하고 있습니다.
이 성분들이 산소와 반응하며 타게 되면 일산화탄소, 시안가스, 염소가스, 산화질소, 사염화탄소, 이산화황 등의 유독성 가스를 발생시키게 됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
플라스틱은 발열량이 높기 때문에 불타면 고온이 되어, 적당한 양이면, 중유에 대신하는 조연제로서 유효하고, 일부의 소각 시설에서는 쓰레기 발전 등에 도움이 되고 있다. 반면, 공장의 소각로를 파괴/손상시키는 원인이 되고 있다.다이옥신 규제전에 사용되고 있던 많은 소각로에서는, 소각의 상한(고온 리밋트)은 850도 전후로, 그 이상 온도를 올리면 노(내부의 내화물)가 견디지 않는다고 하는 제약이 있었다.
플라스틱 소각은, 완전한 혼합(쓰레기의 성분을 균질로 하기 위해서 교반하는 작업)을 실시하는 것이 어렵기 때문에 국소적으로 고온이 발생해, 크린카, 벽돌등이 현저하게 손상하는 것 등의 결과를 초래한다. 고온 연소를 위해서 자주 노를 세워 연소 전열에 방해되는 물질들을 제거 작업을 실시할 필요가 있다.
주된 플라스틱과 다른 물질의 연소열(kcal/kg)
폴리에틸렌 11000
폴리프로필렌 10050
폴리스티렌 9620 흑연이 문제
페놀 수지 8020
석탄 5000~7500
목재 4500
폴리염화비닐 4480 염소가스문제
크린 카:소각 시설내에서, 연소에 의해서 생성한 회분이 용해 해, 로내의 입자장 물질과 결합해, 덩어리가 된 것을 말한다.
플라스틱 구성 원자별의 연소 생성물
H H2O
C CO, CO2
Cl HCl, COCl2(포스겐)
N HCN, NO, NO 2, NH 3
그 밖에, HCHO (포름알데히드)가 분해 생성물로서 포함되는 경우도 있다.플라스틱에는 폴리염화비닐의 안정제(스테아린산연・카드뮴 화합물)와 같이, 유독인 금속염(납・카드뮴등)이 회분중에 남거나 비산하는 위험이 있는 첨가제를 포함하거나 하는 것이 있다.
또, 플라스틱의 일부에는, 성질상 소각에 적합하지 않은 것이나 연소에 의해서 유해 가스나 유해 화학물질을 생성하는 것이 있다.처리하는 일반 폐기 플라스틱 가운데, 대부분은 용이하게 열분해・기름화하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이지만, 8%가 염화 비닐이다라는 데이터가 있다.
염화 비닐은 열분해에 임하여 염화수소를 발생해, 염소 이탈 후도 기름화하지 않고 직접 카본 찌꺼기가 된다.PET 병은 용기포장 리사이클법에 따라서 분별하지만,2% 정도는 혼입해 있고, 이것도 소각시에 테레프탈산을 발생해 기름화하지 않는다.또 질소를 포함한 아크릴로니트릴이나 ABS 수지는 시안 가스 발생의 가능성이 있다.
화학반응로로서 다양한 유해 물질을 생성하고 있다.물과 이산화탄소를 제외한 모든 것이 유독 가스이다.이러한 가스는 방지시설이 완벽한 경우에 한하여, 직접 환경안에 방출되는 것은 거의 없겠지만, 가스등에 의한 부식등 때문에, 배출 가스 세정 장치등의 가동률이 저하하는 것 외에 굴뚝등의 손상도 현저하다.
ABS는 아크릴로니트릴(A), 부타디엔(B), 스틸렌(S)을 중합 시킨 것으로, 각각의 머리 글자를 취해 명명되고 있다.ABS 수지는, 범용 수지 중에서는 가장 많이 쓰이는 재질로, 전기제품등의 외장에 많이 사용되고 있는 것 외, 큰 결점이 없는 플라스틱이기 때문에 용도는 넓다.또 도금이 가능하기 때문에 금속의 대체품이라고도 한다.
가소제의 프탈산 에스테르에 발암성이 있는 것이 지적되고 있지만, 소각 처리에 의해서 플라스틱에 사용되고 있는 이러한 다양한 첨가제가 환경안에 방출되는 일도 염려되고 있다.
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