【알고지나갑시다/자동차 배출가스, 필요악(惡)】



                                               [CAR & TECH 2002년 09월호]  



세계 각국에서는 이미 90년대 초부터 배출가스를 줄이기에 나서고 있었지만 우리

나라는 이제서야 그 필요성을 깨닫고, 대안으로 지난 5월부터 새로 개정된 중간

검사제를 시행하고 있다.



하지만 아직 초기 단계여서 그러는지 몰라도 아직까지는 이것도 여러 가지 문제

점을 낳고 있다. 판정 기준이 불명확하고, 불합격이 되면 어떻게 고쳐야 되는 지

도 몰라 오히려 혼란만 겪고 있을 뿐이다. 



이것은 앞으로 정부와 관련기관에서 수정해야 될 문제이고, 차를 운전하는 운전

자들에게 가장 중요한 것은 자기 스스로가 ‘줄여야 한다는 것’을 인식하고 있

어야 된다는 것이다. 그러기 위해서 운전자들은 배출가스가 왜 발생하는지 원인

을 알고, 이에 최소한으로 줄일 수 있는 요령에 대해서 알아보자. 



배출가스 발생원인



▶일산화탄소의 발생원인



가솔린의 성분은 탄소와 수소의 화합물로 농후한 혼합기가 공급되었을 때 산소

가 부족해 불완전한 연소가 되는 경우에 일산화탄소가 발생한다. 반면 완전 연소

될 때 탄소는 이산화탄소로 변화되고 수소는 수증기로 변화되어 인체에 무해한 

가스가 된다. 



▶탄화수소의 발생원인



탄화수소는 엔진의 작동온도가 낮을 때와 공연비가 희박해 실화되는 경우에 미연

소 된 성분이 배출되는 경우에 발생된다. 혼합기가 실린더 내에서 완전 연소되

지 않기 때문에 가솔린의 성분이 분해되거나 증발되어 발생한다. 



▶질소산화물의 발생원인



질소산화물은 질소와 산소의 화합물이다. 질소는 상온에서 불활성 원소로 다른 

원소와 반응하지 않지만 엔진의 내부 온도가 1,500℃ 이상이 되면 반응성이 활발

해져 발생량이 급증한다. 



연소실내에서 압축된 혼합기가 연소될 때 온도가 상승하면 질소는 산소와 반응

해 NO(N2 +O2=2NO)가 발생해 대기 중으로 배출되면 대기중의 산소와 다시 반응

해 NO2(NO+O2=2NO2)로 변화된다. 따라서 자동차에서 배출될 때는 NO이고, 이것

이 다시 대기 중에서 다시 NO2로 변화되어 대기를 오염시키게 된다. 



배출가스가 대기 및 인체에 미치는 영향



▶대기에 미치는 영향



배출가스 중에 탄화수소와 질소산화물은 강한 태양광선을 받으면 광화학 반응을 

일으켜 광화학 스모그 현상을 발생한다. 광화학 스모그는 자동차, 공장, 화력, 

발전소 등에서 배출되는 탄화수소와 질소산화물이 대기 중에서 자외선을 받아 광

화학 반응이 반복되어 눈, 호흡기 계통에 자극을 주는 PAN, 알데히드류 등의 자

극성이 강한 옥시던트가 2차적으로 형성되어 스모그로 변화된다. 



스모그는 연기와 안개의 합성어로 질소산화물이나 탄화수소가 강한 태양광선에 

의해 화학 반응을 일으켜 발생되는 광화학 스모그(로스엔젤레스형 스모그)와 난

방 등의 배연 중 아황산 가스나 그을음 등과 안개가 원인이 되어 발생하는 스모

그(런던형 스모그)가 있으며, 자동차의 배출가스는 광화학 스모그의 원인이다. 





▶인체에 미치는 영향



배출가스에는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등 유해 성분이 

들어 있는데 각 성분마다 인체 끼치는 영향도 각기 다르다.





먼저 일산화탄소(CO)는 자동차에서 가장 많이 배출되는 가스로 혼합기가 농후할 

때 발생되며, 인체에 들어가면 혈액 내의 헤모글로빈(Hb)과 쉽게 결합해 혈액의 

산소 운반을 방해하기 때문에 산소결핍에 의한 두통, 현기증 등의 중독 증상을 

일으키게 된다. 





탄화수소(HC)는 대기 중에서 광화학 반응으로 광화학 스모그를 형성해 시계를 약

화시키며, 인체에 들어가면 눈의 점막을 자극시키고 미각의 기능이 저화된다. 또

한 질소산화물(NOx)도 눈에 자극을 일으키고 폐 기능에 장해를 일으킨다. 





그 외 납산화물이라는 성분도 배출되는데 가솔린의 옥탄가를 상승시키기 위해 4

메틸납이나 4에틸납을 첨가하기 때문에 배출가스 중에 이 성분이 배출된다. 인체

에 들어가면 소화기 및 근육신경 등에 장해를 일으키며, 심할 경우에는 납중독 

증상을 일으킨다. 최근에는 납산화물의 피해를 방지하기 위해 무연 가솔린을 사

용하기 때문에 점차 줄여지고 있다. 



배출가스의 특성



▶공연비와의 관계



 이론 공연비보다 농후하면 일산화탄소와 탄화수소는 증가되지만 질소산화물은 

감소한다. 반면에 이론 공연비보다 약간 희박하면 탄화수소는 증가되지만 일산화

탄소와 탄화수소는 감소한다. 또한 희박하면 탄화수소는 증가되지만 일산화탄소

와 질소산화물은 감소하는 성질을 가지고 있다. 



▶엔진 온도와의 관계



 엔진 온도의 상태에 따라 각 유해가스도 다르게 나타나는데 저온일 경우에는 농

후한 혼합기가 실린더에 공급되기 때문에 일산화탄소와 탄화수소는 증가되지만 

질소산화물은 감소한다. 반면에 고온일 경우에는 혼합기의 연소 온도가 상승되

기 때문에 질소산화물은 증가되지만 일산화탄소와 탄화수소는 감소한다. 





▶운전 상태와의 관계



운전 상태에 따라서도 각기 다르게 배출된다. 엔진이 공회전할 때는 농후한 혼합

기가 실린더에 공급되기 때문에 일산화탄소와 탄화수소는 증가되지만 질소산화물

은 감소한다. 한편 감속 때에는 흡입 공기량이 적고 농후한 혼합기가 실린더에 

공급되기 때문에 일산화탄소와 탄화수소는 증가되지만 질소산화물은 감소한다.



하지만 가속 때에는 엔진에 큰 출력이 요구되므로 농후한 혼합기가 실린더에 공

급되기 때문에 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물은 모두 크게 증가된다. 





배출가스 줄이는 요령



 요즘에 나오는 차들은 배출가스를 최대한으로 줄이기 위한 각종 장치들을 적용

하고 있다. 하지만 차를 오래동안 타고 다니면 즉 노후된 차가 되면 이러한 장치

들도 점차 기능을 상실하고 만다. 



그렇다면 배출가스를 줄이기 위해서는 어떤 곳을 점검해야 될까? 엔진오일을 수

시로 깨끗한지를 점검해봐야 한다. 더러운 오일은 엔진이 왕복운동을 방해해 그

만큼 더 많은 힘이 필요해진다. 따라서 더 많은 휘발유가 소모되며 그에 따라 배

출가스도 많이 분출된다. 



엔진오일과 함께 에어 클러너 역시 제때에 교환해주지 않으면 각종 유해 성분이 

많이 분출하게 된다. 에어 클리너 안에 먼지가 많이 쌓이면 공기의 흡입을 나쁘

게 해서 공기가 제대로 공급되지 않아 불완전 연소를 일으키게 된다. 이에 따라 

배출가스가 발생하게 된다. 



한 점화 플러그가 불량일 경우에도 불필요한 배출가스가 발생하게 되는데 이 

역시 상태가 안 좋으면 불완전 연소를 일으켜 불필요한 연료소모 및 유해한 가스

가 분출하게 된다. 



이렇게 배출가스를 줄이는 요령에는 별다른 것은 없다. 모든 운전자들이 자동차

의 각종 소모품을 제대로 점검 및 교환만 해준다면 지금보다 휠씬 좋은 환경이 

될 것이다. 또한 불필요한 과속운전을 삼가 하는 것도 잊지 말아야 할 것이다.