대기 중 오존 문제 해결 방법...운송오염 차단이 관건
수정일 2020년 02월 11일 화요일
등록일 2020년 02월 11일 화요일

화물을 운송하는 과정에서 발생하는 오염은 대기 중 오존을 구성하는 화합물을 더욱 증가시킨다. 최근 한 연구에서는 이러한 운송 공해가 줄어들면 더 많은 식물들이 자랄 수 있다는 사실이 발견됐다.

 

▲운송 오염도를 줄이면 식물 성장을 개선시킬 수 있다(사진=위키미디어 커먼스)

연구를 주도한 엑서터대학 연구팀은 식물 성장을 위한 자연적인 기후 솔루션의 하나로 오존을 발생시키는 가스 배출 감소를 제안했다. 이러한 배출 감소는 식물이 광합성을 더 잘 수행할 수 있도록 해준다는 설명이다. 연구는 자연기후변화 저널에 발표됐다.

 

오존과 부작용

대학 연구팀과 비영리 컨소시엄인 '기상연구대학연합(UCAR)'에 따르면, 지구상에는 두 가지 유형의 오존이 형성된다. 먼저 하나는 유익한 오존이라고도 불리는 성층권 오존이다. 이 오존은 상층 대기의 산소 가스가 햇빛에 의해 단일 원자산소로 분리될때 형성된다. 이 단일 원자산소는 오존 가스를 만들기 위해 서로 결합하는데, 성층권에서의 이같은 높은 오존 가스는 태양의 자외선으로부터 지구를 보호하는 역할을 한다.

 

또 다른 하나는 대기의 가장 낮은 층인 대류권에서 형성된는 오존으로, 나쁜 오존이라고도 불린다. 성층권 오존과 유사하지만, 질소산화물과 휘발성유기화합물(VOC) 사이의 화학 반응에 의해 형성된다는 점이 다른 점이다. 햇빛이 이 화학물질에 닿으면, 인간 등 모든 살아있는 유기체들이 사는 지상에서 생성된다. 

 

이 지상의 오존은 자연적으로 발생하지만 대기 오염으로 인해 생산은 가속화된다. 이에 너무 많아지면 동식물과 인간에게 부작용이 미칠 수 있다. 가령 인간의 경우 호흡기 문제로, 과도한 오존 노출로 인한 일반적

인 부정적 영향이다. 동물의 경우 대기 중 병원균에 대한 자연 저항을 감소시키며, 식물 역시 오존으로 인해 조직의 산화율이 높아지면서 화상을 입을 수 있다.

 

 

운송 오염을 차단하라

교통은 오늘날 전 세계적으로 대다수의 도시 인구들이 사용하는 주요 인프라로, 운송이 없다면 사람들은 먼 거리를 편리하게 여행할 수 없다. 그러나 이 분야는 석유 제품에 의해 작동된다는 것이 문제다. 비행기나 선박, 기차 및 차량에 동력을 공급해 다른 곳으로 이동하기 위해서는 가솔린이나 등유 등 이와 유사한 제품이 필요한 것. 그리고 엔진이 석유를 연소시키면 차량은 대기 중에 가스와 오염물질을 배출한다.

 

이와 관련해 연구팀은 지상 오존을 낮추기 위한 자연적인 기후 솔루션을 제안했다. 바로 운송 부문의 배출량을 줄이는 것으로, 이는 시급해지는 대기오염의 문제를 해결하는데 큰 역할을 할 수 있다. 운송 오염 수준이 감소하면 식물 성장의 개선 가능성은 높아지게 되고, 이러한 개선은 더 많은 다른 식물들을 다시 자라고 번성하게 할 수 있다는 설명이다.

 

연구의 수석 저자인 나딘 운거 교수는 "지상의 생태계는 매년 이산화탄소 배출량의 약 30%를 저장함으로써 지구 온난화를 늦추고 있지만 이같은 탄소 포획은 오존 오염으로 인해 약화되고 있다"고 지적했다. 연구 결과에 따르면 식물 생산성이 가장 많이 손실되는 지역은 미국 동부와 유럽, 중국 동부다.

 

조사에서 연구팀은 식물의 성장을 감소시키고 있는 운송 오염 요소들을 구체적으로 열거했다. 여기에는 일산화탄소를 비롯한 메탄, 질소산화물, VOC 등이 포함됐으며, 이들은 모두 나쁜 오존을 생성해 식물의 성장을 둔화시킨다. 

 

연구팀은 이후 이용가능한 데이터를 활용, 식물의 성장을 도우려면 얼마나 많은 배출량이 감소돼야 하는지를 계산했다. 그 결과, 가장 높은 수준의 오존 형성 가스를 배출하는 주요 7개 분야가 제시됐다. 농업과 주거, 에너지, 산업, 도로 교통, 운송, 폐기물 관리(매립)로, 이 중 교통은 가장 크게 기여한 요소로 나타났다. 연구팀은 이들 가스의 배출량을 50% 가량 줄이면 매년 5~20%의 식물 성장이 개선될 수 있다고 강조했다.

 

이들 부문에서의 개선 노력은 특히 기후변화에서 커다란 성과를 올릴 수 잇을 것이란 기대다. 식물과 나무는 가스의 탄소 격리 및 가스 저장에 중요한 존재로, 일반적으로 육상 생태계가 연간 저장하는 공기 중 이산화탄소는 약 30%에 달한다. 이는 지구의 온난화를 늦추는데 역할을 할 수 있다.

 

또한 가스 배출을 줄여 식물 성장을 개선하면 농작물의 연간 수확량도 증가될 수 있다. 옥수수와 감자, 쌀, 밀, 그리고 기타 작물들은 나쁜 오존에 노출될 수 있는 식물들로, 오존 수치가 높을때마다 연간 생산량은 감소하게 된다. 그리고 이같은 감소는 여러 지역의 식량 공급에 영향을 미칠 수 있다.

들이다. 그들의 연간 수확량은 종종 나쁜 오존 농도가 높을 때마다 감소한다. 연간 수확량이 줄어들면 여러 지역의 식량 공급량에 영향을 미칠 수 있다.

 

온실 가스 배출원

미국환경보호국(EPA)에 따르면, 2017년 미국의 총 가스 배출량은 64억 5700만톤의 이산화탄소와 상응하는 규모다. 특히 교통 부문은 28.9%를 차지해 국내 가스 배출에 가장 크게 기여했으며, 이어 전기 생산이 27.5%, 산업 22.2%, 상업 및 주거 11.6%, 농업 9%, 토지 이용 및 임업 11.1% 순이었다. 

 

운송 분야에서는 또한 1990~2017년까지의 가스 배출 추세가 전반적으로 증가한 것으로 나타났다. 이는 미국인들과 관광객들의 여행 수요 증가와 관련이 있다. EPA에 따르면 2017년 승용차와 소형 트럭을 포함한 경차용 차량의 VMT(자동차주행거리세)는 45.9%나 증가했다.

 

두 번째로 높은 가스 배출량을 기록한 전기 생산은 석탄 사용이 주요 원인으로, 2017년 해당 부분 총 배출량의 67.9%를 차지했다. 그러나 이같은 엄청난 배출량에도 불구, 석탄의 미국 내 전력 생산 기여도는 31.2%에 불과했다. 반면 천연 가스는 이와 동일한 비율을 보엿으며 원자력은 21%, 재생 에너지는 16.2%, 석유는 1% 미만을 차지했다.

최치선 기자 ccs@transfinite.co.kr
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