[반기성의 날씨와 경제] ‘지구보호막 vs 대기오염물질’…오존의 두 얼굴

[앵커]

기온이 갑자기 올라가는 계절에 찾아오는 불청객이 있는데요. 눈에 보이지 않고 미세먼지 마스크로도 거를 수 없는 대기오염물질, 바로 오존이 그 주인공입니다.

성층권의 오존은 자외선을 차단해주는 좋은 역할을 하지만 지표면에 있는 오존은 건강에 매우 해로운 오염물질입니다.

이 오존이 사람들의 건강에도 매우 해롭지만 경제적 영향도 크다고 하는데요. 오늘은 지표면에 존재하는 오존의 경제적 영향에 대해 이야기 해 보겠습니다. 케이웨더 반기성 센터장 나왔습니다. 안녕하세요.

먼저 지표면 오존은 무엇인지요?

[반기성의 날씨와 경제]

1950년대 미국의 로스엔젤레스에서 맑은 날씨인데도 하늘이 뿌옇고 많은 사람들이 눈과 목이 아파 입원하는 사태가 발생했는데요. 주정부는 모든 역학조사를 해 봤지만 원인을 밝혀 낼 수 없었는데요.

그런데 이런 현상은 오후 2-3시경, 즉 햇빛이 가장 강할 때 더욱 심해진다는 것에 착안한 H. 스미트 박사가 원인을 찾아내었지요.

강한 햇빛과 자동차의 매연이 광화학 반응을 일으켜 만들어 낸 오존이 입원사태의 주범이라는 건데요. 오존(O3)은 산소 분자(O2)에 산소원자(O)가 결합된 3개의 산소원자로 구성된 매우 활성이 강한 기체인데요,

특이한 냄새를 가진 무색의 기체로 ‘냄새를 맡다’라는 뜻을 가진 그리스어ozein에서 따와 오존이라 부르게 되었지요.

오존은 강한 산화력이 있어서 나쁜 냄새를 없애거나 살균 표백제로도 사용하지만 우리의 건강에 해로운 대기오염 물질이기도 합니다.

[앵커]

사람들의 건강에 해로운 오염물질인 오존은 어떻게 만들어지는지요.

[반기성 센터장]

오존은 자동차나 사업장에서 직접 배출되는 오염물질은 아닙니다.

대기 중에 배출된 대기 오염물질이 햇빛을 받아 광화학 반응을 일으켜서 생기는 2차 오염물질로, 일반적인 스모그와 달리 광화학스모그라고 부릅니다.

오존은 햇빛이 강하여 일사량이 많고, 기온이 높은 낮 시간에 주로 발생하며, 맑은 날이 계속되면서 풍속이 약할 때 고농도의 오존이 발생합니다.

오존을 발생시키는 주요 원인물질은 질소산화물(NOx)과 휘발성 유기화합물(VOCs)이며 이외에도 메탄(CH4), 일산화탄소(CO) 등도 오존 원인물질입니다. 

환경부 발표에 따르면 유기화합물 배출량은 1999년 이후 꾸준히 증가하는 추세를 나타내다가, 2017년 이후부터 점차 감소하는 경향으로 바뀌었다고 합니다.

[앵커]

최근 기후변화로 오존농도가 높아지고 오존주의보 발령횟수가 늘어난다고 하던데요.

[반기성 센터장]

우리나라의 오존 농도가 지속적으로 높아짐에 따라, 해마다 오존주의보 발령횟수 및 발령일자가 증가하고 있는데요.

이러한 증가 원인은 기후변화에 의한 기온 상승, 평균풍속 저하로 인한 대기혼합도 감소, 오존의 장거리 이동 등의 영향인데요.

기온이 상승하면서 오존주의보가 발령되는 시기는 앞당겨지고 마지막 발령일자는 늦어지고 있는데요.

먼저 오존농도가 가장 높은 서울의 연도별 농도변화를 보면 2002년부터 2022년까지 계속 농도가 높아지고 있고 2002년보다 2022년의 평균농도가 2배 이상 높아졌습니다. 

일년 중 오존농도가 가장 높을 때가 5월과 6월이고요. 햇빛이 약한 12월이 가장 낮습니다. 6월은 12월에 비해 3배 이상의 농도를 보이고 있지요.

그리고 서울의 오존주의보 연별 발령횟수를 보면 매년 증가추세를 보이고 있는데 2002년에 비해 2022년에는 11배나 주의보가 많이 발령되었습니다. 서울의 오존주의보 월별 발령횟수를 보면 6월이 가장 많은데요. 10월에 비해 3배 정도 주의보가 많이 발령되고 있습니다. 문제는 기후변화로 인해 매년 오존특보가 더 많이 발령된다는 겁니다.

[앵커]

이렇게 오존농도가 더 높아지고 있는데 오존으로 인한 피해는 어느 정도 되는지요?

[반기성 센터장]

현재 오존 농도 증가에 따른 건강, 농업, 산림 부분의 영향과 적응 관련 연구가 다양하게 진행되고 있는데요. 

기후변화에 따른 기온 상승과 오존 농도 증가의 상호작용을 연구한 국립산림과학원의 결과에 따르면, 오존은 기후변화에 영향을 많이 받은 대기오염물질로서 오존으로 인한 인간의 건강영향에 대한 적응 역량 강화의 필요성을 제시한 바 있구요.

또 농업 부분 연구에 따르면, 동아시아 3국인 한국, 중국, 일본에서 오존 오염에 따른 밀, 쌀, 옥수수 등 곡물 수확량의 연간 총 감소량은 약 82조원에 이르는 것으로 추산했는데요. 

동아시아는 농작물 성장을 방해하고 수확량을 감소시키는 지표면 오존 오염의 핫스팟입니다.

연구에서는 아시아 전역의 오존 상승 실험과 중국, 일본, 한국의 약 3,000곳의 공기 모니터링을 결합해 오존으로 인한 쌀, 밀, 옥수수의 상대적 수확량 손실을 평가했는데요.

중국은 밀, 쌀, 옥수수에서 각각 33%, 23%, 9%로 가장 높은 상대적 수확량 손실을 보이고 있습니다. 식물의 경우 구멍이 열리는 아침과 낮, 수분의 양이 많은 시간대에 오존으로 인한 피해가 발생하는데요.

오존에 약한 식물은 무, 잎담배, 시금치, 파, 카네이션 등이 있으며, 무의 경우 0.05 ppm에 하루 8시간 씩 20 일간 노출되면 수확량이 50 %나 감소했다고 합니다. 연구에서는 수확량 감소가 식량 안보의 위협으로 작용할 수 있다고 밝히면서 국가 차원에서 강력한 오존 배출 규제와 함께 적응 조치가 필요함을 강조하고 있습니다.