‘오존’과 ‘오존층’ 문제는 최근 가장 심각한 환경문제인 지구온난화, 대기오염과도 밀접한 관련이 있습니다. 모두 우리가 꾸준히 관심을 갖고 대응해 나가야 할 중요한 주제들입니다.
이 글에서는 오존과 오존층에 관해 여러분이 알고 계시면 유익할 내용들을 일목요연하게 정리해 보았습니다. 궁금한 내용으로 바로 넘어가 확인해 보셔도 좋습니다.
그럼 이제 기본 개념부터 오존의 역할, 발생, 오존이 인체에 미치는 영향, 마지막으로 오존층 파괴 문제까지 알아보도록 하겠습니다!
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오존
오존(O3)은 희미한 청색을 띠는 기체로, 산소원자 3개로 이루어진 반응성이 매우 강한 분자입니다.
오존층
대기 상층에 존재하는 오존층은, 지구를 둘러싸고 있는 오존 농도가 높은 지역을 말합니다.
고도 20~50km 성층권에 위치해 있습니다.
두께는 3mm밖에 되지 않지만, 태양의 자외선(UV)을 흡수해 지구 생명체를 보호하고 기후 조절을 해주는 중요한 역할을 합니다.
오존 역할
우리가 살고 있는 지표면에서 만들어지는 오존은 건강에 매우 해롭습니다.
반면, 성층권에 있는 오존층의 오존은 태양복사 열에너지의 일부를 흡수하고 동물, 식물, 인간을 유해한 자외선(UV-C 광선이나 UV-B광선)으로부터 보호하는 역할을 합니다.
오존층의 자외선 흡수율은 자외선 A는 5%, 자외선 B는 90%, 자외선 C는 100%정도입니다. 인체에 가장 해로운 자외선인 자외선 C는 오존층이 거의 차단해줍니다.
오존 발생
지표상에 오존은 질소화합물과 휘발성 유기화합물이 강한 자외선과 만났을 때 광화학 반응이 일어나면서 만들어집니다.
질소화합물은 주로 자동차에서 발생하고, 휘발성 유기화합물은 페인트, 접착제 등 건축자재나 공장 등에서 발생하는 오염물질입니다.
오존 농도의 증가는 기온 상승과 밀접한 관련이 있습니다. 지구온난화로 기온이 상승하면서 오존 농도도 가파르게 증가하는 추세입니다. 특히 여름철 폭염이 극심했던 2018년에는 오존경보 발령 횟수가 489회로 급증했습니다.
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오존 인체 영향
흔히 미세먼지를 ‘은밀한 살인자’, 오존을 ‘조용한 살인자’라 부릅니다.
미세먼지는 미세먼지 마스크로 어느 정도 막을 수 있지만, 오존은 가스형태이기 때문에 마스크로 걸러지지 않은 채 그대로 호흡기에 노출됩니다.
따라서, 오존이 많은 지역에서 고위험군이나 민감한 분들은 노출을 피하고 실외 활동을 최소화해야 합니다.
(1) 호흡기 질환
오존에 반복 노출 시 폐에 손상을 입을 수 있습니다. 천식, 만성폐색성폐질환 등 호흡기 질환의 발생 위험이 증가하고, 가슴 통증, 기침, 메스꺼움을 일으킬 수 있습니다.
국제보건영향연구소의 보고서에 따르면 오존은 전 세계에서 약 25만 4천 명의 사망에 영향을 미친다고 합니다. 그리고 만성폐색성폐질환으로 인한 사망자의 8.0%는 오존 노출 때문이었다고 합니다.
(2) 눈과 피부 질환
오존은 눈과 피부를 자극합니다.
결막염, 눈 따가움증, 피부 발진 등을 유발할 수 있습니다.
(3) 심혈관 질환
고농도의 오존에 노출되면 심혈관 질환의 발생 위험이 증가합니다.
오존은 혈액의 산화를 유도하고, 혈액의 적혈구 수를 감소시키며, 혈압 상승을 유발합니다.
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오존층 파괴 원인
인공화학물질
오존층을 파괴하는 주된 물질은 프레온가스(CFC)로 불리는 염화불화탄소 계열과 소화 방제용 소화제로 사용하는 할론가스, 사염화탄소가 대표적입니다.
염화불화탄소(CFC)는 자연 상태의 대기에는 존재하지 않는 물질로, 주로 냉장고나 에어컨의 냉매제로 사용되었던 인공화합물입니다.
문제는 CFC가 화학적으로 안정적이기 때문에 대기권으로 방출된 뒤에도 거의 분해되지 않고 쉽게 성층권까지 올라간다는 점입니다. 성층권까지 올라간 CFC는 자외선에 의해 분해되어 염소 원자를 방출하는데, 이때 생긴 염소 원자가 오존 분자를 분해하면서 오존층이 파괴됩니다. 보통 염소 원자 1개가 오존 분자 10만 개를 파괴합니다.
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대기오염물질
일부 비소기업 및 발전소에서 대기 중에 방출되는 대기오염물질도 오존층 파괴에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.
지구온난화
지구온난화가 가속화되면서 오존층이 파괴되기도 합니다.
2018년부터 2020년 사이 남극 오존 구멍의 심각한 크기 변동과 2020년 북극에서 이례적으로 오존 구멍이 나타난 것은 지구온난화로 인한 기후변화가 가장 큰 영향을 미친 사건들입니다.
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오존층 파괴 문제점
오존층이 파괴되면 지구에 도달하는 자외선이 많아집니다.
2020년 5월 미항공우주국은 성층권의 오존이 1% 감소하면 자외선은 2% 증가하고, 자외선이 1% 증가하면 피부암은 5%, 백내장은 1% 증가한다고 밝혔습니다.
오존이 10% 감소하면 자외선은 20% 증가하면서 피부암, 백내장 등의 질병을 유발하고 면역체계를 억제하며, 삼림이 말라죽고 농작물의 생산량도 줄어들게 됩니다.
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오존층 회복
1985년 영국 남극조사단은 남극 대륙 상공의 오존층에 구멍이 생긴 것을 발견하면서 오존층 파괴가 심각함을 알렸습니다. 이에 국제적인 공조가 시작되어 비엔나 협약에서 이 문제를 논의했습니다.
1987년 염화불화탄소를 비롯한 오존층파괴물질 배출량 감축을 목표로 하는 ‘몬트리올의정서’를 결의했습니다. 이 협약의 목표는 1990년부터 오존층파괴물질 배출량을 감축시켜 20세기 중에 오존층을 회복하는 것이었습니다. 46개국으로 시작했으나 지금은 200여 개국이 가입했고, 우리나라는 1992년 가입했습니다.
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그러나 오존층의 파괴 속도가 당초 예상보다 빨라지자 1992년 덴마크의 코펜하겐에서 회의가 열렸습니다. 이 회의에서 일부 물질에 대해 당초 2000년 1월에 완전 폐기하기로 했던 계획을 1996년 1월로 앞당겼고, 규제 대상 물질도 20종에서 96종으로 확대했습니다.
1994년 제49차 유엔총회에서는 몬트리올의정서 채택일인 1987년 9월 16일을 ‘세계 오존층보호의 날’로 정했습니다.
이후 오존층 파괴물질의 배출이 줄어들면서 오존층의 복원이 이루어지고 있습니다.
오존 구멍은 줄어들 것으로 예상되지만 심각한 기후변화가 발생하면 다시 커질 수도 있다는 사실을 기억해야 합니다.
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