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오존층 파괴의 요인

Ozone層破壞－要因

지상 약 10-50km의 성층권에 존재하는 오존층은 태양으로부터 오는 유해한 자외선을 흡수하여 지표의 생물을 보호하고 있다. 이 오존층이 프레온가스에 의해 파괴되고 있다는 것이 최근에 밝혀졌다.

화학 기호로 O3라고 쓰는 오존은 강력한 산화 작용과 강한 살균력이 있는데, 인체나 식물에는 유해하다. 광화학 스모그의 원인이 되는 옥시던트의 주성분도 대류권에서의 광화학 반응에 의해 생성되는 오존이다.

프레온은 탄소에 염소와 플르오르 원자가 결합한 화합물의 총칭으로서 공업적으로 양산되고 있는 것만도 20종이나 된다. 용도는 냉장고나 에어컨의 냉매(冷媒), 에어졸 제품의 분무제, 정밀 기기나 전자 부품의 세정용, 우레탄 비누의 발포제, 드라이에칭, 소화제(消化劑) 등 다양하다.

과학적으로 안정된 물질이기 때문에 직접 인체에 영향을 주는 일은 없지만, 대기중에 방출된 프레온가스는 서서히 상승하여 성층권에 도달하면 강한 자외선을 받아 분해하여 염소를 방출한다. 이 염소가 촉매가 되어 오존과 연속적으로 반응하여 오존층을 파괴한다. 따라서 지표에 도달하는 단파장의 유해한 자외선이 늘어 피부암의 증가, 지구의 온도를 상승시키는 온실효과 등 지구적 규모에서의 이상 기후나 생태계에 미치는 영향이 우려되고 있다.

프레온가스의 규제

Freongas－規制

프레온가스에 의한 오존층 파괴의 메커니즘이 지적되기 전에는 대기중의 핵실험이나 초음속 제트 여객기(SST)에서 방출되는 질소 화합물에 의한 오존층 파괴가 거론되고 있었다. 미국 의회에서는 이에 근거하여 1971년 미국에서의 SST 개발 조성금 중단을 결정했으나 실제로 규제하기까지는 오랜 시간이 걸렸다.

1985년 '오존층 보호를 위한 빈 조약'이 채택되어 1987년 몬트리올의정서(오존층보호조약의정서)가 서명되었으며, 10년 후까지 현재의 양을 반감하자는 결정을 내렸다. 그리고 1989년 5월, 이에 준하여 20세기 중에 프레온을 모두 없애자는 헬싱키 선언이 채택되었다.

이러한 활동의 계기가 된 것은 남극 상공에서 발견된 오존 구멍이다. 1985년 5월 『Nature』지에 발표된 영국의 대기 연구학자 파먼 박사의 논문은 가히 충격적이었다. 또한 인공위성에 탑재된 계측기는 오존층의 파괴를 위성에서 잇따라 보내오고 있었다.

그 후 스프레이, 냉동매 등에 쓰이고 있는 프레온가스라고도 하는 염화플루오르화탄소(CFCs)의 염소 성분과 소화기 충전 가스로 쓰이는 할론(halon)의 브롬 성분이 오존층으로 올라가 오존을 파괴한다는 사실이 밝혀진 후, 1987년 오존층 보호를 위해 오존층 파괴 물질인 프레온가스와 할론을 만들거나 쓰지 못하도록 하는 몬트리올의정서가 발표되었다.

오존층 파괴의 대책

Ozone層破壞－對策1995년 12월 몬트리올의정서 서명국들은 오스트리아 빈에서 오존층 파괴물질에 대한 새로운 규제에 합의했다. 선진국들은 브롬화메틸의 사용을 2010년까지 단계적으로 줄여 중지하고, 개도국은 그 사용량을 2002년까지 1995-1998년의 평균 수준으로 안정화시키기로 합의했다.

그 해에 발표된 보고서에 따르면 인간활동으로 방출된 할로카본에 의한 염소의 성층권 내 농도가 1994년 초에 최고치를 기록했으나, 1995년 중반에 이르러서는 연간 20-30ppt(1ppt=1012)의 비율로 감소하는 추세를 보였다. 한편 브롬의 농도는 증가하고 있지만 모든 할로겐족 원소의 복합적인 영향은 줄어가는 추세라고 보고되었다. 이 연구는, 오존층 파괴물질에 대한 몬트리올의정서의 새로운 규제가 제대로 이행된다면 성층권 내 염소와 브롬 농도가 1997-1999년에 최고조에 이른 뒤 감소할 것으로 추정했다.

유럽위원회(European Commission) 환경연구 프로그램이 주최해 1999년 5월 벨기에 브뤼셀에서 열린 기후 및 오존에 관한 학술대회에서 파울 크루첸(독일 막스플랑크화학연구소의 네덜란드 과학자로 오존층 파괴 연구로 1995년 노벨화학상을 공동 수상했음)은 브라질 농촌지역과 중부아프리카, 보르네오섬 등의 오존 스모그가 종종 유럽 도시들보다 심하며, 건기에는 남반구의 이산화탄소 방출량이 북반구보다 많다고 밝혔다. 이에 대해 크루첸은 농부들이 산림 화재, 사바나의 초원 태우기, 농장 폐기물 연소, 화전 일구기 등으로 생물량을 태우는 것이 주원인이라고 밝혔다. 이로 인해 해마다 18억-47억t의 탄소가 질소산화물은 물론 일산화탄소, 메탄, 이산화탄소 형태로 방출되어 오존을 형성한다. 따라서 크루첸은 열대지방 대기에 대한 장기연구에 보다 많은 자원을 투자해야 한다고 강조했다.