우리에게 이롭기도 하면서 해로운 오존? 오존을 파헤쳐보자

무더위가 기승을 부렸던 올 여름은 낮에는 햇볕도 너무 강하고 더워 그늘을 찾거나 시원한 것을 마시는 분들이 많고 밤에도 열대야로 잠을 청하기가 힘든 하루하루였었습니다. 우리는 이런 날 가끔 뉴스에서 오존주의보가 발령되어다는 소식을 듣곤 하는데요, 오존주의보가 발령되면 해제통보가 있을 때까지 시민들은 과격한 실외운동을 삼가고 특히 노약자나 환자, 유아 등은 바깥 활동을 자제하라고 당부합니다. 그렇다면, 오존주의보는 어떻게, 그리고 어떤 기준으로 발령되는 것일까요? 그리고 오존은 무엇이며, 왜 문제가 되는걸까요? 지금부터 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.

 오존주의보는 오존경보제의 3단계 중 가장 낮은 단계로 오존 농도가 1시간 평균 0.12ppm 이상이면 발령됩니다. 오존 농도가 0.3ppm 이상일 경우엔 오존경보, 0.5ppm이상일 경우 오존중대경보가 발령됩니다. 오존주의보가 발령되면 불쾌한 냄새를 느낄 수 있습니다. 상태가 몇 시간 지속된다면 숨 가쁨이나 두통, 기침과 시력에 나쁜 영향을 끼칩니다. 오존주의보가 발령이 되면 실외 운동을 삼가고 가급적이면 대중교통을 이용해야 합니다.

 환경부는 1995년 7월 1일부터 ‘오존오염경보 및 예보제’를 도입하였습니다. 서울을 시작으로 현재는 인천, 경기, 충북, 충남 등 오존경보제를 시행중입니다. 오존은 태양빛이 강하고 공기 이동이 적을 때 많이 발생합니다. 특히 여름철 정오를 전후로 태양빛이 강하니 이 시간대를 피해 외출을 하는 것이 좋습니다.

 그렇다면 오존(O₃)이란 무엇일까요? 오존은 특유한 냄새로 ‘냄새를 맡다, 풍기다.’를 뜻하는 그리스어에서 명명되었습니다. 푸른색을 띠는 기체이지만 액체가 되면 흑청색, 고체가 되면 암자색을 띠게 됩니다. 이름 그대로 특이한 냄새가 나서 쉽게 냄새를 감지할 수 있으며, 상온에서는 자발적으로 분해되어 산소(O₂)가 됩니다.

 오존은 자외선이 많은 산이나 해안의 공기 중에 존재하여 상쾌한 느낌을 주기도 하지만, 오존의 농도가 짙을 때는 불쾌감을 느끼게 됩니다. 장시간 오존을 흡입하게 되면 호흡기관에 해가 되니 주의해야 합니다. 극장이나 병원 등에서는 공기의 정화에 사용되며 살균작용을 통한 음료수 소독 등에도 사용이 됩니다.

2009 Antarctic Ozone Hole @NASA Goddard Photo and Video . http://www.flickr.com/photos/gsfc/3927062424/

 우리가 알고 있는 오존층은 지상에서 20~25km 고도에 있으며 두께는 20km 정도입니다. 오존층은 태양에서 나오는 자외선을 흡수하여 지구에 있는 생물들이 자외선의 피해를 줄일 수 있습니다. 그야말로 보호막 역할을 하고 있다고 볼 수 있는 것이죠.

오존층은 성층권에 있는데요, 대류권의 오존은 우리의 호흡기나 눈에 유해하며 농작물에도 피해를 줍니다. 무엇보다도 단기간 고농도의 오존을 흡입하는 것은 특히 인체에 해롭습니다. 대류권의 오존은 광화학 반응에 의해 생기기 때문에 일조량이 많은 여름에 농도가 높고 낮에 가장 높게 나타납니다. 특히 도심지역이나 휘발성 유기화합물을 많이 사용하는 지역에서 더 높게 나타납니다.

 환경오염으로 인해 오존층이 파괴된다는 이야기를 많이 들었을 것입니다. 오존층의 파괴율은 약 40% 가량으로 역대 최고 수치라고 합니다. 이처럼 오존층의 밀도가 낮아져 오존층이 점차 제 역할을 못하게 되면 자외선이 지구의 생물에게 그대로 노출되어 큰 피해를 입게 됩니다.

@pittaya / http://www.flickr.com/photos/pittaya/3149877408/


 과학자들은 오존층 파괴의 주원인으로 프레온 가스의 일종인 염화플루오린화탄소(CFCs)에서 나오는 염소를 지목하고 있습니다. 이 물질은 오존의 분해 촉매역할을 합니다. 자신은 변화하지 않고 반복적으로 분해에 참여하고 수많은 오존분자를 분해시킵니다. 이외에도 대기의 역학적인 움직임 등도 영향을 미치는 것으로 추정하고 있습니다.

염화플루오린화탄소는 냉장고의 냉매에 쓰이는 물질인데요, 이 물질이 자외선을 쬐게 되면 자외선을 흡수하고 분해되면서 염소라디칼(Cl)을 생성합니다. 이 염소라디칼은 오존(O₃)과 만나면 산소원자(O)를 하나 빼앗아 자신은 일산화염소(ClO)가 되며, 산소 원자를 빼앗긴 오존은 분해되어 산소분자(O₂)*가 됩니다. 또한, 이와는 별개의 작용으로 오존은 자외선을 흡수하여 산소원자와 산소분자로 광해리 되는데, 여기서 나온 산소원자(O)가 다시 일산화염소(ClO)와 작용하여 염소(Cl)와 산소분자(O₂)를 생성**하게 됩니다. 그리고 여기서 나온 염소가 또 앞의 과정을 반복하며 오존을 파괴하게 되는 것입니다.

* Cl + O₃=> ClO + O₂
** ClO + O => Cl + O₂


 세계 각국은 오존층 파괴물질 사용금지에 관한 몬트리올 의정서를 체결하여 세계적으로 오존층 파괴에 대한 심각성을 논의하고 그런 물질의 사용을 자제하기로 하였습니다. 몬트리올 의정서는 1989년 1월에 발효되었으며 주 내용은 염화불화탄소의 단계적인 감축과 비가입국에 대한 제재를 골자로 하고 있습니다. 1년에 4번은 과학적, 환경적, 기술적, 경제적으로 규제수단을 재평가합니다. 우리나라는 1992년에 가입하였습니다.

 우리가 할 수 있는 일은 무엇이 있을까요? 우선, 오래된 냉장고나 오래된 분무제 등에 염화불화탄소가 들어가 있는데 이를 안전하게 회수하여 처리해야 합니다. 또, 프레온 가스의 제품이 들어가 있는 헤어스프레이나 에어컨 등의 사용도 줄이는 것이 좋습니다. 이밖에도 우리가 할 수 있는 일들은 더 많을 것입니다. 하지만 그에 앞서, 오존과 더불어 환경에 대한 관심을 지속적으로 이어나가야 하지 않을까요?


※ 참조 : 책 '재미있는 화학상식'(오미야 노부미쓰 저 / 맑은창)

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