인류 생존에 필수적인 오존(Ozein), 무분별한 환경 파괴로 오존 균형 깨져

 

 

 

지난 9월 16일은 유엔이 정한 '세계 오존층 보호의 날'입니다.

 

오존층을 파괴하는 물질로 알려진 염화불화탄소(Chlorofluorocarbons, CFCs)의 구체적인 감축목표를 정하기 위해 1987년 9월 16일에 채택된 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)의 의미를 되새기고자, 1995년부터 이 날을 '세계 오존층 보호의 날'로 기념해오고 있습니다.

 

이렇게 신문 기사나 뉴스에 자주 등장 하는 오존, 과연 무엇일까요? 오존 존재를 처음 발견한 사람은 스위스 바젤 대학의 교수였던 프레드리히 쉬온바인(Christian Friedrich Schoenbein, 1799-1868)이었습니다.

 

그는 공기중에 불꽃 방전이 일어나면 역한 냄새를 띈 푸른빛의 기체가 생기는 것을 발견했습니다. 

 

이 기체의 역하고 강한 냄새 때문에 “냄새가 난다”라는 의미의 희랍어 ‘ozein’으로부터 따와 이 기체의 이름을 오존(ozone)이라고 처음 부른 것도 바로 쉬온바인 교수입니다.

 

이 후 프랑스의 한 과학자에 의해서 오존은 산소원자 세개가 결합된 분자구조(O3)를 갖고 있다는 것이 알려지게 되었습니다.

 

오존은 상대적으로 불안정한 화학 구조를 갖고 있기 때문에 햇빛 등의 에너지를 흡수하면 쉽게 분해되어 안정된 구조의 산소분자(O2)로 돌아가면서 남는 산소원자 하나를 주위의 물질에게 결합시키기 때문에 매우 강한 산화력을 갖고 있는 활성 기체입니다.

 

오존은 높은 에너지 흡수를 잘하기 때문에 태양으로부터 들어오는 자외선을 차단해 줌으로써 지구에 살고 있는 생명체들에게 방패와 같은 고마운 역할을 담당하고 있는 것은 잘 알려진 사실입니다.

 

하지만, 이러한 오존이 저 먼 하늘 위가 아니라 생명체가 살고 있는 곳에 함께 있다면 큰 문제를 일으키는 원인이 될 수도 있습니다.

 

물론 강한 산화력 덕분에 적정량의 오존은 박테리아를 제거하는 살균제 등으로 사용되기는 하지만, 그 농도가 너무 높아지면 동식물의 단백질을 파괴할 수도 있고, 불포화 지방과 반응하여 독성을 만들어 낼 수도 있기 때문에 동식물, 특히 인체에 많은 악영향을 끼쳐 폐 손상, 시력 감소 등 뿐만 아니라 암세포를 유발할 가능성도 매우 높습니다.

 

다행히 지구 대기상에 존재하는 90% 이상의 오존은 대기권의 상층부인 성층권 내 지상 20-40킬로미터(km) 부분에 위치하고 있고, 생명체가 살고 있는 지표 근처에는 매우 적은 양만이 존재하고 있습니다.

 

그렇기 때문에 생명체에 직접적인 해는 거의 주지 않으면서, 지구 외부에서 들어오는 자외선을 차단해 주는 고마운 기능을 담당할 수 있는 것입니다.

 

이러한 역할 덕분에 지구 상에 생명체가 존재할 수 있는 몇가지 이유 중에 오존층 존재도 중요한 위치를 차지하고 있습니다.

 

그러나, 매우 안타깝게도 인간들의 환경오염으로 인해서 오존이 많이 있어야 하는 대기권 상층부의 오존층은 자꾸 사라져가고, 동시에 생명체가 살고 있는 지표 근처의 오존량은 점점 증가하며 우리의 건강을 위협하고 있습니다.

 

처음으로 성층권의 오존층이 감소되고 있는 것을 발견한 것은 1966년 영국의 남극 탐사팀이었습니다.

 

이 후 과학자들은 오존층을 감소시키는 주범으로 프레온가스 (염화불화탄소, CFCs)를 주목하게 되는데, 이 물질이 오존이 파괴되는 화학반응의 촉매역할을 하기 때문입니다.

 

프레온 가스는 공기보다 가볍기 때문에 대기권의 상층부로 잘 올라가게 되고, 촉매제는 화학반응에서 사라지지 않기 때문에 양이 감소되지도 않으면서 오존층이 있는 곳에 머무르며 많은 양의 오존을 분해시기게 되는 것입니다.

 

이러한 프레온 가스의 사용을 규제하고자 채택된 것이 앞서 말씀드린 몬트리올 의정서이고, 이 후 오존층이 복구되어 가고 있다는 연구 결과들이 나오고는 있지만, 아직도 개발도상국에서는 저렴한 가격의 프레온 가스가 이용되고 있고, 지구 온난화 현상에 의한 오존층 파괴 현상이 더 늘어나면서 오존층 회복의 속도가 점점 느려지고 있는 추세입니다. 

 

하지만, 현재 우리들에게 더욱 중요한 오존 문제는 성층권의 오존층이 아니라 우리 생활 주변에 늘어나고 있는 오존입니다.

 

오존은 질소산화물, 메탄, 이산화탄소 등의 대기 오염물질이 태양빛에 광화학반응을 일으켜 생성됩니다. 이 화학반응의 시발점을 일으키는 물질인 질소산화물은 주로 자동차의 배기가스에 의해서 배출되는 오염물질입니다.

 

이렇게 우리들의 생활권 내에서 생성된 오존은 앞서 설명드린 바와 같이 강한 산화력에 의해 인체에 다양한 질병을 야기할 수 있습니다.

 

비록 낮은 농도라도 흡입하게 된다면 메스꺼움, 기침 등을 일으킬 수 있으며, 장기간 노출될 경우, 기관지염, 심장병, 폐 기종 등을 악화시킬 수도 있기 때문입니다.

 

이러한 오존의 발생에는 강한 햇빛이 필요하기 때문에 햇볕이 강한 더운 여름에, 공기 오염도가 높은 대도시일 수록 더 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

여름에 일기예보를 듣다보면, 오존주의보가 발령되었다는 이야기를 가끔 들을 수 있습니다.

 

이는 성층권에 있는 오존층에 문제가 생겼다는 것이 아니라, 생활권에서 발생되는 오존의 농도가 높아질 수 있으니 주의하라는 것입니다.

 

그렇기 때문에, 오존주의보가 발령되었다는 이야기를 들으면서 오존층이 약해서 자외선이 더 세질 수 있다고 생각하여 자외선차단제를 챙겨 바르는 것은 잘못된 대처방법입니다.

 

자외선 차단제를 바를 것이 아니라, 주변에서 생성될지도 모를 오존 가스를 흡입하지 않기 위해서 마스크를 챙긴다던지, 도심에서 격한 운동을 하며 많은 양의 오염된 공기를 흡입하는 것과 같은 행동을 피하는 것이 오존주의보에 대한 올바른 대처 방법일 것입니다.

 

인류에게 자외선의 방패역할을 함과 동시에 인체의 건강을 위협하는 두 얼굴의 오존입니다. 

 

성층권에서는 풍부한 오존을 만들어 지구 외부로부터의 자외선을 막지만, 지표 근처에는 거의 존재하지 않아 생명체를 위협하지 않는 것이 놀라운 자연의 오존량 조절 시스템이었습니다.

 

하지만, 이러한 오존의 균형을 깨뜨려 스스로 그 위험을 자처하는 것이 바로 인간의 환경오염인 것입니다.

 

범국가적인 환경오염을 줄이기 위한 대책도 중요하지만, 우리 모두가 환경에 관심을 갖는 것이 무엇보다 중요한 이유입니다.

 

자동차 공회전을 줄이고, 엔진의 불완전 연소를 유발하는 급발진, 급가속 등을 하지 않는 등의 작은 습관 하나 하나 역시 정상적인 오존 분포를 유지하기 위한  중요한 실천일 것입니다. 

 

석준영(비센 학원장)