<M이코노미 이홍빈 기자>본격적인 여름의 시작을 알리는 7월이다. 학생들이 목 놓아 기다리던 방학과 직장인들이 1년 내내 학수고대하며 기다리는 여름휴가를 맞이하는 시기다. 가벼운 옷차림으로 산과 들 그리고 바다로 떠나는 사람들로 북적이는 시즌이지만 마냥 밖으로 나가 여름을 즐기기에는 내심 걸리는 점들이 많다. 오존, 미세먼지만큼 위험한 그 숨겨진 뒷면을 살펴보았다.
강한 햇살이 내리쬐는 여름이 되면서 연일 이슈가 되고 있는 대기오염정보에는 미세먼지, 초미세먼지, 오존, 자외선, 황사도 포함되어 있다. 이 가운데에는 왜 대기 오염물질로 포함되어 있는지 잘 이해되지 않는 물질도 포함되어 있다. 바로 오존이다. 분명 과학시간에 배운 오존은 자외선을 차단하는 이로운 물질이었는데 왜 대기를 오염시키는 물질로 분류되는 불명예를 얻었을까?
“오후가 되면서 미세먼지 농도가 옅어졌습니다. 하지만 아직 안심하기는 이른데요. 내일도 중부지방의 미세먼지 농도는 종일 ‘나쁨’, 호남과 영남지방은 오전까지 일시 ‘나쁨’ 수준을 보이겠습니다. 또 내일도 전국적으로 햇살이 뜨겁게 내리쬐면서 자외선지수 ‘매우높음’ 단계까지 오르겠고요. 오존 농도도 ‘나쁨’이 예상됩니다” (5월30일 SBS 정주희 기상캐스터)
오존이란 무엇인가?
오존(O₃)이란 3개의 산소원자로 구성되어 있는 무색, 무미의 기체로써 성층권에서 오존층을 형성해 태양으로부터의 강한 자외선을 차단하는 보호막 역할을 한다. 또 오존이 가지고 있는 강한 산화력 때문에 하수의 살균, 악취제거 등을 위한 화학제품으로도 사용하고 있는 착한 물질이다. 하지만 성층권에서 자외선을 막아내거나 살균제품으로 사용되지 않고 지상에 떠다니는 오존은 인체에 해로운 대기오염물질이다.
지구에 존재하는 오존의 약 90%는 지상 10~50km사이의 성층권에 밀집해있다. 우리는 이를 오존층(Ozone layer)라고 부른다. 성층권에 존재하는 오존은 지구로 도달하는 태양광선 가운데 생명체에 해로운 자외선(UV-B)을 95~99% 가량 흡수하며 지구에 살고 있는 생명체를 보호하는 우산 역할을 하고 있다. 오존층이 없다면 태양으로부터 발산되는강렬한 자외선이 여과 없이 지표면에 도달하게 되고 피부암, 백내장, 면역기능 감소 등 건강에 악영향을 미친다.
성층권에서 오존층을 형성하지 않는 나머지 오존은 지상에 떠다니면서 말썽을 일으킨다. 지표의 오존은 대기 중의 질소산화물(NOx)과 휘발성유기화합물(VOCs)이 태양광선과 광화확반응을 일으키며 생성되는데, 특히 오존은 햇빛이 강하고 오래도록 내리쬐며 바람이 적게 부는 오후2시부터 오후5시 사이에 가장 많이 생성된다.
지상 오존 생성 원인
일반적으로 오존은 자연적으로 생성되며, 자연 발생한 오존의 농도는 10~20ppb 정도로 미미하다. ppb(parts per billion)는 미량 함유 물질 농도 단위로써 ppm(parts per million)보다 더 작은 농도의 표시에 사용되며 1ppm = 1000ppb로 치환된다. 게다가 오존은 반응성이 높아 불안정하기 때문에 생성이 되고 난 이후 얼마 가지 않아 자연분해 된다. 하지만 오존 예보를 보고 있으면 ‘0.031’, ‘0.048’ppm등 자연 발생한 오존보다 더 짙은 농도를 나타낸다. 지상에 부유하는 대부분의 오존은 질소산화물(NOx)과 휘발성유기화합물(VOCs)과 반응해 생겨난다. 즉 자동차 배기가스와 휘발성유기화합물을 많이 사용하는 석유·도료 공장과 페인트 접착제, 건축자제, 주유소 저장탱크 등에서 많이 발생한다.
자동차 등에서 배출되는 질소산화물(NOx)은 보통 일산화질소(NO)의 모습으로 공기 중에 배출되면서 공기 중의 오존(O₃)이나 산소(O)와 결합해 이산화질소(NO₂)로 바뀐다(NO₂ = NO + O). 이렇게 생성된 이산화질소(NO₂)는 햇빛에 반응해 일산화질소(NO)와 산소원자(O)로 광분해 되고, 떨어져 나온 산소원자가 산소(O₂)와 결합하면서 오존이 만들어진다. 그렇게 생성된 오존은 또 다시 일산화질소(NO)와 결합해 이산화질소(NO₂)를 생성하는 과정을 되풀이한다. 분해와 결합이 계속해서 일어나기 때문에 오존 농도가 현상 유지로 보일 수 있지만 대기 중에 질소산화물(NOx)과 휘발성유기화합물(VOCs)이 계속해서 발생한다면 공기 중의 산소 원자(O₂)는 점점 오존(O₃)으로 변할 수밖에없다.
하지만 오존 농도를 증가시키는 원인물질인 질소산화물과 휘발성유기화합물을 배출하는 주요 원인인 자동차는 점점 늘어만 가고 있다. 2015년 말 기준 자동차 등록대수는 약 2,100만대로 2014년에 비해 87만대가 늘었으며, 그 증가율도 늘어가고 있다. 환경부는 2014년 보고서를 통해 2024년 수도권 오존 농도가 5.1ppb에 이를 것으로 보이며, 세계보건기구(WHO)에서 정한 권고기준을 크게 상회한다고 발표했다.
생각보다 훨씬 위험한 오존
대기환경의 문제아로 떠오른 미세먼지는 주로 기도와 폐의 면역력에 영향을 미쳐 호흡기계 감염을 발생시킨다. 또 심혈관질환과 자율신경계 장애, 혈액응고에도 관련이 있다고 알려져 있다. 오존은 어떨까? 오존도 미세먼지 못지않게 심각한 피해를 야기한다. 오존이 신체에 미치는 영향에 대해 중앙대학교병원 호흡기내과 신종욱 교수는 ‘심각한 수준’이라고 말했다. 신 교수는 “일시적으로 오존에 노출되었을 경우 기존에 호흡기 질환을 앓던 사람은 질환이 악화되고, 0.75ppm 농도에 한 시간 가량 노출 되었을 때는 염증 유발 유전자의 변화도 있을수 있다. 1ppm 이상의 심각한 수준의 농도에서는 폐염증, 폐동맥 고혈압이 악화되고 우심비대 증상이 일어날 수 있다. 또 장기적으로 오존에 노출되었을 때 수명이 줄어든다는 미국 볼티모어대학의 연구 보고(Long-Term Exposure to Ozone and Life Expectancy in the United States, 2002-2008)도 있다”고 말했다.
마스크로도 막을 수 없는 오존
방진마스크로 어느 정도 예방할 수 있는 미세먼지와 달리 오존은 예방법이 따로 없다. 신 교수는 “미세먼지는 미세한 알갱이이지만 오존은 가스이기 때문에 마스크로도 막을 수 없다. 오존 주의보를 참고해 오존 농도가 가장 높게 나타나는 오후2시부터 오후5시 사이 야외 활동을 삼가는 것이 좋다”며 “특히 펄프·종이 탈색 작업 종사자, 주물 종사자, 수질 관리 종사자들처럼 오존에 과다 노출 될 수 있는 직업군은 꾸준히 호흡기 진료를 받아야 한다”고 강조했다. 이어 “오존에 취약한 사람들로는 천식환자, 유전질환 보유자, 어린아이들과 노인들이 있으며 비타민 C와 E 섭취가 부족한 사람도 위험하다”고 전했다.
오존 경보 발령
오존은 천식, 급성 인후염, 두통, 시력저하 등 호흡기계·신경계·감각기관에 걸쳐 심각한 피해를 일으킨다. 해외의 경우 오존 상시 모니터링 측정 시스템을 구축해두고 세분화된 오존 예·경보 제도를 맞춤형으로 운영하고 있다. 일본 도쿄(東京)도는 오존에 취약한 어린이, 학생의 피해를 예방하기 위해 ‘학교정보’ 단계를 설정해 두고, 오존농도가 0.01ppm 이상이면 어린이집과 학교 등에 해당 정보를 통보하고 있다. 또 질병, 연령, 활동량 등에 따라 오존 민감계층과 일반시민으로 구분하고 고농도 오존 발생 시 맞춤형 대응을 하고 있다. 이뿐만 아니라 일정 기준 이상의 질소산화물과 휘발성유기화합물 배출시설에 고농도 오존 발생 시 협조 및 의무 이행사항을 부여하고, 오존 발생 원인물질 배출 삭감계획과 삭감 보고를 의무화 하고 있다. 서양의 경우 호주는 대기질지수(AQI), 캐나다는 대기질건강지수(AQHI)의 건강정보를 TV, 라디오, 신문, 인터넷, 팩스 등을 통해 제공하고 있다.
철저한 관리 필요
현재 우리나라의 오존 농도기준에 따른 경보는 대기환경보전법 시행규칙 제 14조에 의거 0.12ppm 이상일 때 주의보, 0.3ppm 이상일 때 경보, 0.5ppm 이상일 때는 중대 경보를 발령하게 돼있다. 오존주의보가 발령되면 ▲과격한 운동경기를 삼가고 ▲호흡기 환자, 노약자 및 어린이는 외출을 자제해야한다 ▲발령지역 내에서는 해제 시까지 스프레이사용, 드라이크리닝, 페인트칠, 신나 사용을 억제하고 ▲승용차 대신 대중교통을 이용해야 한다. 하지만 아직까지 경보나 중대경보를 발령한 경우는 없다. 그러나 우리나라의 오존농도는 꾸준히 증가세를 나타내고 있어 오염물질 배출원에 대한 철저한 관리가 필요하다.
모두가 힘을 보태야
기후환경의 급격한 변화가 커다란 사회 문제로 자리 잡았다. 미세먼지에만 집중되었던 대기환경에서 오존(O₃)의 위치는 미미했다. 하지만 오존이 신체에 미치는 지대한 영향과 해가 갈수록 늘어나는 오존 농도를 관망하고 있을 수만은 없다. 외국에서 생성되어 바람을 타고 날아오기도 하는 미세먼지와 달리 오존은 대부분 현지에서 발생하면서 문제를 일으킨다. ‘지구의 방패’라고 불리며 하늘에서 자외선을 막아주는 오존도 있지만 지상에 부유하면서 문제를 일으키는 오존은 지구의 방패가 아니라 ‘지구의 병폐’다. 비록 우리가 미세먼지를 예방하는데 실패했을지 모르지만 오존만큼은 성공적으로 예방할 수 있도록 정부, 기업, 국민 모두의 힘을 보태
야 할 때이다.
MeCONOMY Magazine Juㅣne 2016
