얼음 중심부 데이터, 대기오염 감소 느린 이유 파악

황원희 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2021-05-06 14:45:23
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[이미디어= 황원희 기자] 미국과 서유럽이 공기는 10년 전보다 더욱 청정해지고 있다. 저유황유 규제와 발전소 제한으로 대기 중 황산염 농도를 성공적으로 차단함으로써 인체 건강을 해치는 미세 입자 물질을 저감하고 산성비의 환경 위험성을 정화하고 있다.

 

이러한 정책적인 성공에도 불구하고 대기 중의 황산염 수치는 특히 겨울철에 이산화황의 배출량보다 더욱 느리게 감소했다. 이러한 예기치 않은 현상은 이산화황 배출 감소가 황산 에어로졸을 감축하는 데 예상보다 덜 효율적이라는 것을 시사한다. 이 같은 연구결과는 도쿄 공과대학, 홋카이도 대학, 워싱턴 대학이 주도하는 새로운 연구 논문에 잘 나타나고 있으며 최근 사이언스 어드밴스드(Science Advances)지에 게재되었다.

 

대기 중 더욱 기본적인 암모늄 분자의 농도가 일정하게 유지되는 동안 화석연료 방출로 인한 산성 황산염의 농도가 감소할 경우, 구름 속의 액체 물방울은 덜 산성화된다. 이는 아황산가스의 황산염 전환을 더욱 효율적으로 만든다. 그렇기에 대기질 규제로 발전소나 해운에서 나오는 아황산가스의 공급량이 줄었지만 인간에게 유해한 황산염의 총량은 그보다 더욱 느리게 감소했다. 

 

워싱턴 대학 관계자는 “배출량 감소의 효과가 없다는 뜻이 아니라 이는 단지 부분적으로 감소시키는 반응이 있을 뿐”이라고 밝혔다. 또한 대기 중의 여러 단계 화학물질을 이해해서 효율적인 대기오염 관리 전략을 세우고, 미래 대기오염과 기후변화 영향을 정확하게 예측할 필요가 있다고 말한다.
 
20세기 들어, 아황산가스의 배출은 세계의 각지에서 산업화와 함께 증가했다. 그러나 최근 이러한 추세는 동물과 농업에서 나오는 암모늄 배출량이 같은 비율로 지속되는 반면, 규제에 대응해 역전되었다. 이러한 추세는 지속될 것으로 예상된다.

 

지난 몇 년간의 대기를 보존하는 그린란드의 얼음 중심부의 데이터를 보면 1980년대에 각국이 배출량을 규제하기 시작한 후 추가로 중성자 1개(산소-17)가 포함된 황산염의 비율이 증가했다. 연구진의 분석에 따르면 이는 대기 중 액체 단계에서 황산염이 빠르게 형성되기 때문이며, 대부분 산성도가 낮은 조건에서 구름 내에서 발생한다.

 

도쿄공업연구소의 관계자는 "SO2 배출 제어 후 상대적으로 낮은 대기 산도가 대기 중 황산염 생산 효율을 촉진해 SO2 감소에 대한 황산염 수치의 반응을 약화시킨다"고 말했다.

 

데이터는 홋카이도 대학이 주도한 프로젝트의 일환으로 그린란드 남동부(SE-Dome)에 뚫린 얼음 중심부에서 나왔다. 이 얼음에 갇힌 산소는 1959년부터 2015년까지 국지에 대한 오염 없이 황산염 성분의 증거를 제공했다. 

 

얼음 중심부에는 여름과 겨울에 대한 별도의 데이터가 포함되어 있지 않지만, 모델들은 아황산가스에 대한 다른 가스상 화학반응이 여름에 더욱 중요해져 구름 산도가 변하는 여름철 영향을 줄인다는 것을 보여준다. 이 분자들이 어떻게 반응하는지 아는 것은 공기의 질을 예측하고 기후 변화를 예측하는 데 사용되는 대기 모델을 개선하는 데 도움이 될 것이다. 한편 이 연구는 일본 과학 진흥 협회와 국가 과학 재단의 자금 지원을 받았다.
 

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