양날의 칼, 오존의 내면세계
양날의 칼, 오존의 내면세계
  • 제주신보
  • 승인 2019.08.28
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변종철 제주대학교 명예교수·전 제주대학교 자연과학대학 학장

지구가 끓고 있다. 지구가 신음소리를 토하고 있다. 이런 것들은 인간의 아둔한 소치의 결과이다. 인간은 내일을 망각하고 지구상에 마구잡이로 버리는 것에 혈안이 되어 있는 것 같다. 앞으로 지구가 정상적으로 호흡할 수 없어 질식사하면 어떻게 될까?

1928General Motors사의 한 화학자가 합성한 것으로 가장 훌륭한 성질인 안정성이 오히려 환경에 위협을 주는 것으로 밝혀졌다. 매우 안정한 이 화합물은 대기권에 수백 년간 존재할 수 있다. 이것이 인간 삶을 고통으로 신음하게 할 수 있다.

이 물질은 클로로플루오로탄소(CFC)계열 화합물로 프레온이라는 별명을 갖고 있으며, 거의 완벽하게 반응성과 독성이 없었다. 그래서, 곧 이 물질은 에어컨, 플라스틱 용기 거품의 분산제, 에어로졸의 추진제, 소화용 물질, 전자 회로의 먼지 제거제, 냉장고, 그리고 마취제 등으로 사용되었다.

오존층의 파괴로 형성된 오존구멍이 생물의 생존에 위협이 되고 있다. 1966년 영국의 남극탐사대는 남극 대기권의 오존층에서 구멍을 하나 발견했다. 1974년 셔우드 롤런드(Frank Sherwood Rowland)냉장고 등의 냉매로 사용되는 프레온 가스가 오존층을 파괴한다는 가설을 제기하였다.

이것이 사실로 규명되면서 19781월 스웨덴은 세계에서 처음으로 프레온가스가 함유된 에어로졸 스프레이의 사용을 금지했다. 오존층 보호를 위해 빈협약(1985), 오존층 파괴 물질의 생산과 사용 규제를 위해 몬트리올 의정서(1987)가 체결됐다.

이런 엄격한 규제는 프레온 가스가 한번 발생하면 약 100년 동안 대기 중에 머무는 것으로 추정하고 있기 때문이다. 물론 이런 화합물을 이용하지 않는 것이 최선의 방책이다. 이러한 전 세계의 노력으로 오존층 파괴는 2010년에 와서 중단되었고 이후 회복되고 있는 것으로 밝혀졌다.

성층권에 존재하는 오존층은 자외선을 차단하여 인간을 비롯한 지구상의 생명체들을 자외선의 피해로부터 보호하는 역할을 한다. 오존층은 지구의 피부와 같다. 오존층이 얇아지면 강력한 자외선이 지표까지 접근하여 인간의 피부에 닿음으로써 피부암이 발생할 수 있다. 또한 자외선 투과율이 높아지게 되면 식물의 엽록소가 감소하고, 광합성 작용이 억제되며, 자연생태계의 먹이사슬이 위협받게 되어 중대한 문제가 야기될 수 있다.

양날의 칼로 작용하는 오존은 강한 냄새를 갖는 기체로써 독성이 강하다. 오존은 산소기체를 전기장을 통해 흘려주면 생성되며, 오존은 산소보다 더 강력한 산화제이다. 이처럼 오존은 강력한 산화 능력 때문에 박테리아를 죽이는 데 사용된다. 그래서, 이것은 식수의 살균에 이용된다.

프랑스에서는 수돗물과 공공 풀장의 소독에 오존을 사용한다. 그렇지만 북아메리카에서는 물을 정제하는 데 염소기체를 이용하고 있다. 이들 두 소독 방법에는 장점과 단점이 존재한다.

오존은 쉽게 산소기체로 변환되기 때문에 소독작용이 그다지 오래 지속되지 않는다. 그렇지만 오존은 물속에서 화학적으로 무해하다. 반면에 염소는 물속에서 소독작용이 오랫동안 유지되지만, 다른 유기 오염물질과 반응하여 유해한 유기 염소화합물을 만든다.

도시 지역에서 발생되는 주요한 대기 오염물질인 오존은 지구 표면 근처에서는 매우 해로운 물질이다. 이 기체는 폐와 노출된 피부에 치명적인 영향을 주며, 타이어의 고무와도 반응하여 금이 가거나 부스러지기 쉽게 한다.

이런 사실들이 주는 교훈은 명백하다. 어떤 화합물이 실험실에서 반응성이 없다고 해서 무해함을 의미하는 것은 아니다. 화학공업적 생산물들은 환경에 어떤 영향을 끼치는지 먼저 고찰한 후에 출시되어야 한다. 또한 어떤 물질이 자연계에서 일어나는 화학적 순환에 관한 연구가 지속적으로 진행되도록 끊임없는 관심과 재정적 뒷받침이 필요하다.