사용 금지된 오존층 파괴물질, 중국 동부에서 연간 7000톤 이상 배출

경북대 박선영 교수 연구팀, 공기 중 농도 관측으로 규명, 네이처 게재

경북대 박선영 교수.

(그림1) 제주도와 하테루마 섬에서 관측된 대기 중 프레온가스 농도

한국 제주도 고산 (33.3°N, 126.2°E, 위)과 일본 하테루마 섬 (24.1°N, 123.8°E, 아래)의 공기 시료에서 측정된 건조 공기 속 프레온가스 농도를 시간 변화에 따라 표시함. 회색 실선은 남반구 청정대기를 대표하는 호주의 Cape Grim (40.7°S, 144.7°E)에서 관측된 프레온가스 농도를 나타냄.

(그림2) 대기 중 농도 관측으로부터 추정된 프레온가스 배출량

(위) AGAGE 네트워크의 전세계 관측소들 중 5개 배경대기 관측소에서 측정된 프레온가스 농도(초록 다이아몬드)와 미국해양기상국에서 보고한 프레온가스 농도(주황 십자)를 활용하여 계산된 전 지구의 프레온가스 배출량 변동.

(아래) 한국의 고산과 일본 하테루마 관측 결과와 대기-화학 역추정 모델을 결합하여 산출된 중국 동부지역 배출량 변동. 검은 실선은 생산/사용의 국가 통계를 기반으로 예측된 중국 동부지역의 프레온가스 배출량.

(그림3) 프레온가스 배출지역 분포

(a)과 (b)는 각각 2008-2012년과 2014-2017년 기간 평균 배출량의 지역 분포를 나타내며, (c)는 두 기간사이의 배출량 변화를 표현함.
경북대 박선영 교수 연구팀이 국제적으로 생산·사용이 금지된 프레온가스가 중국 동부지역에서 연간 7000톤 이상 새롭게 배출되는 것을 규명했다고 한국연구재단이 23일 밝혔다.

몬트리얼 의정서에 의해 2010년 이후 오존층 파괴 물질인 프레온가스(CFC-11)가 전면 금지되었음에도, 지난해 지구적으로 프레온가스 배출이 다시 증가하고 있다는 사실이 학계에 보고됐다.

미국해양기상국(NOAA) 배경농도 관측 자료를 기반으로 한 2018년 연구는, 전 지구 대기 중 CFC-11 평균 농도의 감소 속도가 2012년을 기점으로 현저히 둔화했고, 생산이 주로 이루어졌던 북반구에서의 대기 농도와 남반구 농도의 차이가 다시 커지기 시작했다는 결과를 발표했다.

이는 북반구 어딘가에서 연간 수천 톤 이상의 CFC-11이 추가적으로 배출되고 있다는 것을 의미하며, 하와이 섬 자료의 정밀 분석 및 기타 연구들의 결과를 근거로 동아시아를 가능한 배출 지역으로 제안하였다.

유엔 환경국(UNEP)과 오존사무국(Ozone Secretariats)이 이러한 설명할 수 없는 프레온가스 배출 증가를 심각하게 우려하지만, 기존 연구에서는 정확한 배출 증가량과 배출 지역을 밝히지 못했다.

연구팀은 한국 제주도, 일본 하테루마 섬의 대기 중 프레온가스 농도 관측 자료를 종합 분석했다. 그 결과, 2013년부터 중국 산둥성·허베이성 등의 동부지역에서 연간 7000톤 이상 배출량이 증가했으며, 이는 전 지구 프레온가스 증가량의 40~60%를 설명해준다.

프레온가스는 2010년 이전 건축물이나 냉장시설의 폼 단열재에 사용되어 오랫동안 지속적으로 배출될 수도 있다. 그러나 그 배출량은 위의 배출 증가량에 비해 매우 작기 때문에, 현재의 배출 증가는 오존사무국에 보고하지 않고 진행된 새로운 생산·사용에 따른 결과라고 연구팀은 설명했다.

박선영 교수는 “현재로서는 어떤 과정들로부터 배출 증가가 나타났는지 분명하지 않다. 전통적으로 프레온가스의 대기 중 배출은 생산 과정 뿐 아니라 단열재에 초기 충진되는 과정에서도 많이 나타나므로, 프레온가스의 배출지가 생산지와 일치한다고 단정 지을 수는 없다"며 "현재 관측된 배출량 증가는 실제 생산된 전체 프레온가스 양의 일부일 가능성이 크고, 프레온가스가 사용된 새로운 단열재들에서 지속적인 추가 배출이 진행될 수 있다”고 설명했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행되었다. 세계 최고 수준의 국제학술지 ‘네이처(Nature)'에 5월 23일(한국시간) 게재되었다.

이 연구는 장기적으로 수집된 대기 중 극미량 농도의 정밀 관측 결과와 다양한 입자확산 대기-화학 모델과 역추정 알고리즘의 종합 분석을 통해, 오존층 파괴 화합물이나, 온실기체, 기타 주요 환경화학 성분들의 배출량 산출과 배출 기원지역 규명이 가능함을 보여주는 대표적 연구 사례이다.

seokjang@fnnews.com 조석장 기자

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