오존층이 다시 회복되고 있다

[세계는 지금] 다시 정상 궤도에 오른 오존 회복, 하지만 보다 효과적인 모니터링이 필요하다

몬트리올 의정서의 제정

1989년 1월 오존층의 파괴 예방과 보호를 위해서 제정된 ‘오존층 파괴 물질에 관한 몬트리올 의정서(Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer)’는 주요 오존층 파괴 물질인 염화불화탄소(CFCl: 혹은 염화 플루오린화 탄소라고 부름)의 생산과 사용을 규제하려는 목적에서 시작되었다.

염화불화탄소는 메탄과 에테인의 휘발성 파생물로 생성되며 탄소, 염소, 플루오린이 포함된 유기 화합물을 일컬는다. 주로 트리클로로플루오르메탄(CFC-11: Fluorotrichloromethane),  디클로로디플루오르메탄(CFC-12), 트리클로로트리플루오르에탄(CFC-113), 디클로로테트라플루오르에탄(CFC-114) 등이 염화불화탄소에 속한다. 전 세계 거의 모든 국가가 몬트리올 국제 조약에 서명했으며, 2000년에는 냉매, 에어로졸 캔 및 폴리우레탄 폼 단열재의 추진제로 사용되던 CFC-11가 공식적으로 금지되었다.

과학자들의 연구에 따르면 2002년과 2012년 사이에 CFC-11 방출은 약 연간 0.85% 정도였지만, 2013년부터 그 수치는 약 0.4%로 거의 절반으로 줄어들었다고 한다. 이는 대기 중에 새로 생산되는 CFC-11가 연간 약 13,000톤에 달하고 있음을 나타내는 결과이다.

대기 중의 오존을 공격하는 화학 물질 CFC-11의 대기 농도 급증

하지만 미항공 우주국(NASA)과 NOAA의 연구원들이 2013년 다시 CFC-11의 대기 농도가 급격하게 증가하고 있음을 발견했다. 과학자들은 위 물질의 급증이 태양 자외선을 흡수하는 지구 대기의 얇은 보호층을 파괴하고 있다고 우려를 표하며, 계속해서 CFC-11가 증가한다면 피부암 및 기타 건강 문제의 장기적인 위험이 증가될  수 있다고 경고했다.

또한, 환경 조사국(EIA)의 과학자와 연구원들이 조사한 결과 중국 동부로 배출되는 불법 배출량이 증가하고 있음이 확인되었다. 구매자로 가장한 EIA 조사관은 자세한 조사를 통해서 CFC-11양의 약 60%를 추적했고 그 결과 CFC-11이 중국의 플라스틱 공장에서 나오고 있음을 확인했다. 폴리우레탄(PU) 발포체 생산을 위한 발포제인 CFC-11은 금지된 화학 물질임에도 불구하고 다른 대안들보다 훨씬 저렴하며 효과적인 단열재의 생산을 위하여 널리 사용된다.

중국 동부에서 급증했던 대부분의 CFC-11는 집안에서 쓰이는 단열재 생산 때문인 것으로 드러났다. ⓒ 게티이미지뱅크

이를 기반으로 EIA의 기후 관련 캠페인 담당자 클레어 페리(Clare Perry)는 중국에서 CFC-11이 광범위하게 불법적으로 사용되고 있다고 주장했고, 위 정보를 통해서 중국 역시 전국적인 조사 및 집행 조치를 시작했다. 중국 정부는 2017년부터 훨씬 높아진 벌금과 이익의 몰수를 수행하는 법을 발표하며 항상 국제 환경 협약을 매우 중요하게 여긴다고 주장했다. 또한 협약을 성실하게 이행함으로써 성과를 달성하고 있다고 주장했다.

베이징의 생태환경부 역시 2020년 4월 보도 자료를 내며 CFC-11의 불법 생산 및 사용에 대한 2개월간의 단속 결과를 첫 번째로 발표했는데, 상하이 근처에 있는 단열 회사의 한 간부는 10개월의 징역과 50,000위안(대략 한화로 구백만 원 정도)의 벌금을 선고받았다고 밝혔다.

다시 정상 궤도에 오른 오존 회복

2022년 초 전 세계가 여전히 코로나바이러스로 힘든 시기에 국제 사회로부터 뜻밖의 희소식이 날아들었다. 지난 2월 네이처(Nature)지에 발표된 두 연구에 따르면 CFC-11의 대기 농도가 다시 한번 크게 떨어졌기 때문이다. 보고서에 따르면 2019년 말까지 수치가 연간 약 1%씩 감소했는데, 이는 반세기 동안 점진적으로 파괴되고 있던 오존층이 이제 복구 궤도에 올랐다는 점을 암시해준다. 오존층을 보호하기 위해서 전 세계가 노력했던 성과가 조금씩 나타나고 있는 것이다.

(a) NOAA 및 AGAGE이 공개한 몰분율 결과와 3D 모델을 기반으로 예측한 CFC-11 배출량 결과 (빨간색 점과 두꺼운 빨간색 선) (b) 3D 모델 TOMCAT을 이용하여 추정된 CFC-11 배출량 결과 (빨간색 점과 두꺼운 빨간색 선) ⓒ Montzka et al. 2021, Nature

과학자들은 최근 한국과 일본의 공기 모니터링 스테이션의 데이터와 측정값을 사용하여 더 이상 중국 동부의 공장으로 인한 CFC-11 증가가 없음을 확인했다. 연구를 주도한 미국 국립해양대기청(NOAA)의 대기 화학자 스티븐 몬츠카 박사(Dr. Stephen Montzka) 역시 불법 배출로 인한 문제가 거의 무시할 만한 수준이라는 것을 확인했다고 전했다. 결과적으로 중국이 오존 파괴 화학 물질의 불법 생산을 성공적으로 차단하자 오존층이 서서히 살아나며 회복세를 보이고 있는 것이다. 유엔 환경 프로그램(UNEP)의 오존 사무국 사무국장 대행 메그 세키(Meg Seki)는 이에 관해서 정책, 규정, 모니터링 및 집행을 강화하는 중국을 포함하여 국제 사회의 협력 및 행동 덕분이라고 평가했다.

CFC-11의 방출량은 다시 2012년 수준으로 내려가고 있다. ⓒ earthobservatory.nasa.gov

워싱턴에 기반을 둔 옹호 단체인 거버넌스 및 지속 가능한 개발 연구소(Institute for Governance & Sustainable Development) 회장인 더우드 젤케(Durwood Zaelke) 역시 네이처와의 인터뷰를 통해서 몬트리올 협약이 제 역할을 했다고 밝히며 중국을 포함해서 전 세계 누구든 몬트리올 협약과 함께 행동했다고 평가했다.

보다 효과적인 모니터링이 필요하다

반면, 클레어 페리는 2018년 조사 결과에 대한 대응으로 중국이 취한 조치는 CFC-11 배출량의 즉각적인 감소를 이끌었지만, 당시 불법적인 CFC-11 생산 및 사용을 감지하지 못했던 현재의 모니터링, 보고 및 검증 시스템을 매우 진지하게 검토해야 한다고 주장했다. 또한, 이에 관해서 이미 대기 모니터링 네트워크를 확장하는 방법 등이 논의되고 있지만, 더 많은 변화가 필요하다고 주장했다. 마지막으로 그녀는 장기적인 규정 준수 및 집행을 보장할 수 있는 보다 효과적인 방법을 찾아야 한다고 밝혔다.

오존층 파괴와 온실효과를 유발하는 CFC와 HFC의 작용 모식도 ⓒ 사이언스타임즈

과학자들은 CFC를 대체하기 위해 개발되었지만 강력한 온실가스로 작용하여 기후 변화에 기여하는 것으로 알려진 수소불화탄소(HFC: Hydrofluorocarbon)의 사용을 단계적으로 폐지해야 한다고 주장하고 있다. 이를 기반으로 2019년에 몬트리올 협약의 수정안으로 키갈리 수정안(Kigali Amendment: 르완다의 키갈리에서 발표됨)이 발표되었다. 위 수정안은 새로운 모니터링 방법과 기술로 오존층 파괴 물질의 지역적 배출 감지를 개선하는 데 도움이 될 것이라고 기대를 모으고 있다. 또한 UNEP는 위 협약이 잘 지켜진다면 북반구와 적도 주변 지역의 오존층은 2030년대까지, 남반구의 오존층은 2050년대까지, 극지방의 오존층은 2060년대까지 완전히 회복되리라 예측했다.

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