이산화탄소(CO2)와 함께 강력한 온실가스로 꼽히는 아산화질소(N2O)의 배출량 중 인간 활동으로 인한 연간 배출량이 지난 40년 새 40% 이상 증가, 기후변화 목표를 위협하고 있다는 연구 결과가 나왔다.

미국 보스턴칼리지 연구진이 이끄는 글로벌 탄소 프로젝트 연구팀은 12일 과학 저널 '지구 시스템 과학 데이터'(Earth System Science Data)에서 인간 활동과 자연 배출원으로부터의 아산화질소 연간 배출량을 분석한 결과 40년간 계속 증가한 것으로 나타났다며 이같이 밝혔다.

2001년 출범한 글로벌 탄소 프로젝트는 주요 온실가스(이산화탄소, 메탄, 아산화질소) 배출과 영향, 대책을 연구하는 기구이며, 이번 연구에는 보스턴칼리지와 영국 이스트앵글리아대 등 세계 15개국 55개 기관이 참여했다.

연구팀은 이 연구에서 육상과 해양 및 담수, 대기 시스템의 질소 순환 모델과 40년간(1980~2020) 측정된 수백만 개의 아산화질소 측정치를 이용해 인간 활동과 자연에서 나오는 아산화질소 배출량 변화를 분석했다.

아산화질소는 이산화탄소와 마찬가지로 안정적이고 수명이 긴 온실가스로, 기후변화 요인으로 꼽힌다. 특히 자외선으로부터 지구를 보호하는 성층권의 오존층을 파괴하는 데 중요한 역할을 한다.

분석 결과 지난 40년 동안 아산화질소 자연 배출량은 안정적으로 유지됐으나 인간 활동으로 인한 연간 배출량은 40%(약 300만톤) 증가했으며, 대기 중 아산화질소 축적도 빨라지고 있는 것으로 나타났다. 특히 지난 3년간(2020~2022) 대기 중 아산화질소 농도 증가율은 이에 대한 정확한 측정이 시작된 1980년 이후 가장 높은 것으로 분석됐다.

인간 활동으로 인한 아산화질소 주요 배출원은 농업에서 사용되는 질소 비료와 동물 분뇨가 꼽힌다. 농경지 질소 유출이 증가하면 내륙 수역과 강이 오염되고, 호수, 연못, 해안 생태계의 아산화질소 배출이 증가한다고 연구팀은 밝혔다. 농업 분야의 아산화질소 배출은 지난 10년간 인간 활동으로 인한 아산화질소 총배출량의 74%를 차지했고, 2020년 아산화질소 농업 배출량은 800만톤에 달했다.

대기 중 아산화질소 농도도 빠르게 증가하는 것으로 나타났다.

논문 교신저자인 보스턴칼리지 한친 톈 교수는 2022년 대기 중 아산화질소 농도가 산업화 이전보다 25% 높은 336ppb에 달했다며 이는 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 가장 비관적인 시나리오보다 높은 수치라고 말했다.

연구팀은 농업 분야의 관행을 개선해 질소 비료와 동물 분뇨를 효율적으로 사용하면 아산화질소 배출과 수질 오염을 줄이는 데 도움이 될 것이라고 제안했다.

톈 교수는 "파리 기후변화 협정에서 정한 온도 상승 2℃ 이내 억제 목표를 이루려면 인간 활동으로 인한 아산화질소 배출량을 줄여야 한다"며 "대기 중 아산화질소 제거 기술이 없기 때문에 배출량을 줄이는 게 유일한 해결책"이라고 강조했다.

◆ 출처 : Earth System Science Data, Hanqin Tian et al., 'Global Nitrous Oxide Budget 1980–2020', http://dx.doi.org/10.5194/essd-16-2543-2024