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21세기 지표면 오존-미래의 동향, 영향, 정책 대류권의 오존은 세계적인 공기오염 문제이며 중요한 온실가스다. 지표면의(ground-level) 오존은 세계적인 대기 오염물질 중에 가장 침투력이 강한 것 중 하나로 인간의 건강, 식량 생산, 환경에 영향을 미친다. 오존 은 광화학 스모그의 주요성분으로 다른 대기오염물질과 달리 직접 배출되지 않으며, 일산화탄소, 휘발성 유기화합물, 질소산화물과 관련된 화학반응으로 햇살 때문에 형성되는 2차적인 오염물질이다. 오존을 발생시키는 선구물질은 천연 유기물질과 인간의 광범한 활동에서 비롯된다. 오존 선구물질의 넓은 범위, 오존이 퍼지고 생산되고 파괴되는 자연적이며 물리적인 과정, 복잡한 화학작용으로 인해 오존을 통제하는 것은 쉽지 않다. 유일하게 실질적인 관리전략은 오존을 만들어내는 인간 활동에서의 배출을 통제하는 것이다. 오존 농도 200ppb 이상은 덥고 해가 많은 오염지역에서 발생한다. 오존은 지리적으로 다양한 지역에서 배경농도(background concentration)로 존재한다. 배경 오존이 증가하는 이유는 완전히 설명되지 않지만 북반구에서의 배출 증가가 주 원인으로 특히, 규제가 잘되지 않는 선박과 항공분야의 배출 증가와, 성층권에서의 오존 증가에 기인한다. 오존은 더 이상 일부 지역만의 문제가 아니라, 세계적인 문제로, 세계적인 해결책이 필요하다. 지표의 오존 변화를 이끄는 요인 지표의 오존 농도를 높이는 주된 선구 물질은 산화질소, nmVOC(비-메탄 휘발성유기화합물), CH4, CO이고, 오존의 발생과 파괴의 많은 과정을 조절하는 기후 요인이 뒤따른다. 경제성장, 인구 증가, 기후와 토지이용 변화, 수송, 식량, 비식품 작물을 재배하는 데 필요한 에너지 수요 증가, 소비와 생산의 패턴 변화 등이 모두 오존 발생과 관련이 있다. 선구적인 배출을 줄일 수 있는 법과 신기술의 이행은 경제성장으로 인한 오존배출을 줄일 수 있다. 오존의 생성과 파괴 이동이 생물지리화학적, 물리적 과정에 달려있고, 이런 것은 대부분 기온, 강우, 습도 같은 기후 요인에 영향을 받기 때문에, 기후 변화는 앞으로 오존의 집중에 상당한 영향을 미칠 것이다. 기후는 오존 발생 선구물질의 자연적인 생성에도 영향을 미친다. 미래의 오존 선구물질에 대한 배출 규제가 없으면 오존은 금세기 말에 심각한 세계적인 공기 오염 문제를 제기할 것이다. 새로운 시나리오와 모델링 작업 분석결과 배출 통제의 중요성을 보여준다. 2050년 까지, 기후변화는 지역적으로나 세계적으로나 지표면 오존에 지대한 영향을 미친다. 2000년과 2050년 사이의 인간의 활동변화로 인한 배출의 변화만을 고려하고, 현재의 배출 통제가 완벽하게 이행된다고 가정하면, 오존이 최고로 많아 발생하는 계절의 평균 오존 농도는 2050년에는 선진국에서 많이 줄고 개발국가에선 늘어날 것이다. 미국의 북동부, 유럽, 일본에서 2050년 상당한 감소가 있으며, 아시아와 아프리카 등 법적인 통제력이 없는 곳에선 오존이 약간 증가하고, 통제 노력에도 불구하고 많은 도시지역에선 증가할 것이다. 미래의 오존이 암시하는 의미 오존이 건강에 미치는 영향은 단기적으로는 호흡기이고, 만성 질환과 사망까지 이르게 한다. 오존이 건강에 영향을 미치는 기준은 35ppb정도, 세계보건기구가 정한 기준인 50ppb 이하의 농도에서다(매일 평균 8시간 집중). 유럽연합에서는 해마다 일어나는 조기사망 21,400건이 오존과 관련 있다. 오존이 초목에 미치는 영향으로 인해 생태계 구조와 기능 그리고 탄소 주기에 장기적인 영향을 미칠 수 있다. 식물의 성장과 광합성이 줄뿐만 아니라, 작물의 수확도 줄어 밀, 쌀, 콩을 포함한, 주요 작물의 질에 영향을 미칠 것이다. 1980년대에 미국에서는 오존으로 인해 경작 가능한 농작물 생산 비용 손실이 20-40억 달러였다. 이런 비용이 2000년 유럽연합에서는 67억 유로였고, 그 해에 전 세계적으로 생산 손실 비용은 140억에서 260억 달러에 달했다. 오존이 초목에 미치는 영향으로 땅이 탄소를 붙잡아 둘 수 없으며, 기후변화를 더 유발하는 동인이 된다. 정책 유럽, 일본, 북미에서는 오존을 경감시키는 방법이 이행 중이고, 인간의 활동으로 인한 산화질소, VOC 배출을 줄이는 데 효과를 보여 지역별로 최고 오존 농도를 줄이고 오존 에피소드의 빈도를 줄이는 데 효과를 보고 있다. 그러나 이런 정책으로는 배경 오존 농도를 통제하지 못하는 데, 이들 지역에서 1980년대 이후 10년 마다 오존이 2ppb가량 올랐다. 이 배경 오존은 하나의 국가가 애쓴다고 해결되지 않는다. 지역별 오존 농도를 다룰 뿐만 아니라 전세계적으로 오존 농도를 다룰 정책 틀을 개발하고 이행해야 정책 목표를 이룰 수 있다. 세계적으로 지표면 오존을 통제하고 조절할 국제 단체가 필요하다. 현재 존재하는 배출 통제는 우선적으로 이행해야 하며, 기후변화가 심각해져 오존 농도가 증가할 것임으로, 핵심 정책 목표는 앞으로 취약지역에서 오존 선구물질의 배출을 확실히 줄이는 것이다. 과학과 연구 오존 과학에서 최근의 진보는 세계적인 차원에서의 지표면 오존 농도, 선구물질의 배출 변화, 기후 변화 그리고 인간의 건강과 환경에 미치는 영향을 재는 것에 대한 이해를 높였다. 그러나 아직도 인위 발생과 자연 발생이 어떻게 변할 것이며, 기후와 토지이용 변화에 어떤영향을 주고, 환경과 기후 체계에 영향을 미칠 것인가 하는 점에선 인식의 차이가 있다. 여러 나라의 허술한 배출 목록과 비-메탄 휘발성 유기화합물과 산화질소에 대한 이해 부족도 문제다. 지역적인 차원에서 시행되는 통제는 전세계적인 배경 오존증가를 막지 못했고, 이는 만일 충분한 통제 방법이 이행되지 않으면 금세기 말의 인간의 건강과 식량 확보, 생태계에 아주 심각한 위협이 된다. 목 차 요약 1. 도입 2. 지표면 오존 정책 맥락 3. 대류권에서의 오존-오존 생산과 파괴 과정 4. 오존 선구 화합물의 자연 발생과 인위발생 5. 세계적인 차원, 지역적인 차원, 도시차원에서의 미래의 지표면 오존 투사 모델 6. 기후와 오존의 상호작용 7. 오존이 인가의 건강에 미치는 영향 8. 오존이 환경에 미치는 영향 9. 21세기에 오존 농도 변화를 위한 정책 암시 10. 연구 개발 11. 결론과 권고사항 감사의 말 참고 부록1. 용어와 약어 부록2. 워크샵 참여자 부록3. 왕립협회 2050년 화학-기후 시뮬레이션 내용 |
