인구 밀집된 거대도시, 미세먼지·온실가스 등 집중 배출
최근 북미 대륙을 비롯한 전 세계에 몰아친 한파와 폭설의 원인으로 대기오염이 지목되고 있다.
이산화탄소(??)를 비롯한 각종 대기오염물질로 인해 기후가 이상현상을 보이고 있다는 것.
수억년 동안 거의 변동이 없던 지구의 기후가 최근 100년간 급격히 변동한 것은 빠른 도시화가 배경이라는 것이 전문가들의 지적이다.
최근에 발간된 유엔의 세계 도시화 전망 보고서에 따르면 도시가 차지하는 면적은 지표의 1% 미만에 불과하지만 세계 인구의 50% 이상이 도시지역에 살고 있고 2030년에는 50억명의 인구가 도시지역에 거주할 것으로 전망하고 있다.
현재 인구 1000만명 이상이 거주하는 이른바 거대도시는 전 세계적으로 19개에 이른다.
서울을 비롯한 멕시코시티, 상파울루, 뭄바이, 자카르타, 테헤란 등은 1970년에 비해 2000년에 인구가 세 배 이상 증가한 도시다.
유엔은 2015년까지 거대도시의 수는 24개로 늘어나며 이들 가운데 16개가 아시아지역에 위치할 것으로 전망한다.
거대도시의 발달은 인프라와 자원의 효율적 사용을 가능하게 하는 등 긍정적인 측면을 갖고 있지만 그러나 기후변화를 일으키는 원인 물질인 온실가스와 각종 대기오염 물질이 도시지역에서 집중적으로 배출되게 만드는 역기능도 갖고 있다.
⊙ 대기오염의 주범인 미세먼지 '에어로솔' 공기 중에 떠다니는 크기가 수 마이크로미터 미만의 미세 먼지인 에어로솔이나 지표 부근의 오존 등 대기오염 물질은 호흡기 질환이나 심혈관 질환을 유발시켜 이로 인해 병을 유발하고 사망률을 크게 증가시킨다.
특히 우리나라의 서울과 같이 인구가 밀집된 거대도시에서는 영향이 더 큰 것으로 알려져 있다.
지난 10월 과학저널인 사이언스지에 게재된 한 연구결과에 따르면 서울의 연평균 PM10(지름 10㎛ 미만인 에어러솔 대기 중 농도) 수치가 세계보건기구의 가이드라인인 공기 1㎥ 당 20㎍을 크게 웃돌고 있는 것으로 발표됐다.
특히 파키스탄의 카라치, 인도의 델리, 중국의 베이징 등 아시아 개발도상국 주요도시의 대기환경은 매우 열악한 것으로 나타났다.
최근 중국의 급격한 경제성장과 개발로 인해 공기 중으로 배출된 대기오염 물질은 편서풍을 타고 동쪽으로 이동하면서 우리나라와 일본에 상당한 영향을 주고 있다.
미 항공우주국의 위성 관측을 통해 분석된 전 지구적 에어러솔 분포도를 보면 동아시아 지역의 대기오염이 얼마나 심각한지 잘 보여주고 있으며 특히 서해에 접해있는 중국 동부해안 지역에서의 대기오염 수준이 매우 높은 편이다.
최근에 발간된 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC) 4차 보고서에 따르면 검댕을 포함해 황산염, 질산염 등 인위적 요인에 의해 생성된 미세한 에어러솔과 황사나 해염입자 등 자연적인 요인에 의해 배출된 조대입자가 온실가스에 버금가는 정도로 기후변화에 상당한 영향을 주는 것으로 보고된 바 있다.
특히 아황산가스나 질소산화물 등 화석연료의 연소에 의해서 발생되는 황산염이나 질산염 등은 입자의 크기가 작아 인체의 폐포 깊숙이 침투가 가능하다.
호흡기 질환, 심혈관 질환을 유발하거나 악화시키기도 한다.
대기 중에 떠돌아 다니고 있는 에어러솔은 다양한 경로를 통해 기후시스템에 영향을 미치고 있는데 다음과 같이 간단하게 요약할 수 있다.
우선 지구로 들어오는 태양 빛을 직접적으로 산란시키거나 흡수함으로써 대기의 복사평형에 불균형을 초래하게 된다.
이는 에어러솔이 없을 때에 비해 에어러솔이 있음으로 인해 지구-대기 시스템 간 복사에너지의 전달과정이 달라짐을 의미한다.
또한 미세한 에어러솔이 구름 응결핵으로 작용해 구름의 생성과 수명에도 영향을 미침으로써 지구의 반사도 변화에 영향을 주기도 하고 강수량의 변화 등 물 순환의 흐름에도 영향을 주게 된다.
에어러솔이 기후에 미치는 영향은 어찌보면 온실가스보다 더 심각할 수 있다고 전문가들은 경고한다.
온실가스가 존재하는 기간이 보통 수 십년 이상으로 수명이 길고 전 지구적으로 골고루 분포하는 데 반해 에어러솔은 보통 수주 이내로 수명이 짧고 공간적으로 불균일하고 불균질하여 지역에 따른 농도와 특성이 크게 다른 측면이 있다.
즉 온실가스에 비해 에어러솔은 그 특성과 변화 프로세스가 더욱 복잡하고 예측 불확실성이 크다는 것이다.
⊙ 에너지 사용의 효율 높여 대기오염 해결
거대도시 지역의 대기오염 문제를 해결하고 기후변화에도 효과적으로 대응할 수 있는 효과적 방법은 1인당 CO₂배출량을 줄이는 등 에너지 사용의 효율성을 높이는 일이라고 과학자들은 지적한다.
대중교통 시설을 늘리는 일, 연비가 높거나 대체에너지를 사용하는 자동차의 보급을 확대하는 일, 가정이나 직장에서 에너지나 물품 절약을 생활화하는 일 등 다양한 방법을 통해 온실가스와 대기오염 물질의 배출을 최대한 억제시킬 수 있다는 것이 전문가들의 설명이다.
또한 거대도시지역에 밀집된 빌딩을 에너지 효율이 높은 건물로 설계하고 자연 친화적으로 운영함으로써 온실가스의 배출을 최소화시킬 수 있을 것이다.
대기오염 물질의 배출을 효과적으로 억제 또는 제어하기 위한 과학기술의 개발과 보급은 인류의 보건과 기후변화 문제 해결에 중요하다.
특히 미국, 일본, 유럽 등에서는 이러한 녹색기술의 개발에 대한 투자를 오랫동안 지속해 오고 있다.
유럽과 북아메리카 지역에 위치한 대부분 도시의 대기오염 수준이 세계보건기구의 가이드라인에 근접해 있는 것은 그동안 꾸준히 지속해 온 오염물질 배출량 저감 노력의 결과로 볼 수 있다.
따라서 미래의 기후변화를 정확하게 예측하기 위해서는 온실가스 배출에 대한 정확한 예측과 더불어 대기 중 에어러솔의 생성과정 규명, 공간적 분포와 특성 이해, 기후 시스템에 미치는 영향에 대한 모델링 기술의 향상을 통해 미래 기후예측에 대한 불확실성을 줄이는 것이 필요하다.
대기오염물질 줄이기는 남의 이야기가 아니다.
한반도가 속해있는 동아시아는 전 지구적으로 볼 때 대기오염 농도 수준이 매우 높은 지역에 속한다.
또 서울을 비롯한 인구 1000만명 이상 거대도시의 다수가 아시아 지역에 속해 있으며 도시로의 인구 이동은 앞으로 더욱 가속화될 것으로 전망되기 때문이다.
하지만 인구 밀집지역에서 대기오염의 해결방안이 없는 것은 아니다.
전문가들은 오히려 거대도시에서 대기오염을 효과적으로 해결할 수 있는 방안을 제시하고 있다.
이미 거대화된 도시를 줄일 수 없는 것이 첫 번째 이유이고 인구가 밀집되어 있는 거대도시 지역의 대기오염 물질 배출을 제어하면 더 효율적으로 대기오염을 제어할 수 있다는 것이다.
<참고: 과학기술단체총연합회 과학기술 2.0>
<도움말: 김지영 기상청 국립기상연구소 기상연구관>
