오존주의보, 오존경보

폭염의 계절인 요즘 낮시간에 수시로 알림이 뜨는 오존주의보 또는 오존경보에 대해 알아 볼까합니다.

겨울에는 미세먼지로 고통받았는데 여름이 되니 자외선과 오존으로 고통받다니 정말 산넘어 산입니다.

 

오존(O3)은 광화학 옥시던트(질소산화물과 탄화수소가 자외선에 의한 촉매반응을 하여 생성하는 물질로 O3, PAN, Acetyl Nitrate, 아크로레인 등의 물질을 말함)의 하나로 2차 오염물질에 속하며 무색, 무미, 해초냄새의 기체로 산화력이 강한 것이 특징입니다.
전구물질의 하나인 휘발성 유기화합물(VOCs)은 자동차, 화학공정, 석유정제, 도로포장, 도장산업, 인쇄, 세탁소 등에서 주로 배출됩니다.
오존은 성층권에서 자외선을 차단하여 생태계를 보호해주는 역할을 하기도 하며 대류권에서는 인위적 전구물질의 광화학반응에 의한 생성 외에 해안가, 삼림 등에서 자연생성되는 부분도 존재합니다.

 

기본적으로 오존은 두얼굴을 가진다고 할 수 있는데 먼저 지표에서 10~50Km에 이르는 성층권의 오존층에 존재하는 오존은 전체 오존의 90%를 차지하며, 유해자외선의 99%를 흡수합니다. 이와같이 성층권의 오존층은 해롭고 강력한 자외선으로부터 지구를 보호해주는 역할을 합니다. 그러나 오존홀이라 불리는 오존의 구멍은 오존층의 지속적인 감소와 관련이 있으며 이 구멍은 점점 커지는 추세입니다. 오존층에서 오존이 감소하는 이유는 냉장고 또는 에어컨 등의 냉매나 헤어스프레이제품류에 쓰이는 프레온가스가 주범인 것으로 알려져 있습니다.

만약 점점 커지는 오존층의 파괴를 방치한다면 인류의 재앙이 될 것입니다.

오존의 화학식은 O3인데 우리가 숨쉴때 들이마시는 산소인 O2와 비슷합니다. 하지만 오존은 한 개의 산소 원자가 더 붙어있기에 O3인 것입니다. 분자량도 32가 아닌 48입니다. 오존은 기체 법칙을 완벽히 따르며, 강력한 산화제이고, O2보다 훨씬 강력합니다. 만약 오존을 어떤 유기물 옆에 놓는다면, 오존은 즉시 유기물을 공격하고 닿아있는 물질을 산화시키려 할 것입니다. 

 

이제 오존과 사람사이의 문제를 대기권 밖에 존재하는 유익한 오존을 떠나 우리주위에 존재하는 즉, 지표로부터 10Km이내의 대류권내에 존재하는 오존의 문제에만 국한에서 본다면 사람의 신체에 이롭거나 해로운 동전의 양면과 같은  영향을 끼치게 됩니다.

 

이것은 오존의 농도에 따른 양면성으로 일정기준 이하치에서는 오히려 건강에 이로운 살균이나 탈취의 목적으로 사용되기도 합니다. 우리가 울창한 숲에서 상쾌함을 느끼는 이유는 이러한 적정량의 오존이 존재하기 때문입니다. 문제는 일정기준 이상의 고농도 오존에서 문제가 됩니다.

 

대기중 오존농도가 일정기준 이상 높아질 경우 호흡기나 눈 등 감각기에 민감한 영향을 주어 기침이 나고 눈이 따끔거리거나 심할 경우 폐기능 저하를 가져오는 등 인체에 피해를 주기도 하고, 농작물이나 식물에도 영향을 미쳐 수확량 감소를 가져오기도 합니다. 고농도의 오존은 농도의 증가와 그리고 고농도로 작용중인 시간의 증가와 비례하여 피해의 정도를 증가시킵니다.

 

 

지상의 오존은 질소산화물 등 오염물질들의 광화학반응을 통하여 급속히 증가하므로 오존으로부터 피해를 줄이기 위해서는 가급적 자동차 운행을 줄이고, 대중교통시설을 이용하는 등 환경개선을 위한 노력이 필요합니다.
오존에 대한 반복노출은 기도와 폐포의 신경수용체를 자극, 평활근을 수축시켜 기도를 좁게 만듭니다. 이런 기작은 결과적으로 가슴통증, 기침, 메스꺼움 등을 유발하고 소화에 영향을 미치며 심하면 기관지염, 심장질환, 폐기종, 천식의 악화를 가져옵니다.
특히 호흡기질환자나 노약자, 어린이 등의 면역저항성이 취약한 사람들에게는 그 악영향이 크므로 오존농도의 증가로 오존주의보나 오존경보가 발령되었을 경우에는 세심한 주의가 필요합니다.

 

이러한 유해한 오존은 우리 주위에서 생성될 수 있는데 그 발생기전은 다음과 같습니다.

대기중에서 오존은 강한 햇빛의 존재하에 자동차 등에서 배출되는 질소산화물 (NOx)과 휘발성유기화합물질(VOC)이 반응하여 생성되며, 햇빛이 강하고 온도가 높은 여름철에 특히 많이 발생됩니다.

자동차 등에서 배출되는 질소산화물은 대부분 일산화질소(NO)의 형태로 배출되며, 휘발성 유기화합물질(VOCs)의 존재하에서 대기중의 오존과 결합하거나 발생기산소(O)와 결합하여 이산화질소(NO2)로 변환됩니다.

다시 이산화질소는 햇빛을 받아 일산화질소와 산소원자(O) 로 광분해되고 생성된 산소원자는 대기중의 산소(O2)와 결합하여 오존(O3)을 생성하게 됩니다.

기타 자동차이외에 실내에서도 생성되는데, 헤어 드라이어, 믹서, 레이저 프린터 및 복사기와 같은 일부 가정용품 및 사무용품, 병에 든 생수의 오존 처리와 같은 특정 산업 프로세스 및 특정 유형의 공기청정기, 가정용 공기청정기 등에서도 공기중으로 배출될 수 있습니다.

오존의 생성은 기본적으로 광학반응에 의존하므로 여름철 태양이 뜨거운 낯시간에 최고조에 이르는 구조를 가지고 있습니다.
오존 농도에 따른 개인적인 행동요령은 아래의 표와 같습니다.

 

지자체에서 발령하게 되는 오존 경보는 주의보, 경보, 중대경보의 세 단계가 있습니다. 대기 중 오존 농도가 1시간 평균 0.12ppm 이상이면 오존주의보에 해당하는 데 이는 위의 표에서 나쁨단계라고 볼 수 있습니다.

오존 농도가 1시간 평균 0.30ppm 이상이면 오존경보, 평균 0.50ppm 이상이면 중대경보를 발령하는 데 두가지 모두 매우 나쁨단계에서의 조치입니다. 오존주의보가 발령되면 해당 지역 내 차량운행을 자제하고 대중교통을 이용할 것이 권고되며 노약자와 어린이, 호흡기·심장질환자 등의 면역력이 취약한 환자 등은 실외 활동을 자제하는 것이 좋습니다.