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통합과학
개념 이해하기 

두 얼굴의 오존?! 

오존이 두 얼굴의 화학물질이라는 사실을 알고 있나요? 특히 “오존층을 보호해야 한다!” 같은 구호를 들은 친구들은 오존이 생명체에 해를 끼칠 수도 있다는 사실에 놀랄 거예요. 오존(O3)은 산소 분자(O2)에 산소 원자(O)가 하나 더 결합된 기체예요. 오존은 지구에서 두 번째로 강한 산화력으로 살균, 탈취 등에 활용됩니다. 

지구에 있는 오존의 약 90%는 땅에서 10~50km 떨어진 성층권에 존재해요. 지구를 둘러싸고 있는 성층권 오존은 태양에서 강하게 내리쬐는 자외선을 흡수해요. 우리 몸에 닿으면 피부암이나 백내장을 일으킬 수 있는 강한 자외선을 방패처럼 막아주는 거예요. 그래서 성층권 오존은 땅 위에 사는 생물들의 생존을 위해 꼭 필요한 존재지요.

지표에서 10km 상공까지, 우리가 생활하고 있는 대류권에도 오존이 있어요. 대류권 오존은 공장이나 자동차에서 연료를 연소할 때 만들어지는 질소산화물(NOx)이나 휘발성유기화합물(VOCs)이 강한 햇빛을 받아 화학 반응을 일으키면 만들어져요. 특히 바람이 없고 햇빛이 강한 무더운 날 주로 발생하지요. 이렇게 오존은 눈, 호흡기, 피부 등을 자극해 농도가 짙은 날엔 눈이 따끔거리거나 기침, 두통, 피부염 증상이 나타나요. 또, 농작물의 잎을 말리거나 성장을 방해해 수확량이 줄어들기도 하지요. 

따라서 화창하고 바람이 없어 오존 농도가 높은 날에는 바깥 활동과 과격한 운동을 자제하는 것이 좋답니다.

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바다, 이젠 CFC를 역으로 내뿜는다?!

1950년대에는 CFC(프레온 가스)가 인체에 무해하고 냄새가 없으며 독성이 없는데다 냉매● 특성이 우수하다는 이유로 ‘꿈의 화학물질’로 불려왔어요. 하지만 CFC가 오존층을 파괴하고, 이로 인해 인간의 건강에 나쁜 영향을 준다는 것이 알려지면서 CFC에 대한 인식이 바뀌기 시작했어요. 1985년 오존층 보호를 위한 ‘비엔나 조약’이 채택되었고, 이어 1989년에는 오존층 파괴물질의 생산이나 소비 등을 막는 ‘몬트리올 의정서’가 발효되었지요. 그 결과 오존층을 파괴할 수 있는 화학물질 사용이 전 세계에서 단계적으로 중단되었습니다. 인간의 활동으로 파괴되는 오존층을 국제적으로 협력해서 복원하려는 노력이 시작된 거예요.  

이후 대기 중의 CFC 농도는 꾸준히 줄고 있어요. 여기엔 바다도 역할을 해왔어요. 그동안 과학자들은 바다가 CFC를 방대하게 품는 저장 창고의 역할을 한다고 추정해왔어요. 하늘에 떠다니는 CFC를 바다가 흡수해 보관한다는 거예요. 

그런데 지난 3월 23일, 미국 매사추세츠공과대학교와 콜로라도주립대학교, NASA 고다드 우주비행센터 공동연구팀은 프레온 가스 중 냉매와 스프레이 등을 만드는 데 널리 쓰이던 CFC-11가 이젠 바다에서 다시 대기 중으로 흘러나올 거라는 연구 결과를 내놨어요. 

컴퓨터 모델로 모의 실험한 결과, 2075년이면 다른 프레온 가스의 농도가 대기 중에서 계속 줄어드는 것과 달리, 최근 농도 감소가 둔화된 CFC-11은 바다에 흡수되는 양보다 대기로 배출되는 양이 더 많아질 거라고 설명했어요. 과학자들은 그동안 바다에 녹은 CFC가 다시 대기에 영향을 주는 정도는 무시할 수 있을 만큼 적다고 생각했는데, 이는 바다가 오존층 파괴 물질의 발생원이 될 수 있다는 다소 충격적인 결과죠. 

연구를 이끈 미국 매사추세츠공과대학교 왕 페이동 연구원은 “바닷물이 차가울수록 더 많은 CFC를 흡수할 수 있는데, 기후 변화로 바다가 따뜻해지면 CFC-11 배출은 더욱 빨라질 수 있다”고 덧붙였답니다.

●냉매: 냉각을 일으키는 물질. 에어컨이나 열펌프 등의 내부를 순환하며 열을 흡수해 밖으로 방출시키는 유체를 말한다.

에필로그

“요 며칠 신데렐라가 시름시름 앓았던 이유가 농도가 짙어진 오존 탓이었군요. 더워진 날씨에 부쩍 많아진 공장과 관광차 행렬이 문제가 되었나 봐요. 탐정님. 이 은혜를 어떻게 갚아야 할까요?”
차밍 왕자의 거듭된 감사 인사에 꿀록 탐정은 멋쩍은 표정을 짓고 있었어요. 이를 본 개코 조수는 의미심장한 미소를 지으며 말했죠.

“우리 꿀록 탐정님도 부쩍 외로움을 많이 타시던데…. 아리따운 여성분께 드릴 유리 구두 하나를 선물해 주시는 게 어떨까요?”
며칠 뒤, 꿀록탐정의 탐정 사무소에 묵직한 택배 하나가 도착했어요. 그리고 그 안엔 예쁜 유리 구두 한 켤레와 메모지가 붙어 있었지요.
‘꿀록 탐정님. 응원합니다♥ - 차밍 드림’ 

개념 퀴즈

성층권 오존은 인간에게 해로운 자외선을 차단한다.

(    O   ,    X    )