신문은 선생님

어제 서울시 대기 중 오존 예보 등급은 '나쁨' 수준이었다고 알려졌어요. 이러한 대기 상태에서 1시간 동안 외출할 경우 눈과 코가 따가워지고, 2시간 동안 밖에서 운동하면 심폐 기능이 안 좋아질 수 있다고 해요. 6~8월 한여름 낮에는 대기 중 오존 농도가 특히 높답니다. 우리 몸에 해로운 오존의 정체는 무엇일까요?

◇성층권 오존층, 지구 생명 지켜주는 보호막

오존(O₃)은 산소 분자(O₂)와 산소 원자(O)가 결합한 투명한 기체예요. 지표면의 오존은 사람들의 건강을 해치지만, 높은 하늘에 있는 오존은 우리에게 유익하답니다. 그렇다면 어느 정도로 높이 떠 있는 오존 기체가 우리한테 유익할까요? 지구를 둘러싼 기체층을 통틀어 대기권이라고 하는데, 이 대기권은 땅 표면에서 가까운 순서대로 대류권(지표면으로부터 높이 11㎞까지), 성층권(11~50㎞), 중간권(50~80㎞), 열권(80㎞에서 대기가 끝나는 지점까지)으로 나뉘어요. 이 중 성층권에 오존 기체가 밀집해 해로운 자외선을 막아주는 오존층을 이루고 있지요.

성층권에서는 태양 자외선의 영향으로 산소 분자가 두 개의 산소 원자로 쪼개지는 화학반응(O₂→2O)이 잘 일어난다고 알려져 있어요. 이렇게 흩어진 산소 원자 두 개는 활발하게 화학반응을 일으켜요. 이것들은 돌아다니다 산소 분자와 만나 오존(O₃)으로 결합하게 되지요. 이것이 성층권에 오존층이 만들어진 이유랍니다. 오존층은 태양으로부터 날아오는 유해한 자외선을 막아주는 보호막이에요. 만약 오존층이 없다면 사람들은 피부암이나 백내장 같은 질병에도 잘 걸리고 면역력이 떨어질 거예요.

◇지표면 오존은 건강에 안 좋아

최근 자동차 배기가스가 여름철 오존 생성의 주된 원인으로 주목받고 있어요. 자동차 배기가스에는 질소산화물 등 각종 대기오염 물질이 많이 포함돼 있어요. 바람이 거의 없는 뜨거운 여름철에 이러한 오염 물질이 자외선을 만나면 분해되면서 산소 원자를 배출한다고 알려져 있는데요. 이 산소 원자들은 주변 산소 분자와 화학반응을 일으켜 오존 분자로 결합해요.

그렇다면 지표면 오존 기체는 왜 해로울까요? 우리가 호흡할 때 직접 들이마시기 때문이에요. 그래서 오존 농도가 높아지면 눈과 목이 따갑고, 두통이 생기며 기침을 하게 되지요. 심할 경우 코와 입에서 허파로 이어지는 통로가 좁아져 숨쉬기가 힘들어지고 폐 기능에도 손상을 입을 수 있답니다. 만약 반복적으로 오존 농도가 높은 공기를 들이마신다면, 기관지염·심장병·폐기종·천식에 걸릴 가능성도 높아진다고 해요.

오존은 어른보다 어린이한테 더욱 해로워요. 어른은 하루 평균 약 1만L의 공기를 들이마시는데, 활발하게 움직이는 성장기 어린이는 그보다 더 많은 공기를 들이마신답니다. 아직 성장 중인 아이들의 몸은 고농도의 오존 기체에 민감하게 반응해요. 어린이뿐 아니라 노약자나 호흡기병이 있는 환자도 폐 기능이 좋지 않아 오존의 악영향을 쉽게 받고요.

지표면 오존은 농작물에도 피해를 준답니다. 식물은 태양빛이 내리쬐는 아침부터 낮까지의 시간에 광합성을 해요. 광합성이란 식물이 이산화탄소와 물을 재료로 산소와 포도당 등을 만들어내는 작용이랍니다. 이때 이산화탄소 대신 오존이 식물체 안으로 들어오면 단단한 식물 세포의 세포벽을 허물게 돼요. 세포벽이 파괴되면 식물 세포는 형태를 유지할 수 없어요. 그래서 세포 안에 들어 있는 핵, 미토콘드리아 같은 내용물이 흘러나오게 되고, 잎에는 회백색 또는 갈색 반점이 생기게 된답니다. 이처럼 지표면의 오존 농도가 높아지면 사람도 식물도 병이 나는 거예요.

오존은 경유차나 공장에서 내뿜는 먼지와 섞여 하늘이 뿌옇게 보이는 스모그 현상을 일으키기도 해요. 미세 먼지의 원인으로 오존 기체의 화학반응이 지목되기도 했어요.

현재 우리나라는 오존 농도가 높아지는 5~9월 기준치에 따라 오존 주의보(대기 중 농도 0.12ppm/h 이상·눈과 코를 자극하는 정도), 오존 경보(0.3ppm/h 이상·가슴 압박과 시력 감소), 오존 중대경보(0.5ppm/h 이상·기관지 자극과 신체 기능 감소)를 발령하고 있어요. ppm/h는 공기 전체를 100만으로 놓았을 때, 오존 비율이 어느 정도를 차지하는지 나타내는 단위로, 0.1ppm/h를 넘어가면 사람에게 불쾌감을 준다고 해요.

황사주의보가 발령되면 마스크를 쓰고, 자외선주의보가 발령되면 선크림을 바르면 되지요. 그렇지만 오존주의보가 발령된다고 우리가 숨을 안 쉬고 살 수 없어요. 현재까지 오존주의보가 발령되면 불필요한 외출은 하지 않고 가능한 한 실내에서 머무는 것 말고는 다른 대책이 없답니다. 게다가 올해 2016년은 19세기 기상 관측이 시작된 이래 지구 전체의 한 해 기온이 가장 높을 것으로 알려진 해예요. 전문가들은 장마가 끝난 뒤 더운 날씨가 이어지면서 오존으로 인한 피해도 커지지 않을까 우려하고 있어요. 다행인 것은 햇볕이 약해지는 밤이 되면 오존이 대기 중 일산화질소, 수증기 등과 반응해 없어진다는 점이에요. 물론 자동차 배기가스, 공장 매연 등 대기오염을 일으키는 물질을 줄이는 것도 급선무랍니다.