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- 1987년 몬트리올 의정서, 오존층 파괴물질 CFC의 생산과 배출은 전 세계적으로 금지
- 당시 원료 화학물질은 허용, 현재 염소 함유 플라스틱 원료로 화학산업에서 사용 중
- 분석 결과,"오존 파괴 물질"의 생산량은 2000년에서 2024년 사이에만 163% 증가
- 2050년까지 이 물질이 기후에 미치는 영향은 연간 약 3억 톤의 이산화탄소 상당량
- 원료물질의 생산, 배출 더욱 엄격 규제해야

왜 "오존 파괴 물질"은 여전히 ​​배출되는가?
몬트리올 의정서의 예외 조항은 심각한 오판이었다

1980년대 CFC(염화불화탄소) 사용이 금지되었을 당시, 일부 산업용 화학물질에 대해서는 예외가 적용되었다. 그 결과, 이러한 오존 파괴 물질의 생산 및 배출량이 그 이후로 꾸준히 증가해 왔다는 사실이 드러났다. 이러한 추세가 지속된다면 오존층 회복은 수년 더 지연될 수 있다. 기후 변화 또한 이러한 할로겐화 화학물질에 의해 가속화되고 있다. 규제를 강화해야 하는가? 

▲ 최근 수십 년 동안 오존층 파괴 물질의 생산 및 배출량이 다시 증가했다. 그 결과는 무엇일까? © studio023/ Getty Images

지구의 오존층은 유해한 자외선으로부터 우리를 보호하는 가장 중요한 방어막이다. 1987년 몬트리올 의정서 이후, 오존층 파괴 물질인 CFC의 생산 및 배출은 전 세계적으로 금지됐다. 이 할로겐화 화학물질은 성층권에서 오존층 파괴 연쇄 반응을 일으킨다. 하지만 최근 측정 결과에 따르면 사염화탄소(CCl4), 트리클로로트리플루오로에탄(CF3CCl3), 디클로로테트라플루오로에탄(CF3CCl2F)과 같은 오존층 파괴 탄화수소 배출량이 사상 최고치를 기록했다. 

▲ 알프스 산맥의 융프라우에 있는 이와 같은 관측소에서 대기 중 오존층 파괴 물질의 농도를 측정했다. © Empa

오존층 파괴 물질, 그런데도 금지되지 않아

이러한 "오존 파괴 물질"은 어디에서 오는 걸까? 그리고 왜 아직도 생산이 허용되는 걸까요? 스위스 연방 재료과학기술연구소(Empa)의 스테판 라이만(Stefan Reimann) 연구원과 그의 동료들은 그 이유가 몬트리올 의정서의 예외 조항에 있다고 설명한다. 당시에는 소위 원료 화학물질(feedstock chemicals)의 사용이 금지되지 않았다. 이 물질들은 할로겐화된 오존층 파괴 화합물로, 현대 냉매와 PVC와 같은 염소 함유 플라스틱의 원료로 화학 산업에서 사용된다.

▲ 원료로 사용되는 오존층 파괴 물질(ODS)의 과거 및 미래 배출량(2010~2050년)을 Gg/년(A), Gg-CFC-11 eq./년(B), Tg CO2 eq./년(C) 단위로 나타낸 그래프. 총 배출량은 원료 생산 및 사용과 기타 출처(예: 저장고 및 기타 기존 용도에서의 손실)에서 발생합니다. 2023년까지의 배출량은 NOAA(미국 해양대기청) 및 AGAGE(고급 지구 대기 가스 실험) 측정값을 기반으로 산출되었다. 2024년에서 2050년 사이의 배출량은 현상 유지(BAU) 시나리오를 기준으로 하며, 검은색 선은 모든 출처에서 발생하는 총 배출량을 나타낸다. 빨간색 선은 저배출 시나리오(LOW)에서 발생하는 배출량을, 노란색 선은 제로 시나리오(원료 생산 및 사용으로 인한 배출량을 제외하고 저장고 및 기타 기존 용도에서의 예상 배출량)를 나타낸다. (출처:Published: 16 April 2026 Continuing industrial emissions are delaying the recovery of the stratospheric ozone layer / nature communications)

라이만 연구원과 그의 동료들은 "당시에는 생산된 원료 화학물질의 약 0.5%만이 배출될 것이고, 이러한 물질의 생산량은 앞으로 감소할 것이라고 예상했다"고 설명했다. 연구진은 몬트리올 의정서에서 요구하는 대기 측정 데이터와 이러한 가스의 생산량 보고서를 사용해 이 가정이 정확한지 검증했다.
생산량 증가와 배출량 증가

분석 결과, 오존층 파괴 물질인 원료 화학물질의 전 세계 배출량은 감소하지 않고 오히려 증가한 것으로 나타났다. 라이만은 "이러한 물질들은 생산, 운송, 그리고 추가 가공 과정에서 더 많은 양으로 배출되고 있으며, 현재 생산량은 30년 전 추정치보다 훨씬 많다"고 보고했다. 예를 들어, 이러한 "오존 파괴 물질"의 생산량은 2000년에서 2024년 사이에만 163% 증가했다.

이는 수소불화탄소(HFC)와 수소불화올레핀(HFO)과 같은 냉매 생산에 이러한 오존층 파괴 할로겐 화합물이 사용되기 때문이다. 여기에 더해 폴리머 산업에서 이러한 화학 물질의 사용량이 급격히 증가하고 있다. 예를 들어, 테플론(PTFE)이나 전기 자동차용 리튬 이온 배터리의 핵심 소재인 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 불소 폴리머 생산에 이러한 물질이 사용된다.

동시에, 생산 시설에서의 누출이나 부적절한 배기가스 정화 등으로 인해 이러한 물질들이 대기로 배출되는 양도 증가하고 있다. 라이만과 그의 동료들이 밝혀낸 바에 따르면, 현재 전 세계 원료 화학 물질의 약 3~4%가 대기로 배출되고 있다. 그들에 따르면, 이러한 추세는 앞으로도 약화되기보다는 지속될 가능성이 더 높다.

오존층 회복 지연과 지구 온난화

그렇다면 실제로 점진적으로 회복되고 있는 오존층에는 어떤 영향이 있을까? 라이만과 그의 연구팀은 모델 시뮬레이션을 통해 이를 분석했다. 그들은 배출량 감소를 기반으로 예측했던 오존층 회복 시나리오와 현재 측정된 배출량을 기반으로 한 시나리오를 비교했다. 결과적으로, 원료 물질 배출량이 현재 수준으로 유지될 경우 오존층 회복은 약 7년 지연되어 2066년에서 최소 2073년으로 미뤄질 것이다.

하지만 이것이 전부가 아니다. 라이만 교수는 "이러한 물질들은 오존층 파괴 물질일 뿐만 아니라 기후에도 심각한 악영향을 미친다"고 설명했다. 할로겐화 화합물은 강력한 온실가스로 작용하기 때문이다. 2050년까지 이러한 물질들이 기후에 미치는 영향은 연간 약 3억 톤의 이산화탄소 상당량에 달할 수 있다. 연구진은 "이는 2024년 전 세계 인위적 이산화탄소 배출량의 약 0.8%에 해당한다"고 밝혔다.

따라서 연구진은 오존층 파괴를 유발하는 원료 물질의 생산 및 배출을 더욱 엄격하게 규제해야 한다고 주장한다. 라이만 교수는 "몬트리올 의정서가 성공적이었던 것은 과학계, 정치계, 산업계가 긴밀히 협력했기 때문이다. 이러한 협력은 오늘날 새로운 도전 과제에 대처하는 데 다시 한번 매우 중요하다"고 강조했다.

참고: Nature Communications, 2026; doi: 10.1038/s41467-026-70533-w
출처: Empa – Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

      스위스 연방 재료과학기술연구소

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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