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- 2020년에 오존층을 파괴하는 5개의 CFC(클로로플루오로카본) 배출량이 새로운 최고치
- 5개의 CFC는 알려진 응용 분야가 거의 없거나 전혀 없으며 대기 수명은 52~640년
- 다섯 가지 오존 킬러의 배출원이 어디에 있는지 데이터에서 확인할 수 없어

"오존 킬러"에 대한 새로운 기록
5가지 오존 파괴 물질의 배출량이 새로운 최고치를 기록했다.

전혀 금지되지 않음:
2020년에 오존층을 파괴하는 5개의 CFC(클로로플루오로카본) 배출량이 새로운 최고치를 기록했다. 이러한 CFC는 몬트리올 의정서에 따라 제품에 포함될 수 없지만 2010년 이후 농도가 급격히 증가했다. 오존층에 대한 파괴적인 영향은 아직 미미하지만 이러한 CFC는 기후를 가열한다. 온실 효과는 스위스의 모든 CO2 배출량과 일치한다. 

▲ 섬세한 파란색 베일은 보호용 오존층을 포함하는 대기층인 성층권이다. ©NASA/JSC

1987년 몬트리올 의정서 이후 전 세계적으로 오존을 파괴하는 염화불화탄소(CFC)의 생산 및 배출이 금지됐다. 2010년부터는 사염화탄소(CCl4) 배출에도 적용된다. 이 염소 함유 화학 물질은 성층권에서 보호용 오존층을 파괴하는 연쇄 반응을 일으킨다. 그러나 금지령에도 불구하고 금지된 트리클로로플루오로메탄(CFC-11)과 새로운 클로로플루오로카본을 포함하여 점점 더 많은 "오존 킬러"가 최근 몇 년 동안 방출됐다.

금지된 CFC 5개 표적

새로운 분석에 따르면 오존을 파괴하는 CFC 화합물의 배출량은 2020년에 최고 기록을 세웠다. 연구를 위해 미국 국립해양대기청(NOAA)의 Luke Western과 그의 팀은 대기 CFC 수준을 모니터링하기 위해 여러 국제 측정 네트워크의 데이터를 평가했다. 그들은 다섯 가지 알려진 "오존 킬러"인 CFC-13(클로로트리플루오로메탄, CClF3), CFC-112a(테트라클로로디플루오로에탄, CClF2CCl3), CFC-113a(트리클로로트리플루오로에탄, CF3CCl3), CFC-114a(디클로로테트라플루오로에탄, CF3CCl2F) 및 CFC-115( 클로로펜타플루오로에탄, CF3CClF2)이다.

"이 5개의 CFC는 알려진 응용 분야가 거의 없거나 전혀 없으며 대기 수명은 52~640년이다"고 연구원들은 설명했다. CFC-13 및 CFC-112a는 한때 냉매로 사용되었으나 지금은 사용이 금지됐다. 나머지 세 가지 CFC는 다른 화학 물질 제조의 중간체로 생성되지만 냉각제, 추진제 또는 기타 분산 용도로 사용할 수 없다.

2010년 이후 대폭 증가

평가 결과 2010년부터 2020년까지 10년 동안 5개 CFC 모두의 배출량이 2.5배 이상 증가한 것으로 나타났다. "2020년에 5가지 가스 모두 직접 측정이 시작된 이래로 가장 높은 값에 도달했다"고 Western과 그의 동료들은 보고했다. "CFC-113a와 CFC-112a의 대기 수준은 이전 대기 기록보다 2020년에 더 빠르게 증가했다.“

팀이 결정한 대로 이 5가지 "오존 킬러"에서 배출되는 가장 높은 비율을 차지하는 트리클로로트리플루오로에탄(CFC-113a)의 증가는 특히 놀랍다. 배출량의 절반 이상이 이 가스 때문이다.

▲ 트리클로로트리플루오로에탄(CFC-113a)은 연구된 5가지 CFC 중에서 가장 높은 비율과 가장 높은 증가율을 보였다. © 퍼블릭 도메인

오존 킬러의 기원은 불분명

새로운 "오존 킬러"의 배출원은 불분명하다. 그러나 과학자들은 세 가지 화합물인 CFC-113a, CFC-114a 및 CFC-115가 펜타플루오로에탄(HFC-125) 생산 과정에서 부산물로 방출되는 것으로 의심하고 있다. 이 화합물은 냉각수 및 공조 시스템에 사용된다. 특히 일반적인 CFC-113a는 자동차와 같은 이동식 에어컨 시스템에 주로 사용되는 테트라플루오로에탄(HFC-134a)에서도 생산된다.

"이러한 원치 않는 부산물은 관찰된 배출량의 적어도 일부를 설명할 수 있다"고 Western과 그의 팀은 말했다. 그러나 나머지 두 CFC의 출처는 알 수 없다. 프레온이 오래된 냉장고에서 파괴될 때 CFC-13이 방출될 수 있다. CFC-112a의 출처는 알려져 있지 않다. 과학자들이 설명하듯이, 그들은 다섯 가지 오존 킬러의 배출원이 어디에 있는지 데이터에서 확인할 수 없었다.

다음은 5가지 화합물 모두에 적용되는 사실은 이러한 오존 킬러가 누출을 통해 의도하지 않게
방출되는지 또는 방출이 알려져 있지만 의식적으로 허용되는지 여부도 알 수 없다.

오존에 대한 영향은 거의 없지만 측정 가능한 기후 영향

도대체 CFC 배출량이 대기에 미치는 영향은 무엇일까? 연구원들이 결정한 바와 같이, 이 새로운 CFCs의 오존층 파괴 효과는 지금까지 낮았다. 종합하면 전 세계 오존층의 약 0.002%의 오존 손실을 일으키고 남극 상공의 오존 구멍에 약 0.01% 기여한다. "그러나 CFC-113a와 같이 현재 추세가 계속되거나 가속화된다면 몬트리올 의정서를 통해 이루어진 일부 진전이 취소될 수 있다"고 Western과 그의 팀은 경고했다.

또한 CFC는 온실 효과가 있어 기후를 더욱 가열하는 데 기여한다. 과학자들은 "기후에 미치는 영향 측면에서 5개 CFC의 배출량은 2020년 약 4,700만 톤의 CO2에 해당한다"고 보고했다. 이는 스위스와 같은 소규모 산업 국가의 연간 배출량 또는 미국 온실가스 배출량의 약 1%에 해당한다.

몬트리올 프로토콜은 명확성이 필요하다.

"대기 중 이러한 화학 물질의 지속적인 증가를 고려할 때 몬트리올 의정서의 추가 강화를 고려할 때일 수 있다"고 Forschungszentrum Jülich의 공동 저자인 요한네스 라우베(Johannes Laube)는 말했다. 지금까지 이러한 배출물을 제품 및 장치에 사용하는 것은 금지됐다. 그러나 방출되지 않는 한 화학 생산 공정의 중간 제품으로 허용된다.
“중요한 메시지는 금지된 CFC에 대한 일부 대체 화학물질의 생산 공정이 오존 친화적이지 않은 것으로 보인다는 것이다”고 웨스턴은 말했다. 여기에서 감시와 통제를 강화하는 것이 중요하다.
(Nature Geoscience, 2023; doi: 10.1038/s41561-023-01147-w)
출처: 브리스톨 대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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