미국, 영국 - 죽음의 살인 공기, 런던스모그, LA 스모그

 

대기오염은 인간 활동으로 인해 대기 중에 인위적인 오염 물질이 포함되어, 환경과 인간 건강에 심각한 영향을 미치는 현상을 말합니다. 이는 산업화와 도시화의 급격한 진행으로 더욱 심화되었으며, 현대 사회가 직면한 가장 심각한 환경 문제 중 하나로 꼽히고 있습니다. 대기 오염의 주요 원인은 화석 연료의 연소, 산업 활동, 교통 수단의 증가, 농업에서 사용하는 화학 물질, 그리고 삼림 파괴 등 다양한 요소가 복합적으로 작용하고 있습니다. 이러한 활동들은 대기 중에 다량의 오염 물질을 방출하며, 이는 기후 변화, 생태계 파괴, 인간의 건강 악화 등을 초래합니다. 산업화가 본격적으로 시작된 18세기 후반부터 화석 연료의 사용이 급증하면서, 대기 중의 이산화탄소(CO₂) 농도가 눈에 띄게 증가하였으며, 이는 지구 온난화의 주요 원인 중 하나로 지목되고 있습니다. 동시에, 질소 산화물(NOx), 아황산 가스(SO₂), 일산화탄소(CO), 오존(O₃)과 같은 대기 오염 물질들은 인간의 건강에 심각한 악영향을 미치고 있으며, 그 중 일부는 기후 변화에까지 직접적인 영향을 미치고 있습니다.

대기오염의 원인과 물질

대기오염의 주된 원인은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 화석 연료의 연소로 인한 오염이며, 두 번째는 산업 활동 및 교통 수단에서 배출되는 오염 물질입니다.

1. 화석 연료의 연소: 발전소, 공장, 가정의 난방시설에서 사용되는 석탄, 석유, 천연가스와 같은 화석 연료는 이산화탄소, 질소 산화물, 아황산 가스 등을 배출합니다. 이들 오염 물질은 대기 중에서 광화학 반응을 일으켜 오존(O₃)을 생성하며, 이는 도시에서 발생하는 광화학 스모그의 주요 원인입니다.
2. 교통수단: 자동차, 트럭, 항공기 등 교통수단에서 배출되는 배기가스는 대기오염의 또 다른 주요 원인입니다. 자동차 엔진에서 배출되는 질소 산화물과 미세먼지(PM10, PM2.5)는 특히 도심지에서 공기질을 악화시키며, 이는 호흡기 질환을 유발하는 주요 요인 중 하나로 작용합니다.
3. 산업 활동: 화학 공장, 제철소, 석유 정제소 등 다양한 산업 활동은 대기 중에 다량의 유해 물질을 방출합니다. 특히, 아황산 가스와 같은 물질들은 대기 중의 수증기와 결합해 산성비를 유발하며, 이는 토양과 수자원을 오염시켜 생태계에 악영향을 미칩니다.
4. 농업 활동: 농업에서 사용하는 질소 비료는 대기 중으로 질소 산화물을 방출하며, 이는 지표수와 지하수를 오염시키는 것은 물론, 대기 중에서 광화학 스모그 형성에 기여합니다. 또한, 방목이나 삼림 파괴로 인해 대기 중에 다량의 먼지와 이산화탄소가 방출되기도 합니다.

대기오염의 영향

대기 오염은 인류와 생태계에 매우 심각한 영향을 미치고 있으며, 이는 다양한 질병을 유발하고 기후 변화를 가속화하는 주요 원인 중 하나로 작용합니다. 특히, 도시화가 진행된 지역에서는 대기오염으로 인해 여러 가지 건강 문제가 발생하고 있으며, 대표적으로 다음과 같은 피해를 초래합니다.

1. 인간 건강에 대한 영향:
   • 호흡기 질환: 미세먼지(PM10, PM2.5)와 같은 입자상 오염 물질은 폐 깊숙이 침투해 천식, 기관지염, 폐렴, 폐암 등을 유발할 수 있습니다. 특히 어린이와 노약자, 그리고 기존에 호흡기 질환을 앓고 있는 사람들은 이러한 오염물질에 더욱 취약합니다.
   • 심혈관 질환: 대기 오염 물질이 혈액을 통해 신체 곳곳으로 퍼지면서 심혈관계에 부담을 주고, 이는 심장마비나 뇌졸중과 같은 심각한 질환을 초래할 수 있습니다.
   • 암 발생 위험 증가: 여러 연구 결과에 따르면, 대기 중에 포함된 다환방향족탄화수소(PAHs)와 같은 화학물질은 발암성이 있으며, 특히 미세먼지와 결합하여 폐암 발생 위험을 높일 수 있습니다.
2. 생태계에 대한 영향:
   • 산성비: 질소 산화물과 아황산 가스가 대기 중에서 수증기와 결합하면 산성비를 형성하게 됩니다. 산성비는 삼림을 훼손하고, 토양의 산성화를 가속화하며, 수중 생태계를 파괴합니다. 또한, 산성비는 건축물과 문화유산을 부식시키는 역할도 합니다.
   • 지구온난화: 이산화탄소와 메탄과 같은 온실가스는 대기 중에서 지구의 복사열을 가두는 역할을 하며, 이는 지구 온난화를 가속화시킵니다. 지구 평균 기온이 상승함에 따라 극지방의 빙하가 녹고, 해수면이 상승하며, 이는 전 세계적인 기후 변화로 이어집니다.
3. 사회적 및 경제적 영향:
   • 생산성 감소: 대기오염으로 인한 건강 악화는 노동력의 생산성을 저하시킵니다. 사람들이 호흡기 질환, 심혈관 질환 등으로 병원에 가거나 병가를 내면 경제 활동이 둔화되며, 이는 국가 경제에도 부정적인 영향을 미칩니다.
   • 관광 산업의 위축: 아름다운 자연 경관과 깨끗한 공기를 기대하고 방문하는 관광객들이 대기오염으로 인해 관광지 방문을 꺼리게 될 경우, 지역 경제에 미치는 타격도 무시할 수 없습니다. 특히 미세먼지가 심한 시기에는 관광객이 감소하며, 이는 지역 사회에 큰 경제적 손실을 초래할 수 있습니다.

대기오염 해결을 위한 방안

대기오염 문제를 해결하기 위해서는 정부, 기업, 그리고 개인 모두가 함께 노력해야 합니다. 이를 위해 다음과 같은 방안들이 제시되고 있습니다.

1. 정부 차원의 대책:
   • 법적 규제 강화: 정부는 대기오염을 줄이기 위해 엄격한 법적 규제를 시행해야 합니다. 공장과 발전소에서 발생하는 오염 물질 배출량을 줄이기 위해 배출 허용 기준을 강화하고, 이를 어길 경우 강력한 처벌을 부과해야 합니다.
   • 에너지 전환 정책: 화석 연료에서 신재생 에너지로의 전환이 대기오염 문제를 해결하는 중요한 방법 중 하나입니다. 태양광, 풍력, 수력과 같은 청정 에너지를 적극적으로 도입하고, 이를 통해 화력 발전소의 의존도를 줄이는 것이 필요합니다.
   • 대중교통 활성화: 자동차 배기가스를 줄이기 위해 정부는 대중교통을 활성화하고, 전기자동차와 같은 친환경 교통수단을 보급하는 정책을 시행해야 합니다. 또한 노후 차량에 대한 규제를 강화하여 배출가스 기준을 초과하는 차량의 운행을 제한할 필요가 있습니다.
2. 기업 차원의 노력:
   • 친환경 기술 도입: 기업은 생산 과정에서 배출되는 오염 물질을 줄이기 위해 친환경 기술을 도입해야 합니다. 예를 들어, 배출가스를 정화하는 장비를 설치하거나, 오염 물질을 적게 배출하는 연료를 사용하는 방법이 있습니다.
   • 지속 가능 경영: 기업은 이윤 추구에만 집중할 것이 아니라, 환경 보호를 위한 지속 가능한 경영 방식을 채택해야 합니다. 탄소 배출권 거래제와 같은 제도를 통해 탄소 배출량을 줄이고, 에너지 효율을 높이는 기술을 개발함으로써 환경과 경제를 동시에 살릴 수 있는 길을 모색해야 합니다.
3. 개인 차원의 노력:
   • 생활 속 실천: 개인은 대기오염 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 자동차 대신 대중교통을 이용하거나 자전거를 타고 이동함으로써 탄소 배출량을 줄일 수 있으며, 전기 절약과 재활용을 생활화하여 에너지 소비를 줄이는 것도 중요합니다.
   • 마스크 착용: 미세먼지가 심한 날에는 마스크를 착용해 호흡기를 보호하는 것이 필요합니다. 특히, KF80 또는 KF94와 같은 등급의 마스크는 미세먼지를 효과적으로 차단할 수 있으므로, 외출 시 필수적으로 착용해야 합니다.

대기오염에 대한 국제적 대응

대기오염은 국경을 넘나드는 문제이기 때문에, 국제적인 협력이 필수적입니다. 많은 국가들이 기후 변화와 대기오염 문제를 해결하기 위해 국제 협약에 참여하고 있으며, 대표적으로 파리 기후 협약(Paris Agreement)이 있습니다. 이 협약은 온실가스 배출을 줄여 지구 온난화를 억제하는 것을 목표로 하고 있으며, 참여국들은 자국의 탄소 배출량을 줄이기 위해 다양한 정책을 시행하고 있습니다. 또한, WHO와 같은 국제 기구는 대기오염에 대한 연구와 데이터를 제공하여 각국 정부가 적절한 정책을 수립할 수 있도록 지원하고 있습니다. 이러한 노력들이 지속될 때, 대기오염 문제는 조금씩 해결될 수 있을 것입니다. 대기오염은 단순한 환경 문제가 아닌, 인류의 생존과 직결된 복잡한 문제입니다. 이를 해결하기 위해서는 개인의 노력뿐만 아니라, 정부와 기업, 국제 사회가 함께 협력해야 하며, 이를 통해 대기 질을 개선하고 기후 변화를 완화할 수 있을 것입니다. 지속 가능한 미래를 위해, 우리는 지금부터 행동에 나서야 하며, 청정한 공기와 건강한 지구를 후손에게 물려줄 수 있도록 끊임없이 노력해야 합니다.

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1943년 미국 로스앤젤레스

 

 

광화학 스모그는 질소산화물(NOx)과 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 강한 자외선을 받아 화학 반응을 일으키는 과정에서 형성되는 스모그로, 주로 대도시의 차량 및 공장 배출가스에 의해 발생한다. 이러한 화학적 반응은 유독성 물질인 과산화아세틸질산(PAN)과 광화학 옥시던트(Ox)를 생성하며, 이는 생태계와 인간에게 큰 해를 끼친다. 광화학 스모그는 1943년 미국 로스앤젤레스에서 처음 관찰되었으며, 이후 'LA형 스모그'라고도 불린다. 광화학 스모그는 주로 선진국의 도심에서 발생하는데, 이는 산업화된 도시 환경에서 교통과 대기오염이 밀접하게 관련되어 있기 때문이다. 이와 달리 석탄 연소에서 비롯된 '런던형 스모그'는 아황산가스에 의해 발생하며, 주로 과거의 산업화 초기 단계 또는 개발도상국에서 많이 발생한다. 런던형 스모그는 차갑고 습한 기후에서 자주 나타나며, 광화학 스모그와는 달리 상대적으로 외향적인 흐린 하늘과 대기가 특징이다. 따라서 두 스모그는 발생 원인과 기후 조건에서 명확하게 구별된다.

발생 원인 및 화학 반응 과정

광화학 스모그의 발생 과정은 복잡한 화학적 반응을 포함한다. 이 스모그의 주요 원인은 질소산화물(NOx)과 탄화수소(HC)이다. 이러한 화합물들이 자외선을 흡수하면 유독물질인 PAN과 산화물질들이 생성되고, 이는 공기 중에 수증기와 결합해 짙은 안개와 함께 떠다닌다. 이때 배기가스 중의 아황산가스(SO2)는 대기 중에서 오존(O3)과 반응하여 삼산화황(SO3)이 생성되며, 이는 다시 수증기와 결합하여 황산(H2SO4) 미립자를 형성하게 된다. 이 미립자는 산성비나 산성 안개로 지상에 떨어지며, 식물과 인간의 건강에 심각한 피해를 준다. 이 화학 반응은 태양광이 강하고 바람이 약한 환경에서 특히 활발하게 발생한다. 또한, 역전층이 존재할 경우 상승기류가 억제되어 오염물질이 지상에 머물며 스모그 현상을 악화시킨다. 로스앤젤레스처럼 분지 지형을 가진 도시에서 광화학 스모그가 자주 발생하는 이유도 여기에 있다. 서울에서도 주로 일사량이 많고 고온인 여름철에 광화학 스모그가 발생하는데, 특히 저기압 전면에서 남서쪽 기류가 유입될 때 발생 빈도가 높다.

해결 방법

광화학 스모그를 예방하기 위한 대표적인 방법은 배출가스 중의 질소산화물(NOx)을 줄이는 것이다. 질소산화물은 주로 고온에서 연료가 연소될 때 공기 중의 질소와 산소가 결합하면서 생성된다. 이를 해결하기 위해서는 촉매 전환 장치가 사용되며, 백금과 로듐 등의 귀금속 촉매가 이 장치에 사용되어 유해가스를 대폭 줄일 수 있다. 다만, 이러한 장치가 비싸다는 단점이 있지만, 그 효과는 매우 크다. 예를 들어, 촉매 전환 장치를 사용하면 유해가스 배출량을 10분의 1에서 40분의 1 수준으로 감소시킬 수 있다. 그러나 이로 인해 납을 포함한 유연가솔린의 사용이 중단되었으며, MTBE(메틸터트부틸에테르)와 같은 대체 연료가 도입되었다. MTBE는 이후 수질 오염 문제로 일부 지역에서 금지되었고, 대신 ETBE(에틸터트부틸에테르)나 에탄올, 알킬레이트 류 등이 사용되고 있다. 또한, 디젤 차량에서는 디젤산화촉매(DOC)를 사용하여 배출가스를 줄이는 방법도 활용된다. 궁극적으로는 하이브리드 자동차, 전기자동차, 수소자동차 등 무공해 자동차의 사용이 장려되고 있으며, 이는 장기적인 해결책으로 여겨지고 있다.

해결되지 않은 문제

비록 전 세계적으로 배출가스 규제를 강화하고 있지만, 여전히 발전소, 제련소, 일반 연소 작업 등에서 질소산화물과 탄화수소가 발생할 가능성은 남아있다. 이러한 문제는 특히 중국, 인도와 같은 급격히 산업화된 개발도상국에서 심각하며, 도시 인구가 급격히 증가하면서 광화학 스모그 문제가 더 심화되고 있다.

관련 사건: 로스앤젤레스와 그 외 도시들

로스앤젤레스에서는 1940년대부터 광화학 스모그가 사람과 식물에 심각한 피해를 주기 시작했다. 당시에는 이러한 스모그 현상이 아황산가스에 의한 것으로 오인되었으나, 1949년에 캘리포니아공과대학의 하겐쉬미트 박사가 광화학 스모그설을 제시하면서 원인이 밝혀졌다. 로스앤젤레스의 지리적 특성과 기상 조건은 오염물질이 대기 중에 축적되기 쉬운 환경을 조성했으며, 강한 햇빛과 맞물려 스모그 문제가 더욱 악화되었다. 이와 비슷한 문제는 뉴욕, 시카고, 베이징 등 대도시에서도 발생하고 있으며, 각 도시들은 대중교통 인프라를 확충하고 배출가스 규제를 강화하며 문제를 해결하고자 노력하고 있다. 그러나 스모그 문제는 여전히 세계 여러 도시에서 해결되지 않은 환경 문제로 남아있다.

 

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1952년  영국 런던 그레이트 스모그19

 

 

1952년 12월 5일부터 12월 9일까지 영국 런던에서 발생한 그레이트 스모그(The Great Smog of London)는 현대 환경 재난사에서 가장 참혹한 사건 중 하나로 꼽힙니다. 이 사건은 산업화된 도시에서 무분별한 화석연료 사용과 대기오염이 얼마나 치명적인 결과를 초래할 수 있는지를 보여주었으며, 대규모 인명 피해를 야기한 대기오염 문제로는 전례 없는 사례로 남아 있습니다.

사건의 배경

런던은 이미 13세기부터 대기오염이 심각한 도시로 악명이 높았고, 19세기 산업혁명 이후 석탄을 주요 연료로 사용하는 공장, 주택, 교통수단 등이 증가하면서 대기 질은 더욱 나빠졌습니다. 특히 겨울철에는 석탄 난방이 활발해지면서 대기 중의 오염 물질이 급격히 증가하는 경향을 보였습니다. 이러한 환경에서 1952년 12월 초, 런던을 뒤덮은 차가운 고기압과 무풍 상태가 스모그 발생의 주요 원인이 되었습니다. 런던 시내의 대기 순환이 정체되면서 평소보다 더 많은 석탄 연소로 인해 발생한 오염 물질들이 도시 상공에 갇히게 되었고, 이로 인해 스모그가 형성되었습니다.

주요 원인

당시 사용된 석탄은 질이 좋지 않고 황 성분이 다량 포함된 저질 석탄이었습니다. 이 석탄이 연소되면서 다량의 아황산가스(SO₂)와 이산화황(SO₂), 부유 미세먼지 등이 대기 중으로 배출되었습니다. 특히, 당시에는 연료 품질에 대한 규제가 없었기 때문에 이러한 오염 물질들이 대기 중에 쌓여 농축되었고, 극심한 대기 정체로 인해 순환되지 못했습니다. 이는 스모그의 농도를 극도로 높이고, pH 2에 달하는 강산성의 황산 안개가 도시를 덮게 했습니다. 또한, 사건 이전부터 런던의 교통수단이 전차에서 디젤 버스로 전환되었기 때문에 디젤 연료의 배기가스도 추가적인 대기 오염 원인으로 작용했습니다. 이러한 상황에서 차가운 날씨로 인해 난방 수요가 급증하면서 대량의 오염물질이 한꺼번에 대기로 방출되었고, 결과적으로 런던은 독성 스모그로 뒤덮이게 되었습니다.

스모그의 영향

스모그는 시내 전역에서 가시거리를 극도로 제한했습니다. 일부 지역에서는 가시거리가 1미터 미만으로 줄어들었고, 특히 런던 동부의 항만과 공업지대에서는 가시거리가 30cm에 불과했습니다. 이는 교통의 완전한 마비를 불러왔고, 지하철을 제외한 모든 대중교통 수단이 운행을 중지했습니다. 야외 스포츠 행사와 같은 각종 대중 행사가 취소되었으며, 심지어는 스모그가 실내로까지 침투해 영화 상영이나 연극 공연마저 중단되었습니다. 당시의 스모그는 독성이 매우 강해 사람들의 눈, 코, 목에 심각한 자극을 주었고, 기침과 호흡곤란을 유발했습니다. 스모그는 특히 호흡기 질환자와 노약자들에게 치명적이었습니다. 병원들은 호흡기 관련 질환으로 급증한 환자들로 넘쳐났고, 구급차조차 스모그로 인해 제 역할을 하지 못했습니다. 그 결과, 사망자가 속출하기 시작했고 사건이 발생한 지 불과 일주일 만에 4,000여 명이 사망한 것으로 보고되었습니다. 이후 몇 주간 사망자 수는 12,000명 이상으로 증가했으며, 당시 런던 인구의 약 1.2%가 이 스모그로 인해 사망하거나 심각한 질병에 시달렸습니다.

사건의 여파

1952년 그레이트 스모그는 세계적으로 큰 충격을 주었고, 스모그의 위험성을 널리 알리는 계기가 되었습니다. 이 사건은 이후 환경 운동과 공해 규제의 촉매제가 되었고, 그 결과로 영국 의회는 1956년에 청정대기법(Clean Air Act)을 제정했습니다. 이 법은 공기 오염을 줄이기 위해 연료의 품질을 규제하고, 석탄 사용을 줄이며 대기오염 방지책을 시행하는 내용을 담고 있었습니다. 또한, 이 사건은 공기 오염이 인체에 미치는 심각한 영향을 국제적으로 인식하게 만들었으며, 현대 환경 보호 운동의 기초를 닦는 데 큰 역할을 했습니다.

대중문화 속 그레이트 스모그

1952년 그레이트 스모그는 대중 매체에서도 종종 다뤄졌습니다. 예를 들어, 영국의 드라마 더 크라운 시즌 1의 4화에서는 이 사건을 배경으로 한 에피소드가 등장합니다. 이 에피소드에서는 당시 총리였던 윈스턴 처칠이 처음에는 스모그의 심각성을 과소평가하다가, 나중에 비서가 교통사고로 사망하자 사건의 중대성을 깨닫고 대책을 세우는 과정을 그렸습니다. 이는 당시 런던의 혼란스러운 상황과 정부의 늑장 대응을 잘 묘사한 장면 중 하나로 평가받고 있습니다. 1952년 그레이트 스모그는 역사상 가장 치명적인 대기 오염 사건으로 기억되며, 이후 대기 오염 방지 정책과 환경 보호 운동에 지속적인 영향을 미쳤습니다. 이는 대규모 인명 피해와 함께 정부의 대기 오염 대응 방안의 필요성을 절실히 깨닫게 한 사건으로, 이후의 환경 정책에 커다란 변화를 가져왔습니다.