농경지가 대기오염에 커다란 영향을 미칠 수 있다는 우려가 위성조사에 의해 최근 밝혀졌다.

미국 워싱턴대학교의 Lyatt Jaegle 박사가 이끄는 연구진은 지표면에서 발생되는 이산화질소(nitrogen dioxide)의 양을 지난 2000년 측정한 바 있다.

이산화질소는 지표에서 가까운 대기권에 오존을 발생시키는 것으로 알려져 있으며, 호흡기 질환을 유발하고 광화학적 스모그를 발생시키는데에도 일조하는 것으로 알려져 있다.
이번 조사결과는 유럽우주국(European Space Agency)의 ERS-2 위성에서 수행한 지구오존예찰실험(Global Ozone Monitoring Experiment, GOME)을 통해 수집되었다.

연구진은 가스가 발생하는 토지의 유형을 간단히 살펴보는 것으로 산업지역과 농업지역에서의 가스발생을 구분했다고 밝혔다.
지표면의 질소가스 발생 총량의 22%에 달하는 890만톤의 질소가 산화질소의 형태로 농경지에서 발생하는 것으로 조사되었으며, 이는 이전의 측정치보다 약 67% 증가한 수치이다.

지구에서 발생하는 이산화질소의 대부분(64%)은 우리가 이미 알고 있듯이 화석연료의 연소에 의해 발생한다. 나머지는 대규모 화재시에 발생하는 것으로 알려져 있었다.

그런데 토양에서의 가스발생에 관한 연구결과는 이번이 처음으로, Faraday Discussions 지 온라인 최신호(doi: 10.1039/b502128f)에 개재되었다.
과학자들은 인간의 활동으로 인해 과거 산업시대 이전보다 3-6배 정도 이산화질소의 발생이 늘어나게 되었다고 설명한다.

 기존의 토양 가스 발생량은 토양의 일부 작은 구획에서 측정한 값을 지구 전체 넓이로 환산하여 계산하였다. 하지만 이는 매우 어려운 일이다.

지표면에는 다양한 조건의 토양이 존재하기 때문에 가스발생도 그만큼 다양한 영향하에 놓이게 된다.

그러한 점에서 이번의 위성조사방법은 훨씬 믿을만한 조사방법으로 여겨진다고 전문가들은 평가하고 있다.
이산화질소는 화학비료의 성분인 암모니아와 질산 같은 무기 질소를 이용하는 토양 미생물에 의해 만들어진다. 토양 미생물이 대사산물로 일산화질소를 내뿜으면 토양에서 이산화질소로 산화되어 대기 중으로 나오게 되고 이것이 다시 오존을 만들게 된다.
위성 조사결과 화학비료를 사용하는 지역에서 토양 가스 발생량이 가장 높은 것으로 나타났다.

 하지만 연구진은 화학비료와 가스 발생량 간의 직접적인 연관이 있다고 단정지을 수는 없다며 조심스러운 태도를 보였다. 하지만 이번 연구결과가 이산화질소의 발생을 최소화하는 노력을 촉진시키는데는 충분할 것으로 보인다. 화학비료의 사용을 줄이게 되면 농업 생산성에 위기가 올 수 있으므로, 그 대신 시비 시기에 변화를 줌으로써 이 문제를 극복할 것을 연구진은 주문하였다.
연구진은 지난 7년간 위성 연구결과를 수집해왔다. 아직 경향을 따지기에는 충분하지 않지만, 추가로 3년을 더 조사한다면 질소발생량이 시간이 지나면서 어떻게 변하는지 이해할 수 있게 될 것이라고 전망했다.

이산화질소 발생량을 정확히 측정하는 것은 건강과 기후연구 둘 다를 위해 중요하다.

 이산화질소는 오존을 형성하는 데에도 관여하지만, 대기중에 연무질(煙霧質)을 형성하여 태양광을 반사하거나 흡수하여 기후변화에도 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
[연락저자]
*Lyatt Jaeglé
*주소: Department of Atmospheric Sciences, University of Washington, Seattle, Washington, USA
*E-mail: jaegle@atmos.washington.edu
[논문사이트]
http://www.rsc.org/delivery/_ArticleLinking/DisplayHTMLArticleforfree.cfm JournalCode=FD&Year=2005&ManuscriptID=b502128f&Iss=Advance_Article
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