스모그의 과학|킴 프레쇼프(Kim Preshoff)

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1943년 7월 26일, 로스앤젤레스는 태양빛을 차단하고 눈을 찌르는듯한 고통을 주는 두터운 가스층으로 뒤덮였습니다. 공포에 질린 사람들은 도시가 화학무기 공격을 받은 줄로 믿었지요. 그러나 그 구름은 전쟁의 결과물이 아니었습니다. 바로 스모그였지요. 이 두터운 회색 연무는 대체 무엇으로 만들어진 걸까요? 왜 어떤 도시에서는 나타나고 다른 도시에서는 생기지 않는 걸까요? 킴 프레쇼프가 스모그에 관한 숨겨진 과학에 대하여 자세히 풀어줍니다.

강의: 킴 프레쇼프
애니메이션: 후안 M. 얼비나 스튜디오

1943년 7월 26일,

LA는 햇볕을 막고
눈을 찌르는 고통을 주는

두터운 가스층에 뒤덮였습니다.

공포에 질린 시민들은 도시가
화학무기 공격을 받은 줄로 믿었지요.

하지만 그 구름은 공격이 아니었습니다.

바로 스모그였죠.

smoke(연기)와 fog(안개)의 합성어인

스모그란 단어는
20세기 초에 생긴 신조어입니다.

도시를 뒤덮은 이 두터운 회색의
연무층이 나타난 곳은

런던

글라스고

에딘버러 등입니다.

이러한 산업형 스모그는

가정과 공장에서
석탄 연료를 태울 때 나오는 연기가

공기중의 수분과 결합하여
생기는 것으로 알려져 있습니다.

그러나 LA 스모그 사건 때는
그 원인이 달랐습니다.

LA 스모그는 노란 빛을 띄고
화학물질 냄새가 났습니다.

LA는 석탄연료를 별로 태우지 않기에
스모그의 원인이 미스터리로 남았으나

아리에 하겐스미트라는 화학자가
두 범인을 찾아냈지요.

범인은 VOC라고도 불리는
휘발성 유기 화합물과

질소산화물이었습니다.

VOC는 쉽게 기화되는 복합물로

여기에 포함된 물질은 탄소,

산소,

수소,

염소,

황 등입니다.

일부는 동식물에서 자연적으로 배출되지만

나머지는 인공적으로
생산된 것에서 나오지요.

예를 들면 용제,

페인트,

접착제,

석유 같은 것에서요.

한편, 자동차 연료가 불완전 연소되면

배기가스에 질소산화물이 나옵니다.

이 종류의 스모그에게
노란 빛깔을 입히는 범인이죠.

VOC와 질소 산화물은
태양광선과 반응을 일으켜

이차 오염물을 만들어내는데,
질산과산화아세틸(PAN)과

지상의 수준인 오존입니다.

PAN과 오존은 눈을 쓰라리게 하고
폐 조직에 손상을 입힙니다.

이 둘은 광화학적 스모그의 주재료인데

LA를 뒤덮은 스모그가
바로 이 유형이었던 거죠.

그러면 왜 스모그는 특정 도시에서만
발생하는 것일까요?

산업형 스모그와 광화학적 스모그 모두
인간이 배출한 오염물질에

날씨와 지형의 지역적 특징이
결합되어 나타납니다.

런던은 습도가 높은데, 이것은
산업형 스모그 발생의 최적의 장소이죠.

광화학적 스모그는 바람이 적고
온난건조하며 햇빛이 많은 도심지역에서

강세를 떨칩니다.

태양광선에서 나오는 자외선이

스모그 형성에 필요한
광분해 에너지를 공급합니다.

LA처럼 산으로 둘러싸인 도시나

베이징처럼 오목한 지형의 도시에선

특히나 스모그가 잘 발생하는데
달리 빠져나갈 곳이 없기 때문입니다

또한 기온 역전 현상의 영향도
일부 있는데요.

이런 곳에선 따뜻한 공기가
계속하여 위로 올라가는 대신

약간 더 따뜻한 상부의 공기층에
오염된 공기층이 갇혀

지표 부근에 머무르게 됩니다.

스모그는 보기에만
흉물스러운 게 아닙니다.

두 종류의 스모그 모두 눈,

코,

목을 따갑게 하고,

천식이나 폐기종 등의
상태를 악화시키며,

기관지염 같은 호흡기 감염의
위험성을 증가시킵니다.

스모그는 특히 어린 아이들과
노인들에게 해롭고,

임산부가 스모그에 노출되면
저체중아를 출산하거나

선천적 결손증이 발생할 수도 있습니다.

광화학적 스모그로 발생한
이차 오염물질은

농작물에 손상시키거나 약화시키고
산출량을 감소시키기도 합니다.

농작물이 곤충에
더 취약해지기 때문입니다.

그럼에도 지난 수 십 년간 스모그는
문명의 불가피한 대가로 여겨졌습니다.

1952년 전까지 런던 시민들은
거리를 휘젓는 악명 높은 스모그에

익숙할 대로 익숙해진 상태였습니다.

그 때 런던 그레이트 스모그가 발생하여
수일간 도시의 교통을 마비시켰고

4천 명 이상이
호흡기질환으로 사망했습니다.

그 결과로 1956년에
청정대기법이 제정되어

도시 내 특정 지역에서는
석탄연료 사용을 금지하면서

스모그가 크게 감소하였습니다.

이와 유사하게 미국에서도
자동차 배기가스에 관한 규제를 통해

대기 중 휘발성 화합물과
스모그 수위를 낮춘 바 있습니다.

스모그는 세계 곳곳에서
큰 문젯거리입니다.

중국이나 폴란드와 같은 나라들은
에너지를 석탄에 의존하기 때문에

수위 높은 산업형 스모그가 발생합니다.

급성장중인 여러 도시들은
배기가스로 인한

광화학적 스모그와 부유 입자의
영향을 받습니다.

멕시코 시티와 산티아고,

뉴델리와 테헤란까지요.

정부들은 이를 막을
여러 방책을 시도했는데요.

며칠간 자가용 운행을
금지한다던가 했습니다.

전세계 인구의 절반 이상이
도시에 살고 있기에

대중 교통 이용을 확대하고
화석연료를 멀리한다면

우리는 숨쉬기 더 쉬워질 것입니다.