이 연구는 남극에서 일어나는 지구온난현상, 오존층 파괴, 엘니뇨-남방진동 같은 지구의 환경변화와 관련이 있는 현상들을 정리한 것이다. 빙벽이 후퇴하고 빙붕이 갈라지는 현상은 지구환경변화, 그 가운데서도 최근 들어 심해진 지구온난현상을 반영한다. 또 서남극 남극반도에서 떨어진 남쉐틀랜드군도 킹조지 섬의 마리안 소만의 빙벽이 1956년부터 38년 동안에 후퇴한 것보다 최근 1994년부터 7년 동안에 더 많이 후퇴했다. 또한 세종기지에서 엘니뇨-남방진동과 관련된 기온과 강수량의 변화가 나타났다. 나아가 인공위성 자료 분석 결과, 세종기지가 있는 지역에서도 성층권의 오존층 파괴가 심한 남극 9월과 10월에 평균 오존전량이 감소하고 지상에 도달하는 자외선이 증가하였음을 확인하였다. 남극 오존층 파괴로 인한 자외선의 증가는 해양생물의 성장 환경을 변화시킨다. 또 남극생물의 생산력, 생물량, 종 조성의 변화를 일으키며, 자외선은 일차생산자인 식물플랑크톤 세포의 생리, 유전, 생태변화를 일으켜 남극 해양생태계 전체를 변화시킨다. 현재부터 42만 년 전까지 네 번의 빙하계(氷河階)를 밝힌 보스토크호수의 얼음연구 결과를 훑어보았다. 우리나라는 남극대륙을 덮는 빙원의 굴착과 해석, 빙원 아래에 있는 지역의 지질연구 같은 남극본연의 연구를 하기위하여 남극대륙을 연구해야겠다. 고층대기과학을 포함한 대기과학도 당연히 연구해야 한다.
본 연구에서는 새벽과 오전에 비교적 흐렸음에도 불구하고 오존 주의보가 발령된 1999년 7월 18일을 대상으로 하여 고농도 오존의 발생에 대한 연구를 하였다. 부산 지역 3곳에서 동시에 1시간당 120ppb이상의 고농도는 11시 이후부터 15시에 걸쳐 구름이 엷어지면서 강하게 내리쬔 일사량에 의해 급격히 증가하여 생성된 것으로 나타났다. 특히 본 연구에서는 오전 9시나 10시경에 나타나는 혼합층 성장에 따른 상층의 고농도 오존의 연직혼합 현상은 없었던 것으로 보인다. 1999년 7월 18일의 고농도 오존은 공기가 정체한 상태에서 11시 이후의 강한 일사에 의한 광화학반응에 의해 1시간당 50ppb의 오존이 생성되는 고속생성에 의해 오존주의보가 발령된 것으로 판단된다. 따라서 향후 이러한 기상상태가 예상된다면 고농도 오존발생에 대한 경각심을 가지는 것이 현명하다고 본다.
인류가 산업발전 등으로 인해 석유등 화석연료를 사용함에 따라 대기오염은 날로 악화되어 1952년 런던스모그 같은 참사를 맞이하였고 이에 각국은 이러한 대기 오염물질을 저감하기 위하여 노력한 결과 대기 오염물질은 낮아지고 있으나 이에 반해 이산화탄소 배출량 증가에 따른 지구 온난화 현상과 오존층 파괴는 지역적인 환경문제에서 번세계적인 환경문제로 확산 전개되고 있다. 특히 산업혁명후 화석연료의 급격한 사용증가로 인한 이산화탄소 배출량 증가는 지구를 온나화시키고 수십년 후에는 환경에 심각한 영향을 주게 되는 것은 의심할 여지가 없는 것으로 이는 지구환경문제 중에서 금회 최대의 과제로 대두되게 되었다. 이에 따라 1985년 UNEP 관리 이사회를 필두로 "지구환경보전에 관한 동경회의", "대기오염 및 기후변동에 관한 노드윅 회의", "백악관회의", "휴스톤 Summit" 등에서 이 문제가 거론되기 시작하여 '90. 8월에는 스웨덴에서 온난화에 대한 과학적 인식과 대책의 메카니즘을 정하기 위한 IPCC 4차 회의가 각국 대표들이 참석한 가운데 정치, 경제, 과학의 문제로 등장하여 우리생활의 근본을 좌우할 다각적인 논의가 진행된 바 있다. 또한 미국, 영국, 일본 등 선진국들의 정상이 모이는 G7 회담 등에서 논의되고 있는 것들 중 정치적인 문제를 제외하고는 환경문제를 가장 많이 다룬다는 외신보도를 우리는 여러번 접한바 있다. 현재 국제적 환경문제로 가장 관심이 집중되고 있는 문제 중 몇가지를 소개하면 우선 <몬트리올의 정서에 의한 오존층 보호>를 들 수 있겠고, 최근 국제 협약 제정을 추진하고 있는 "지구온난화 방지에 관한 기후협약" 그리고 유해폐기물의 국제교역에 관한 "바젤협약"과 함께 새로이 제기된 "생물학적 다양성 협약"등이 거론되고 있으며, 이에 덧붙여 미국의 "자동차배출가스 규제"도 우리나라 산업에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 본 논문은 이중 대기와 관련된 오존층 보호와 지구온난화 대책에 대한 국제회의 등에서 현재까지 논의되었거나 토의될 내용에 대하여 기술하고 특히 금년부터 집중적으로 국제협상이 진행될 지구온난화 문제에 대한 최근의 국제동향 우리나라의 입장을 기술하고자 한다.
오존은 무색의 독성 가스로, 질소 산화물과 탄화수소가 태양 광선에 의해 광화학 산화 반응이 일어나면서 생성된다. 낮은 농도여도 호흡기 기관에 영향을 주고, 기침 또는 인체에 해롭다. 화장품 원료 중 질소 플라즈마에서 오존이 생성되는 것을 확인하였고, 1 day 후부터 오존의 농도가 낮아짐을 알 수 있었다. 반면 아르곤 가스로 발생된 오존 free 플라즈마는 오존이 검출되지 않았다. 따라서 오존 free 플라즈마를 활용하여 오존 free 화장품의 제조를 목표로 하였다. 효율적인 플라즈마 처리를 위해 non-sinking 법을 활용하여 층분리 미스트, 토너와 앰플에 주입하고, 안정도를 관찰하였다. 층분리 미스트에서 플라즈마의 주입 성공량이 두 제형보다 많았으나, 토너와 앰플에 비해 급격히 감소함을 확인할 수 있었다. 사용된 오존 free 플라즈마는 저온(4 ℃), RT (25 ℃), 고온(37 ℃, 50 ℃) 조건에서 층분리 미스트, 토너와 앰플의 안정도에 영향이 미치지 않는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구는 오존 free 플라즈마의 제형별 화장품 가능성과 안정성의 중요성을 시사하고 있다.
기존 에어콘의 냉매로 사용되던 프레온이 지구 환경 파괴의 주범으로 알려지고 있는데, 프레온이 포함하고 있는 염소가 대기의 성층권에서 자외선을 촉매로 하여 오존과 반응함으로써 결국 오존층을 파괴한다는 과학적인 연구 결과가 계속 발표되면서 1987년 3월에 채택된 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)에 의해서 처음으로 그 생산 및 사용이 강제적으로 규제되었고 계속적인 가입국 회의에서 그 규제가 강화되고 있는 실정이다. 따라서 선진국에서는 대체 냉매의 개발과 더불어 대체 냉매를 사용한 공조 시스템 요소의 최적화가 새로운 쟁점으로 떠오르고 있다.
휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound : 이하 VOCs 라 칭함)은 탄화수소화합물의 총칭으로 오존 등 광화학적 스모그의 원인이 되는 물질일 뿐만 아니라 발암성 등의 유해 물질, 지구온난화와 성층권의 오존층 파괴의 원인 물질, 대기 중 악취물질로서[1] 환경 및 인간의 건강에 영향을 초래하여 VOCs 감축을 주요 대기오염정책으로 세우는 국가가 증가하는 추세이다. (중략)
지구대기중에는 다량의 에어로졸이 존재하고 있으며, 각각의 영역에서 구름을 형성하거나, 가시광을 흡수ㆍ산란, 물질의 수송, 산성우 등과 관련을 가진다. 또한 겨울철에는 극지방의 성층권 오존이 파괴되면서 오존농도가 현저하게 감소하면서 오존홀이 출현하고, 이때에 극성층권운이라고 하는 에어로졸이 중요한 역할을 하고 있는 것으로 보고되고 있다. 이와같이 에어로졸은 여러 가지 대기현상과 밀접한 관계 가진다.(중략)
오존을 포함한 자외선 조사에 의한 섬유고분자의 표면처리는 진공 조건을 요구하지 않을 뿐 아니라 삼차원적인 입체형상도 처리할 수 있기 때문에 이를 이용하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, PEEK, PET 등 다양한 고분자를 표면 처리하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 1980년대 초부터 시작된 자외선/오존에 의한 표면처리는 자외선과 자외선 조사에 의해 발생한 오존에 의해 고분자의 주쇄를 절단시키고 표면 산화층을 형성시키는 것으로 요약될 수 있으며, 최근 자외선 발생장치의 출력 향상, 조사 장치의 소형화, 장비의 저렴성, 환경친화성 등의 장점 때문에 실용적인 표면처리법으로 도입되고 있다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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