이산화탄소의 300배나 온실효과가 높은 '아산화질소'가 지구의 미래를 위태롭게 하고 있다.

이산화탄소의 300배나 온실효과가 높은 '아산화질소'가 지구의 미래를 위태롭게 하고 있다. 

2020년은 1월, 5월, 9월이 '각각의 달은 관측 사상 가장 기온이 높았다'고 보도된 것처럼 최근에는 지구온난화의 영향이 가시화되고 있다. 그런 지구온난화에 대해 이야기할 때는 이산화탄소(CO2)가 주목받는데, CO2보다 300배나 강력한 온실효과를 가진 '아산화질소(N2O)'도 지구의 미래를 위태롭게 한다는 공동연구를 호주 연방과학산업연구기구 펩 카나델 사무국장 등 저명한 기후학자들이 발표했다. 

N2O는 지구의 대기로 방출된 경우에는 자외선에 의해 분해되어 일산화질소를 생성하고, 그로 인해 오존층을 파괴해 버리는 기체이다. 또 온실효과는 CO2의 300배나 되지만 대기 중에 수천년간 계속 잔류하는 CO2에 비해 116년으로 잔류기간이 짧다는 점 때문에 온실효과의 강도를 정하는 지구온난화 계수에 있어서는 CO2와 메탄에 이어 3위에 자리잡고 있다. 

캐나델 사무국장 등 세계 각지의 44개 기관에서 70명의 기상학자가 참여한 합동 연구팀은 인류의 N2O 총배출량을 조사해 N2O배출량이 지난 40년간 30% 증가한 것을 밝혀냈다. 

다음이 공기 중의 N2O 농도의 변화를 나타낸 그래프다. 1980년 이전에는 기록이 존재하지 않기 때문에 Law Dome이라고 하는 남극의 만년설 중에 갇혀 있던 기체에서 산출된 추정치이다. 서기 200년부터 큰 변화를 보이지 않았던 농도가 1800년대 중반부터 갑자기 급상승한 것으로 나타났다. 2018년 시점의 N2O 농도는 1750년경에 비해 22%나 상승했다고 한다. 

공기 중의 N2O 농도의 변화 그래프

합동연구팀의 조사에 따르면 토양이나 해양 등에서 자연 방출되는 NO2의 양은 거의 변화하지 않고 있다고 한다. 합동연구팀은 N2O 농도가 급상승한 주요 원인으로 농업과 축산 등을 꼽고 있다. 농업에서의 질소비료의 사용과 가축으로부터 나오는 퇴비 등이 N2O를 급격하게 증가시키고 있는 것 외에 화학공업과 배수, 화석연료의 연소 등 인간의 다양한 활동도 N2O 농도의 상승과 관계하고 있다고 한다. 

연구팀은 지역별 N2O 농도 변화율도 구하고 있다. 브라질·중국·인도 등 급속한 경제성장을 하고 있는 나라는 작물 생산과 가축 머릿수가 급증하고 있어 N2O 배출량의 증가가 특히 두드러진다는 것이다. 

지역별 N2O 농도 변화율

상승세를 이어가는 N2O 농도에 대해 합동연구팀은 '규제가 존재하지 않는다'는 문제가 있다고 말한다. 오존층을 파괴할 우려가 있는 물질에 대한 규제를 규정한 몬트리올의정서에서는 에어컨이나 냉장고의 냉매, 전자부품의 세척 등에 이용되던 클로로플루오로카본이나 하론, 하이드로클로로플루오로카본 등의 프레온가스나 드라이클리닝의 용해제나 냉매로 사용되던 사염화탄소 등이 규제되었지만 N2O에 관한 규제는 없다. 파리협정에서는 CO2와 N2O 감축목표가 정해졌지만 이는 어디까지나 목표이기 때문에 구속력이 존재하지 않다. 

연구팀은 현재의 N2O 농도는 예상을 뛰어넘는 속도로 증가하고 있다며 온실가스 배출량을 줄이는 방안을 논할 때는 N2O에도 주목해야 한다고 주장했다. 구체적인 수단으로서 N2O 농도의 급증의 주된 요인이 되고 있는 농업·축산에 대해서, 「가축으로부터의 퇴비에 대해 관리를 강화한다」 「식물에 최적화된 비료를 사용한다」 「비료의 사용량을 줄이기 위해, 콩과 식물등의 토양을 개선하는 작물을 윤작한다」 「N2O 배출량이 낮은 비료를 사용한다」라고 하는 방법을 들고 있다. 

다음은 연구팀이 정량화한 세계 전체의 N2O에 관한 1년당 수지를 나타낸 이미지다. 단위는 테라그램(1테라그램=100만톤)이다. 인류의 활동에 의해 방출되는 N2O는 연간 7.3 테라그램(730만 톤) 정도이며, 그 중 농업이 3.8 테라그램(380만 톤)으로 높은 비중을 차지하고 있다. 반면 자연에 의해 방출되는 N2O는 연간 9.7테라그램(970만 톤) 정도이며 대기 중 화학반응에 의해 소멸되는 N2O는 연간 13.5테라그램(1350만 톤)이다. 인류의 활동에 의해 대기 중에 존재하는 N2O가 증가해 가는 것이 시각적으로 나타나고 있다. 

세계 전체의 N2O에 관한 1년당 수지 이미지

합동연구팀은 적절한 농업정책을 시행하더라도 합성비료와 퇴비는 현재 필수라며 온실가스의 실질배출량을 0으로 만드는 신기술이 필요하다고 밝혔다. 

Acomprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks|Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2780-0

New research: nitrous oxide emissions 300 times more powerful than CO Neware jeopardising Earth's future
https://theconversation.com/new-research-nitrous-oxide-emissions-300-times-more-powerful-than-co-are-jeopardising-earths-future-147208

New research: nitrous oxide emissions 300 times more powerful than CO₂ are jeopardising Earth's future