▲ 연구를 이끈 KRISS 이상일 박사와 프로세스를 개선한 흡수단면적 측정장치.

국내 연구진이 전국각지에 설치된 관측기로 측정된 오존농도 정보보다 더 정밀한 측정을 할 수 있는 오존측정법을 개발했다.

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 신용현) 대기환경표준센터 이상일 박사팀과 국제도량형국(BIPM) 비알론(Viallon) 박사팀이 종전보다 정확한 흡수단면적 값을 구해 대기 중 오존 농도가 실제로 약 2% 더 높다는 사실을 밝혀냈다.

기본적으로 오존측정은 오존이 자외선을 흡수하는 성질을 이용한다. 오존이 가장 잘 흡수하는 파장의 자외선(253.65 nm)을 일정량 쏘면 오존에 흡수돼 줄어드는데 그 양을 측정해 계산하면 오존 농도를 구할 수 있다.

광학거리 등 다른 변수도 있긴 하지만 오존에 흡수되는 자외선 비율인 흡수단면적 값은 오존 농도의 정확도를 저해하는 가장 주요한 불확도 요인이었다.

이상일 박사팀은 이 새로운 흡수단면적 값에 대한 불확도(측정값의 불확정한 정도)를 종전 2.2 %에서 0.86%로 줄이는데 성공했다. 이를 바탕으로 대기 중 오존 농도를 측정하면 실제 오존농도 값이 지금보다 약 2% 높다는 것을 밝혀냈다.

정확한 흡수단면적 값을 측정하기 위해서는 재료가 되는 고순도의 오존을 빠른 시간 내에 만들고 효율적으로 유지하는 것이 매우 중요하다. 방해 물질인 불순물의 영향을 최소화해 고순도 오존의 자외선 흡수도를 측정해야 하기 때문이다.

이상일 박사는 보통 하루가 걸리던 오존 생산시간을 2~3시간으로 줄였을 뿐만 아니라 새로 개발한 증발-응축 순환 방법으로 오존에 있는 불순물을 제거하는 등 관련 프로세스를 보다 효율적으로 개선했다.

새로운 오존 흡수단면적 값이 기준값으로 채택돼 실제로 적용되면 기후변화 관련 전 지구 오존 측정과 대기오염관련 오존 측정에 대한 신뢰도가 향상돼 오존 피해에 대한 적절한 대응이 가능해진다.

오존측정기는 전국에 수백 개 설치돼 인터넷을 통해 실시간 정보를 제공한다. 농도에 따라 1시간 평균 0.12 ppm 이상이면 주의보, 0.3 ppm 이상이면 경보, 0.5 ppm이상이면 중대경보가 발령된다.

오존은 이산화탄소처럼 지구온난화의 원인이 되기도 하고 호흡기질환, 심장질환 등을 유발한다. 오존농도 0.1~0.3 ppm 상태에서 1시간동안 노출되면 호흡기 및 눈이 자극되고 기침도 늘어난다. 0.3~0.5 ppm에서 2시간 동안 노출될 경우, 운동 중 폐기능이 감소하며 0.5 ppm 상태에서 6시간 노출되면 마른 기침과 흉부 불안증세가 나타날 수 있다.

KRISS 이상일 박사는 “오존 농도측정에 있어서 가장 큰 불확도 요인을 해결한 것으로 우리나라를 포함해 전 세계 오존 측정에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 계기가 될 것”이라고 말했다.

해당연구결과는 대기측정 관련 저널인 Atmos. Meas. Tech(AMT, IF:3.206) 온라인판에 3월 13일에 실렸다.