2020년 1월, 5월, 9월은 매월 관측 사상 가장 기온이 높았던 것으로 보도된 바와 같이, 최근 지구온난화의 영향이 표면화하고 있습니다. 그런 지구온난화에 대해 언급할 때 빈번히 이산화탄소(CO2)가 주목되지만, CO2의 300배나 강력한 온실효과를 가지는 있는 '아산화질소(N2O)'도 지구의 미래를 위협하고 있다는 공동연구를 호주연방과학산업연구기구의 펩 카나델 사무국장 등 저명한 기후학자들이 발표했습니다.
A comprehensive 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 CO₂ are 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
Agriculture is the dominant cause for the increasing N₂O concentrations. Emissions must be reduced if we hope to stabilise Earth's climate.
theconversation.com
N2O가 지구의 대기에 방출된 경우에는 자외선에 의해 분해되어 일산화질소를 생성하고, 이것에 의해 오존층을 파괴되어 버립니다. 또한 온실효과는 CO2의 300배나 되지만, 대기 중에 수천 년 동안 잔류하는 CO2에 비하면 116년이라는 상대적으로 짧은 잔류 기간이고 대기 중 농도가 낮아서 온실효과의 강도를 정하는 지구온난화 계수에서는 CO2와 메탄에 이어 3위에 자리매김하고 있습니다.
카나델 사무국장 등 전 세계 44기관의 70명의 기상학자가 참여한 합동연구팀은 인류에 의한 N2O의 총배출량 조사를 실시해, N2O 배출량이 지난 40년 동안 30% 증가한 것을 밝혀냈습니다. 아래의 이미지는 공기 중의 N2O 농도의 변화를 나타낸 그래프. 1980년 이전에는 기록이 존재하지 않기 때문에 Law Dome라는 남극의 만년설에 갇혀 있던 기체에서 산출된 추정치입니다. 서기 200년부터 큰 변화가 없었던 농도가 1800년대 중반부터 갑자기 급상승한 것으로 나타나고 있습니다. 2018년 시점의 N2O 농도는 1750년경에 비해 22%나 상승하고 있다고 합니다.
합동연구팀의 조사에 따르면, 토양 및 해양 등에서 자연적으로 방출되는 NO2의 양은 거의 변화하지 않았다는 것. 합동연구팀은 N2O 농도가 급상승한 주요 원인으로 농업과 축산 등을 꼽습니다. 농업의 질소 비료의 사용이나 가축의 퇴비 생산이 N2O를 급격히 증가시키고 있으며, 화학 공업 및 폐수, 화석 연료의 연소 등 인간의 다양한 활동도 N2O 농도 상승과 관련이 있다고 합니다.
연구팀은 지역별 N2O 농도의 변화율도 조사했습니다. 조사에 따르면 브라질 · 중국 · 인도 등의 급속한 경제 성장을 이루고 있는 국가는 작물 생산과 가축 수가 급증하고 있기 때문에, N2O 배출량의 증가가 특히 현저하다고 합니다.
계속하여 상승하는 N2O 농도에 대해 합동 연구팀은 '규제가 없다'는 문제가 있다고 지적합니다. 오존층을 파괴할 우려가 있는 물질에 대한 규제를 정한 몬트리올 의정서는 에어컨과 냉장고의 냉매, 전자 부품의 세정 등에 사용되고 있던 염화불화탄소와 할론, 하이드로 클로로플루오로 카본 등의 프레온 가스와 드라이클리닝 용제나 냉매로 사용되었던 사염화탄소 등이 규제되고 있었습니다만, N2O에 대한 규제는 없다고 합니다. 파리 협정에서는 CO2와 N2O의 감축 목표가 정해졌습니다만, 이것은 어디까지나 목표이기 때문에 구속력이 존재하지 않습니다.
연구팀은 현재의 N2O 농도는 예상을 뛰어넘는 속도로 증가하고 있다며, 온실가스 배출량을 줄이는 노력에 대해 논의할 때 N2O에도 주목해야 한다고 주장하고 있습니다. 구체적인 방법으로는 N2O 농도의 급증의 주요 요인이 되는 농업 · 축산의 '가축 퇴비에 대한 관리를 강화한다', '식물에 최적화된 비료를 사용', '비료의 사용량을 줄이기 위해, 콩류 등의 토양을 개선하는 작물을 윤작', 'N2O 배출량이 낮은 비료 사용' 같은 방법을 제시하고 있습니다.
다음은 연구팀이 정량화한 세계 전체의 N2O에 대한 연간 수지를 나타낸 그림. 단위는 테라그램(1테라그램 = 100만 톤)입니다. 인류의 활동에 의해 방출되는 N2O는 연간 7.3테라그램(730만 톤) 정도, 그 중 농업이 3.8테라그램(380만 톤)으로 높은 비중을 차지하고 있습니다. 한편, 자연에 의해 방출되는 N2O는 연간 9.7테라그램(970만 톤) 정도로 대기 중 화학반응에 의해 소멸되는 N2O는 연간 13.5테라그램(1350만 톤). 인류의 활동에 의해 대기 중에 존재하는 N2O가 증가하는 것이 시각적으로 나타나 있습니다.
합동연구팀은 적절한 농업 정책을 실시하더라도 합성비료와 퇴비는 현재 필수적이어서, 온실가스의 실질적 배출량을 제로로 하는 신기술이 요구된다고 말합니다.
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