오존층파괴와 과학적 논쟁

과학적 논쟁

1974년 몰리나(M.J.Molina)와 로우랜드(F.Sherwood Rowland)라는 두 과학자는 과학잡지인 "자연"(Nature)에 발표한 논문에서 염화불화탄소(Chlorofluorocarbon:CFCs)가 성층권 오존파괴의 주범이라는 주장을 제기하였다. 염화불화탄소는 염소, 불소, 탄소로 구성된 기체로서, 냉장고와 에어컨의 냉각수, 에어로졸 분사제, 전자부품 세척제 등의 다양한 용도로 사용되는 것이다.

오존층(ozone layer)은 지상의 대기권(atmosphere)을 구성하는 성층권(지상 15-50km)중의 오존을 차단하여 지상의 동식물을 보호(대기는 지표면으로부터 약 1,000 km의 높이까지를 말하며, 이를 기온분포의 정도에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 그리고 열권으로 나누고 있다. 대류권은 지표로부터 약 10km 상공까지의 기층으로서, 고도로 올라갈수록 기온이 떨어지기 때문에 지표면 부근의 높은 기온과 작용하여 여러가지 기상현상을 일으킨다. 따라서 기후변화와 기상변화, 대기오염 등은 대류권의 영역에서 발생되는 것이다.성층권은 대류권 바로 위쪽에 위치한 높이 11 - 50km 상공의 기층이다. 성층권 중 30km 부근에는 오존이 밀집)

이 기체가 1928년에 처음으로 개발되었을 때에는 부작용이 없고 독성이 없는 이상적인 산업화학물질로서 크게 각광을 받았으며, 선진국들은 많은 양의 염화불화탄소를 생산하고 소비함으로서 커다란 상업적 이익을 누려왔다.

많은 과학자들의 연구결과 위 두 과학자가 주장한 것처럼 염화불화탄소에 포함된 염소가 오존을 대량으로 파괴한다는 사실이 밝혀졌다. 그러나 세계 최대의 염화불화탄소 제조업체인 듀퐁사를 포함한 염화불화탄소 관련업계는 그들과 이해관계를 함께 하는 과학자들을 동원하여 이 이론이 과학적인 근거가 없음을 적극 주장하였다.

오존층 파괴사실을 현실적으로 증명한 것은 1985년 영국 남극 탐사대의 대기과학자들이다. 이들은 1977년 - 1984년 사이에 남극 상부의 대기권 중 오존량이 특히 봄철에 40% 이상 감소하였으며, 이러한 현상이 더 낮은 성층권에서 점점 확대되어 가고 있다는 사실을 발표하였다. 오존감소지역은 남극지역보다도 더 넓은 지역에 걸쳐 있으며 이른바 거대한 오존 홀(ozone hole)을 형성하고 있었다.

그후 1986년 8월 미국의 학술원(NAS), 항공우주국(NASA), 국가해양대기국(NOAA) 등이 공동으로 남극 오존 홀을 탐사한 결과 제출된 보고서에서는 화학물질이 오존 홀의 주된 원인이 된다는 사실이 발표되었다. 뒤이어 1988년 3월에 발표된 미 항공우주국의 종합보고서는 염화불화탄소를 포함한 화학물질이 오존 홀을 형성한다는 내용을 담고 있어서 염화불화탄소 이론을 뒷받침해 주었다.

오존의 형성과 파괴

O₂ + O O₃
원래 오존은 산소원자와 산소분자가 결합하여 형성된 것이다. 오존은 대기 중에서 자외선을 흡수하여 O2와 O로 분리하게 되며, 분리된 산소원자와 산소분자는 각각 다른 산소분자나 산소원자와 결합하여 또다시 오존을 형성한다. 이와 같은 방법으로 오존은 분리와 형성을 반복하게 되며, 대기 중에서 동적이고 안정된 상태로 존재하게 된다.

Cl + O₃    ClO + O₂          

ClO +O    Cl + O₂
염소는 이러한 오존의 균형상태를 깨뜨리는 역할을 한다. 염소분자는 오존을 구성하는 산소분자와 작용하여 오존을 산소분자와 산소원자를 각각 분리시킴으로서, 결과적으로 오존을 파괴시키게 되는 것이다.
이 과정에서 염소는 촉매작용을 하여 자신은 변화하지 않고 오존만을 계속적으로 파괴하므로, 각각의 염소원자는 오존분자 10만개를 파괴할 수 있다.

현재 수백만 톤의 염화불화탄소가 대기 중에 방출되고 있으며, 염화불화탄소의 계속적인 방출은 성층권에 축적되어 오존층을 파괴하게 된다. 더욱 문제가 되는 것은 이들 화학물질이 대기권에 수십 년 간 심지어는 100년(CF2CI12의 경우)까지도 남아 있기 때문에, 방출을 즉시 중단한다고 하더라도 파괴효과가 다음 세기까지 지속된다는 점이다.

국제사회에서는 계속 증가되는 염화불화탄소의 방출량을 국제적으로 통제하기 위해 1985년 오존층 보호를 위한 비엔나 협약, 1987년 몬트리올 의정서, 1990년 런던 개정안, 1992년 코펜하겐 개정안 등을 연달아 채택하였다.

오존층 파괴의 영향

오존층 파괴는 인체와 동물에 악영향을 주게 된다. 오존층파괴로 대기중 자외선의 양이 증가함에 따라 피부암과 백내장이 증가하게 된다. 오존농도가 1% 감소하면 자외선의 양은 2% 증가하고, 피부암은 3-4% 증가한다. 이에 따라 매년 약 5만명의 환자가 발생하게 된다. 백내장은 오존 1% 감소시 0.6% 증가하며, 매년 약 10만명 이상이 시력을 잃고 있다.

오존층 파괴로 인한 자외선 증가는 식물과 플랑크톤의 엽록소를 파괴한다. 따라서 식물의 성장이 저해되고 농산물 수확이 감소된다. 또한 플랑크톤이 감소되어 해양의 먹이사슬이 파괴되는 등 해양생태계의 균형을 깨뜨리게 된다.

1985년 오존층 보호를 위한 비엔나 협약

협상과정

1985년 비엔나 협약은 오존층 파괴의 영향으로부터 지구와 인류를 보호하기 위해 최초로 만들어진 보편적인 국제 환경협약이다. 유엔환경계획은 이 협약의 채택을 위해 1981년부터 협상을 시작해 왔다. 다른 협약의 경우와 마찬가지로, 이 협약의 협상에서도 이해관계를 달리하는 국가그룹들 사이의 견해가 크게 대립되어, 이들 사이의 견해를 조정하는 것이 상당히 어려운 일이었다.

중국, 인도, 브라질 등을 포함한 개발도상국가들은 이제까지 염화불화탄소를 방출해 온 선진국들이 환경오염을 이유로 국제적 규제를 하고자 한다는 사실에 크게 반발하였다. 이에 반해 세계 제일의 염화불화탄소 생산국이자 소비국으로서 오존층 파괴에 큰 역할을 하여 온 미국은 국제적인 통제제도를 지지하였다. 미국은 이미 1978년 이래 염화불화탄소의 이용을 금지시키고 국내입법을 통해 이 화학물질의 규제에 앞장서왔기 때문이다. 캐나다, 핀란드, 노르웨이, 스웨덴을 포함한 토론토 그룹도 미국과 마찬가지로 염화불화탄소의 방출을 규제하고, 생산량을 감축시키는 방안을 지지하였다. EU는 협상 당시 CFCs의 최대생산국으로, 수출산업에 불리한 영향을 미치는 것을 막기 위해 이에 대한 규제를 반대하였다. 이러한 각 이해그룹들의 견해차이를 조정하여 채택된 것이 1985년 비엔나 협약이다.

협약 내용

비엔나 협약은 오존층 파괴에서 발생하는 영향으로부터 인류의 건강과 환경을 보호하기 위해 당사국에게 적절한 조치를 취할 의무를 부과하고 있다. 그러나 여기에서 당사국에게 부과된 '적절한 조치'가 구체적으로 어떤 조치를 의미하는 지에 대해서 협약은 명확하게 밝히지 않고 있다. 또한 이러한 조치가 적용되는 화학물질에 대해서도 상세히 규정하지 않고 있으며, 부속서에서 오존층 파괴물질로 추정되는 물질들을 나열하고 있을 뿐이다.

비엔나 협약은 인간활동이 오존층에 미치는 영향과 그로 인한 환경적 결과를 이해하고 평가하기 위해 체계적 관찰, 연구와 정보교환을 하도록 당사국에게 국제협력의무를 부과하고 있다. 또한 오존층보호를 위해 당사국이 법률, 과학, 기술분야에서 정보를 상호교환하도록 고무하고 있다.

그러나 비엔나 협약은 당사국들에게 실질적인 기술이전의무를 부과하고 있다고 보기 어렵다. 즉 당사국들에게 단지 기술이전에 협력할 것만을 요구하고 있으며 이를 의무적으로 이행할 것을 규정하지 않고 있을 뿐만 아니라, 각국의 국내상황에 따라 기술이전을 하지 않아도 되는 구실을 주고 있다. 따라서 이 협약의 규정만으로는 개발 도상국들이 대체물질개발에 관한 정보를 취득하기에 충분치 않아서, 개도국들이 이에 반발하여 서명을 거부하였다.

비엔나 협약은 이해국가그룹간의 갈등으로 오존층 파괴를 예방하기 위한 보다 상세한 통제조치를 마련하지 못하였고, 선진국의 입장에 치중한 정보교환규정 등 형식적인 내용만을 담고 있어 큰 의의를 지니지 못한 것으로 평가되고 있다. 다만 이 협약을 통해 국제공동체가 환경에 대한 위협을 감소시키기 위해 협력해야 한다는 교훈을 확신하게 된 점은 큰 성과라고 볼 수 있다.

1987년 몬트리올 의정서 체제

몬트리올 의정서 체제의 의의

1987년 몬트리올 의정서는 기본협약인 1985년 비엔나 협약을 보완하는 내용을 담고 있으며, 오존파괴물질을 감축하고 대체물질의 개발을 추구한다는 점에서 비엔나 협약보다 더 중요한 것으로 평가되고 있다.
몬트리올 의정서는 1990년 런던 개정안, 1992년 코펜하겐 개정안, 1997년 몬트리올 개정안, 1999년 베이징 개정안 등 4개의 개정안과, 1990년 런던 조정안, 1992년 코펜하겐 조정안, 1995년 비엔나조정안, 1997년 몬트리올 조정안, 1999년 베이징 조정안, 2007년 몬트리올 조정안 등 6개의 조정안에 의해 부분적으로 개정되었다. 이들 개정안과 조정안을 모두 합하여 몬트리올 의정서 체제라고 한다. 몬트리올 의정서 체제는 무엇보다도 오존층 보호를 위한 구체적인 규제조치를 확립하고 있다는 점에서 큰 의의가 있다.

몬트리올 의정서 체제의 내용

몬트리올 의정서를 구성하는 틀은 오존층 파괴물질의 규제조치, 비 당사국에 대한 무역규제조치, 그리고 개도국에 대한 재정적, 기술적 지원제도로 크게 나누어 볼 수 있다.

오존층 파괴물질의 규제조치

원래 1987년 몬트리올 의정서에서는 개도국이 아닌 당사국에 대해 1999년까지 염화불화탄소의 생산량과 소비량을 50% 감축하도록 규제하고, 개도국에 대해서는 이를 10년간 유예하되 유예기간이 종료된 후에는 1986년 생산량의 일정비율까지(10-15%) 증가시킬 수 있도록 하는 특례조항을 두었다.

그러나 이러한 규제조치가 충분하지 않다는 비판에 따라 1990년 런던 개정안에서는 대폭적인 감축조치를 취하고 있다. 염화불화탄소의 경우 1991년 7월 1일부터 1994년까지 1986년도 소비량 또는 생산량의 150%까지 생산하도록 허용하되, 1995년부터 50%, 1997년부터 15%를 초과하지 않도록 규제하고 2000년에 이르러는 완전히 폐기하도록 규정하고 있다. 할론의 경우 1992년부터 1986년도 소비량 또는 생산량의 100%, 1995년부터 50%를 초과하지 않도록 규제하고, 2000년에 이르러는 완전히 폐기하도록 규정하고 있다.

1992년 코펜하겐 개정안은 이를 더욱 단축하여 1996년까지 염화불화탄소와 할론, 사염화탄소(CCl4), 클로로포름(CHCl3), 메틸클로로포름, HBFCs(hydrobromfluorocarbons)을 완전히 폐기하도록 하되, 당사국들의 필수적 용도를 충족시키는 데 필요한 한도 내에서는 생산 또는 소비할 수 있도록 허용한다. 또한 개도국에 대한 특례조항을 재검토하여 개정안을 채택하도록 함으로서, 개도국에 대한 10년간의 유예기간을 폐지 또는 단축할 것을 시사하고 있다.

염화불화탄소보다 값싼 대체물질로 개발된 HCFCs(hydrochlorofluorocarbons:수소화염화불화탄소)에 대해서 1990년 런던개정안에서는 이를 과도기적 물질로 규정하여 규제를 미루었으나, 1992년 코펜하겐 개정안에서는 잠재적인 악영향을 인정하여 2030년까지 이를 전면 폐기하도록 규정하였다.

1997년 몬트리올 조정안에서는 개도국의 경우 메틸브로마이드를 2005년까지 20%를 감축하고 2015년까지 완전히 폐기하며, 선진국은 전면폐기 기한을 2010년에서 2005년으로 앞당기도록 규정하였다.

1999년 베이징 개정안에서는 선진국은 HCFC의 생산을 2004년 1월부터 동결하고, 개도국은 2016년부터 동결하도록 하였으며, 메틸브로마이드(농업용 살충제)의 사용을 제한하기 위해 사용량에 대한 보고를 하도록 규정하고 있다. 브롬클로로메탄은 2002년부터 사용을 중단하도록 결정하였다.

(http://www.undp.org/seed/eap/montreal/montreal.htm)

무역규제조치

몬트리올 의정서는 의정서의 실효성을 높이기 위한 방안으로 비 당사국에 대한 무역규제조치를 취하고 있다. 당사국은 의정서 발효 후 1년 이내부터 비 당사국으로부터 규제물질 수입을 금지하며, 규제물질의 수출도 할 수 없도록 되어 있다. 이러한 규제조치는 규제물질이 함유된 제품에도 확대적용되고 있으며, 비 당사국에 대한 규제물질의 생산기술 및 이용기술의 수출 또한 억제되고 있다. 1992년 코펜하겐 개정안에서는 비 당사국에 대한 무역규제를 더욱 강화하여, 새로운 규제물질로 규정된 HBFCs도 무역규제조치에 포함시키고 있다.

재정 및 기술 지원 제도

몬트리올 의정서체제는 개도국에 대한 재정 및 기술지원제도를 확립하고 있다. 비엔나 협약이 기술분야에 관한 정보교환의무를 형식적으로만 규정함으로서 개도국에게 외면당했던 것과 달리, 몬트리올 의정서체제에서는 개도국들의 참여도를 높이기 위해 보다 확고한 재정적, 기술적 지원을 제도적으로 마련하고 있는 것이다.

1987년 몬트리올 의정서는 기술지원 규정을 두고 있으나 구체적인 지원수단을 포함하지 않고 있다. 1990년 런던 개정의정서는 몬트리올 의정서를 보완하여 기술이전조항을 강화하는 한편, 기술이전을 뒷받침할 수 있는 재정적 지원제도를 신설하고 있다. 이것이 곧 다자기금제도(Multilateral Fund)이다. 이 기금은 오존층 파괴방지를 위한 대체기술이전에 필요한 개도국의 기금으로 쓰이기 위해 선진국들이 분담하여 부담하는 것이다. 따라서 개도국에 대한 기술이전을 촉진하기 위해 필요한 자금은 다자기금을 포함한 재정지원제도를 통해 조달되며, 이러한 재정지원이 부족한 경우에 개도국들은 추가 재정지원을 요청할 수도 있게 되어 있다.

사실 선진국들은 그동안의 무분별한 오존층 파괴에 대해서 국제책임을 지는 것이 당연할 것이지만 몬트리올 의정서체제에서는 선진국들에 대해 국제책임을 추구하는 대신 다자기금 제도를 만들어 대체기술이전에 필요한 개도국의 기금으로 쓰이도록 하고 있는 것이다. 다만 다자기금의 규모가 충분치 않아 개도국의 대체기술 개발비용을 부담하기에 부족하다는 한계가 있다. 다자기금 제도는 1993년 1월 1일부터 효력을 발생하였다.

몬트리올 의정서 체제의 평가

몬트리올 의정서체제는 몬트리올 의정서에 뒤이어 4차례에 걸친 개정안과 6차례에 걸친 조정안을 통해 오존층 파괴물질에 대한 규제조치를 강화함으로서, 개도국과 선진국을 포함한 전세계적 지지를 받고 있다. 2009년 5월 현재 비엔나협약 195개국, 몬트리올의정서 195개국, 런던 개정안 192개국, 코펜하겐 개정안 188개국, 몬트리올 개정안 175개국, 베이징 개정안 156개국이 각각 비준하고 있다.

몬트리올 의정서 체제의 문제는 다자기금에 의해 개도국들에 대한 기술이전이 보장되고는 있지만 대체물질생산에 필요한 기술이 대부분 사기업에 의해 보유되고 있는 현실에서, 의정서의 기술이전조항이 얼마만큼 실효성을 갖는가 하는 점이다. 기술이전과 개도국의 규제조치 준수의무가 상관관계를 갖기 때문에 이러한 어려움은 의정서 전체의 효율성에도 주요한 영향을 미치게 된다.또한 오존층 파괴물질의 효율적 감축 이행을 위해 선진국의 CFCs 필수용도 면제량(essential use exemption) 및 메틸브로마이드 긴급용도 면제량(critical use exemption) 문제, 개도국과 동유럽국가 등의 의정서 이행과 불법거래문제 등이 해결되어야 할 것으로 보인다. 

그럼에도 불구하고 몬트리올 의정서 체제는 오존층을 보호하기 위해 인류전체가 이룩해 낸 중요한 성취이며, 앞으로 채택될 여러 분야의 환경협약에 많은 영향력을 행사하게 될 국제환경협약의 선례가 된다는 점에서 높이 평가할 수 있다. 다만 일단 발생한 환경피해는 아무리 최선을 다하더라도 즉각적으로 회복되지 않는다는 교훈을 이 의정서의 채택을 통해 되새겨야 할 것이다.

발효 및 가입 현황

1987년 몬트리올 의정서는 1989년 1월 1일, 1990년 런던 개정안은 1992년 8월 10일에 각각 발효되었고, 1992년 코펜하겐 개정안은 1994년 6월 14일, 1997년 몬트리올 개정안은 1999년 11월 10일, 베이징 개정안은 2002년 2월 25일에 각각 발효되었다. 우리나라는 몬트리올 의정서 체제에 모두 가입하였다.

가입 국가 현황은(http://ozone.unep.org/Ratification_status/)