날씨가 더워지고 햇볕이 따가워지면 어김없이 찾아오는 불청객이 오존(O3)이다. 이제 TV나 라디오를 통해 흘러나오는 ‘오존주의보’라는 말은 너무나 익숙한 단어가 돼버렸다. 최근엔 시중에 유통되는 음이온식 공기청정기가 인체 유해물질인 오존을 많이 방출한다는 조사도 나왔다. 그런데 교과서 등을 펼치면 오존은 자외선을 차단해 사람의 건강을 지켜주는 소중한 물질로 여겨진다. 과학자들도 오존층이 감소한다고 걱정한다. 과연 오존은 ‘공공의 적’일까 아니면 ‘지구의 방패’일까.

●‘따로 놀아’ 불안한 오존

보통 공기 중의 산소는 원자 2개가 붙어 있다. 이런 상태가 가장 안정적이다. 하지만 오존은 산소 원자 3개가 붙어 있다. 불안정한 상태여서 원자 2개인 산소와 원자 1개인 산소로 나눠지려고 한다.

이 가운데 ‘따로 노는’ 한개의 산소 원자가 말썽꾸러기다. 생물이나 금속 등 아무데나 잘 달라붙어 원래 성질을 변화시킨다.

오존은 여러 원인으로 만들어진다. 벼락이 칠때 1억볼트(V) 이상의 고전압 전기가 방전되거나, 깊은 숲속에서 식물이 광합성 작용을 할때 발생한다. 습기가 많은 바닷가에서도 생겨난다. 숲속이나 비온 뒤 상쾌함을 느끼는 것도 이 때문이다. 오존은 특이한 냄새를 내는데, 보통 ‘비릿함’을 느끼게 한다.

하지만 문제가 되는 오존은 공장과 자동차 등에서 뿜는 나오는 휘발성 유기화합물이나 질소산화물 등이 강한 햇빛을 받아 광화학 반응을 일으켜 만들어진다. 오염물질 안에 있는 산소원자가 떨어져 나와 공기 중 다른 산소 분자에 달라붙어 오존이 된다. 때문에 오존주의보나 경보는 햇빛이 강한 여름철에, 또 오전보다는 온도가 높은 오후에 많이 발령된다.

●‘위치’와 ‘농도’따라 두 얼굴로 변신

그러면 어떤 오존이 ‘독’이고 어떤 오존이 ‘약’일까. 부천고등학교 과학담당 조영우 교사는 “인체에 피해를 주는 오존이나 이로움을 주는 오존이나 모두 산소 원자가 3개 결합된 같은 물질”이라면서 “생성되는 위치와 농도의 차이에 의해 두 얼굴로 바뀐다.”고 설명했다.

즉, 지표면 근처에서 생겨나 농도가 짙은 상태라면 인체에 접촉해 피해를 주는 경우가 많게 된다. 반면 높은 곳에서 발생하거나 우리 곁이라도 농도가 묽으면 자외선을 막아 주고 살균작용을 하는 등 도움이 된다는 설명이다.

오존은 공기 중에 l(100만분의 1단위)만 포함돼 있어도 인체에 큰 해로움을 준다. 산소원자가 인체 세포와 만나 결합하면 산화작용을 일으키기 때문이다. 오존이 코에서 폐에 이르는 호흡기 점막과 눈 등에 스며들어가면 세포막을 산화시켜 목이 칼칼하고 눈이 따가운 증상을 일으킨다.

기존의 질병은 더욱 악화된다. 오존 농도가 0.1이상일 때 그 다음날 사망자가 7% 증가한다는 연구결과도 있다. 때문에 통상 농도가 0.12을 넘으면 ‘오존주의보’를 발령한다.

오존은 농작물에도 영향을 미쳐 잎이 말라 죽는 등 피해를 일으키기도 한다.

반면 이로운 오존은 성층권에 있는 오존이다. 지구상에 존재하는 오존의 90%는 지상에서 10∼50㎞ 상공의 성층권에 오존층을 이뤄 존재하고 있다.

이 오존은 태양으로부터 오는 자외선을 99% 정도나 차단해 피부암, 피부노화 등을 막아주는 보호막 노릇을 하고 있다.

특히 오존은 강한 살균력을 가지고 있기 때문에 세균 살균, 악취 제거, 중금속 제거, 유해물질 분해 등에 활용된다.

청결을 요하는 반도체 분야에도 사용되며, 최근엔 인체 세포에 산소를 공급해 면역력을 높인다는 사실이 밝혀져 의료 분야에도 응용되고 있다.

이영표기자 tomcat@seoul.co.kr