북극 눈에 기록된 납, 10년 만에 절반으로 줄어. 그린란드 눈에서 대기 오염물질의 기원지와 변화 추적

그린란드 눈에서 대기 오염물질의 기원지와 변화 추적…“중국의 영향 감소”

□ 대기오염 물질을 줄이려는 우리의 노력은 효과가 있을까? 국내 연구팀이 북극에서 답을 찾았다.

□ 극지연구소는 그린란드 눈에 기록된 납 성분이 10년 만에 절반으로 줄어들었다는 연구결과를 발표했다.

그린란드의 눈에서 관찰된 납 농도 변화

* 그린란드 눈 시료에서 관찰된 2003년부터 2017년 사이의 납 농도 변화 그래프이다. 시간이 갈 수록 납 농도가 감소하는 것을 볼 수 있다.(녹색 추세선)   * 붉은색 : 2017년 극지연구소에서 채집한 북그린란드 EGRIP (East Greenland Ice-core Project) 지역의 눈 시료 속 납 농도   * 노란색 : 그린란드 NEEM (The North Greenland Eemian Ice Drilling) 지역에서 관찰된 2003년부터 2009년까지 눈 시료 속 납 농도

□ 극지연구소 이강현 박사 연구팀은 2017년 그린란드에서 채집한 눈 시료로 북반구 대기에서 배출된 오염물질과 기원지를 추적했다. 2012~2017년에 쌓인 눈의 평균 납 농도는 단위 그램당 10.6 피코그램(pg/g)*으로, 이전 연구에서 보고된 2003~2009년의 평균, 21.5 피코그램보다 약 49% 줄어든 것으로 확인됐다.

* 1피코그램(pg) = 1조분의 1그램(1g x 10-12)

□ 납의 동위원소비를 이용하면 해당 납 성분을 배출한 기원지와 각 지역의 비중을 추정할 수 있다. 각 지역에 따라 특정한 납 동위원소비가 유지되어 ‘지문’ 역할을 하기 때문이다. 그린란드 눈의 납 성분은 대부분 북반구의 다른 지역들에서 날아왔는데, 이번 연구에서는 특히 중국으로부터 유입된 양에 큰 변화가 확인됐다.

□ 그린란드 눈 시료에 기록된 납 성분의 기원지 중 중국이 차지하는 비중은 2000년대 약 36%에서, 2010년대 약 23%로 13%p 감소했다. 연구팀은 2008년 베이징 올림픽 기간 전후로 추진된 중국의 오염물질 저감 정책 등의 효과를 원인으로 해석했다.

□ 연구팀에 따르면, 동북아시아에서 북극 그린란드까지 날아간 이번 납 성분 사례처럼, 대기오염 물질은 종류에 따라 배출지 주변뿐 아니라 수천 km 멀리 떨어진 곳에 전달돼 영향을 미칠 수 있기 때문에, 오염물질의 기원지와 수송 경로를 추적하는 것은 중요하다.

그린란드 눈의 최근 납 동위원소 조성 변화

* 그린란드 눈 시료의 납 동위원소 조성 변화를 분석하여, 납 성분의 기원지를 추정한 그래프이다. 시간이 갈수록(노란색→붉은색) 납 성분 기원지 중 중국의 비중이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.   * 붉은색 : 2017년 극지연구소에서 채집한 북그린란드 EGRIP (East Greenland Ice-core Project) 지역의 눈 시료 속 납 동위원소 비 조성   * 노란색 : 그린란드 NEEM (The North Greenland Eemian Ice Drilling) 지역에서 관찰된 2003년부터 2009년까지 눈 시료 속 납 동위원소 비 조성

□ 이번 연구 결과는 저명한 국제 환경 화학 학술지 케모스피어 (Chemosphere)에 게재됐다.

□ 이상희 극지연구소 연수연구원은 “그린란드에 쌓인 눈은 대기 성분을 매년 기록하고 있기 때문에, 지구적인 규모의 대기 환경변화 조사 연구에서 증거 자료로 가치가 높다”며, “앞으로도 극지역 시료를 활용해 오염물질 거동을 더 정확하게 이해할 수 있도록 노력하겠다”고 전했다.

Abstract We present lead (Pb) concentrations and isotope ratios in a continuous series of 38 snow samples from a 1.9-m snow pit, covering the period from winter 2012 to summer 2017, at the East Greenland Ice-core Project (EGRIP) ice core drill site in northwestern Greenland. Pb concentrations were highly variable, ranging from 1.53 to 94.9 pg g-1 (mean value of 10.6 pg g-1), with higher concentrations during winter and spring and lower concentrations during summer and fall. Our results show a substantial reduction in the Pb concentration of ∼50% between the 2000s and 2010s, reaching a level close to that observed in the mid-18th century, that is, the time of the Industrial Revolution. Remarkably low radiogenic Pb isotope compositions were observed in our samples compared to previously reported values during the 2000s. The Pb isotope mixing model results indicated a decreasing Chinese contribution from the 2000s onwards, while Europe/Russia emerged as a relatively more important contributor to the anthropogenic Pb input to central Greenland during the corresponding period. Thus, we hypothesized that the reduction in Pb pollution in central Greenland is largely due to a decreasing contribution from Chinese sources in response to the effectiveness of stringent emission control measures in China. Keywords: Greenland snow; Lead concentration; Lead isotopes; Seasonal variations; Source identification. Copyright © 2023 Elsevier Ltd. All rights reserved.