산불 연기가 도시 오염과 반응하여 새로운 독성 공기 위험을 생성합니다.

산불 연기에는 호흡에 위험한 입자가 포함되어 있을 뿐만 아니라 도시 대기 오염과 반응하여 독성 오존을 생성할 수도 있습니다.

캐나다의 대규모 산불로 인한 연기가 미국 전역에 걸쳐 수천 마일을 날려 태양을 가리고 기침을 유발하는 안개로 많은 도시를 뒤덮었습니다. 연기가 바람에 따라 떠다니면서, 그 길을 따라 부분의 합보다 더 큰 새로운 위험, 즉 산불 연기 성분과 도시 대기 오염 사이의 화학 반응으로 인해 발생하는 골치 아픈 오존 혼합물이 생성됩니다.

과학자들은 오존이 햇빛과 휘발성 유기 화합물(VOC) 및 질소 산화물(NOx)이라고 불리는 산불 연기의 화학 물질 사이의 반응의 부산물이라는 것을 오랫동안 알고 있었습니다. 대기 중에 오존 농도가 높으면 유해한 자외선을 차단해 주기 때문에 유익합니다. 그러나 지구 표면의 오존은 호흡 문제 및 기타 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 올해 초 Environmental Science and Technology에 발표된 연구에 따르면 연기 속의 NOx가 모두 사라진 후에도 연기가 오존을 생성할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 연기가 도시를 덮치면서 아직 화학적으로 반응하지 않은 VOC는 도시 지역에서 화석 연료를 태울 때 생성되는 풍부한 수준의 NOx와 혼합될 또 다른 기회를 갖게 됩니다.

최근 미국 동부를 뒤덮은 산불 연기로 인한 대기 질 문제에 대한 관심의 대부분은 미립자 물질, 즉 폐 깊숙이 흡입될 수 있고 상당한 건강 위험을 초래할 수 있는 미세 입자에 초점이 맞춰져 있습니다. 그러나 높은 오존 수치에 장기간 노출되는 것도 위험합니다. 이는 천식을 악화시키고 기침, 인후통 및 호흡 곤란을 유발할 수 있으며, 특히 어린이, 노인 및 야외에서 많은 시간을 보내는 사람들에게 더욱 그렇습니다.

오존 문제는 산불 근처 도시에만 국한되는 것이 아닙니다. VOC는 오래 지속될 수 있습니다. 즉, 1,000마일 이상 떨어진 곳에서 발생한 화재라도 NOx가 가득한 도시의 오존 수준을 높일 수 있습니다. 그리고 기후 변화는 산불을 더 자주, 더 강하게 일으키기 때문에 위험을 증가시킵니다. "이것은 현재 심각한 문제입니다."라고 국립해양대기청 대기화학자이자 이번 연구의 공동저자인 스티븐 브라운(Steven Brown)은 말했습니다. "기후 변화에 대한 이러한 대응으로 우리는 이제 매우 다른 도전에 직면해 있습니다. 산불에서 발생하는 이러한 새로운 배출은 대기 질의 지속적인 개선을 원하는 사람들에게 도전을 제시합니다."

미국의 오존 수준은 미국 대기질 기준(National Ambient Air Quality Standards)에 의해 규제되며, 이는 8시간 동안 평균 70ppb(10억분의 1)로 설정됩니다. 이 표준은 매년 너무 오랫동안 오존 농도가 70ppb 이상인 도시에 법적 결과를 부과합니다. 산불로 인해 발생하는 오존은 "도시가 표준 이상인지 이하인지를 쉽게 구분할 수 있을 만큼 충분합니다"라고 Brown은 말합니다. 5월 23일, 캐나다 서부에서 발생한 산불 연기가 도시를 뒤덮으면서 덴버의 한 현장에서는 지금까지의 평균 수준인 약 40ppb와 비교하여 81ppb를 초과한 오존 오염을 기록했습니다. 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 캠퍼스의 대기 화학자 수잔 폴슨(Suzanne Paulson)은 오존 수준의 증가가 "특정 그룹, 특히 호흡기 질환이 있는 사람들에게 중요"하기 때문에 새로운 연구 결과가 중요하다고 말했습니다. 새로운 연구에 참여하지 않은 Paulson은 "다른 경우보다 확실히 더 많은 오존이 있을 것"이라는 것을 보여준다고 말했습니다.

건강에 해로운 오존 수치가 존재할 경우 환경 보호국은 실내에 머무르고, 공기 청정기를 구입하고, 야외 활동을 이른 아침과 저녁으로 제한하고, N95 마스크를 착용할 것을 권장합니다.

산불 연기가 오존에 미치는 영향을 완화하는 것은 각 도시마다 고유한 과제가 될 것이라고 Brown은 말합니다. 오존 생산량은 NOx 농도에 맞춰 증가하지만 특정 지점까지만 증가합니다. 특정 NOx 임계값을 초과하면 오존 생산 효율성이 떨어집니다.

대기 중 NOx 수준에서 생성될 수 있는 오존의 최대량에 도달하지 않은 도시는 "NOx에 민감한" 도시로 간주됩니다. 반대로, 도시가 이용 가능한 NOx에서 생성될 수 있는 최대 오존 수준을 넘으면 "NOx 포화" 상태로 간주됩니다. NOx 포화는 대부분의 배출 가스가 배출되는 도시 중심부 근처에서 만연하는 경향이 있습니다.