[전남인터넷신문]아산화질소(N2O)는 지구 온난화의 원인이 되는 온실가스 중에서 이산화탄소, 메탄 다음 배출량이 많다. 우리나라 농업에서 배출되는 제1의 온실가스는 메탄이며, 그다음이 아산화질소이다. 

아산화질소는 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2)처럼 질소와 산소의 화합물로 세계적으로 농업에서 배출되는 양이 70%가 될 정도로 비율이 높다. 주로 질소 기반 비료가 미생물인 질화균이나 탈질균에 의해 변화되는 과정에서 생성되는 가스이다. 

아산화질소는 대기 중의 농도가 낮으나 단위농도당 온난화를 초래하는 능력(지구온난화계수)이 높다. 대기 온난화에 미치는 영향은 같은 양의 이산화탄소에 비해 300배 정도이며, 대기에 유입되면 최대 125년을 존속한다. 

전 세계적으로 인간 활동에 의해 배출되는 아산화질소는 총배출량의 43% 정도 된다. 대기 중의 아산화질소 농도는 1750년 270ppb(10억 분율, 1ppb = 0.0000001%)였던 것이 2019년에는 약 332.0ppb로 증가했으며, 1980년에서 2016년 사이에 30% 증가했다. 

2018년 세계의 총 아산화질소 배출량은 CO2 환산 298만 미터톤(1미터톤은 1000kg에 해당)으로 추산되며, 배출량 상위 5개국(중국, 인도, 미국, 브라질, 인도네시아)이 44.2% 차지한다. 

중국은 세계 아산화질소 총배출량의 1위 국가로서 전 세계 배출량의 18.05%를 차지했다. 브라질, 인도에서도 아산화질소 배출량의 증가가 크게 두드려졌는데 작물 생산 및 가축 두수의 급증과 관련이 있었다. 

아산화질소의 배출원은 질소비료의 시용과 가축분뇨에 의한 비율이 높다. 이 외 연료의 연소에서 발생하는데 오염 물질을 줄이기 위한 촉매 변환기에 의해 크게 줄일 수가 있다. 

합성 상업용 비료를 만드는 데 사용되는 질산과 같은 화학물질의 생산과 나일론 같은 섬유를 만드는 데 사용되는 아디프산(adipic acid) 및 기타 합성 제품의 생산 과정에서도 부산물로 생성된다. 요소, 암모니아 및 단백질의 형태로 존재하는 질소의 질화 및 탈질화에 의해 가정용 폐수 등에서도 생성된다. 

우리나라에서 2018년 기준 아산화질소 배출량은 14.4 백만톤 CO2eq.이며, 전체 온실가스에서 차지하는 배출량은 비율은 2.0%이다. 

이는 2019년 기준 아산화질소가 인간 활동으로 인한 미국 온실가스 배출량의 약 7%를 차지한 미국에 비해 낮은 비율이다. 아산화질소의 증가율은 1990년 대비 62.9%, 전년 대비 3.5% 증가했다. 

산업 부문별 아산화질소 배출량(백만톤 CO2eq.)은 농업 9.02, 에너지 3.36, 폐기물 1.64, 산업공정 0.36, 토지이용, 토지이용 변화 및 임업(LULUCF; Land Use, Land Use Change and Fores) 분야 0.03 순으로 많아 농업에서 배출량이 가장 많다. 

2018년 기준 농업에서 아산화질소 배출량(백만톤 CO2eq.)은 농경지 토양에 5.47, 가축분뇨처리 3.53, 농경지 0.03, 작물 잔사 소각에서 0.004 순으로 많았다. 

전체 배출량 중 농경지 토양에서 배출된 것은 38.1%, 가축 분뇨처리에서 발생되는 것은 24.7%이다. 

아산화질소의 발생은 국내외를 막론하고 농업 생산과 깊이 관련되어 있다. 20세기에 대기 질소로부터 합성되는 암모니아를 원료로 하는 비료를 제조 사용하는 것에 의해 식량 증산과 함께 아산화질소 또한 크게 증가했다. 

식량 증산과 관련성이 높은 아산화질소는 “2050년까지 온실가스의 배출을 전체적으로 제로로 한다”라고 했을 때 식량의 안정 공급에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 트레이드 오프의 문제가 생길 수 있다는 우려도 있다. 그런 가운데 식량 생산을 감소 없이 아산화질소를 줄이기 위한 다양한 연구 들이 활발하게 이루어지고 있다. 

마찬가지로 국내에서도 농업 생산성을 무조건 배제한 아산화질소 감축보다는 대안 마련에 비중을 두면서 감축하고, 이를 국제적으로 포지티브하게 활용하는 방향으로 대응해야 할 것이다. 

참고자료 

Akshit Sangomla. 2020. Nitrous oxide human emissions increased 30% in 36 yrs: Report. Climate Change. 09 October 2020. Hanqin Tian et al. 2020. A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks. Nature 586:248–256. 国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構技術戦略研究センターTSC. 2021. 温室効果ガスN₂Oの抑制分野の技術戦略策定に向けて. 技術戦略研究センターレポート105:4-10.