화학반응 강한 '삼산화물' 대기 조건서 형성 가능 첫 확인

과산화물보다 산소 원자 하나 더 붙어..인체·기후 영향 연구 필요

[게티이미지뱅크 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 과산화물보다 산소(O) 원자가 하나가 더 붙어 화학적 반응력이 더 높은 화합물이 대기 중에 존재할 수 있다는 점이 처음으로 밝혀졌다.

덴마크 코펜하겐대학 등에 따르면 이 대학 화학 교수 헨리크 그룸 키에르고르 박사가 이끄는 국제 연구팀은 산소 원자 3개를 가진 삼산화물(trioxides)이 대기 조건에서 형성될 수 있다는 점을 입증한 실험 결과를 과학 저널 '사이언스'(Science)에 발표했다.

과산화수소(H₂O₂)를 비롯한 과산화물은 산소 원자 두 개가 붙어 고도의 화학 반응력을 보임으로써 로켓 추진제로도 활용된다. 이보다 산소 원자가 하나 더 많은 삼산화물이 대기 중에 존재할 수도 있는 것으로 추정돼왔지만 명확하게 확인되지는 않았다.

라이프니츠대류권연구소(TROPOS)와 캘리포니아공대(Caltech) 과학자 등이 참여한 키에르고르 교수 연구팀은 대기와 같은 조건에서 이소프렌과 알파피넨 등과 같은 탄화수소 산화 과정에서 과산화기(RO₂)와 수산기(OH)의 반응으로 '유기 삼산화수소'(ROOOH)가 만들어진다는 점을 입증했다.

특히 삼산화수소가 이소프렌과 디메틸황화물 등처럼 광범위하게 배출되는 화학 물질이 대기 중에서 분해되면서 형성된다는 점을 보여줬다.

라이프니츠대류권연구소 실험 시설 [Tilo Arnhold, TROPOS 제공/ 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 거의 모든 화합물이 대기 중에서 삼산화물을 형성할 것으로 예측하면서 이런 삼산화물의 수명이 수분에서 수 시간에 달해 다른 대기 화합물과 화학반응을 일으키기에 충분한 것으로 분석했다.

연구팀은 또 삼산화물이 '에어로졸'로 알려진 대기 중의 작은 입자에 침투해 인간에게 호흡기 및 심장질환을 유발할 수 있는 것으로 추정했다.

키에르고르 교수는 "삼산화물이 에어로졸에 들어가 새로운 화합물을 만듦으로써 영향을 줄 가능성이 크다"면서 "에어로졸 내에서 새로 형성된 물질을 흡입했을 때 해가 될 수 있는 상황을 쉽게 생각해볼 수 있지만 잠재적 영향을 확인하려면 추가 연구가 필요하다"고 했다.

에어로졸은 햇빛을 흡수 또는 반사함으로써 지구의 기후변화에도 영향을 미치는데, 삼산화물이 이런 에어로졸의 생성에도 관여하고 있을 가능성이 큰 것으로 연구팀은 밝혔다.

연구팀은 그러나 대기 조건에서 삼산화수소 형성을 확인한 것이 인류가 대기로 배출하는 배출하는 화합물의 영향을 더 자세히 파악하고 이해하는 데 도움이 될 것이라고 긍정적으로 평가했다.

지금까지 대기 중 삼산화물의 존재를 몰랐을 뿐 우리 주변에 늘 존재하며 영향을 줘온 만큼 이번 연구 결과는 목표를 좁혀 연구를 진행하고 대책을 수립할 수 있는 길을 열어놓는 것이라고 했다.

eomns@yna.co.kr

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