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유황은 농촌에서 비료로 포조밭에서는 살균제로 활용.
전 세계 생산량의 50% 농촌에서 사용돼. 대기에서 산성비로 옮겨져 내리는 70년대 황보다 최대 10배 많는 양이 지표로 유입. 일부 습지에서 황 투입량이 증가하면 메틸수은 형성 증가.
인근 어류 수은 오염으로 이어져.

유황의 환경 피해, 화석 연료를 앞지르고 있다.
비료와 살충제는 토양의 인위적 황 퇴적 측면에서 산성비 능가.

오늘날 농업은 화석 연료가 산성비로 지상에 뿌린 것보다 더 많은 황을 토양에 공급한다고 밝혀졌다. 이 투입물의 주요 공급원은 유황과 살충제가 포함된 비료다. 일부 지역에서는 20세기 중반보다 최대 10배 더 많은 유황이 토양과 물로 유입된다.

저널 ‘Nature Geoscience’에 연구원들이 보고한 내용이다. 

▲ 농업에서 비료와 살충제는 이제 여러 곳에서 토양과 물에 가장 많은 유황 공급원이다. © John Lambeth / Pexels

유황 배출은 20세기에 산성비와 산림 황폐화의 큰 원인이었다.
석탄 연소와 산업 배기가스에서 나오는 유황은 수백만 톤이 여과되지 않은 채 대기로 방출됐다. 그것은 물과 반응하여 황산을 함유한 물방울을 형성했고, 비를 내려 숲의 넓은 지역을 산성화했다. 그동안 더 엄격한 환경 규제로 인해 이러한 배출량은 크게 감소했다.

비료와 살충제로서 유황 사용

그러나 지금은 대체로 간과하고 있는 또 다른 유황 공급원인 농업이 문제가 되고 있다.
농촌에서 유황 함유 물질은 비료로 살포되지만 포도 재배 시 살균제로도 사용된다.
볼더(Boulder)에 있는 콜로라도 대학의 이브-린 힌클리(Eve-Lyn Hinckley)와 동료들은 "전 세계적으로 농업에 사용되는 황은 연간 생산량의 약 50%를 차지한다"고 보고했다.

그들은 미국에서 다양한 작물에 사용되는 황의 양이 얼마나 많은지 그리고 이것이 어떤 결과를 가져올 수 있는지에 대한 예를 조사했다.
"유황은 작물의 생산성과 건강을 높이는 데 사용되지만 산성비가 산림 토양에서 발생한 것과 유사하게 토양과 물에 해로운 영향을 미칠 수 있다"고 시라큐스(Syracuse) 대학의 공동 저자 챨스 드리스콜(Charles Driscoll)이 설명했다.

산성비보다 더 많은 유입

평가 결과 :
일부 농업 지역과 지역에서는 산성비보다 토양에 더 많은 유황이 유입된다.
대기 오염으로 인한 배출량은 크게 감소했지만 일부 지역의 토양과 수역은 1970년대보다 최대 10배 많은 유황을 얻고 있다. 그 당시 헥타르당 연간 약 20kg의 유황이 퇴적되었다. 

▲ 산성비로 죽은 침엽수림 (1998)

오늘날 농업은 특히 사탕수수, 사탕무, 토마토 또는 포도가 재배되는 곳에서 이러한 수치를 초과한다. 플로리다의 에버글레이드(Everglades) 주변 사탕수수 재배 지역의 값은 헥타르 당 연간 평균 94kg의 황이 쌓인다. 캘리포니아 나파밸리의 포도 재배 지역에서는 헥타르 당 연간 약 80kg의 유황을 곰팡이 방제에 사용하고 있다.

"유황 문제가 끝난 것처럼 보였다"라고 Hinckley는 말했다.
“그러나 우리의 분석에 따르면 문제가 이동했을 뿐이다. 멀리 떨어진 산림에도 널리 퍼져있는 대기로 부터의 유황 투입 대신, 최근 농업 지역에서 투입되는 반응성 유황에 주목하고 목표로 삼았다.”

토양과 물에 미치는 영향

이 황 투입은 부정적인 결과를 초래한다.
수역에서 황산염은 철과 반응하여 이러한 금속 화합물을 통한 인산염 결합을 방해 할 수 있다. 결과적으로 황산염 오염은 호수와 습지의 부영양화를 증가시킬 수 있다.
토양에서 유황 투입은 pH 값을 낮추고 따라서 중금속 방출을 촉진 할 수 있다.

▲ 공장에서 배출되는 가스로 산성비가 형성되는 과정. 자료 Origins.gif: The original uploader was NHSavage at English Wikipedia.

일부 습지에서는 황 투입량이 증가하면 메틸수은 형성이 증가 할 수 있다.
이것은 플로리다의 에버글레이즈 습지에서 이미 눈에 띈다.
"경작 지역에서 유입된 황산염은 퇴적물에서 메틸수은 생성과 이 지역의 어류 수은 오염에서 최고점을 가져 왔다"고 Hickley와 그의 팀이 보고했다.

긴급한 조치 필요

과학자들에 따르면 농업 투입물은 약 50년 전 산성비가 그랬던 것처럼 환경에 장기적으로 심각한 영향을 미칠 수 있다. 인간은 천연 유황 순환에 엄청난 방식으로 개입하기 때문이다. Hinckley는 “이들이 환경에 미치는 영향을 이해하는 것이 중요하다”고 강조했다.
과학, 농업 및 규제 당국은 문제를 이해하고 해결책을 찾기 위해 협력해야 한다.

이것은 중국과 인도에서와 같이 대기 배출로 환경피해가 여전히 높은 반면, 농업이 강화되는 곳에서는 특히 시급할 수 있다.
(Nature Geoscience, 2020; doi : 10.1038 / s41561-020-0620-3)
출처 : University of Colorado at Boulder

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