대기 오염은 삼림의 황폐와 연관되어 있으며 나무의 활엽 및 침엽을 보호하는 역할을 하는 왁스성분에 악영향을 끼치는 것으로 보인다. 독일 본 대학(Bonn University)의 연구진은 입자성 물질의 염(salt) 성분이 습기로 인해 용해성을 가지게 되고 심지(wick)와 같은 구조를 형성하여 나무의 잎에서 수분을 제거하고 탈수를 촉진시키는 메커니즘을 발견하였다. 본 연구 결과는 과학저널 Environmental Pollution을 통해 발표되었다.

자연보호주의자들은 이것을 오래 지속되는 병(lingering illness)이라고 부르며, 노르트라인 베스트팔렌주(North-Rhine Westphalian)삼림 상태에 대한 최근 보고서 또한 지속되는 손상을 확인하였다. 본 대학의 연구진은 나뭇잎 위의 염 침적이 가뭄에 대한 저항성을 낮출 수 있으며, 이로 인해 삼림의 황폐가 촉진될 수 있음을 확인하였다. 연구팀은 본 연구에서 입자성 물질의 침적으로 인해 소나무의 침엽 위의 왁스 성분이 분해될 수 있음을 확인하였다고 설명하였다. 왁스는 나뭇잎에서 수분이 손실되지 못하도록 보호하는 역할을 한다.

대기 오염물질이 왁스의 분해를 촉진시킨다는 것은 오래 전부터 알려져 왔으며 이러한 왁스의 분해는 삼림의 손상과 매우 밀접한 관련이 있다. 연구진은 왁스의 분해가 1980년대와 1990년대에 많이 연구되었으나 그 분해 메커니즘과 삼림 손상 간의 관계에 대해서 설명할 수 있는 연구 결과는 부족하였다. 이전의 접근방법들은 왁스의 분해가 화학적인 반응에 의해 발생한다고 가정하였으나, 본 연구는 그것이 물리적인 원인에 있음을 밝혀내었다. 습기를 흡수하는 성질을 가진 염 성분의 침적은 나무의 가뭄에 대한 저항성을 감소시킬 수 있다.

연구진은 입자성 물질의 염을 함유한 용액을 유럽 적송의 잎에 분사하고 그것을 절단한 후 무게를 측정하였다. 염 용액으로 처리된 솔잎은 그렇지 않은 솔잎보다 확연히 빠르게 건조되었다. 연구진은 전자 현미경을 사용하여 염 성분이 용해성을 갖게 되는 것을 관찰하였으며 그것이 잎의 기공(stomata)으로 이동하는 것을 관찰하였다. 기공은 식물이 광합성을 위해 이산화탄소를 흡수하고 수증기와 산소를 배출하는 데에 사용하는 미세한 구멍이다. 용해성의 염 성분은 솔잎의 표면과 내부 사이를 매우 얇은 형태의 구조로 연결하며, 이 심지와 같은 형태의 구조를 통해 솔잎에서 수분이 빠져나가게 된다. 식물은 이렇게 수분이 빠져나가는 것을 막을 수 있는 기능을 가지고 있지 않기 때문에, 탈수 현상은 점점 가속된다. 따라서 다량의 입자성 물질을 함유한 대기는 나무의 가뭄에 대한 저항성을 직접적으로 감소시킬 수 있다. 동시에, 용해성의 염 성분은 왁스를 분해할 수 있다. 이 새롭게 제시된 메커니즘은 중앙유럽의 삼림 황폐에 대한 기존의 연구들에서는 고려되지 않았던 것이다.

새로운 기종의 전자 현미경 덕분에 입자의 용해성과 대기 중 습도의 변화에 따른 역학적인 변화를 관찰할 수 있었다. 또한, 지금까지의 과학적 패러다임은 기공 내에서의 수분 이동을 무시하였으나, 본 연구는 그 존재를 확인하였다.

최근, 지역적인 삼림의 손상이 미 서부를 비롯하여 세계 곳곳에서 보고되고 있다. 지금까지는 기후변화의 증가로 인해 가뭄이 발생한다고만 알려져 왔으나, 본 연구에서 제시한 메커니즘은 입자성 물질 또한 지역적인 삼림 손상에 기여할 수 있음을 나타내었다. 연구진은 대기 중 용해성 입자의 농도가 지난 수십 년 동안 크게 증가해 왔기 때문에 이러한 영향은 적지 않을 것이라고 설명하였다.

키워드 : 대기 오염, 입자성 물질, 삼림 황폐

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130619101438.htm

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.02.19 17:07

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