농업은 미국의 무역수지에서 효자 노릇을 톡톡이 한다. 지난 10여 년 동안 농업 부문의 수출액은 두 배로 증가했는데, 이는 주로 중국과 기타 개발도상국의 수요 증가에 힘입은 것이다. 그러나 옥수수, 밀, 돼지고기를 가득 실은 배가 목적지를 향해 떠나가고 나면, 미국 땅에는 다양한 오염물질이 남게 된다. 그중 하나는 암모니아인데, 들판에 뿌려지는 비료와 가축의 분뇨에서 나와 대기 중으로 방출된다. 암모니아는 공기 중의 다른 오염물질과 반응하여 미세입자를 생성하는데, 이것은 폐 깊숙이 침투하여 천식, 기관지염, 심근경색을 초래할 수 있다.
최근 발표된 연구결과에 의하면, 암모니아가 미국인의 건강에 미치는 영향은 생각보다 훨씬 더 심각하다고 한다. 즉, (암모니아 오염이 초래하는) 조기사망으로 인한 비용이 농부들이 벌어들이는 수익을 초과할 수도 있다는 이야기다. 이에 화들짝 놀란 일부 분석가들은 미국 정부를 향해 "농업 부분의 암모니아 방출 규제를 강화하고 농업 보조금 지급을 재검토해야 한다"고 목소리를 높이고 있다. "농업으로 인한 공해가 국부를 증가시키기는커녕 악화시킨다는 것은 어불성설이다. 암모니아는 보건당국이 해결해야 할 새로운 골칫거리"라고 예일 대학교의 로버트 멘델손 교수(경제학)는 말했다.
암모니아는 자동차나 연소물로부터 방출되기도 하지만, 대기 중으로 방출되는 암모니아는 대부분 농업 분야에서 유래한다. 전 세계적으로 암모니아 방출이 증가하고 있지만, 이에 대한 규제는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 화석연료가 연소될 때 나오는 질소 및 황 산화물(NOx or SOx)과 암모니아가 반응하면 직경 2.5미크론 미만의 미세입자(PM2.5)가 생성되는데, 이것은 가장 위험한 오염물질이다. 현재 PM2.5의 안전 허용치에 관한 정보는 사실상 전무(全無)한 상태다.
2003년 노스캐롤라이나 주에서 급성장하고 있는 양돈산업을 대상으로 실시된 광범위 연구에서는 "암모니아와 관련된 PM2.5가 다른 오염물질보다 보건의료 비용을 더 크게 증가시킨다"는 결론이 나왔다. 다른 연구결과에 의하면, 암모니아와 관련된 미국의 평균 보건의료 비용은 암모니아 1kg당 평균 10~73 달러라고 한다. 선행연구에서 제시된 추정치를 정확히 검증하기 위해, 하버드 대학교의 파비앙 폴로와 대니얼 제이콥 교수(대기화학)가 이끄는 연구진은 농장에서 방출되는 암모니아가 언제 어디서 나오는지를 확인하는 새 모델을 개발했다. 그리고 연구진은 이 모델을 또 하나의 모델(기온, 습도, NOx와 SOx의 양을 측정하는 모델)과 연계시켰다.
연구진은 자신들의 모델을 이용하여, 미국이 수출하는 농산물에서 유래하는 암모니아와 PM2.5의 양을 계산했다. 그리고는 미 환경청(EPA)이 개발한 등식(equations)을 이용하여, 암모니아와 PM2.5가 건강에 미치는 영향과 그로 인한 보건의료비 지출액을 계산했다. 계산 결과, 미국에서는 매년 5,100명의 사람들이 PM2.5에 노출되어 조기사망하는 것으로 밝혀졌다. 암모니아가 건강에 미치는 영향은 지역에 따라 다르지만, 도시 지역이 가장 심각한 것으로 나타났는데, 그 이유는 NOx 농도가 높고 인구가 많기 때문인 것으로 판명되었다. 마지막으로, 수출 농산물에서 방출된 암모니아가 초래하는 보건의료비 지출액은 놀라웠다. 그것은 암모니아 1kg당 100달러, 총액으로는 연간 360억 달러로 밝혀졌는데, 이것은 미국의 연간 농산물 수출액(순액)인 235억 달러를 훌쩍 넘어서는 수준이었다. 연구진은 이상의 연구결과를 정리하여, Environmental Science & Technology 최근호에 기고했다.
일부 전문가들은 "이번 연구에 사용된 모델은 전문가들의 검증을 받지 않았으며, 다양한 PM2.5가 건강에 미치는 영향은 아직 확실히 밝혀지지 않았다"는 점을 들어, 이번 연구의 결과에 회의적인 태도를 보였다. 그러나 이번 연구에서 산출된 수치가 과소평가됐다는 의견을 제시하는 전문가들도 있다. "농장에서 PM2.5를 생성하는 다른 요인들, 예컨대 농기구의 디젤엔진 등을 고려하면, 농업과 관련된 보건의료비 지출은 더욱 많아질 수 있다. 이번 연구는 농업과 관련된 암모니아 방출을 보다 엄격하게 규제해야 한다는 증거를 제시했다"고 미들베리 칼리지(버몬트 주 소재)의 니콜라스 멀러 교수(경제학)는 말했다.
지금까지 미국의 관계당국은 암모니아 배출 문제를 거의 무시해 왔다. 왜냐하면 농업에서 배출되는 암모니아보다는, 발전소 등에서 배출되는 SOx나 NOx를 규제하는 것이 훨씬 쉽고 비용도 적게 들기 때문이다. 그 결과 미국 북동부의 인구 밀집지역은 발전소를 많이 보유하고 있음에도 불구하고 EPA가 요구하는 PM2.5 기준을 이미 충족하고 있는 상태다. 그러나 이 지역에는 대규모 농장도 많이 존재하고 있다는 점을 간과해서는 안 된다. 현재 논의되고 있는 `PM2.5 기준 강화` 문제가 마무리될 경우, 관계당국의 다음 표적은 암모니아가 될 가능성이 높은데, 이렇게 될 경우 북동부 지역의 상황은 급변할 것으로 보인다.
암모니아 방출이 건강에 미치는 영향을 최소화하려면, 가축과 낙농설비를 도시 지역에서 가급적 멀리 떨어진 곳으로 옮겨야 한다. 비료와 가축의 관리방식을 개선하는 것도 도움이 될 수 있다. 노스캐롤라이나 주의 양돈농가에서는 돼지의 배설물을 이용한 전력생산 방안이 논의되고 있는데, 이것 역시 암모니아 배출 저감에 도움이 될 수 있을 것으로 보인다. 어떤 연구자들은 암모니아를 포집하여 비료로 사용하는 방법도 연구하고 있다. 그러나 아시아 국가들에 대한 돼지고기 수출이 계속 증가할 경우, 노스캐롤라이나 주의 암모니아 방출 저감은 당분간 어려울 것으로 전망된다.
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