미국에서는 7월 4일을 기념해 대규모 불꽃놀이가 펼쳐지지만, 이로 인해 국가의 대기 질이 악화될 것으로 예상된다.

미국에서는 독립기념일을 기념하기 위해 매년 수백만 톤의 불꽃놀이가 터지면서 대기 오염이 급증합니다. 걱정해야 할까요?

매년 미국인들은 약 3억 파운드(136,000톤)의 불꽃놀이를 터뜨립니다 . 이는 미국에 사는 사람 한 명당 약 1파운드에 해당 합니다. 2022년에는 이 수치가 4억 6천만 파운드(209,000톤) 이상으로 뛰어올랐습니다. 이는 폭발과 반짝임이 많은 반면, 연기와 폐기물도 많아 지구에 해를 끼칠 뿐만 아니라 주변 사람들의 폐에도 해를 끼칠 수 있습니다 .

불꽃놀이는 수천 년 동안 존재해 왔으며, 많은 역사가들은 최초의 폭죽이 기원전 2세기에 중국에서 유래되었다고 믿습니다 . 하지만 우리는 이제 그것이 야생 동물, 환경 및 인간 건강에 미치는 영향의 규모를 이해하기 시작했습니다.

불꽃놀이는 7월 4일 축하 행사의 주요 부분을 차지하지만 불꽃놀이로 인해 발생하는 연기로 인해 그 후 며칠 동안 대기 질이 급격히 떨어질 수 있습니다(출처: Getty Images)

건강에 나쁠까?

불꽃놀이의 위험성에 대한 대부분의 관심은 화상과 폭발로 인한 부상에 집중되어 있지만, 이러한 축하 행사는 특히 7월 4일 축하 행사나 새해와 같이 대규모 행사에서 터질 경우 다른 광범위한 영향을 미칩니다.

확실히, 불꽃놀이와 관련된 부상은 최근 몇 년 동안 증가했으며 , 부상자의 70%는 남성이고, 미국에서 부상의 66%가 7월 4일 전후 몇 주 동안 발생했습니다.

하지만 영국 동앵글리아 대학의 환경 과학 교수이자 하와이 와이키키에 사는 피터 브림블컴은 2023년에 폭죽이 어떻게 공기 중 미세먼지 오염에 영향을 미칠 수 있는지 분석한 논문을 발표했습니다 .

불꽃놀이는 많은 양의 연기를 발생시키는데, 이는 대기 질에 눈에 띄게 부정적인 영향을 끼치 지만, 눈에 보이지 않는 다른 오염 물질도 방출합니다. 

캘리포니아의 2019년과 2020년 대기 질에 대한 한 연구에 따르면 일부 지역에서는 PM2.5로 알려진 미세 입자 오염의 농도가 7월 4일 밤과 다음 날에 정상보다 1.5~10배 더 높을 수 있습니다. 이러한 미세 그을음 입자는 천식, 심장병 및 저체중 출산을 포함한 다양한 건강 문제와 관련이 있습니다 . 

2015년 미국 전역의 315개 지역을 대상으로 실시한 또 다른 연구에 따르면 7월 4일 휴일 동안 전국적으로 PM2.5 농도가 평균 42% 더 높았습니다 . 가장 큰 영향을 받은 지역(대형 불꽃놀이에 가장 가까운 지역)은 PM2.5 농도가 거의 4배 증가했습니다. 하지만 오염은 보통 수명이 짧고 다음 날 정오까지 줄어드는 경향이 있습니다.

"확실히, 오염 물질 부하량은 이벤트 기간 동안 증가합니다." Brimblecombe가 말했습니다. "열악한 대기 질과 관련된 건강 위험은 수년 동안 [하와이] 오아후의 새해 전야의 일부였습니다. 그리고 그것은 계속해서 주목을 끄는 문제로 남아 있습니다."

미국에서는 대부분 7월 4일 휴일과 새해를 전후해 불꽃놀이가 펼쳐진다(출처: Getty Images)

브림블컴은 자신의 연구에서 불꽃놀이 축하 행사 중에 PM2.5 농도가 "급격하게 상승"하는 것을 발견했습니다.

불꽃놀이는 또한 많은 양의 다른 대기 오염 물질 , 특히 이산화황, 이산화탄소 및 일산화탄소를 미세먼지와 함께 방출합니다. 불꽃놀이에 밝은 색상을 주는 중금속 도 종종 독성이 있으며, 쥐를 대상으로 한 실험에서 이러한 중금속이 포함된 미세먼지가 해로울 수 있다는 것이 밝혀졌습니다 . 유타주 프로보에 있는 브리검 영 대학교의 연구자들이 최근 유타 북부의 대기 오염에 대해 실시한 연구에 따르면, 독립기념일 연휴에는 불꽃놀이 연기로 인해 구리, 칼륨, 바륨, 크롬, 바나듐 및 스트론튬과 같은 금속의 농도가 급증했습니다 .

높은 수준의 대기 오염 물질에 노출된 개인은 만성 기침, 가래 및 호흡곤란의 유병률이 증가했으며 , 따라서 천식, 폐암 및 기타 호흡기 질환이 발생할 위험이 증가합니다 . 그러나 불꽃놀이와 장기적인 건강 영향 사이에는 반드시 직접적인 연관성이 있는 것은 아닙니다. 불꽃놀이 기술자는 장기적으로 이러한 건강 문제에 노출될 수 있지만 불꽃놀이로 인해 관객에게 미치는 대부분의 영향은 단기적이라고 Brimblecombe는 설명합니다. 

"건강과의 연관성을 찾기는 어렵지만, 일반 대중보다는 근로자들이 더 많이 고통받는다고 생각합니다."라고 그는 말합니다. "그러나 아이슬란드에서 천식 발작이 증가했다는 증거가 있지만 아이슬란드에 사는 사람이 적기 때문에 통계가 부족합니다.

"호흡기 노출이 있는 사람들은 짧은 고농도 에피소드의 영향을 받을 수 있습니다."라고 그는 덧붙여 말했습니다. "그리고 디스플레이의 상류에 머무르면 [이] 노출을 제한할 수 있습니다."

일부 과학자들은 전 세계적으로 매년 수억 명의 사람들이 불꽃놀이 연기에 노출된다고 추정 하지만, 이 수치가 얼마나 정확한지는 말하기 어렵습니다.

불꽃놀이가 호흡기 건강에 미치는 영향을 연구한 한 논문에서는 불꽃놀이가 천식과 기타 호흡기 질환이 있는 사람들에게 미치는 영향에 대한 추가 연구가 필요하다고 언급했습니다. 연구자들은 호흡기 질환이 있는 사람들은 "과도한 노출을 피해야 한다"는 것을 발견했습니다.

보고서는 어린이가 주변 공기 노출로 인한 유해한 영향을 특히 받기 쉽다고 덧붙였다.

지구에 미치는 영향

불꽃놀이는 또한 훨씬 더 오래 지속되고 광범위한 대기 오염으로 이어지는 산불을 유발할 수 있습니다. 1980년부터 37년 동안 미국 연방 정부 소유지의 산불에 대한 한 분석에 따르면 그 기간 동안 발생한 약 600,000건의 화재 중 11,294건이 불꽃놀이 때문일 수 있습니다. 이 중 3분의 2가 7월 4일경 2주 동안 발생했습니다.

대규모 산불은 오염 물질을 대기 중으로 높이 날려 수천 마일에 걸쳐 퍼지게 하며, 시간이 지남에 따라 오염 물질이 더욱 독성을 띠게 될 수 있습니다 .

불꽃놀이가 타면서 지구로 다시 쏟아지는 동안 밝은 색상을 내기 위해서는 중금속이 종종 사용됩니다. (출처: Getty Images)

하지만 폭죽은 눈부신 폭발이 사라지고 연기가 걷힌 후에도 훨씬 더 오랫동안 지속되는 다른 폐기물도 배출합니다.

미국 지질조사국과 국립공원관리청이 실시한 한 연구에 따르면 2011~2015년 러시모어산 주변에서 채취한 물 샘플에서 1998~2009년 독립기념일에 불꽃놀이가 열렸던 지역에서 불꽃놀이 추진제로 사용되는 과염소산염 수치가 높은 것으로 나타났습니다. 또한 불꽃놀이가 발사되고 로켓 잔해가 떨어진 토양에서도 해당 화학 물질 수치가 높은 것으로 나타났습니다. 오클라호마주 에이다의 호수에 대한 2007년의 또 다른 연구에 따르면 7월 4일 불꽃놀이 이후 과염소산염 수치가 전날보다 최대 1,028배까지 상승했습니다 . 그런 다음 오염이 배경 수준으로 돌아오는 데 20~80일이 걸렸습니다.

이러한 오염이 식수로 유입될 수 있다는 우려가 있는데, 식수에 포함된 높은 수준의 과염소산염이 인간의 갑상선 기능을 방해할 수 있기 때문입니다. 환경보호청은 현재 미국 전역의 호수, 강, 개울에 불꽃놀이에서 나오는 과염소산염이 얼마나 유입되는지 평가하는 연구에 자금을 지원하고 있습니다.

하지만 불꽃놀이가 끝나고 남은 물리적 잔해로 인해 발생하는 다른 문제도 있습니다.

영국 동런던 대학교의 생물 과학자 엘리자베스 웨스트헤드는 "불꽃놀이로 인한 플라스틱 오염에 대한 연구는 확실히 추진력을 얻고 있습니다."라고 말합니다. 웨스트헤드는 새해 기간 동안 런던의 템스 강의 미세 플라스틱 수준에 대한 연구를 공동 집필했습니다. 그녀는 "[그것의] 환경적 영향에 대한 증거가 증가하고 있습니다."라고 말합니다.

Westhead와 그녀의 동료들은 매년 새해 불꽃놀이가 열리는 웨스트민스터 근처 템스 강 구간을 연구했고, 2020년 극적인 불꽃놀이 이후 해당 지역에서 미세 플라스틱이 "상당히 높았다"는 것을 발견했습니다. 이 연구에 따르면 미세 플라스틱은 24시간 동안 1,000% 이상 증가했습니다 .

"불꽃놀이로 인한 미세 플라스틱의 단기적 유입은 강과 주변 수로의 생태계에 해로운 영향을 미칠 것입니다." 이스트런던 대학교의 지속 가능성 연구자인 이 연구의 주저자인 리아 드버룩스가 말했습니다. "저는 불꽃놀이로 인한 미세 플라스틱에 대한 문헌을 전혀 접하지 못했기 때문에 특히 궁금했습니다. 미세 플라스틱이 있을 것으로 예상했지만 제가 찾은 양에는 훨씬 못 미쳤습니다.

"15분간의 불꽃놀이 행사로 인해 많은 미세 플라스틱이 수계로 유입되었다는 사실에 우리 모두 충격을 받았던 것 같습니다."

데버룩스는 이 연구가 중요한 의미를 지닌다고 설명했습니다. 미세 플라스틱과 고분자 화학물질은 수생 및 해양 동물 이 섭취 해 먹이 사슬에 유입될 수 있기 때문입니다.

하지만 사람들이 불꽃놀이로 인한 플라스틱 오염에 주의를 기울이게 하려면 시간이 좀 걸릴 수 있다고 Westhead는 인정합니다. "대중적인 전통에 대한 여론을 형성하려면 훨씬 더 많은 시간과 노력이 필요할 것입니다."라고 그녀는 말합니다.

드론과 컬러 광선을 사용한 조명 쇼가 불꽃놀이의 대안으로 등장하기 시작했습니다(출처: Getty Images)

고통받는 야생 동물

개들이 불꽃놀이를 무서워한다는 것은 잘 알려진 사실입니다 . 하지만 연구에 따르면 불꽃놀이가 새에게도 파괴적인 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

유럽에서 북극 거위를 추적한 연구에 따르면 새해 전날에 새들이 갑자기 잠자리를 떠나 멀리 떨어진 지역으로 날아갔습니다 . 최대 500km(311마일)를 쉬지 않고 날아갔습니다. 그리고 그 영향은 새해 전날이 지난 후에도 오래 지속되었습니다. 새들은 다시는 원래 잠자리로 돌아오지 않았습니다. 극단적인 사례 중 하나는 2021년 새해 전날 불꽃놀이 행사 후 수백 마리의 새, 주로 찌르레기가 로마 거리에서 죽은 채로 발견되었습니다 . 2011년에는 아칸소주의 한 작은 마을에서 밤에 잠자리를 두었던 곳에서 겁에 질려 나무와 집에 날아든 검은 새 약 5,000마리가 단 한 번의 밤에 하늘에서 떨어졌습니다 . 야생 동물 관리들은 불꽃놀이로 인해 사망했다고 비난했습니다.

한 연구에 따르면, 7월 4일이나 새해 전날과 같은 대규모 불꽃놀이 행사의 매년 시기는 야생 동물의 번식 및 회유 행동과 일치하기 때문에 장기적으로 동물 개체수에 영향을 미칠 수 있다고 합니다. 

더욱 지속 가능한 옵션

환경 친화적인 불꽃놀이는 실제로 존재합니다. 이 불꽃 놀이는 거의 연기를 내지 않는 깨끗한 연소 질소 기반 연료를 사용합니다 . 불꽃놀이를 매력적으로 만드는 밝은 색상의 불꽃을 잃지 않으면서도 유해한 중금속의 대체품을 찾으려는 시도도 있습니다 . Brimblecombe는 "현재 생태계에 영향을 미치는 중금속을 제거하는 데 많은 중점을 두고 있어 오염이 적은 불꽃놀이가 탄생했습니다."라고 말합니다. 

하지만 아직도 시끄럽죠.

레이저 쇼와 드론은 사용된 대안 중 일부에 불과합니다. 재사용이 가능하고, 배출물이 없으며, 조용합니다. 하지만 드론에도 단점이 없는 것은 아닙니다.  야생 동물을 방해하기도 합니다 .

불꽃놀이가 도시 대기 질에 미치는 영향에 대한 한 연구 에 참여한 연구자들은 "이런 형태의 오락이 위험한 대기 칵테일을 만들어낼 만한 가치가 있는지는 균형 잡힌 방식으로 결정하는 것은 관련된 지역 사회에 달려 있다"고 요약했습니다.