미세먼지와 기후변화: 상관성이 있을까?
– 서울대 지구환경과학부 박록진 교수
연구배경 및 목적 : 동아시아에서는 미세먼지 혹은 초미세먼지에 대한 사회적 관심이
매우 높으며, 특히 한국은 초미세먼지의 연평균 노출농도가 OECD 국가
중 1위에 머물러 있는 실정임. 최근 한국에서 초미세먼지
주의보가 발령됨에 따라 국민들은 미세먼지를 실생활을 위협하는 심각한 사회문제로 인식하고 있고, 미세먼지
저감을 위한 효율적인 방안 마련이 필요한 상황임. 이를 위해서는 미세먼지의 구성성분 및 발생원에 대한
정확한 이해가 선행되어야 하며, 본 특강을 통해 미세먼지의 종류, 구성성분, 농도 추이를 파악하고, 더 나아가 미세먼지와 기후변화 간의 상관성에
대한 이해를 도모하고자 함.
주요내용
1) 미세먼지의 종류: 미세먼지는 입경(Particle Diameter)에 따라 황사(Dust), 해염인자(Sea Salt), 연기 입자(Biomass Smoke), 검댕(soot), 황산(Sulfuric Acid) 등으로 구분됨. 연기 입자(Biomass Smoke)는 탄소가 연소될 때 발생하며, 검댕(Soot)는 디젤자동차가 불완전 연소가 될 때 발생함. 또한 황산(Sulfuric Acid)의 경우에는 석탄을 태우면서 황이 산소와 결합하여 아황산가스를 만들고, 아황산가스가 대기 중의 특정조건에서 반응하여 2차로 생성되는 물질임.
2)
미세먼지의 구성성분: Zhang et al.(2007)은 관측자료 분석을 통해 초미세먼지의
구성성분을 살펴보았으며, 황산염, 질삼염, 유기에어로졸, 암모늄염, 블랙카본
중 전 세계적으로 유기에어로졸 성분이 가장 큰 부분을 차지하고 있음. 지난 2016년 우리나라 환경부는 미국 나사와 공동으로 코러스-AQ 캠페인에서
관측자료 분석을 통해 유기에어로졸이 초미세먼지의 약 40% 이상을 차지하는 가장 중요한 성분임을 밝혀낸
바 있음. 또한 미국 콜로라도 호세 히메네스 그룹의 코러스 캠페인 관측된 자료 분석에 따르면 한국의
유기에어로졸은 구성비 뿐 아니라 오염도가 높은 베이징이나 멕시코 시티에 비해서 이차적으로 생성되는 비율이 훨씬 높음. 이를 통해 국내 미세먼지에서 유기에어로졸이 차지하는 비중이 중요하다는 것을 알 수 있음.
3)
우리나라 권역별 배출량 변화추세: SOx 배출은 강원권의 경우 제조업연소의 무연탄
사용량에 따라 2011년과 2012년 사이에 증가를 나타내었으며
충청권 역시 충남지역 제조업연소의 1차 금속산업부문 무연탄 사용량 증가로 인하여 2012년 배출량이 증가하는 것으로 나타냄. 호남권의 경우 2011년 폐기물처리 부문의 CleanSYS 배출자료 보완으로 증가추세를
나타내었으며, 2011년 이후 다시 감소 추세를 나타냄. 영남권은 2005년 에너지산업연소의 공공발전시설 부문의 배출량이 크게 줄어 전체 배출량 감소에 영향을 주었으며 이후 감소
추세를 나타냄.
4)
미세먼지와 기후변화 간의 상관성: 서울의 초미세먼지가 가장 높은 계절은 봄과 겨울인데, 이는 시베리아 기단 등 우리나라를 둘러싼 기단들의 영향 때문임. 즉, 봄이나 겨울에는 오염물질이 있는 지역에서 바람이 불고 이 때 미세먼지가 우리나라에 유입되게 됨. 미세먼지의 농도는 ‘풍속’이
가장 영향을 많이 미치게 되는데 일반적으로는 풍속이 강할수록 확산이 잘 되어 미세먼지 농도가 떨어지는 특성을 가지지만, 최근에는 기후변화의 영향으로 풍속이 감소하면서 농도가 높아지게 되었음. 한편, 이산화탄소는 빛을 흡수시키는 반면 미세먼지는 빛을 산란시키기 때문에 도시를
Cooling 시키고 습도에도 영향을 주게 되는데, 이 때 미세먼지가 수증기 표면에 달라붙어
미세먼지가 더 커지고 시야가 뿌옇게 보이게 함. 또한 미세먼지로 이뤄진 수증기는 빛을 많이 반사하면서
물방울이 작아져서 비가 오지 않게 되는데 이를 미세먼지의 간접 기후효과라고 함.