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서울시 초미세먼지 성분 비중...자동차·화석연료서 생성된 질산염·유기탄소 순
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서울시 초미세먼지 성분 비중...자동차·화석연료서 생성된 질산염·유기탄소 순
  • 김지연 기자
  • 승인 2020.12.15 18:51
  • 댓글 0
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자동차 등에서 기인하는 질산염이온 24%...가장 큰 비중
화석연료 연소 및 수목류 등 자연 발생하기도 하는 유기 탄소 16%
2019년 서울시 초미세먼지 구성 성분 비율
2019년 서울시 초미세먼지 구성 성분 비율 /서울시

미세먼지보다 더 작아 인체 내 기관지 및 폐의 깊숙한 곳까지 침투해 암을 유발할 수 있는 위협적인 초미세먼지, 그 주요 원인은 무엇일까?

미세먼지의 주 발생원인은 화석연료가 연소하거나 자동차의 배기가스 등 대기오염물질로 알려져 있는데, 서울의 초미세먼지가 자동차 배기가스와 난방 등에서 배출되는 오염물질이 큰 비중을 차지한다는 분석 결과가 나왔다. 

서울시의 초미세먼지의 성분 중 자동차 등에서 배출된 질산염이온, 황산염이온과 같은 이온류와 화석연료 연소 등 유기 탄소가 가장 많은 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 

15일 서울시에 따르면 지난해 서울 초미세먼지(PM25)의 성분을 분석한 결과 자동차 등에서 기인하는 질산염이온이 24%로 가장 큰 비중을 차지했으며, 화석연료 연소 및 수목류 등 자연 발생하기도 하는 유기 탄소가 16%로 다음 순으로 많았다.

서울시가 발간한 '2019년 서울시 초미세먼지 성분 분석보고서'에서 서울시 보건환경연구원은 지난해 서울시 광진구 대기질종합측정소에서 초미세먼지를 채취해 질산염이온, 항산염이온 등 이온 8종과 원소 유기탄소 등 탄소 2종, 중금속 20종, 레보글루코산 등 31종을 분석했다고 밝혔다. 

광진구 대기질종합측정소 시료 채취 장비 /서울시

연구원은 초미세먼지 농도에 따른 질산염·황산염 이온과 원소탄소 등 주요 성분의 농도 변화에 대한 이론적 고찰과, 바나듐·비소·아연 등 특정 중금속의 배출원을 일부 확인했다. 

초미세먼지 성분 중에 가스상 오염물질이 대기 중에서 2차 반응을 일으켜 입자로 변환된 질산암모늄(NH4NO3)과 같은 이온류가 전체의 53%였다. 

이 이온류 중에서는 자동차 등에서 배출된 이산화질소(NO2)의 반응에 의해 생성된 질산염이온(NO3-)의 비중이 45%로 가장 높았다. 또한 황산염이온(SO42-)의 비중이 27%를 차지했다. 

초미세먼지의 구성 성분을 분석하는 모습
초미세먼지의 구성 성분을 분석하는 모습 /서울시

질산염이온이 지난해 서울시에서 대기 정체 등에 의해 초미세먼지 농도가 증가할 때 특징적으로 질산염이온의 농도도 증가했는데 이것은 서울시 대기 중에 질산염암모늄 입자로 변환 가능한 이산화질소의 양이 충분하기 때문인 것으로 추정했다. 

황산염 입자는 고농도 미세먼지 발생 시 외부의 유입에 의해 증가하는 경향이 있었다. 

유기물이나 원소상태로 존재하는 탄소류는 32%를 차지했는데 유기탄소는 1000여종이 넘는 개별 유기성분들이 포함되어 있다. 

유기탄소는 자동차 등 화석연료의 연소 과정의 직접 배출과 페인트 등의 증발 및 수목류 등에서 발생하는 휘발성유기화합물(VOCs) 등에 기인한다고 알려져 있다.

다환방향족탄화수소(PAHs)를 포함해 건강 영향을 미칠 수 있는 성분 중심으로 상세한 조사 확대를 추진하고 있다고 연구원은 밝혔다. 

전체 금속류 중 주요 성분 비율  /서울시

금속류는 2%를 차지했는데 토양에서 발생한 칼슘, 철 등의 미네랄 성분이 금속류의 70% 이상으로 대부분을 차지했지만 산업 활동이나 자동차 브레이크, 타이어 마모 등 인위적인 원인으로 발생하는 금속으로는 아연, 구리, 납 등의 농도가 높았다. 

또한 금속류 중 유일하게 대기환경기준이 있는 납의 농도는 0.04㎍/㎥으로, 기준 0.5㎍/㎥ 대비 약 1/13의 수준이었으며 전체 금속류 중 3.7%를 차지했다.

연구원은 또 겨울철 중국 요동반도 오른쪽 랴오닝 성과 지린성, 북한을 거쳐 기류가 유입될 때 유연탄 연소의 산물인 비소와 납의 농도가 올라가는 것을 확인했다고 밝혔다. 

이들 지역에서 겨울 난방에 석탄을 이용하고 있고, 기류가 일치할 때 그 부산물이 서울에 영향을 끼칠 수 있다고 추정했다. 

연구원은 산둥반도와 요동반도 일부, 충남 등 서해안 공업지대를 거쳐 기류가 유입될 때 중유 연소의 산물 바나듐 등의 농도가 증가하는 것을 확인했으며, 서울시가 정유, 제철 등 산업 시설과 대형 선박의 항행에 의한 영향을 받고 있다고 평가하기도 했다.

한국환경산업기술원에 따르면 국제적으로 미세먼지(PM10)에서 위해성이 큰 초미세먼지(PM2.5)의 규제기준 강화 및 자국 대기환경에 특화된 원인규명 등을 적극 추진하고 있는데, 미국은 2013년부터 초미세먼지의 연평균 기준을 15㎍/㎥에서 12㎍/㎥으로 강화하고 있다.

중국은 2013년부터 초미세먼지의 환경기준을 설정하여 113개 도시에 적용 하고 있으며, 2016년부터는 전 지역으로 확대하고 있고, 영국 런던은 공해차량제한구역(LEZ : Low Emisson Zone)을 지정하고 친환경교통 이용활성화를 장려하는 정책을 추진하고 있다.

미국, 중국 등 해외 주요 국가에서는 노후 경유차 운행 제한 및 전기 자동차 보급목표 설정 등 미세먼지 저감정책에 주력하고 있다.

미세먼지 계절관리제

미세먼지 계절관리제에서 서울시가 제안하는 미세먼지 줄이기 5가지 실천법은 ▲5등급 차량 매연저감장치 부착하기 ▲공회적 NO! 친환경 운전 습관 지키기 ▲가정용 친환경보일러로 교체하기 ▲적정 난방온도(20℃) 유지하기 ▲에코마일리지, 승용차마일리지 가입하기 등이다.

서울시보건환경연구원 관계자는 "확인된 자동차와 난방 등에서부터 배출되는 오염물질을 저감하는 정책을 적극적으로 추진할 필요성을 재확인했으며, 건강에 영향을 줄 수 있는 성분을 포함하고 있는 유기탄소의 비중을 감소하기 위해서는 휘발성유기화합물을 줄이는 것도 매우 중요하다"고 말했다. 

또 정기적인 초미세먼지 성분과 농도, 배출원을 추정하는 보고서 발간과 초미세먼지 현장 성분 분석이 가능한 모바일 랩 도입 등 과학적인 초미세먼지 저감 정책 추진을 지원할 계획이라고 밝혔다. 

[케미컬뉴스=김지연 기자]


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