[사이언스칼럼] 기후변화가 몰고 오는 미세먼지

장태선 한국화학연구원 미세먼지융합화학연구단장

장태선 한국화학연구원 미세먼지융합화학연구단장

우리의 건강을 위협하는 미세먼지(PM·Particulate Matter의 약자로서 '작은 입자의 물질')는 주로 인간의 활동으로 발생하고 있으며, 과학적으로 좀 더 깊이 살펴보면 화학반응을 통해 만들어지고 있다. 미세먼지의 경우 홍수, 가뭄, 폭설 등 다른 재난보다 피해를 주는 범위가 넓다. 보통 집중호우가 쏟아지거나 태풍이 지나가면 이재민 등의 피해가 발생하더라도 단발성으로 지나가는 경우가 대부분이지만, 미세먼지는 기간이 지속적이고, 건강에 영향을 직접적으로 미친다는 점에서 더욱 위험하다.

황사는 자연에서 발생한 큰 먼지로서 과거부터 존재했던 모래바람이며, 우리나라에 영향을 미치는 황사 입자 크기는 약 5~8㎛ 정도다. 하지만 미세먼지(PM10)는 단순한 먼지가 아니라서 문제가 된다. 즉 공장, 자동차, 발전소, 선박 등 산업 활동에서 발생하는 아주 작은 크기의 입자상 오염 물질로 10㎛ 이하의 크기(머리카락의 5분의 1 정도)를 갖고 있다. 특히 초미세먼지(PM2.5)는 미세먼지 중에서 지름 2.5㎛ 이하의 입자인 물질로서 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 휘발성유기화합물(VOC)이 대표적이다. PM10의 4분의 1 크기로 사람의 눈에는 거의 보이지 않아 기도에서 걸러지지 못하고 대부분 폐까지 침투해 각종 질환과 질병을 일으킨다고 알려져 있다.

경제협력개발기구(OECD)가 발간한 '2020 삶의 질(How's Life)' 보고서에 따르면 우리나라의 공기 질은 세계 180개국 중 173위, 한국 인구 55.1%는 세계보건기구(WHO)에서 권고한 수준의 2배가 넘는 초미세먼지에 노출된 것으로 나타났다. 사실 OECD 회원국 가운데 가장 높은 비율이다. 세계보건기구(WHO)의 권고 기준은 연평균 10㎍/㎥ 이하(1㎍은 100만분의 1g), 국내 연평균 농도는 2021년엔 18㎍/㎥로 보고되었다. 따라서 국내에서는 10㎍/㎥ 안팎의 맑은 공기를 마실 수 있는 날은 1년에 몇 번 밖에 안된다.

사실 최근 몇 년 사이에는 해마다 감소하고 있어서 다행이라고 생각하고 있다. 이것은 초미세먼지 저감을 위한 국내 노력과 함께, 중국에서 초미세먼지가 덜 유입된 영향으로 분석된다. 중국은 지난해 '제로 코로나' 정책으로 주요 도시가 고강도 봉쇄에 들어가면서 공장이 문을 닫아 초미세먼지 원인 물질 배출도 급격하게 줄었다. 하지만 봉쇄가 풀리면서 공장들이 재가동되고, 해외여행도 증가하면서 배출되는 미세먼지가 증가하고 있어서, 이는 코로나 이전으로 돌아가는 것은 시간문제라는 전망도 나온다. 코로나 이전과 이후의 상황을 비교해보면 결국 미세먼지 원인은 인간의 활동에 기인한다고 판단되며, 관련 전문가들은 대부분 이에 동의하고 있다.

또한 기후변화로 인해 동아시아 지역의 대기 흐름이 정체돼 미세먼지의 농도 악화로 이어졌다는 연구 발표는 설득력이 있다. 지구 온난화로 극지방의 빙하가 녹으면 극지방과 유라시아 대륙의 온도 차가 감소하였고, 이는 유라시아 대륙의 풍속 감소와 대기 정체를 유발하여 고농도 미세먼지 발생 빈도를 증가하게 만든다. 우리가 앞으로도 결코 미세먼지에 대해 안심할 수 없는 이유이기도 하다. 따라서 미세먼지는 기후변화 대응 기술과도 그 '결'을 같이하고 있으며 시급성과 대응처들의 견해에 차이가 있지만 근본적으로 서로 복합적으로 연계되어 있어서, 대응 방안을 함께 고려해야 한다.

탄소중립 측면에서, 대부분의 에너지 사용에는 온실가스, 미세먼지 등의 대기오염 물질이 발생하므로, 우리 스스로 에너지 사용량을 최소화하고 적절한 수준 이하로 관리하도록 노력해야만 우리가 망가뜨린 자연을 회복하고 삶의 질을 높일 수 있다. 정부출연연구소를 비롯한 과학계에서는 1995년 미세먼지 이슈는 환경기준이 마련된 이후부터 주목하기 시작하여 2017년 미세먼지 대응 정부 대책 발표 전·후를 기점으로 더욱 체계적이고 조직적으로 주목하기 시작했다. 따라서 이 문제의 원인 규명부터 저감을 목적으로, 미세먼지 생성 메커니즘을 이해하고 해결할 수 있는 관련 전문가들이 모여서 융합연구를 수행하기 위해 앞장서고 있다.
장태선 한국화학연구원 미세먼지융합화학연구단장