미세먼지로부터 우리아이 지키기(3)
- 환경오염으로부터 우리아이 지키기 시리즈 1 -

지난 회에 미세먼지의 구성성분과 예·경보제 그리고 경보 발령 시에 어떻게 해야 하는지를 말씀 드렸습니다. 이번 시간에는 말씀드린 대로  PM10과 PM2.5의 농도를 측정하는 방법과 오염원인 등에 대해 설명드리겠습니다.

□ 미세먼지(PM10, PM2.5)의 측정 방법

우리나라에서 공식적으로 인정받는 미세먼지(PM10, PM2.5) 측정 방법은 ｢대기오염공정시험기준｣ 이라는 환경부 고시 규정에 정해진 방법입니다. 이 규정에 따르면 크게 두 가지 방법이 있는데, 가장 정확한 방법이 ‘중량농도법’ 이라는 방법이고, 자동 연속으로 측정하는 방법이 ‘베타선흡수법’ 이라는 방법입니다. 용어가 어렵죠? 하나씩 살펴보겠습니다.

앞서 말씀드린 내용 중에서 미세먼지의 단위에 대해 말씀드린 적이 있습니다. 일반적으로 ㎍/㎥를 미세먼지 단위로 쓰는데, 그 의미는 공기 1㎥ 중에 몇 ㎍의 먼지가 있는지를 나타낸다고 말씀 드렸습니다. 따라서 ‘중량농도법’이란, 공기 1㎥를 공기펌프로 흡입을 하고, 그 중에 있는 먼지를 체에 걸러서 2.5㎛보다 작은 먼지(PM2.5), 또는 10㎛보다 작은 먼지(PM2.5)만 따로 모은 후에 그 무게를 재는 방법입니다.

공기를 모으기 위해서 고용량 공기포집기(High volume air sampler)라는 장비를 쓰고, 거기에 먼지를 걸러 내는 필터와 저울을 달아 측정을 할 수 있겠죠? 아래 그림과 같은 모양입니다.
  
<그림> 고용량 공기포집기 겉 모양과 내부 모양
출처: https://tisch-env.com/high-volume-air-sampler/pm2.5 (겉모양),
      http://polltechinstruments.com/pm2-5-high-volume-air-sampler.html (내부 모양)
그런데 이 중량농도법의 경우 가장 정확한 방법임에도 불구하고 일정 시간 동안 필터를 장착해서 공기를 빨아들여 걸러진 무게를 달아야 하기 때문에 자동으로 연속측정하는 것은 불가능합니다.

그래서 이런 단점을 극복하고자 많은 방법들이 연구되어 왔는데, 우리나라에서 채택한 방법은 PM10이나 PM2.5와 같은 작은 먼지가 흡수하는 방사선의 일종인 베타선(β-ray)을 이용하는 방법입니다.

이 측정법의 경우는 온도와 습도 등 주변 조건에 매우 민감하므로 이와 같은 조건을 잘 맞춘 상태에서 공기를 측정기에 통과시켜 베타선이 흡수되는 정도를 측정하고, 흡수되는 정도를 질량으로 환산하는 방법입니다. 당연히 빛이 흡수되는 정도를 질량으로 환산하게 되므로 오차가 있을 수 있고, 중량농도법의 측정 값과 베타선 흡수법의 측정값을 비교하고 교정(이를 검·교정이라 합니다)하는 등 장비를 얼마나 잘 유지관리 하느냐에 따라서 측정 값의 신뢰도를 보장 받습니다.
  
<그림> 미세먼지 측정소(좌)와 베타선 흡수법 미세먼지 측정기(우)
출처: http://gyinews.co.kr/Article/ViewForm.asp?intNum=8403&tblTableName=tblArticle&sKey=&sWord=&intGotoPage=2 (좌),
     http://www.kanomax.co.kr/html/product/environ_ae_14.php (우)

위 그림에서 보시는 것처럼 자동연속 측정장비는 설치 위치나 온도와 습도 등을 조절할 수 있는 내부 설비 등이 잘 갖추어져야 정확한 측정 값을 얻을 수 있고, 법령에 따라 정기적으로 점검 및 정도관리(측정 값을 정확히 유지하기 위한 유지관리)를 하도록 되어 있습니다.

□ 공기청정기에 붙은 것이나 휴대용 측정기가 많던데...

공기 청정기에 부착된 측정기나 간이 휴대용 측정기는 대부분 베타선 흡수법과 같은 자동 측정법을 기초로 만들어진 측정 장비입니다. 그런데 이와 같은 자동 측정 장비는 앞서 말씀드린 것처럼 중량농도법으로 측정되는 정확한 값과 비교하여 주기적으로 검·교정하고, 온도와 습도 등을 정확히 맞춘 상태에서 측정해야만 정확한 값을 얻을 수 있습니다.

그러나 휴대용 장비는 대부분 이와 같은 검·교정 등을 제대로 거치지 않았거나 측정 값의 신뢰성을 확인하기 어려운 장비들이어서 그 값을 그대로 믿으실 수는 없습니다. 실제로 2016. 12. 14. 환경부는 공기청정기 등에 부착된 휴대용 공기질 측정기의 오차가 많다는 검사 결과를 발표하기도 했습니다. [환경부 홈페이지(http://www.me.go.kr/home/web/board/read.do?boardMasterId=1&boardId=727840&menuId=286) 참조]

□ 그럼 공기청정기에서 표시되는 수치나 간이 측정기 값은 쓸모 없나요?

이미 휴대용 측정기를 가지고 계시거나 미세먼지 농도가 표시되는 공기청정기 등을 가지고 계신 분들은 그 값을 기준으로 지난 번에 말씀드린 미세먼지 경보 등 미세먼지의 심각 수준 여부를 판단하는데 직접적으로 사용하시는 것은 어렵다고 보입니다. 다만, 개인용으로 이미 보유하고 계신 만큼 어제 비해서 오늘, 또는 공기청정기를 돌리기 전과 후에 공기질이 달라졌는지 여부 등 경향만 파악하시는 정도로 활용하시는 것이 좋을 듯 합니다.

□ 동네나 학교 마다 측정기가 있으면 좋지 않을까요?

이 문제도 결국은 앞서 말씀드린 휴대용 측정장비와 마찬가지 결론입니다. 장비가 많다고 좋은 것이 아니라 올바른 장소에 설치하고 주기적으로 정확한 유지관리를 하는 것이 더 중요합니다.

그리고 미세먼지는 동네마다 차이가 있을 정도로 급격한 농도 변화가 있는 정도는 아니므로 현재와 같이 지역적 특성을 고려해서 권역별로 설치되는 것이 바람직하고, 오히려 현재 설치된 위치가 너무 높거나 건물에 둘러싸여 있는 등의 이유로 정확한 측정을 하기 어려운 위치일 경우 이를 옮겨 주고, 정도검사 등 유지관리에 더 많은 신경을 쓰는 것이 좋습니다.

이와 관련해서 문 대통령님께서 선거 공약으로 각 학교마다 미세먼지 측정기를 설치하겠다고 하셨는데, 현재 설치된 미세먼지 자동측정기를 전수조사 해서 제대로 설치되지 않은 장비를 옮겨서 설치하고, 꼭 필요한 위치인데도 없는 경우에만 추가 설치하도록 하면서, 측정 전문가 양성과, 기존에 설치된 장비가 신뢰성 있는 측정값을 낼 수 있도록  유지·관리하는 데 예산이 투입되는 것이 더 바람직하지 않을까 생각해 보았습니다.

□ 그럼 현재 있는 미세먼지 측정망으로도 충분한가요?

현재 설치·운영 중인 미세먼지 측정망 현황을 보면 대도시 위주로 설치되어 있고, 강원권이나 경북권, 충청권에 측정소가 없어서 보강이 필요하다고는 보입니다. 또한 미세먼지 중에서 PM10 측정소는 비교적 많이 설치되어 있으나, PM2.5 측정소는 부족해 보이긴 합니다.

□ 신뢰성 있는 측정 값은 어디서 알 수 있나요?

공식적인 국가 또는 지자체 측정망의 측정 값은 모두 한국환경공단에서 운영하는 에어코리아(www.airkorea.or.kr) 홈페이지에서 실시간으로 확인하실 수 있습니다.

□ 미세먼지는 어디서 생기나요?

지난 회에 미세먼지는 인위적 오염물질과 자연적 오염물질 외에 오염물질들 끼리 화학반응을 하는 2차 오염물질까지 있다고 설명 드렸습니다. 그럼 이런 오염물질들이 어디서 오는지 살펴보겠습니다.

우선, 대도시에서 가장 많은 오염물질을 내뿜는 것은 아무래도 자동차일 것입니다. 그 중에서도 경유차의 경우 미세먼지, 질소산화물 등을 다른 차종에 비해 많이 내뿜는데 노후 한 화물차, 대형버스, 건설 중장비 등 경유를 사용하는 대형 노후 차량들이 오염물질 배출을 많이 한다고 볼 수 있습니다.

<그림> 오래된 경유자동차가 내뿜는 매연
출처 : http://www.koenergy.co.kr/news/articleView.html?idxno=80464

다음으로 산업단지에서는 먼지를 대량으로 내뿜는 제철소나 노후 석탄화력발전소 등이 미세먼지 배출의 주범이라고 할 수 있겠습니다.

<그림> 화력발전소의 미세먼지 배출
출처: http://www.segye.com/newsView/20160603003010

그 외에 중국에서 날아오는 황사 등 자연적 오염, 공사장 등에서 날리는 미세먼지 등도 주요 오염원이라고 볼 수 있습니다.

특히 최근 중국의 영향이 점점 커지고 있는데, 한국대기환경학회 등의 추정에 따르면 연평균 약 50% 정도, 겨울에는 최대 75% 정도의 미세먼지가 중국에서부터 날아오는 것으로 추정하고 있습니다.

그리고 최근들어 점점 중요해 지고 있는 것이 1차적으로 자동차나 공장에서 배출된 이후 화학반응 등으로 생성되는 더 유독한 2차 오염물질인데, 햇빛의 자외선에 의해 광화학반응으로 생성되는 오존(O3)을 포함한 산화성 오염물질들이 바로 그것입니다. 서울대학교의 연구에 의하면 PM2.5의 최대 65%가 2차적으로 생성된다고 하니 이 부분에 대한 근본적 고민과 대책이 필요할 것 같습니다.

□ 고등어구이가 미세먼지 주범이라는데?

한 때 고등어구이로 인해 발생하는 PM2.5가 미세먼지의 주범인 것처럼 오해를 받은 적도 있습니다. 그런데, 이는 연구 결과를 오해한 것으로 주로 저개발국가의 주방에서 가정 주부들이 얼마나 대기오염물질에 취약하게 노출되어 있는지를 연구하는 과정에서 환기시설을 갖추지 않은 채 요리를 할 경우 특히 생선구이나 고기구이, 튀김요리 등을 하게 되면 PM2.5나 발암물질 등이 다량 발생하면서 주부들의 건강을 해칠 수 있다는 WHO의 연구 결과를 놓고 오해가 빚어진 것입니다.

물론 우리들의 집안에서 발생되는 미세먼지는 대부분 요리과정에서 발생되는 것이라는 위험성을 인지하시고 주방에서 튀김이나 구이 요리를 할 때는 꼭 환기팬을 가동시키거나 문을 여는 등 환기를 시켜서 주부님들과 가족들의 건강을 지키는 것은 필요해 보입니다.

그러나 고등어구이나 고기구이, 튀김요리가 우리나라 전체의 미세먼지 농도에 영향을 줄 정도로 주범이라고 보기는 어렵고, 오히려 앞서 말씀드린 노후 경유차, 노후 산업설비 시설, 황사 등 자연적인 오염원과 중국으로부터 날아오는 오염물질, 그리고 오염물질끼리 화학반응을 하는 2차 오염물질 등이 주요 원인이라고 볼 수 있습니다.

그럼 다음 시간에는 미세먼지를 줄이기 위한 정부의 노력과 우리가 집에서 할 수 있는 것들이 무엇이 있는지, 그리고 우리 아이들을 위해 우리가 할 수 있는 일들이 무엇이 있는지 생각해 보도록 하겠습니다.