농촌 쓰레기 태우기, 건설기계 미세먼지 자동차 못잖다

장영기 2015. 04. 20
조회수 26005 추천수 0

초미세먼지 배출 비중 제조업체 이어 농촌쓰레기·건설기계·자동차 순

미세먼지의 20~40%는 공중 형성 2차 미세먼지…극초미세먼지도 문제

 

fine3.jpg » 머리카락과 비교한 미세먼지의 크기 비교. PM10은 머리카락의 5분의 1, PM2.5는 PM10의 5분의 1 크기이다. 그림=미국환경보호청(EPA).  

 
올해 들어 미세먼지 고농도 사태가 자주 벌어지면서 미세먼지, 초미세먼지 이야기를 많이 듣게 된다. 그런데 이 둘을 구분하지 않고 다 같은 먼지로 이해하는 사람이 많다.
 
미세먼지와 초미세먼지에 어떤 차이가 있을까. 전에는 대기환경기준으로 입자의 지름이 100㎛(마이크로미터, 1㎛는 100만분의 1m, 곧 0.001㎜) 이하인 먼지 즉, 총부유먼지(TSP)를 규제했다.
 
이 항목은 2001년 대기환경기준을 개정하면서 환경기준에서 빠지고 지름 10㎛ 이하의 먼지 즉, PM-10(지름이 10㎛ 이하인 입자 물질)을 환경기준에 명시하게 되었다. 그리고 올해부터는 지름 2.5㎛ 이하의 먼지 즉, PM-2.5가 환경기준에 포함되어, 미세먼지는 PM10과 PM2.5가 대기환경기준 항목으로 규제되고 있다.

 

05245988_R_0.jpg » 2월11일 미세먼지 주의보가 내린 서울의 하늘. 사진=김봉규 기자
  
먼지에 대한 규제 대상의 변화를 살펴보면 누구나 점차 지름이 작은 먼지를 규제하는 추세라는 것을 알 수 있다. 이것은 먼지가 작을수록 공기 중에 오래 떠 있고 우리 호흡기 깊숙이 흡입되어 가라앉을 가능성이 크며 유해성분도 더 많이 포함하고 있으므로 점점 더 작은 미세먼지를 규제하게 되는 것이다.
 
최근 외국에서는 지름 0.01㎛ 이하의 정말 작은 초미세먼지(UFP 극초미세먼지, Ultrafine Particle)에 대한 관심이 높아지고 있다. 결국 우리는 더 작은 먼지를 부를 때 써야 하는 초미세먼지라는 명칭을 PM2.5에 너무 빨리 써 버려서 정작 더 작은 먼지를 지칭할 때에는 ‘진짜 초미세먼지’ 같은 명칭을 써야 할지도 모르는 우스운 상황이 되었다.
  
최근 선진국에서는 아주 작은 초미세먼지는 대기 중에서 포집되는 먼지의 무게로 관리하기 어렵기 때문에 단위 부피당 먼지의 개수를 규제하는 단계까지 이르게 되었다. 이 때문에 미세먼지는 앞으로 같은 농도라도 얼마나 작은 먼지로 구성되었느냐를 살펴보고 관리해야 할 필요가 있는 것이다.
 
크기 따라 다른 미세먼지 배출원
 

05262695_R_0.jpg » 서울환경운동연합 회원들이 3월9일 서울 광화문 이순신 동상 앞에서 황사 및 초 미세먼지로부터 시민건강지키기 실천행동에 들어가면서 거리 캠페인을 하고 있다. 미세먼지의 크기에 따라 주요 발생원이 다르다. 사진=김봉규 기자


대기오염 물질은 배출원에서 직접 배출되는 형태의 1차 오염물질과, 직접 배출되지는 않지만 이미 배출된 다른 물질이 대기 속에서 화학반응을 일으켜 만드는 2차 오염물질로 구분한다. 따라서 1차 오염물질을 얼마나 배출했나는 쉽게 계산할 수 있지만 2차 오염물질이 얼마인지는  잘 모른다.
 
대기오염 농도를 측정했다고 하면 당연히 1차와 2차 오염물질을 모두 포함한 것이다. 미세먼지는 단일 물질이 아니라 대기 중에 떠 있는 다양한 생성과정에 의하여 만들어지는 미세한 고체와 액체입자를 다 일컫는다.
 
따라서 미세먼지는 생성과정에 따라 1차 미세먼지도 있고, 2차 미세먼지도 있다. 예를 들어 1차 미세먼지는 연료를 태우는 시설의 굴뚝, 자동차 배기구, 바람에 날리는 먼지 형태로 많이 배출된다.
 
2차 미세먼지에는 대기 중에서 이미 배출되어 있는 황산화물, 질소산화물, 암모니아가 화학 반응을 거쳐 만들어내는 질산암모늄이나 황산암모늄 같은 에어로졸과 대기 중에서 응축되는 유기물질 등이 포함된다. 따라서 1차 미세먼지의 배출량만으로는 대기 중의 미세먼지 측정농도를 직접 설명하는데 항상 부족할 수밖에 없다.
  
서울 지역에서 측정되는 미세먼지 분석결과를 살펴보면, PM10의 약 20~40%가 2차 미세먼지이다1). 즉 1차 미세먼지 배출자료가 완벽해지더라도 이것만으로는 대기 중 미세먼지 측정농도가 누구 때문인지 즉, 배출원별 기여도를 제대로 설명하지 못한다.
 
fine1.jpg » 오염배출원별 PM10 배출기여율(2011, 전국)  
 
이러한 한계를 염두에 두고 1차 미세먼지의 배출원을 살펴보자. 대기 중 미세먼지 오염을 누가 일으키는지 일차적인 책임 규명을 하는 것이다.
 
최근 PM10 배출자료(그림1 참조)를 살펴보면, 사업장 굴뚝이나 자동차(도로 이동 오염원)와 건설기계(비도로 이동 오염원)와 같은 이동 오염원의 배기구에서 배출되는 양이 전체의 절반 정도 차지하고 있는데 일반적으로 이것을 미세먼지 배출의 주범으로 생각하기 쉽다.
 
그러나 배출량의 나머지 절반은 흩날리는 비산먼지 형태로 배출된다. 비산먼지 배출은 굴뚝과 같은 일정한 배기구가 아닌 형태에서 배출되는 것이다.

 

03760693_R_0.jpg » 건설장비 같은 도로를 운행하지 않는 곳에서 배출되는 미세먼지의 비중은 자동차보다 오히려 많다. 사진=이종근 기자
 
비산먼지 배출량의 절반 정도는 포장도로와 비포장도로에서 자동차가 달릴 때 다시 흩날리는 먼지로 추정된다. 포장도로 비산먼지는 주로 타이어나 브레이크, 도로표면이 마모되어 생성되는 미세먼지들이 차량이 도로를 주행하면서 재비산되어 발생한다. 비포장도로 비산먼지는 토양 성분의 흙먼지가 대부분이다.

 

비산먼지는 차량이 달리는 도로 아닌 곳에서도 발생하는데 건설공사, 나대지, 농축산 활동이 여기에 해당한다. 건설공사는 주로 토목공사 과정에서, 나대지에서는 강한 바람이 불어 나대지 표면의 흙먼지를 날릴 때, 농업활동은 경작지를 갈아엎을 때, 축사에서는 가축들의 활동에서 먼지가 발생하는 것을 추정하는 것이다.
 
비산먼지 배출은 비가 올 때는 줄어들게 되므로 강우 조건을 고려하게 된다. 비산먼지 배출량 추정은 간단하지 않고 불확실성도 크다.
 
fine2.jpg » 오염배출원별 PM2.5 배출 기여율(2011, 전국)
 
1차 미세먼지의 배출원을 PM2.5(그림2 참조)에 대하여 살펴보면 PM10과 다른 형태를 보이게 된다2). PM2.5의 배출 기여율을 살펴보면 특히 비산먼지 비중은 전체의 43%에서 15%로 작아지는데, 비산먼지에는 상대적으로 굵은 먼지가 많기 때문이다.
 
반면에 제조업 연소와 이동오염원과 같은 연소과정에서 배출되는 미세먼지는 크기가 작은 먼지가 많으므로 이들 배출원의 PM2.5 배출비중은 50%에서 72%로 커지게 된다.
 
특히, 생물성 연소의 배출비중은 두 배 정도 커져서 12%를 차지하게 되는데 생물성 연소에는 농업잔재물 소각, 화목 난로, 고기구이 등이 포함된다. 만일 PM1.0을 기준으로 배출원별 기여율을 분석하면 이러한 경향은 더 커질 것이다.

 

00640481_R_0.JPG » 농촌에서 폐비늘 등과 함께 흔히 태워버리는 농업잔재물도 초미세먼지의 주요한 배출원으로 밝혀졌다. 사진=류우종 기자
 
결론적으로 미세먼지 고농도가 누구의 책임이냐를 따지기 위해서는 첫째, 국내와 국외의 기여 정도를 구분하여야 하고, 둘째, 배출량을 산출할 수 있는 1차 미세먼지만을 대상으로 하므로 2차 미세먼지 부분이 과소평가되는 점을 고려하여야 하며, 셋째, 어느 크기의 먼지를 기준으로 할 것이냐를 결정하여야 하는 것이다.
 
그러나 여기에서 놓칠 수 없는 것은 먼지는 지름이 작을수록 공기 중에 오래 떠 있고 우리 호흡기 깊숙이 흡입되며 유해성분의 함유율이 높아지므로 국민 건강을 고려하면 더 작은 미세먼지를 고려해야 한다는 것이다.
  
이것이 1단계 수도권 대기질개선 대책에서 비산먼지 기여율이 높은데 배출 기여율이 작은 자동차 규제에 왜 많은 예산을 투자하느냐는 일부 논란에서 놓치고 있던 부분이며, 대기관리정책에서 자동차, 건설기계, 생물성 연소에 관심을 높이고 규제를 강화해야 하는 이유이기도 하다.
 
장영기/ 수원대 환경에너지공학과 교수, 환경과 공해 연구회 운영위원

 

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