장작·노천소각 미세먼지, 경유차 못잖다

장영기 2019. 09. 18
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미세먼지 심한 겨울철과 봄철 생물성 연소 획기적 관리 절실

04645637_P_0_김봉규.jpg » 미세먼지가 가장 심한 3월 경유차보다 생물성 연소가 더 큰 오염원이다. 한 농부가 농사준비를 위해 들판에 불을 놓고 있다. 김봉규 기자

미세먼지의 농도변화 추세

최근 미세먼지 오염상태가 좋아지고 있는지, 나빠지고 있는지에 대한 질문을 자주 받는다. 20여년간 전국 대기오염도의 변화 추세를 살펴보면 이산화황과 일산화탄소는 크게 감소하였고, 미세먼지(PM-10)는 그림1과 같이 2012년까지 전반적으로 감소하다가 2013년 이후에는 감소 추세가 약해졌다.

그동안 도시대기측정소의 잦은 신설·이전 등으로 인하여, 측정소의 자료를 모두 이용할 경우와 장기간 유지된 측정소 자료만을 이용하였을 경우의 대기오염물질 변화 추세가 달라 대기정책 효과 판단에 어려움이 있었다. 따라서 환경부에서는 전국 도시대기측정소 중 52개소를 '추이 측정소'로 지정하여 위치변경을 제한하고, 장기추세와 정책효과 분석에 활용하고 있다. 

이를 활용하여 미세먼지(PM-10)의 2000년 이후 변화 추세를 그림2와 같이 좀 더 정확하게 비교할 수 있다(국립환경과학원, 대기환경 연보-2017, 2018). 이 자료를 보면, 미세먼지의 농도는 2000년 이후 2002년 64㎍/㎥를 정점으로 2012년까지 점진적으로 감소하는 추세임을 확인할 수 있다. 그러나 2013년 이후에는 개선 추세가 약해졌다. 초미세먼지(PM-2.5)는 2015년부터 대기환경기준이 설정되어 변화 추세를 확인할 만큼 측정자료가 축적되지 못하였고 최근 25~26㎍/㎥ 수준을 보인다.

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<그림1> PM-10 의 연평균 농도변화 (1995~2017)

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<그림 2> 입자상 물질의 추이 측정소 연도별 변화 (2000~2017)

미세먼지 오염도의 월별 변화

미세먼지의 월별 농도변화는 어떨까. 2017년 7대 주요 도시의 PM-10 월평균 농도변화 경향을 살펴보면 그림3과 같이 3월~5월에 높은 농도를 보였으며, 강수가 집중되는 여름(8월)에 가장 낮은 경향을 나타내었다. 도시에 따라 약간의 차이는 있으나 월별 변화 경향은 비슷하였다. 

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(그림 3) 주요 도시의 2017년 PM-10 월평균 농도

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(그림 4) 주요 도시의 2017년 PM-2.5 월평균 농도

2017년 7대 주요 도시의 PM-2.5 월평균 농도변화를 살펴보면, 3월에 가장 높은 농도를 보였으며, 강수가 집중되는 8월에는 가장 낮은 농도를 보였다(그림 4). 특히 미세먼지(PM-10)의 경우 3~5월 농도가 높았으나 초미세먼지(PM-2.5)는 3월만 높은 특성을 보인다. 이는 4~5월은 황사와 꽃가루의 영향으로 추정되는데, 이들 입자의 직경은 2.5-10㎛ 사이에 많이 분포하기 때문에 미세먼지(PM-10) 농도는 높았으나 초미세먼지(PM-2.5) 농도는 높지 않은 것으로 추정된다. 2017년 황사가 4월에 1회, 5월에 5회가 발생했고, 소나무는 4월 말에서 5월에 가장 많은 꽃가루(송홧가루)를 날리는데, 이 영향으로 판단된다. 황사와 꽃가루에 의한 4, 5월 미세먼지 영향은 자연 현상으로 이를 인위적으로 개선하기는 어렵다.

월별 미세먼지 배출과 관리 

06069106_P_0_김봉규.jpg » 비행기에서 내려다 본 서울 겨울 하늘의 미세먼지 층. 김봉규 기자

미세먼지 배출량은 연중 일정하지는 않다. 월별 배출량을 보면, 당연히 난방으로 배출되는 미세먼지는 겨울철에 많고 여름에는 적어진다. 그러나 산업과 이동오염원의 배출량은 연중 큰 변화를 보이지 않는다. 최근 2015년 기준 배출자료를 보완하여 초미세먼지 월별 농도가 가장 높은 3월과 가장 낮은 8월의 배출원별 비중을 추정하면 그림 5와 같다. 

전국 기준으로 8월의 초미세먼지 배출량은 약 8020톤/월로 3월의 배출량 1만690톤/월의 약 75%로 추정된다. 3월과 8월의 가장 큰 차이는 생물성 연소에 의한 배출량 때문인데, 3월에는 생물성 연소의 배출 비중이 약 23%로 이동오염원(도로, 비도로)의 배출 비중 약 18%보다 약간 높은 것으로 추정된다. 

그러나 초미세먼지 농도가 가장 낮은 8월에는 생물성 연소의 배출 비중이 약 4%로 줄어들고 이동오염원(도로, 비도로) 배출 비중이 약 24%로 늘어난다. 이처럼 초미세먼지 고농도 계절에는 제조업, 이동오염원(자동차, 건설장비 등), 생물성 연소가 주요 배출원이다. 특히 생물성 연소는 미세먼지 고농도 계절인 12월부터 3월에 집중하여 이루어지므로 계절관리가 중요하다.

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(그림 5) 초미세먼지(PM2.5)의 3월과 8월 배출원별 배출기여도 (2015년 기준)

생물성 연소란 농촌 지역의 노천소각, 난로와 보일러의 장작사용, 화덕과 가마솥의 장작사용, 숯가마, 직화구이 등을 말한다. 이 생물성 연소는 우리 주변에서 너무 쉽게 볼 수 있지만 제대로 관리되지 않고 있다. 최근 국내에서 분석된 초미세먼지에 대한 수용모델의 배출원별 기여도를 보면 생물성 연소가 서울의 경우 연평균 15~20%, 전주 25%, 익산 28%, 청주 약 30%(11월 측정)의 사례가 보고되고 있다. 이러한 측정치는 우리의 초미세먼지가 경유차보다 생물성연소에서 더 많이 영향을 받는 지역들이 있으며 특히 겨울철에는 이 경향이 나타남을 보여준다.

나무 사용은 다른 어떤 연료보다도 유해 오염물질을 많이 배출시킨다. 나무 연소는 다른 연료보다 불완전연소가 많아 초미세먼지와 일산화탄소, 폼알데하이드, 아크롤레인, 다이옥신, 다환방향족탄화수소(PAH)와 같은 위해성이 큰 오염물질이 많이 배출된다. 또한 생물성 연소는 대부분 지면 가까운 높이에서 아무런 오염방지설비 없이 오염물질을 배출시키므로 국지적인 오염도를 악화시켜 주변 주민의 건강을 위협할 수 있다. 

01494697_P_0.jpg » 장작 사용은 불완전 연소로 다량의 미세먼지와 유해물질을 발생한다. 김봉규 기자 bong9@hani.co.kr

정부에서는 미세먼지에 대한 획기적이고 새로운 대책을 찾는 노력을 계속하고 있다. 획기적인 대책은 무엇일까? 획기적인 대책은 그동안 제대로 관리하지 못하던 배출원을 대상으로 하여야 한다. 이것은 아직 관리되지 못하였던 생물성 연소와 같은 배출원에 대한 대책이 기존의 다른 대책보다 비용대비 미세먼지 저감효과가 클 것이기 때문이다. 사업장과 노후 경유차 개선은 규제와 현장 확인으로 관리해야 하고, 생물성 연소는 위해성에 대한 인식 전환과 국민 참여 그리고 지자체의 적극적인 관심과 노력으로 개선해야 한다.

장작은 고체연료이다. 대기오염물질과 유해물질을 많이 배출시키는 고체연료 사용을 이대로 방치할 수는 없다. 기존 장작 난로와 보일러는 다른 연료로 바꾸거나 연소효율이 높은 펠릿 난로와 보일러로 교체해야 한다. 또다시 다가오는 미세먼지 고농도 계절의 고통을 줄이려면 철저한 불법소각 금지와 장작사용 규제가 계절관리 대책에 포함되어야 한다.

장영기/ 수원대 환경에너지공학과 교수, 환경과 공해 연구회 연구위원
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