미세먼지 습격의 계절이 다가왔다. 춥고 건조한 겨울철이 되면서 대기를 정화해주는 비가 내리지 않기 때문이다. 특히 15억에 달하는 무지막지한 인구가 몰려 사는 중국에서 쏟아내는 매연은 미세먼지의 매우 큰 축임을 부인 할 수 없다. 다만 중국 측은 원인을 부인하고 있고, 공동조사에 소극적이기 때문에 결국 당분간은 우리나라 내부원인 줄이는 데 사활을 걸 수 밖에 없는 상황이다.

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미세먼지 보다는 미세중금속?…건강에 치명적 영향 끼쳐
죽거나 병드는 사람 많아질 것…한 해 2만 명 사망 예측
고농도 미세먼지 발생지 추적했더니 ‘중국’ 원인 매우 커
책임축소 中…석탄연료 사용줄여 내부문제부터 해결해야

 

▲ 우리나라는 건조하고 추운 겨울이 다가오면 미세먼지에 심각한 피해를 받는다. <사진출처=Pixabay>

 

국제표준으로 지름이 10㎛ 이하(PM 10)이면 미세먼지(부유먼지, suspended particles)라 하며 지름이 2.5㎛ 이하(PM 2.5)인 먼지, 지름이 1㎛ 이하(PM1)인 먼지로 세분화하나, 한국에서는 부유먼지를 미세먼지(PM10)로, 미세먼지를 초미세먼지(PM2.5)로 부르며, PM1 역시 초미세먼지로 분류한다.

 

미세먼지의 습격

다만 우리나라에서도 지난 2017년 3월, 초미세먼지의 명칭이 부유먼지로 바꾸었다. 환경부의 설명에 따르면 국내에서 쓰이는 미세먼지 용어가 세계적으로 통용되는 용어와 달라서 빚어진 혼란을 줄이기 위해 용어를 바꾸기로 했다. 하지만 현재도 거의 모든 언론사는 물론 포털의 미세먼지 정보에서조차 초미세먼지라는 용어를 그대로 사용하는 상황이다.

이 외에도 기체로 배출되었다가 식어서 먼지가 되는, 극미세먼지보다 더 작은 응축성 미세먼지가 있다. LPG같은 천연가스는 연소시에 미세먼지와 극미세먼지가 덜 나오지만, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 공해 가스와 응축성 미세먼지가 많이 나온다.

미세먼지는 질산염(NO3-), 암모늄 이온(NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이온 성분과 탄소 화합물(carbon compounds), 금속(elements) 화합물 등으로 이루어져 있다. 세계보건기구(WHO)는 미세먼지 중 디젤에서 배출되는 BC(black carbon)을 1급 발암물질로 지정한 바 있다.

장기간 미세먼지에 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종질병에 노출될 수 있다. 특히 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다.

미세먼지보다 미세중금속으로 부르는 게 맞지 않나 싶을 정도로 중금속 함유량이 높다. 미세먼지와 초미세먼지가 높은 날과 그 전후 날 대기 중 금속농도의 농도를 보면 납의 농도가 대기질이 깨끗할 때보다 높게 나타난다.

황사의 경우 원래는 자연적인 풍화 현상일 뿐이고 현대에 와서 모래 알갱이가 공장 매연을 같이 쓸고 와서 문제가 된 것이지만, 미세먼지의 경우 공기 중 매연이 너무 많아 매연 내 입자들과 공기 중에 있는 황산화물, 수분 등이 엉겨서 생긴 것이라 둘은 그 발생 메커니즘이 완전히 판이하다. 말하자면 미세한 금속 가루가 공기중에 떠다니는 것.

대한민국은 중국에서 불어오는 수많은 미세먼지와 기타 대기 오염 물질로 인해 대기가 자주 스모그화 되어버린다. 특히 골치 아픈 부분인 황사는 계절한정이지만, 미세먼지는 바람이 한국 방향으로 부는 순간 바로 당한다는 점이다.

아시아에서는 중국의 미세먼지가 인접국인 대한민국은 물론 북한, 일본까지 피해를 주며, 인구 과밀화 문제가 심각한 국가인 인도, 파키스탄, 방글라데시, 이란, 아프가니스탄, 베트남 북부 지역은 물론이고 아라비아 반도, 사하라 사막 주변도 심각하다.

유럽은 베네룩스(특히 네덜란드 남부와 플랑드르)와 이탈리아가 가장 심하게 노출되는 것으로 보이며 아메리카의 전 지역, 오세아니아, 러시아 등은 비교적 적게 발생된다. 이유를 보면 러시아는 면적이 광대하게 넓기도 하지만 중국에 비해 낮은 인구밀도로 오염 물질이 분산되며 넓은 산림이 정화하는 효과도 있기 때문으로 보인다.

아메리카 대륙의 경우 미국과 멕시코, 칠레 등 일부 지역 및 나라의 인구 과밀지역이 오염이 상대적으로 심한편이다.

심각한 점은 앞으로 이 미세먼지 때문에 우리나라에서 갑자기 죽거나 병드는 사람이 많아질 것이라는 점이다. 국제 의학학술지인 랜싯(The Lancet)에 보고된 논문에 따르면, 미세먼지는 고혈압, 흡연, 당뇨, 비만 다음가는 사망위험요인으로, 2015년만 해도 약 420만 명이 PM2.5 크기의 미세먼지로 인해 조기 사망했다고 밝혔다. 또한 한국인은 특히 미세먼지에 취약하며 한 해 2만 명이 미세먼지로 인해 조기 사망할 것이라 추정했다. 원인을 추적해 미세먼지를 저감하는 게 국가적인 큰 과제로 떠오를 수 밖에 없는 것이다.

 

원인은 중국?

그렇다면 우리나라 미세먼지 원인은 무엇일까? 일단 미세먼지 자체는 석유, 석탄과 같은 화석연료가 타거나 자동차 매연으로 인한 배출 가스에서 나오는 대기오염물질이 미세먼지의 주 유발 원인으로 알려져 있다.

서울특별시 기후환경본부에서는 ‘분진’이라는 표현을 사용하기도 했다. 일반적인 먼지에 비해 매우 작고 가벼운 미세먼지는 당사국뿐만 아니라 주변 국가들에게까지 영향을 미칠 정도로 광범위한 지역을 오염시킨다. 때문에 해가 갈수록 위험성이 강조되고 있는 오염물질 중 하나이다.

또한 한국과 중국은 여름 한철에만 강수량의 60~90%가 집중되는 기후이기 때문에 강수가 적거나 없는 계절에 유독 미세먼지가 잘 확산되는 경향이 강하다. 특히 겨울철에 절정이 되는데, 난방으로 인한 매연이 엄청나게 뿜어져 나오지만 비나 눈이 거의 오지 않기 때문이다.

한국에도 공장이나 발전소는 있고 자동차도 돌아다니는 만큼 한국 내 발생도 분명 존재한다. 그러나 미세먼지가 심각한 날의 기여율은 단적으로 말해 중국이 훨씬 높다. 미세먼지의 근본 원인을 우리 스스로의 탓으로 돌리고 있지만, 위성사진을 살펴보면 황산염, 일산화탄소, 미세먼지 농도 추이를 직접 관찰하면 중국의 영향을 무시할 순 없다.

실제 미세먼지가 심각했던 올해 초 보도에 따르면, 서울시 대기정책과 이준복 박사가 평소에는 외부 유입이 55%인 것으로 나타났는데 다만 고농도 시에는 72%로 증가하는 것으로 나타났다는 결과를 발표했다. 더구나 2017년 100㎍ 이상 고농도 미세먼지의 발생지를 추적했더니 모두 중국이 원인이었다는 것을 밝히며, 중국을 옹호하고 국내 책임론을 주장하는 전문가 사람들의 의견에 직격탄을 날린 바 있다.

이렇게 중국의 영향이 높다 보니 중국에서 대량 유입되는 고농도 미세먼지가 많은 날엔 아무리 한국서 비상 대책을 발령해 공장 가동 중단 조치까지 취해봐야 감축 효과는 별로 크지 않았다.

2016년에 안양대학교 환경에너지공학과에서 출판된 논문에 따르면 중국의 미세먼지 기여도는 서울지역일수록 더 높고, 미세먼지 농도가 높은 날일수록 기여도가 더 높으며, 주요 발원지는 산둥반도와 베이징, 톈진, 둥베이 등이라고 한다. 심지어 국내 미세먼지 농도가 최대치를 기록하던 날의 중국의 미세먼지 기여 비율은 국내 기여 비율의 3배에 달했다.

또다른 대표적인 사례는 올해 7월 중순의 계속된 한반도 폭염의 원인인 고기압으로 인해 중국으로부터의 기류 유입이 없어지자, 극도로 정체된 기단상황에도 불구하고 폭염기간 내내 미세먼지 없는 맑은 하늘을 유지하였다. 이는 미세먼지 원인의 상당 수가 중국임을 증명하는 사례라 할 수 있겠다.

실제로 2017년 국내 노후 화력발전소의 가동을 대대적으로 중지했을 때도 미세먼지는 겨우 1.1%만 감소했으며, 이는 미세먼지 문제 해결에 있어서 중국과의 외교적 해법이 매우 중요함을 나타낸다.

특히 문제가 되는 것은 한반도와 가까운 중국 동북지역이 중국 내에서도 대기오염물질 배출이 가장 많은 곳이라는 점이다. 2006년에 미 항공우주국(NASA)이 중국의 대기환경 전문가들과 함께 중국 전체를 대상으로 연간 대기오염물질 배출 상황을 조사한 결과, 동북지역의 산둥성(170만2000톤) 허베이성(137만1000톤) 장쑤성(120만톤)이 상위 3곳이라 밝혀졌다. 한 기상 전문가는 “이들 지역은 중국의 대표적인 인구 밀집지역으로, 차량 이동이 많은데다 공업단지까지 조성돼 있어서 심각한 대기오염지역으로 꼽힌다”고 한다.

거기다 네이멍구 자치구의 고비 사막에서 불어오는 황사바람이 이들 지역의 생활오염대기까지 먹어서 고비사막산 황사가 미세먼지까지 수반한다.

 

▲ 우리나라 미세먼지는 중국의 영향이 매우 크다. 바람의 방향이 우리나라 쪽으로 바뀌면 중국의 미세먼지들이 습격을 시작한다. 사진은 지난 11월14일 기준 대기질 현황. <사진출처=https://earth.nullschool.net/>

 

내부의 원인들

다만, 중국의 원인이 상당히 크다는 것은 거의 기정사실이지만, 외교적 문제만으로는 쉽사리 풀 수 없는 문제이기 때문에 내부원인을 줄이는 것도 중요하다.

일단 원인으로 제기되는 것은 석탄연료다. 특히 겨울철에 급격하게 증가하는 석탄연료의 사용은 도심지역의 대기질에 영향을 끼칠 수 밖에 없다. 이에 미세먼지가 심각한 날에는 비상조치를 발령해 석탄발전소의 운영을 일시 중지 시키기도 했다.

이와 더불어 한국 도심 미세먼지의 원인이 디젤 엔진 또는 GDI 엔진에 있다는 주장도 있다.

이에 우리나라 정부에서는 디젤 엔진을 줄이려 하고 있다. 각종 매연 저감장치(EGR, DPF, 요소수 장치)를 달아도 임시 방편일 뿐, 관리가 조금이라도 안되면 과거 대로 매연이 나오고, 현재도 제조사들이 꼼수를 써서 매연이 그대로 나오는 경우도 흔하다는 것이다.

또한, 현재 배기가스 유출의 70%를 2~3%의 대형차량들이 내뿜고 있다고 한다. 때문에 폭스바겐의 디젤게이트 사건과 함께 아예 디젤 승용차가 사라질 수 있다는 예측이 제기되기도 했다.

디젤차에서 문제가 되는 것은 매연이 아니라 질소산화물이다. 매연은 탄소 덩어리로서 질소산화물과는 달리 눈에도 보이는 물질이지만 질소산화물은 눈에 보이지 않는 물질이다. DPF가 바로 매연을 걸러내는 장치로서 질소산화물과는 아무런 상관도 없고, 요소수 등은 질소산화물을 줄이기 위한 것으로서 이쪽은 매연과 아무 상관이 없다.

그러나 질소산화물(NOx) 가 공기 중의 휘발성 유기 화합물(VOC)과 만나면 광화학 스모그가 생성되며 초미세먼지를 2차 생성시키는 것이 문제다.

이 때문에 서울시에서는 미세먼지가 심각한 날에 구형 트럭의 도시 진입을 제한했다. ‘서울형 미세먼지 비상저감조치’가 첫 발령되는 날인 지난 11월7일 오전 6시부터 오후 9시까지 2005년 12월 31일 이전에 등록한 모든 경유차(저공해 장치 부착 차량 제외)의 서울 내 운행을 제한했다. 이를 어겨 CCTV 등 단속에 적발되면 과태료 10만원을 부과했다.

당장 단속 대상이 되는 것은 수도권에 등록된 2.5t 이상 노후 경유 차량 32만여대다. 이 중 서울 등록 차량은 20만대가량이다.

배출가스 저감장치 부착 등 저공해 조치를 할 시간을 주기 위해 수도권 이외 차량(지방 등록 차량)과 2.5t 이하 경유차, 장애인 차량은 내년 2월 말까지 운행제한을 유예했다. 수도권특별법상 대기관리권역에 포함되지 않는 가평·양평·연천·옹진(영흥면 제외) 등록 차량도 단속 유예 대상이다.

내년 2월부터는 수도권 70만대, 전국에 220만대로 운행제한 대상이 확대된다. 또 내년 2월 15일부터는 서울뿐 아니라 경기·인천도 미세먼지가 심한 날 노후경유차 운행제한 조치에 동참하게 된다. ‘미세먼지 저감 및 관리에 관한 특별법’ 시행에 따른 것이다.

서울시는 시내 37개 지점에 설치한 운행제한 단속시스템 80대를 활용해 서울에 진입한 노후경유차를 잡아낸다. 서울시는 연말까지 단속 지점을 50개 지점으로 늘릴 예정이다.

그렇다면 이같은 대책은 효과가 있었을까? 노후경유차 운행과 화력발전소 최대 출력을 제한한 미세먼지 비상저감조치로 하루 평균 4.7%의 감축 효과가 있었던 것으로 나타났다. 현재 공공 부문에서 민간 부문으로 조치를 확대할 경우 더 큰 배출량 감축효과가 기대된다.

환경부는 수도권 비상저감조치에 따른 미세먼지(PM2.5) 배출량의 감축효과를 분석한 결과, 수도권 지역의 미세먼지(PM2.5) 하루 배출량 147톤의 4.7%에 해당하는 평균 6.8톤을 감축한 것으로 추정된다고 밝혔다.

지난 11월7일 시행된 비상저감조치에는 노후경유차 운행제한(서울형 공해차량 운행제한), 화력발전 상한제약, 자발적협약 민간사업장의 참여가 처음 추진됐다.

노후경유차 운행제한에 따른 미세먼지 감축효과는 1.5톤인 것으로 분석됐다. 11월7일 노후경유차 운행차량은 평상시 평균 1만4460대에서 9062대로 총 5398대가 줄었으며, 초미세먼지 배출량이 평상시 대비 37.3% 감소했다.

또 영흥 1·2호기 등 화력발전 11기에 적용한 상한제약으로 2.3톤(충남포함), KCC 여주공장 등 자발적 협약에 참여한 55곳 민간사업장에서 0.36톤의 미세먼지 감축효과가 각각 발생한 것으로 분석됐다.

기존 조치 중에서는 차량 2부제에 따른 감축효과가 하루 1.61톤, 행정·공공기관 소관 대기배출사업장은 하루 0.73톤, 건설공사장은 하루 0.29톤으로, 차량 2부제의 배출량 감축효과가 컸다.

다만 이번 비상저감조치에서 대폭 강화된 도로 물청소 확대, 배출가스 또는 불법소각 단속 등 국민생활과 밀접한 조치의 효과는 이번 미세먼지 감축량 정량적 분석에서 제외됐다.

내년 2월 15일부터 ‘미세먼지 저감 및 관리에 관한 특별법’이 시행되면 민간 참여에 따른 비상저감조치 이후 배출량 감축효과가 더욱 커질 전망이다. 특별법 시행으로 5등급 차량에 대한 운행제한이 확대되고 민간 사업장, 공사장의 비상저감조치 참여 역시 의무화된다.

5등급 운행제한의 경우 이행률 50∼100%수준에서 수도권에서만 9.9톤에서 최대 19.8톤의 초미세먼지가 감축될 것으로 기대된다.

 

▲ 서울시는 미세먼지를 줄이기 위해, 미세먼지 농도가 높아졌을 때는 노후트럭의 서울진입을 막는다. <사진출처=KBS 뉴스 캡처>

 

실내 미세먼지 심각성

이처럼 다양한 원인으로 미세먼지가 심각해 진 날에는 되도록 외출을 피하라고 권고한다. 하지만 미세먼지는 대기질에서 상대적으로 자유로운 실내에도 심각한 영향을 미친다.

미세먼지 농도가 높게 측정되기도 하는데 이는 주방에서 연료를 연소하여 음식물을 조리할 때 나오는 미세먼지와 건물이 노후화 되면서 미세한 틈새로 나오는 시멘트 및 기타 내장재에서 나오는 가루가 주범으로 꼽히고 있다.

특히 구이 같은 요리를 할 때는 엄청난 양의 미세먼지가 발생하니 환기가 필수이다. 이와 관련해서 환경부가 2016년 5월23일 밀폐된 공간에서 고등어구이를 조리할 때 ‘매우 나쁨’ 기준(공기 1㎥당 100㎍)의 22배에 이르는 2290㎍의 초미세 먼지는 물론 발암물질인 ‘포름알데히드’와 ‘휘발성 유기화합물’이 배출된다고 발표했다.

실제로 주방에서 생선이나 고기 등 굽는 요리를 할 경우 그전까진 조용하던 공기청정기가 갑자기 미친듯이 돌아가는 것을 볼 수 있다. 평생 담배는 입에도 안 대본 가정주부도 폐암에 걸리는 경우가 생각보다 흔히 있는데 의료계에서는 이의 가장 직접적인 요인이 바로 조리 시 발생되는 미세먼지와 발암물질로 추정하고 있다.

환경부에서는 조리 시에도 미세먼지가 나오니 적절한 환기가 필수라는 취지로 발표를 내놓은 것이었지만, 기사를 본 국민들은 정작 중국 탓은 못 하고 애꿎은 고등어 탓만 한다고 비난한 바 있다.

결국 실내 미세먼지 예방을 위해서는 환기를 자주 하고 가스레인지 사용을 자제하며, 콘크리트의 미세한 틈을 보수하고 노후화된 내장재를 교체하는 것이 필요하다.

공기정화기는 HEPA필터를 사용하는 것이라면 가격대와 상관없이 어느 정도 공기 정화가 가능하다. 다만, 공기청정기가 집안의 모든 미세먼지를 실시간으로 걸러줄 수는 없고, 집안 공기를 전체적으로 순환시켜줄 수도 없으므로 제한적인 공기 정화만이 가능하다.

따라서 당신의 폐도 동시에 미세먼지를 정화한다. 보통 오전에 미세먼지 농도가 높으므로 시간 별 미세먼지 농도를 확인하여 외출이나 환기는 미세농도가 가장 낮은 시간대에 하는 것이 바람직하다.

 

penfree@hanmail.net