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ISSN 1226-9000
VOL 58 09/2016
JES
미세먼지PARTICULATE MATTER
CONTENTS
이슈: 미세먼지
미세먼지 오염의 현황과 문제점 ··········································································································
장영기(수원대학교 공과대학 환경에너지공학과)
4
숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법– ··················································
민경은(광주과학기술원 지구·환경공학부)
14
대기환경관리의관점에서본수도권미세먼지환경개선 ···········································································
우정헌(건국대학교 융합인재학부/대학원 신기술융합학과)
24
BIG DATA그리고 대기오염물질 산정의 패러다임 변화 -도로부문 미세먼지를 중심으로- ······························
장현호(서울대학교 환경대학원 환경계획학과)
이영인(서울대학교 환경대학원 환경계획학과)
36
특별한 것이 없는 정부의 미세먼지 ‘특별’대책 -‘미세먼지 관리 특별대책 세부이행계획’의 한계를 중심으로- ······
김우창(서울대학교 환경대학원 환경계획학과 석사과정)
47
도시·환경 미래전략과정 토론노트
국토,도시,환경-전환기에 생각해보는 전망,도전,과제 (제32기 과정 후반기) ················································ 57
2016년 8월 환경대학원 석·박사 학위논문 목록
박사학위 논문 요지 ··················································································································· 86
석사학위 논문 목록 ··················································································································· 97
ISSN 1226-9000
VOL 58 09/2016
JES
미세먼지PARTICULATE MATTER
미세먼지
미세먼지 오염의 현황과 문제점
숨쉬기 안녕하십니까?
–미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선
BIG DATA그리고 대기오염물질 산정의 패러다임 변화
-도로부문 미세먼지를 중심으로-
특별한 것이 없는 정부의 미세먼지 ‘특별’대책
-‘미세먼지 관리 특별대책 세부이행계획’의 한계를 중심으로-
[이슈]
대기중미세먼지와초미세먼지는모두가체감하는문제로다가왔다.대기중(초)미세
먼지의 농도는 얼마나 높은가? 이를 측정하는 시기, 장소, 대상 물질은 적절한가? 미세
먼지는얼마나위험한가?미세먼지를발생시키는주요원인은무엇인가?어떤대책이
필요한가? 정부는 무엇을 먼저 급히 실행하고, 무엇을 장기적으로 차근차근 준비해야
하는가? 더 나은 대책을 세우기 위해서는 어떤 자료가 더 필요한가? 시민들이 할 수 있
는일은무엇인가?등등답을구해야할많은질문이산적해있다.이번호e-환경논총에
서는미세먼지의현황,원인,대책,정부와시민사회의역할에대해서대기과학전문가,
교통전문가,그리고대학원생의분석과의견을싣는다.
표지 설명: 중유 연소 발생 미세먼지 마이크로그래프 이미지를 포토샵으로 편집한 그래픽(표지 디자인: 서예례 편집위원)
[이슈] 미세먼지 미세먼지 오염의 현황과 문제점
4
JES 58
미세먼지 오염의
현황과 문제점
장영기(수원대학교 공과대학 환경에너지공학과)
I. 서론
2016년 봄 한반도의 대기오염 특히 미세먼지 오염은
다른 어느 때보다 심각하였다. 연일 미세먼지주의보가
발령되고 미세먼지는 온 국민의 관심사가 되었다. 결국
정부에서는 6월 3일 미세먼지관리 특별대책[1]
을 발표하
게 되었다. 대기오염도의 변화를 설명하는 요인은 크게
두 가지 이다. 첫째는 오염배출량의 변화이고 다른 하나
는 기상조건의 변화이다. 2016년 봄 갑작스런 오염 배출
량의 큰 변동은 없었던 것으로 보인다. 결국 기상 조건의
악화에 따라 고농도 상황이 벌어진 것이고 이러한 상황
은 앞으로도 반복적으로발생할수있는것이다.
얼마 전 미국 예일대와 콜롬비아대가 공동으로 조사
하여 2년 마다 발표하는 환경성과지수(EPI)가 발표되었
다[2]
. 이것은 20개 분야 환경현황을 종합하여 점수로 평
가하고 국가별 순위를 발표하는 국가 환경정책 성적표
라고할수있다.그런데이발표에따르면우리나라의종
합점수는 세계 180개국 중 80위였는데 그중 대기질 점
수는 173위/180개국으로 사실상 세계 최하위 점수를 받
았다. 이는 초미세먼지(PM2.5)와 이산화질소(NO2
)의 농
도가 높고 여기에 노출되는 인구 비율이 높았기 때문이
다. 또한 최근 OECD의 대기오염으로 인한 경제적 영향
에 대한 보고서[3]
에서 대기 중 PM2.5와 오존농도에 의하
여 예상되는 2060년 조기사망 예측치에 의하면 한국은
중국, 인도에 이어 높은 사망 증가율을 보이는 대기오염
피해우려지역으로보고되었다.2010년1인당국민소득
이 2만5천불에 달하는 나라에서 국민들은 형편없는 대
기질에서살고있는것이다.
수년 전부터 미세먼지 고농도 상태가 자주 나타나면서
중국발 스모그라는 표현을 자주 듣게 된다. 그러나 이 표
현을듣다보면일반시민들은스모그의원인이모두중국
인 것으로 오해할 수 있다. 더구나 산업계는 스모그의 원
인이중국이므로우리는할수있는것이별로없다는오해
뒤에숨으려는경향도있다.중국의대기오염영향을많이
받는것은사실이고이것은국제협력등을통해지속적인
저감이 필요하지만 그렇다고 국내 대기오염 배출의 저감
중요성이과소평가되어서는안된다.오히려우리는인접
국가에서 대기오염 영향을 많이 받는 불리한 조건이므로
다른나라보다대기오염을줄이기위하여더많은노력이
필요하다.본연구에서는미세먼지의농도현황과오염배
출원특성그리고향후문제점에대하여살펴보고자한다.
5
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
II. 미세먼지 오염도 현황
미세먼지는 크기가 작아서 인체에 쉽게 흡입되는 대
기오염물질로 2001년 대기환경기준에 포함된 직경 10
㎛ 이하의 먼지인 PM10(Particulate Matter, 직경<10㎛)과
2015년부터 대기환경기준에 포함된 직경 2.5㎛ 이하의
초미세먼지라 부르는 PM2.5가 있다. 먼지는 직경이 작
을수록 공기 중에 오래 떠 있고 우리 호흡기 깊숙이 흡
입되어 침적될 가능성이 높으며 유해성분의 함유율 까
지 높아지므로 점점 더 작은 미세먼지를 규제하게 되는
것이다.
2014년 전국 260여개 대기오염측정소에서 연간 대기
환경기준달성률(표1)을보면이산화질소의일평균농도
기준달성률은 65.6%, 미세먼지(PM10)의 일평균농도 기
준달성률은 8.2%, 오존의 1시간 평균농도 기준달성률은
37.5%이다. 우리는 미세먼지, 오존, 이산화질소로 인하
여 나쁜 대기질에 노출되어 있으며 특히 수도권의 경우
는 더 형편없는 수준이고 이러한 상황은 최근 수년간 반
복되고있다[4]
.
PM2.5는 2015년부터 대기환경기준이 적용되어 공식
적인대기환경기준달성률은2016년하반기에발간되는
대기환경연보(2015)부터 제공된다. 서울시의 2016년 상
구분 환경기준
총
측정소수
유효
측정소수
해당 측정소수 환경기준
달성률(%)달성 미달성
SO2
연평균 0.02ppm
254 253
253 0 100
24시간 0.05ppm 253 0 100
1시간 0.15ppm 251 2 99.2
NO2
연평균 0.03ppm
257 256
184 72 71.9
24시간 0.06ppm 168 88 65.6
1시간 0.1ppm 197 59 77.0
O3
8시간 0.06ppm
257 256
0 256 0.0
1시간 0.1ppm 96 160 37.5
CO
8시간 9ppm
253 252
252 0 100
1시간 25ppm 252 0 100
PM10
연평균 50㎍/m3
257 255
156 99 61.2
24시간 100㎍/m3
21 234 8.2
Pb 연평균 0.5㎍/m3
54 54 54 0 100
Benzene 연평균 5㎍/m3
31 31 30 1 96.8
표 1. 2014년 오염물질별 대기환경기준 달성현황
자료 : 환경부, 대기환경연보(2014), 2015.
6
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
반기 PM10과 PM2.5의 월평균 농도와 일평균 기준 초과
횟수는<표2>와같다.2016년서울지역PM10의월평균
농도는4월에71㎍/m3
까지높아졌고일평균대기환경기
준 100㎍/m3
을 초과하는 횟수도 25개 측정소에서 95회
에 달하였다. 또한 PM2.5의 월평균 농도는 5월에 29㎍/
m3
까지 높아졌고 일평균 대기환경기준 50㎍/m3
을 초과
하는횟수도25개측정소에서90회에달하여2016년4,5
월에단기적인고농도미세먼지오염상황이발생하였음
을알 수있다[5]
.
수도권 대기관리권역을 포함한 지역별 PM10의 최
근 20년간 연평균 농도변화는 <표 3>, <그림1>과 같다.
1995년 이후 2014년까지의 평균 농도만으로 분석해 보
면, 경기도(주요도시, 대기관리권역)에서 최고값(평
균 64㎍/m3
)을 보였고, 그 다음으로 서울(평균 60㎍/m3
)
의 순이었다. 그러나 연도별 변화경향을 보면, 1996년
~1999년까지는대도시중대구지역에서최고농도를보
이다가 2000년부터는 수도권 대기관리권역에서 최고농
도를기록하고있다[4]
.
전체적인 PM10 농도의 변화경향은 서울지역에서
는 1998년 이후 꾸준한 증가추세를 보이면서 2001년과
2002년의 경우에는 당시 연평균 환경기준치인 70㎍/m3
를 초과하였으나, 이후 감소추세를 보이고 있다. 2007년
과 2008년 모두 대전을 제외한 6개 대도시와 경기지역
에서 2007년부터 강화된 연평균 환경기준치인 50㎍/m3
을초과하였다.2014년에는2013년과같이7개시에서50
㎍/m3
보다 낮은 농도를 보였으며 경기(대기관리권역)의
PM10 연평균 농도가 54㎍/m3
으로 가장 높았다. 서울은
2010년 이후 2014년까지 환경기준치인 50㎍/m3
이하의
연평균농도를보였다.
미세먼지를많이흡입하면호흡기질환과염증반응을
일으키고 심혈관 질환을 증가시킨다고 보고되고 있다.
따라서정부에서는미세먼지농도가높아지면미세먼지
주의보를 발령하는데 주의보단계 수준에서는 어린이나
노약자의 외출 자제를 권고하고, 경보단계 수준에서는
외출을금지하도록권고한다.그러므로미세먼지주의보
가 발령되면 노약자의 외출과 마라톤이나 등산 같은 야
외운동은자제하는것이필요하다.
대기질 예·경보제는 2014년 이전에는 미세먼지 예보
제/경보제 및 오존 예보제는 지자체 조례에 의하여 지
PM10 PM2.5
2016년 월평균(㎍/m3
)
일평균 기준(100 ㎍/m3
)
초과횟수
월평균(㎍/m3
)
일평균 기준(50 ㎍/m3
)
초과횟수
1월 50 7 27 34
2월 45 0 23 4
3월 64 35 32 47
4월 71 95 30 49
5월 56 48 29 90
6월 46 0 28 10
표 2. 서울시의 미세먼지 월평균 농도와 대기환경기준 초과횟수(2016년 1월-6월)
자료 : 서울시 보건환경연구원, 대기질 분석결과(2016년 1월-6월), 2016.
7
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
표 3. 지역별 PM10 연평균 농도변화(1995-2014)
(단위 : ㎍/m3
)
자료 : 환경부, 대기환경연보(2014), 2015.
도시
연도
서 울 인 천
경기
(대기관리권역)
부 산 대 구 광 주 대 전 울 산
'95년 78 76 86 73 81 49 63 69
'96년 72 67 74 76 87 51 63 51
'97년 68 70 69 68 72 49 69 43
'98년 59 57 59 67 72 49 58 29
'99년 66 53 58 65 66 56 55 29
'00년 65 53 59 62 63 58 51 52
'01년 71 52 71 60 67 57 48 55
'02년 76 57 74 69 71 52 53 54
'03년 69 61 68 55 59 36 43 40
'04년 61 62 67 60 58 46 49 50
'05년 58 61 65 58 55 49 48 50
'06년 60 68 68 59 54 55 49 52
'07년 61 64 66 57 53 52 49 53
'08년 55 57 59 51 57 50 45 54
'09년 54 60 61 49 48 46 43 49
'10년 49 55 58 49 51 45 44 48
'11년 47 55 56 47 47 43 44 49
'12년 41 47 49 43 42 38 39 46
'13년 45 49 54 49 45 42 42 47
'14년 46 49 54 48 45 41 41 46
그림 1. 주요도시의 연도별 PM10 연평균 농도 변화
8
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
대상물질 경보단계 발령기준 해제기준
미세먼지
(PM10)
주의보
기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자
동측정소 PM10 시간당 평균농도가 150㎍/
m3
이상 2시간 이상 지속인 때
주의보가발령된지역의기상조건등을검토
하여 대기자동측정소의 PM10 시간당 평균
농도가 100㎍/m3
미만인 때
경보
기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자
동측정소 PM10 시간당 평균농도가 300㎍/
m3
이상 2시간 이상 지속인 때
경보가발령된지역의기상조건등을검토하
여 대기자동측정소의 PM10 시간당 평균농
도가 150㎍/m3
미만인 때는 주의보로 전환
미세먼지
(PM2.5)
주의보
기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자
동측정소 PM2.5 시간당 평균농도가 90㎍/
m3
이상 2시간 이상 지속인 때
주의보가발령된지역의기상조건등을검토
하여 대기자동측정소의 PM2.5 시간당 평균
농도가 50㎍/m3
미만인 때
경보
기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자
동측정소 PM2.5 시간당 평균농도가 180㎍/
m3
이상 2시간 이상 지속인 때
경보가 발령된 지역의 기상조건 등을 검토
하여 대기자동측정소의 PM2.5 시간당 평균
농도가 90㎍/m3
미만인 때는 주의보로 전환
표 4. 대기오염경보 단계별 대기오염물질의 농도기준
자료 : 대기환경보전법 시행규칙 제 14조, 2016.7.
자체를 중심으로 운영하여 왔으나 미세먼지 예보제는
2014년 2월, 오존 예보제는 2015년 4월부터 국립환경과
학원대기질통합예보센터에서전국규모의대기질예보
제를 실시하도록 대기환경보전법을 개정하였다. 또한
미세먼지 경보제는 2015년 1월 이전까지는 지자체 별로
경보기준을달리하여적용하여왔으나,2015년1월부터
는대기환경보전법을개정하여경보제의운영을지자체
가 수행하지만, 경보 기준은 <표 4>와 같은 동일한 기준
을 선정하여운영하도록 하고있다.
III. 미세먼지 배출원
대기오염 물질은 배출원에서 직접 배출되는 형태의 1
차 오염물질과 다른 전구물질이 배출되어 대기 중에서
화학반응을 통하여 만들어지는 2차 오염물질로 구분한
다.따라서 1차오염물질에대해서는대기오염배출량을
산출할수있지만2차오염물질에대해서는직접적인배
출량을 산출할 수 없다. 대기 중에서 측정되는 대기오염
농도에는 당연히 1차와 2차 오염물질이 모두 포함되어
있다. 미세먼지는 단일 물질이 아니라 대기 중에 떠 있는
다양한생성과정에의하여만들어지는미세한고체와액
체입자이다.따라서미세먼지는생성과정에따라1차미
세먼지도있고, 2차미세먼지도있다.
1차미세먼지는연료연소시설의굴뚝,자동차배기구,
바람에날리는먼지형태로많이배출되고,2차미세먼지
는 대기 중에서 이미 배출되어 있는 황산화물, 질산화물,
암모니아가화학반응을통하여생성되는질산암모늄이
나 황산암모늄 같은 에어로졸과 대기 중에서 응축되는
유기물질이여기에해당된다.따라서1차미세먼지의배
출량만으로는대기중의미세먼지측정농도를직접설명
하는데 부족할 수밖에 없다. 서울 지역에서 측정되는 미
세먼지 분석결과[6]
를 살펴보면 PM10의 경우 약 20-40%
가 2차 미세먼지로 구성되어 있다. 즉 1차 미세먼지 배출
자료가완벽해지더라도이것만으로는대기중미세먼지
측정농도가 어느 배출원 때문인지 즉, 배출원별 기여도
를설명하기는부족할수밖에없는셈이다.
국가 대기오염 배출량은 국립환경과학원에서 운영하
9
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
대분류 PM10(ton/yr) PM2.5(ton/yr)
에너지산업 연소 4,524 3,573
비산업 연소 1,955 1,226
제조업 연소 81,014 41,606
생산공정 6,249 4,829
도로이동오염원 12,103 11,135
비도로이동오염원 15,167 13,953
폐기물처리 243 202
기타 면오염원 310 279
비산먼지 108,942 17,127
생물성 연소 15,663 12,681
총합계 246,168 106,610
표 5. 주요 배출원별 PM10과 PM2.5의 배출현황(2013)
자료 : 국립환경과학원, 대기오염물질 배출량(2013), 2016.
는 대기정책지원시스템(CAPSS)에서 제공하고 있다. 미
세먼지의 주요 배출원별 배출현황을 살펴보면 <표 5>와
같다. 2013년 전국 기준 PM10 배출량은 246,168 톤/년,
PM2.5의배출량은106,610톤/년으로PM2.5/PM10배출
량비율은 0.43이었다[7]
.
<그림 2>와 같이 PM10 배출량의 배출원별 분포를 살
펴보면 사업장 굴뚝이나 자동차(도로이동 오염원)와 건
설기계(비도로이동 오염원)와 같은 이동오염원의 배기
구에서 배출되는 양이 전체의 절반 정도 차지하고 있다.
배출량의나머지절반은비산먼지형태로배출되는데비
산먼지 배출은 굴뚝과 같은 일정한 배기구가 아닌 형태
에서 배출되는 것으로 비산먼지 배출량의 절반 정도는
포장도로와 비포장도로에서 자동차가 주행하면서 발생
되는 재비산먼지로 추정된다. 포장도로 비산먼지는 주
로 타이어마모, 브레이크마모, 도로표면 마모에 의하여
생성되는미세먼지들이차량이도로를주행하면서재비
산되어 발생하는 것이다. 비포장도로 비산먼지는 포장
이 되지 않은 도로를 차량이 주행하면서 발생하는 것으
로주로토양성분의흙먼지가대부분이다.
비산먼지는차량의도로주행이외의활동에서도발생
하는데 건설공사, 나대지, 농축산활동이 여기에 해당한
다. 건설공사는 주로 토목공사 과정에서, 나대지에서는
강한 바람이 불어 나대지 표면의 흙먼지를 날릴 때, 농업
활동은 경작지를 갈아엎을 때, 축사에서는 가축들의 활
동에서 먼지가 발생하는 양을 추정하는 것이다. 여기에
비산먼지 배출은 비가 올 때는 줄어들게 되므로 강우조
건을 고려하게 된다. 비산먼지 배출량 추정은 간단하지
않고불확실성도큰상태여서연구자료는제공하고있으
나공식자료에서는제외하여발표하고있다.
<그림 3>과 같이 PM2.5 배출원별 배출기여도를 살펴
보면 PM10 경우와 다른 분포를 보이게 된다. 특히 비산
먼지는PM10의배출기여율44%에서PM2.5의배출기여
10
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
율 15%로비중이작아지는데이것은비산먼지에는상대
적으로굵은먼지가많기때문이다.반면에연소과정에서
배출되는미세먼지는크기가작은먼지가많으므로제조
업연소 배출원의 PM2.5배출비중은 40%로, 도로와 비도
로이동오염원배출원의PM2.5배출비중은22%로PM10
에서의배출기여율보다커지게된다.특히생물성연소의
배출비중은 2배 정도 커져서 12%를 차지하게 되는데 생
물성 연소에는 농업 잔재물 소각, 화목난로, 고기구이 등
이 포함된다. 이와 같이 미세먼지는 입경 기준을 달리하
게되면배출원별기여율도달라지게된다.
그림 2. 오염배출원별 PM10 배출기여율(2013, 전국)
그림 3. 오염배출원별 PM2.5 배출기여율(2013, 전국)
11
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
IV. 대기오염의 배출원별
기여도 해석
대기오염고농도가계속되자언론에서는대기오염의주
원인이무엇이냐에대해논란이벌어지기도하였다.“고농
도대기오염은중국때문이다.경유차때문이다.석탄화력
때문이다.비산먼지때문이다”라는논란에시민들은혼란
스러움을 겪었다. 그러나 이러한 논란은 대기오염 기여
도에 대한 배경 설명 없이 기여율만 단편적으로 발표하
였기 때문이다. 대기오염 기여도를 제대로 설명하기 위
해서는 <표 6>과 같은 대기오염의 3단계 기여도의 배경
과특성을 이해하여야한다.
1단계는배출량기여도이다.이는어떤배출원에서얼
마나 많은 대기오염물질이 배출되느냐 하는 것이다. 배
출량 기여도는 대기오염 물질이 어떤 공간 범위의 같은
지점에서배출된다고가정하고상대적인배출량의크기
를 비교하는 셈이다. 배출 기여도는 대기오염 해석과 관
리의 기초자료가 되지만 이 기여도에 따라 우리가 대기
오염물질을호흡하는것은아니다.
2단계는 농도 기여도이다. 배출기여도를 기초자료로
하여추정되는우리가마시는오염물질이어디에서오는
것인가 설명하는 것이다. 이를 위해서는 외국으로부터
장거리이동하는농도를추정하고,대기중에서2차적으
로 생성되는 물질의 농도를 해석하여야 한다. 여기에는
화학적인 측정 분석을 이용하는 수용모델, 기상 조건을
이용하는대기확산모델링에의한분석등이활용된다.
따라서 농도 기여도는 어느 지점을 기준으로 한 것인
지, 어떤 기법에 의한 것인지에 따라 달라질 수 있는 추
정값이다. 그러나 많은 언론이 배출기여도인지 농도기
여도인지 또한 전제 조건이 무엇인지 설명하지 않고 강
조하고 싶은 내용만 얘기하니 시민들은 혼란스러울 수
밖에없는것이다.
3단계는 위해성 기여도이다. 대기오염개선의 관심은
최종적으로 우리가 얼마나 피해를 받느냐 하는 것이다.
이를 설명하는 것이 인체위해성 기여도이다. 즉 같은 미
세먼지농도라도흙먼지인지디젤매연인지에따라인체
위해도의 크기는 다르다는 점을 고려하는 것이다. 그러
나 이러한 인체위해성 평가 작업을 하기 위해서는 많은
기초자료와 분석 작업이 필요하다. 현재 우리는 농도 기
여도에 대한 분석은 상당한 수준에 접근했다고 본다. 그
러나 위해성 기여도에 대한 분석은 아직 준비 단계 수준
이다.
정부에서는 미세먼지 특별대책[1]
을 통하여 논란이 되
고 있는 경유차에 대하여 수도권 지역에서 초미세먼지
의 1차 배출기여도는 약 24%를 차지하지만 2차 생성을
고려한 배출기여도는 약 29%를 차지한다고 발표한 바
구 분 배출량 기여도 농도 기여도 위해성 기여도
산출 기준 배출원 지점 인체
산출 기법
배출원별 배출량
산출지침
대기확산모델,
수용모델
대기확산모델+
위해도 가중치
표현 내용 배출량의 크기
확산이동농도,
장거리 이동농도,
2차 생성 대기오염물질 농도
대기오염물질에 의한
위해도 크기
표현 방법 배출량(톤/년) 농도(㎍/m3
)
인체위해도
(백만명당 발암 가능성)
표 6. 대기오염의 배출, 농도, 위해성 기여도의 특성 비교
12
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
있다. 그러나 배출기여도와 농도기여도를 합하여 표현
하는 것은 무리가 있다. 왜냐하면 농도 기여도는 추정기
법과 어느 지점을 기준으로 하였는지에 따라 달라지기
때문이다.
수십년전부터대기위해성평가연구를진행해온미국
캘리포니아의 대기위해성평가의 최근 보고서(MATES-
IV)에서는 대기 중 디젤PM이 전체 발암 위해성에서 약
68%를 차지한다는 연구 결과[8]
를 발표한 바 있다. 우리
나라의 경우 미국보다 자동차 중 디젤엔진 기여율이 높
기 때문에 디젤 PM의 위해도 기여율은 이보다 더 높을
것으로 추정되고 있다.
디젤엔진에서배출되는미세먼지는2012년세계보건
기구(WHO) 소속 국제암연구기구(IARC)에서 1급 발암
물질로분류함으로써대기관리의우선적규제대상이되
어야한다[9]
.또한그동안자동차제작사에서클린디젤이
라고홍보하던경유차는기술적으로나윤리적으로클린
하지 못하다는 것을 그대로 보여주고 있어 대기질 개선
을 위해서 디젤엔진 배출원이 최우선 규제 대상이 될 수
밖에 없는것이다.
IV. 미세먼지 오염의 향후 이슈
미세먼지(PM10)의오염도는서울의경우2002년부터
2012년까지꾸준한감소를보였으나이후에는증가하는
경향도보이고있으며현재오염도수준은대기환경기준
을크게미달하고있는상태이다.2016년봄고농도미세
먼지 사태는 기상조건에 따라 앞으로도 반복적으로 발
생할 가능성이 높다. 특히 초미세먼지(PM2.5)는 2차 미
세먼지의 기여도가 상당히 높아서 이를 줄이려면 재료
가 되는 대기오염 물질들을 종합적으로 줄이는 것이 필
요하다. 초미세먼지 관리는 쉽지 않고 종합적인 관리대
책이 필요하며 이는 단기간에 효과를 거두기 어렵다. 앞
으로미세먼지를해결하기위해서는다음과같은문제점
이제기될것이며 이에 대비하여야한다.
첫째, 대기오염 배출자료의신뢰도향상
대기오염배출자료는대기오염관리의가장기초가되
는 정보를 제공한다. 그러나 다양한 배출원에서 신뢰성
있는 배출량을 산출하는 일은 쉽지 않다. 특히 도로와 비
도로이동오염원그리고생물성연소와같은배출원의시
공간해상도가높은배출자료를작성하기위해서는지속
적인개선과보완작업이필요하다.
둘째,응축성먼지의고려
현재 우리의 미세먼지 배출량은 여과성먼지(filterable
PM)를 측정하여 산출하고 있다. 그러나 대기 중 미세먼
지에는고온배기가스중일부가대기온도로응축되면서
형성되는 응축성먼지(condensable PM)도 상당부분 포함
되어 있다. 따라서 발전시설이나 보일러와 같은 고온연
소배출시설의응축성먼지기여율을실측하여배출량을
보완하지않으면미세먼지배출량을과소평가하게되므
로이에대한실측조사와보완이시급하다.
셋째,대기위해성평가의준비
현재 미세먼지는 입경별 측정과 관리에 초점이 맞추
어져 있다. 그러나 미세먼지는 배출원에 따라 다양한 화
학성분으로구성되며배출원에따라많은유해대기오염
물질(HAP)이 포함될 수 있다. 또한 현재 농도를 기준으
로한 대기질 관리에는 정책의 우선순위와 효율성을 높
이기위하여인체위해성을고려한대기질관리가보완되
어야 한다. 이를 위해서 미세먼지의 다양한 유해성분 측
정을보완하여인체위해성평가와배출원기여도해석의
기초자료를축적하여야한다.
13
미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58
<참고문헌>
[1] 국무조정실외,2016,미세먼지관리특별대책보도자료.
[2] EnvironmentalPerformanceIndex-2016Report,2016.(http://epi.yale.edu/reports/2016-report)
[3] OECD, 2016,Theeconomicconsequencesofoutdoorairpollution.
[4] 국립환경과학원,2015,대기환경연보(2014).
[5] 서울시 보건환경연구원,2016,대기질분석결과(2016년1월-6월),.
[6] 서울특별시,2010,서울시대기중미세먼지의상세모니터링을통한미세먼지특성조사연구.
[7] 국립환경과학원,2016,대기오염물질배출량2013.
[8] SouthCoastAirQualityDistrict,2015,Multipleairtoxicsexposurestudyinthesouthcoastair basin(MATES-IV).
[9] InternationalAgency forResearchonCancer,2012,Dieselengineexhaustcarcinogenic,Pressreleasenumber213.
숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-
14
[이슈] 미세먼지JES 58
1) 미국 항공우주국(NASA, National Aeronautics and Space Administration)과 우리나라의 국립환경과학원(NIER, National Institute of
EnvironmentalResearch)의협업으로지난5,6월간한반도상공및지상,선상의플랫폼에서시·공간을아우르며이루어진대기질조사
2)정부는2016년6월3일,친환경차보급확대,노후석탄화력발전소검토,에너지신산업분야투자확대를골자로하는미세먼지관
리특별대책을발표하였다.
숨쉬기 안녕하십니까?
– 미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법 –
민경은(광주과학기술원 지구·환경공학부)
I. 미세먼지, 그 핫 이슈...
폭염이 맹위를 떨쳤던 올 여름은 미세먼지에 대한 들
끓는여론으로시작되었다고해도과언이아니다.지난4
월 29일의 KORUS-AQ(Korea USAir Quality study; 한·미
대기질공동조사)1)
미디어데이를시작으로시발된각언
론사들의 “NASA연구진”의 한반도 상공 대기질 조사에
대한 보도들은 미세먼지에 대한 국민의 우려에 기름을
부어 올 여름의시작을 뜨겁게달구었다.
일부 언론사들의 보도는 “한반도의 대기질이 얼마
나 나쁘기에...” 혹은 “정부의 대책이나 학계의 이해도
가 얼마나 미흡하기에 한반도의 대기질을 미국, 그것도
“NASA의 연구진이 조사를 하느냐”와 같은 자극적인 내
용에 초점을 맞추어 보도하였고, 여론은 “정부가 못하는
일, 즉, ‘중국이 원인이다’란 얘기를 미국의 입을 빌어서
라도해보자”라는식으로모아졌다.
KORUS-AQ 미션을 수행하던 중반기쯤 정부는 뜨겁
게 달궈진 미세먼지 문제에 대한 범국민적 관심에 부응
하듯 “미세먼지 특별대책”2)
을 내놓았으나 이 대책은 구
체적으로도계획적으로도설계되지못했기에다수의국
민에게실망감을안겨주었다.
KORUS-AQ 미션을 마칠 즈음 NASA소속의 미국 대
표는 “KORUS-AQ 미션 기간이었던 올해 5월부터 6월
중순까지 시행된 항공기 관측을 근거로 하면, 이 시기 한
국의 대기질은 한국 자체 배출 오염 물질에 의해 좌우된
다”라는 입장을 밝혔다. 또한 이후에 발표된 정부의 “미
세먼지 특별대책 세부이행계획”은 이전의 미세먼지 특
별대책에 비해 그 구체성이 크게 나아지지 않아 국민들
의불신과불안감을증폭시켰다.
그렇게7월, 8월이 되면서 폭염과 자외선지수, 또 오존
과 같은 새로운 계절적 현상들이 나타나면서 국민과 여
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
그림 1. 서울 지역에서 관측된 미세먼지(PM10)의 계절별 농도 변화 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?)
론의 관심은 이들 현상적인 문제들과 누진세, 온열질환
자 같은 계절적인 현상들과 맞물린 사회적인 문제들로
옮겨져, 미세먼지에 대한 여론은 다소 진정되는 듯 보인
다.하지만곧다가올겨울,봄과같이미세먼지오염도가
높아지는 계절이 돌아오면(그림 1 참조), 예년과는 조금
달리, “NASA 연구진”의 방문을 계기로, 올해는 초여름
에 집중 조명을 받았던 미세먼지 문제는 다시 반추될 것
이고, 언론은 “미세먼지 특별대책 후 얼마나 달라졌나?”
나 “미세먼지 예보가 얼마나 정확한가?”와 같은 자극적
인주제로또한 번한반도를들끓게할것이다.
오늘의우리나라에서미세먼지문제는때를기다리는
시한폭탄과 같은 존재로 필요에 따라 여론 몰이에 손쉽
게 이용될 수 있다. 따라서 언론, 정부 및 학계 구성원 모
두 미세먼지 문제에 대해서 보다 냉철하고 이성적으로
접근하여 전략적으로 해결해야 함을 인식, 전 국민적인
차원에서의 올바른 이해 도모를 위해 노력하여야 한다.
이에 필자는 본 기회를 통해 우리가 알고 있는 미세먼지
에 대한 오해와 진실에 대해 보다 자세히 이야기 하고자
한다.
II.오해와이해그리고진실사이...
1. 미세먼지는 입자다?
“먼지”라는 말에서 알 수 있듯 우리나라 환경부는 대
기중에떠다니거나흩날리면서지표로내려오는입자상
의물질들을그크기에따라총먼지(TSP,TotalSuspended
Particles, 입자의 크기가 50μm 이하)와 미세먼지(PM,
Particulate Matter)로 나누어왔다. 이후 입자의 크기가 작
을수록 위해하다는 사실이 밝혀짐에 따라 미세먼지를
PM10(입자의 지름이 10μm 보다 작은 경우)과 PM2.5(입
자의 지름이 2.5μm 보다 작은 경우)로 세분화하여, 미세
먼지와초미세먼지로지칭하고있다(그림2참조).3)
미세먼지 혹은 초미세먼지로 일컬어지고 있는 이들
물질은공기중으로직접배출되어생기거나(예:검댕,흙
먼지, 화분 등), 이미 공기 중으로 배출된 오염물질들이
공기중에체류하면서화학적인반응을통해형성(예:황
산염, 질산염, 유기성분을 포함하는 에어로졸4)
)된다. 특
히,후자의경우대기의온도,압력에따라그상이변화해
3) 유럽을 비롯한 선진국에서는 PM2.5를 넘어 PM1 (입자의 지름이 1μm 보다 작은 경우)의 직접적인 위해성을 인식, 이에 관한 측정
및 규제에 방안에 대해논의를진행하고있는실정이다.
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
그림 2. 미세먼지 크기 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?)
고체상인입자로만존재하지도않고작년의메르스사태
시병원균이에어로졸형태로전파되었다고밝혀진바와
같이, 병원균이나 화분, 포자 등의 생물 기원의 미세먼지
도 존재하므로 입자성을 지칭하는 미세“먼지”라는 용어
는다소오해를일으킬소지가있다.이들을통칭할수있
는 새로운용어의 등장이 필요한시점이다.
2. 미세먼지 vs 황사?
한편, 미세먼지는 예전부터 알려져 왔던 황사와는 다
른 현상으로 인식해야한다. 이들 모두 대기 중에서 부유
하고 있는 물질들의 농도가 높아지는 현상을 일컫는 공
통성이있기는하나,그기원과물질들의물리·화학적특
성이 다르기 때문에두 현상은서로다른환경문제이다.
황사는 중국 북부나 몽골의 사막지대 등에서 강한 바
람에 의해 발생하는 흙먼지로 이들 먼지가 장거리를 이
동하여우리나라나일본,태평양을거쳐북미대륙에까지
영향을 미치는 현상이다. 흙먼지이기 때문에 규소(Si) 산
화물,포타슘(K),칼슘(Ca),철분(Fe)등이주를이루고,어
디를거쳐어떻게이동하느냐에따라중금속이나다른오
염물이 표면에 흡착되거나 혼재되어 나타날 수 있다. 이
현상의근본적인원인은발원지역의사막화때문이다.
반면,미세먼지는1차적으로배출되는경우흙먼지나,
검댕, 화분 혹은 유기 화합물이 주성분이 되고 2차적으
로 발생되는 경우 질산염, 황산염 혹은 유기 화합물이 주
성분으로발생원이나변화과정에따라서중금속이나유
해한화학물질들을포함할수있다(그림3참고).이현상
은대다수가인위적인활동에의해배출되는물질들에서
기인하며보다자세한발생과정및원인은다음과같다.
4) 대기중에 있는 기체상의 물질을제외한,액체와고체상의물질을 모두포함하는부유 물질을 일컫는다.
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
그림 3. 지역별로 관측된 에어로졸(<1μm)의 화학 성분 분포. 빨간색, 노란색, 초록색, 파란색은 각각 황산염, 암모늄, 유기성분 그리고
질산염 성분의 비율을 나태내고 있고, 숫자는 평균 농도를 나타낸다. 중위도 지역에서는 유기성분이 20-50% 가량 차지한다.
(출처: Zhang et al, Geophys. Res. Lett., 34, L13801, 2007)
3. 미세먼지의 발생 원인?
앞서 언급한 바와 같이 미세먼지는 대기로 직접 배출
될수도있고(1차생성),공기중에서의반응으로인해생
길 수도 있다(2차 생성). 또한 미세먼지를 발생시키는 배
출물 기원에 따라 자연적 혹은 인위적으로 구분하기도
한다. 화분, 포자, 병원균, 소금 입자나 일부 흙먼지 등이
전자에 속하고, 소각장이나 화석연료 연소 시 발생하는
매연이나각종공장이나자동차의배기가스에서유래되
는 미세먼지가후자에 속하게된다.
<그림 4>는 2차적으로 생성되는 미세먼지의 발생 과
정에 대해 간략히 설명하고 있다. 자동차나 발전소와
같은 고온의 연소기관에서 발생되는 질소산화물(NO,
NO2)이나, 화석연료 연소 시 발생되는 황산화물(SO2)은
대기 중에서 빛을 받아 산화되면서 암모니아, 수증기, 오
존 등과 결합하며 여러 화학반응을 통해 2차적으로 (초)
미세먼지를만들게된다.
한편, 자연적 및 인위적으로 배출된 휘발성 유기화합
물(VOCs)은 대기 중에서 산화과정을 거치며 탄소수가
적어지거나 산소가 첨가되면서 점차 2차 생성 (초)미세
먼지가 된다. 한 종류의 유기화합물이라도 대기 중에서
의 산화과정은 매우 복잡하기 때문에 이때 노출되는 질
소산화물이나대기중의산화물질(OH,O3,NO3 등)의양
에 따라 실질적으로 생성되는 (초)미세먼지의 양은 매우
달라질수있다.
현재 학계는 2차적으로 만들어지는 초미세먼지의 양
이1차적으로배출되는초미세먼지의양에비해더많다
(60~80%)고추정하고있다.
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
그림 4. 2차 생성 미세먼지 발생 과정 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?)
4. 미세먼지 배출의 주범은?
지리학적 위치상으로 우리나라는 국내 자체 배출 기
원의미세먼지외에도인접국가에서배출된물질들에의
해 생성되거나 이들 국가에서 직접 배출되어 유입되는
미세먼지에 대해서 결코 자유로울 수 없다. 뿐만 아니라
우리나라에서배출되는물질들이인접국가에게미치는
영향또한무시할수없다.그양이얼마나될지에대해서
는 전문가에 따라 30~70%로 추정하고 있으나, 이 또한
더많은과학적근거가필요한수치이다.
한편, 국내 기원의 미세먼지 배출 및 생성량만을 따졌
을 경우 미세먼지 및 초미세먼지를 가장 많이 배출하는
공정은 제조업의 연소였고, 선박이나 건설장비, 농기계
와 같은 비도로 이동 오염원과 화물차, RV, 승합차, 버스
와 같은 도로 이동 오염원이 그 다음을 차지했다(그림 5
참조).그양상은지역특성에따라달리나타난다(수도권
은 도로이동 오염원이 산업 및 공업 지역은 제조업 연소
와생산공정이주원인으로지목되고있다).
그림 5. 2차 생성 미세먼지 발생 과정 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?)
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
Box 1. KORUS-AQ 미션의 오해와 진실
국내 배출 물질이 문제다? 앞서 언급한 바와 같이
KORUS-AQ를수행한미국측대표는“미션기간동
안 한국의 대기 오염은 국내 발 배출 물질에 기인 한
다”라는 입장을 밝혔다. 언론을 통해 보도되며, 정확
한 부연 설명 없이 ‘우리나라의 미세먼지는 국내 배
출원때문이다.’즉‘중국의영향이미미하다’라는식
으로 확대 해석되어 오해를일으키고있다.
하지만, 미국 측 대표는 ‘미션 시간 동안’이라는 제
한을 달았고, 이는 실제 관측 기간 동안 일어났던 현
상들에 한해서 언급한 사항이란 점을 간과해서는 안
된다. 실제 관측이 일어났던 기간 동안에 한반도 상
공을 뒤덮은 공기는 대다수가 국내에서 맴돌았기 때
문에 국내 발 오염에 대해서 이야기를 했고, 미션 기
간 동안 세 번 정도 유입되었던 중국 발 오염된 공기
는 두 번은 서해상에 머무르다 제주도 이남과 남해
를 통해 빠져나갔고, 한반도 전체의 상공으로 유입
되었던 한 이벤트의 경우 그 공기가 관측이 일이었
던 시간 동안에는 300m 이상의 상공으로 지나감으
로써 그 시간동안은 지표면에 직접적인 영향을 미치
지 않았다.
실제로 중국은 물론 동북아시아에서 배출되는 오
염된공기는시기별로기상학적셋팅에따라미국서
부연안까지 영향을 미친다는 사실은 이미 여러 차례
관측을 통해 분석되었고, 지리학적으로 중국과 가깝
게위치한우리나라의경우대기질을논할때는외부
유입 오염의 영향을 배제할 수 없다는 것은 이 분야
의 전문가 모두가부정할수없는사항이다.
한반도 상공 곳곳을 누볐다? KORUS-AQ 미션은
NASA에서 운용한 항공기 외에도 국립환경 과학원
을 주축으로 운용한 항공기는 물론, 지상 집중 및 상
시 관측소 그리고 선상 관측소가 함께 운영되었다.
따라서 비행이 이루어졌던 한반도 상공은 물론, 서
해, 남해 및 동해 바다 그리고 각 지상 관측소에서 통
합적으로관측이이루어졌다.
지상 관측소의 경우 관측소가 집중되어 있는 수도
권에더집중되어관측이이루어졌고,선박과항공기
의 경우 공역 사용이 허가된 지역과 허가된 시간 내
에 관측이 이루어졌다. 국토 이용이 매우 복잡하고
또 밀도 높게 활용되는 우리나라에서 이러한 미션이
수행되었다는사실자체가큰의미이긴하지만,한반
도전체의보다통합적인이해를위해서는서울을비
롯한보다다양한지역,다양한시간대에서의관측이
필요한것도사실이다.
관측 결과가 대기질 개선 정책 수립에 근간이 된
다? 본 미션의 근본적인 목적은 보다 효율적인 대기
질개선정책수립에필요한과학적이해를도모하기
위함으로 다양한 분야의 전문가들의 노력으로 방대
한자료가수집되었다.
현재는 수집된 자료들을 검증하고 확정하는 단계
로 미션에 참여하였던 전문가들의 역량이 정확한 자
료생산에집중되어야하는시점이다.미국연구팀의
경우 미국 측 대표들의 선도 하에 현재는 자료 분석
보다는자료확정에더많은노력이투자되고집중되
도록 격려 및 배려되고 있는 상황이다. 이는 섣부른
자료 분석이 잘 못된 해석과 그로 인한 잘못된 정책
으로 이어질 수 있음을 경계하는 태도이다. 한번 수
립된 정책은 수많은 인프라와 비용을 소비하게 되므
로보다신중한태도로접근함이당연하다.
자료가 확정된 이후에는 자료를 수집한 전문가들
뿐만 아니라 정책가들까지의 긴밀한 협업을 통해 자
료를 어떻게 분석하고 해석하여 정책으로 반영할지
에 대한 숙제가 남는다. 해당분야에 ‘전문가가 있는
가?’ 혹은 적합한 ‘정책가가 있는가?’에 대한 자조적
인 비판이 들려오기도 하는데, 이는 좀 더 개방된 소
통(외국및신진전문인력의적극활용)을통해정책
을수립할경우해결될수있는문제이다.
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
5. 대기 오염 현황 파악
정부에서는 대기 오염 현황 파악을 위해 전국에 약
300여 곳에 상시 또는 집중 관측소를 설치하여 대기오
염측정망을운영하고있다.이곳에서는미세먼지(PM10,
PM2.5)를 비롯한 기본 대기 오염 물질 (O3, CO, SO2,
NO2)을 측정하고 있으며, 실시간으로 측정된 자료는 대
기오염 실시간 공개 시스템(에어코리아, www.airkorea.
or.kr)을통해공개되고 있다.
이러한 자료는 실시간으로 자료를 공개한다는 의미
외에도 오랜 기간에 걸쳐 한반도 전역에서 관측된 자료
로 그 가치를 가져 지역별 대기질 정책의 효용성을 판가
름하는데유용하게 활용 될수있다.
항간에서는 에어코리아에 표출되는 자료의 신뢰성에
대해 의문을 제기하기도 하는데, 이는 실제 일부 지역에
서 특정 시간대에 측정한 값이 정부가 공개하는 실시간
관측값과 다르게 나타날 경우가 있기 때문이다. 이러한
현상은 관측값 자체의 문제라기보다는 대기 오염 물질
이 배출원 근처일수록 비균일하게 존재기 때문에 나타
날 수 있는 현상으로 관측소 위치의 적절성을 검토해 보
아야하는 문제이다.
정부는 오염원 섹터별로 상시 관측소가 잘 설치되어
있는지 각 관측소의 위치적합성 평가를 실시하여야 한
다. 1980년대부터 정부가 상시 관측소를 운영하며 대기
질 오염도를 관측하기 시작한 이후로 한반도 특히 도심
의 토지 이용도는 많이 변화하였는데 현행 측정소 분류
가 이러한 변화를 잘 반영하고 있는지를 점검할 필요가
있다. 뿐만 아니라 산업 및 공장 지역과 같은 오염원들이
밀집되어있는 지역일 경우 보다 밀도 있는 관측망을 구
축하고, 배출원별 배출량을 정확히 파악함으로써 비균
질적으로 존재하는 오염에 대한 추적을 가능하게 하여
야 한다.한편, 효율적이고 올바른 대기질 개선 정책을 수
립하기 위해서는 실제 공기 중에서 일어나는 현상을 메
커니즘적으로 이해해야하고, 이를 위해서는 보다 많은
화학종이 한꺼번에 측정되는 집중관측이 필요하다. 이
번 NASA 연구진과 협력하여 수행되었던 KORUS-AQ
미션이 그 한 예로 항공이나 선상의 관측이 아니더라도
기술적여건과편의성이허락하는한에서이제껏이뤄져
왔던 미션들 보다는 좀 더 많은 빈도수로 집중관측이 이
뤄져야할것이다.
단적인예로,올해의KORUS-AQ미션기간동안은지
표면까지국외발오염이영향을미쳤던이벤트를관측할
수 없었다. 이는 국외의 오염원이 국내로 유입되지 않기
때문이 아니라 기상의 계절학적 패턴 상 그 시기 동안은
중국 발 오염물질들의 유입이 지표상까지 영향을 미치
지 않기 때문이다. 따라서 국내 대기질 저하의 국외 기여
도를 평가하기 위해서는 국외 오염원의 국내 유입이 많
은겨울이나봄철에집중관측미션이수행되어야한다.
현실적으로겨울이나봄철의집중관측을수행하기위
해서는 국가의 회계연도 문제로 행정적인 어려움이 따
를 수 있으나 사람들 간의 일을 조율하는 것이 계절적인
특성으로 인해 자연적으로 일어나지 않을 일을 기대하
는 것보다는 더 현실성이 있는 접근방안이라고 필자는
생각한다.
III. 어떻게 접근해야 하나?
미세먼지는 그 크기가 매우 작기 때문에 생명체의 호
흡기관이나, 그 기관에 접촉해 있는 순환기관에 흡수되
어 온몸을 순환하며 문제를 일으킨다. 뿐만 아니라 농작
물 작황은 물론, 산업계의 생산성이나 운송업에도 영향
을 미친다. 덧붙여 미세먼지는 그 화학적 성분에 따른 지
구 복사 평형에 간섭을 일으켜 기후 변화에도 영향을 미
치는데, 그 정도와 양상을 예측하기 위해서 전세계 학계
에서는활발한연구가진행중에있다.
해가 지날수록 미세먼지에 대한 국민들의 관심이 높
아지며 대기질 개선에의 여망이 커지고 있다. 이러한 시
기 일수록 정부와 학계 그리고 언론은 보다 정확한 정보
를 전달하고 각자의 위치에서 본래의 역할을 충실히 수
행함으로써국민들의올바른이해를도모하고제대로된
대기질개선책을수립·시행하여야한다.
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
1. 정부
정부는 부처를 아우르는 통합적인 접근을 통해 대기
질 문제를 해결하도록 노력하여야 한다. 기존의 대기질
관측과 정책은 환경부를 중심으로 이루어졌으나, 산업
자원부, 미래부는 물론 외교부 등의 관련 부처와 함께 협
력하여 시너지를 발휘하여야 한다. 이 과정에서 관련 분
야의 전문가들의 의견은 적극 수렴될어야 하며, 앞서 언
급한 바와 같이 그 소통방식은 기존의 방법보다는 개방
적이어야함을지적하는 바이다.
한편 전문가들의 견해를 보다 과학적으로 심층화하
고 구체화하기 위해서, 정부는 그 동안 수집하여온 관측
자료를적극공개함으로써전문가들의한반도대기질특
성 파악을 도와야 한다. 에어코리아를 통하여 공개되는
자료는실시간으로만공개될뿐데이터베이스화하여자
유롭게 공개되고 있지 않다. 현재 미국을 비롯한 선진국
에서는 인터넷 홈페이지를 통해 자국은 물론 타국의 전
문가나 일반인 모두에게 공개 되고 있을 뿐만 아니라 자
료를 분석하고 그 의미를 해석함에 있어 필요한 각종편
의를 제공하고 있다. 국가의 많은 예산을 들여 자료를 수
집하고 있으나 공개되어 제대로 분석·활용되지 못하고
고이저장되고있기만한다면그야말로국고낭비가따로
없고, 이 경우 대기질 연구를 하고 있는 필자조차도 상시
관측소운영필요성에 회의를느낄것이다.
정보가 자유롭게 공개될 경우 국내는 물론 국외의 전
문가들의전문성을활용하여한반도대기질의특성을파
악할 수 있고, 이는 단기 이벤트에 대한 이해는 물론, 장
기적 trend 분석까지도 가능하므로 기존의 대기질 정책
이 어떻게 효용을 거두어 왔고, 또 어떻게 개선되어야 하
는지에 대한 방향성을 여러 전문가들의 식견을 통해 알
아볼 수있다.
또한 앞서 언급한 바와 같이 계절별 미세먼지 생성 특
성을 파악하기 위해서 걸림돌이 될 수 있는 현행 행정적
절차와 관례를 개선할 필요가 있다. 실제적으로 고농도
미세먼지 현상은 겨울 및 봄철에 집중되나, 현행 절차 및
관례로는 이 시기의 집중관측이 거의 불가능하다. 뿐만
아니라 관례상 모든 연구가 해당 연차에 다 끝나야하기
때문에때로는분석이나해석에신중을기하지못하고피
상적으로해석된채연구가종료되는경우가허다하다.
구체적인 예로 올 5월부터 시작된 KORUS-AQ 미션
수행을 위해 미국 NASA에서는 연구과제 선정을 위한
절차를 작년 9월부터 시작했으나 (이마저도 한·미 양국
간의 절차에 관한 합의 지연으로 인해 늦어진 일정이다)
국립환경과학원의경우과제공표가올해 3월말에나이
루어졌다. 막대한 정부 예산이 들어가는 일이 시간에 쫓
기듯진행되며,회계연도마감때문에자료확정,분석및
결과 도출까지 올해 말로 되어 있어 심층적인 분석은 현
실적으로 불가능해 보인다. 미국 연구팀의 경우 자료 확
정기한은내년6월까지이며,이후에나분석에돌입하는
것으로 일정이 잡혀 있다. 부끄럽지만 필자의 경우 한국
에서의 연구 경험을 되풀이 할수록 근원적인 문제를 해
결하고자하는과제목표를세우기보다는보다현실적으
로 이룰 수 있는 목표를 잡는 방식으로 제안서를 작성하
게 되어 심층적이고 밀도 있는 분석을 과제를 통해 진행
하지않게되었다.
한편, 한반도의 경우 외부 유입 공기의 영향을 무시할
수없으며,이는국제적인협력을통해접근할수있다.이
는각국가간의이해상관문제가아니라,함께고통을안
고 있는 문제를 해결하기 위한 공동의 활로를 모색하는
방안으로접근함을말한다.
현재 한·중·일의 삼국은 매년 ‘3국 환경장관회의’를 개
최해 주변국과의 협력을 통한 국외 유입 오염에 대비하
고 있다. 또한 ‘한·중·일 대기분야 정책대화’를 통해서 공
동연구를 추진 중에 있다. 뿐만 아니라 한·중 그리고 한·
일간의미세먼지해결을위해연구단을조직하여여러연
구를진행하고있다.
이렇게 추진된 연구단에서의 연구 결과가 보다 더 큰
효과를창출하기위해서필자는연구단소속의전문가들
내에서만이아니라각국가의전문가들에게공개됨으로
써 활발히 논의되기를 바라며, 연구단에 포함되지는 않
았으나, interboundary transport에 관한 연구를 하는 각국
의 전문가들의 견해도 함께 논의되는 연구의 장이 마련
될수있기를희망한다.
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
2. 학계
이러한 정부의 노력 못지않게 학계의 전문가들 또한
미세먼지를 비롯한 대기질 오염 문제를 소명의식을 가
지고 해결하고자 노력해야한다. 우리나라의 대기질 문
제는 어제 오늘의 일이 아님에도 불구하고 국내 전문가
들의 연구 역량은 선진국과 견주어 더 많은 발전이 더 필
요한 게 사실이다. 각계의 전문가들은 그간 해오던 연구
틀에서 벗어나 문제 해결을 위해 실질적으로 필요한 연
구를하려는 자성적인움직임이필요하다.
이번 미세먼지 사태 이후로 정부가 막대한 자본을 투
자해미세먼지문제를해결하려하자전문가들은팀을꾸
려 연구 과제를 제안하기 시작했다. 필자는 이러한 움직
임에 대해 진정으로 각 전문가의 연구가 어떻게 미세먼
지 문제 해결에 도움이 될지를 냉철하게 판단하여 제안
을했기를바라고있다.
뿐만 아니라 각 분야의 전문가들이 각자의 한계를 인
정하고 이를 극복하기 위한 통합적인 연구를 추진하기
를 희망한다. 이를 위해서는 보다 개방적인 연구풍토가
자리 잡아야 한다, 필자의 경험에 따르면 한국에서의 자
료 워크샵이나 각종 과제 발표회, 심지어 학술 발표회 모
두토론,질의·응답을위한장이기보다는짜여진스케줄
에 따라 발표가 있고 이후에 형식상 한두개의 질문이 오
가는 식으로 진행되었다. 이는 문화적인 배경이 기저에
깔려있어서이겠지만,전문가들의경우의식적으로라도
개방적인 분위기의 토론을 유도해야한다고 생각한다.
아무리 전문가들이라도 분야에 따라 그 식견의 깊이와
폭이 매우 다를 수 있으며, 여러 식견이 모아질수록 보다
객관적인 해석이가능함은자명하기때문이다.
3. 언론
이번 미세먼지 사태의 많은 부분은 언론의 보도에 따
른 여론 조성이 큰 몫을 차지했다. 이로 인해 “대기질”에
는무심했던범부들조차“미세먼지”에대해서들어본적
이 있을 정도이니 말이다. 이에 필자는 이렇게 영향력 있
는 언론이 자극적인 주제를 탐닉하는 여론 몰이에서 벗
어나 제대로 된 보도를 통해 진정한 언론의 긍정적인 역
할을 할 수 있기를 기대한다. KORUS-AQ 미션을 수행
하는 동안 많은 언론사의 기자들이 접촉을 해왔고, 알고
싶어 하는 그들의 바람과는 다르게 미션 참가자들 사이
에는 ‘기자들을 조심해야한다’라는 말이 팽배했었다. 물
론 필자가 NOAA(미해양대기국, National Oceanic and
Atmospheric Administration)에서 근무할 때에도 미디어
를 대하는 방법에 대해 훈련 받기도 했지만, ‘가급적 기
자들을 피해야 한다.’라는 일방적인 회피의 태도는 매우
잘못 되었다고 생각한다. 이러한 태도로 인해 전달되어
야 할 올바른 정보가 전달되지 않은 채, 억측과 오보로
문제가 더 악화될 수 있다고 생각한다. 한때 미세먼지의
주범이 고등어가 되었던 경우가 바로 그러하지 않았을
까생각한다.
다만언론은학계의전문가와정부의‘때’를기다려줘
야한다고 생각한다. 개인적인 생각이지만, 올해 정부가
언론을 통해 보여준 미세먼지와 관련된 많은 모습들은
여론에 등 떠밀린 채 황급히 보여준 것으로 판단된다. 필
자는 KORUS-AQ 미션 기간 동안 ‘미세먼지의 얼마만큼
이중국발인가?’,‘석탄화력발전소가수도권미세먼지에
얼마나영향을미치는가?’와같은질문을수도없이받았
다.이에대한나의답변은‘우리과학자들은지금자료를
수집하고 있고, 수집된 자료는 정확하게 검증해야 한다.
이후에나 자료 분석이 가능하고, 분석이 이뤄진 후에나
그질문들에대답을할수있을것이다.’라고답변을해왔
다. 덧붙여 ‘우리 과학자들에게 외부의 압력 없이 최선을
다해자료를들여다볼시간을달라’라고부탁을했다.필
자는 내년 이맘때를 기약하며 그 때쯤이면 연구진 한두
그룹씩 나름의 자료에 대한 견해를 내어놓을 것이고, 이
를 종합하여 정책으로까지 이어질 수 있지 않을까 생각
한다. 그때쯤 언론은 학계가 어떠한 해석을 내놓았는지
그리고 정부가 얼마만큼 학계의 견해를 받아들여 정책
으로 반영하려 고민하는지를 냉정히 보도하면 될 것이
라고생각한다.
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숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58
4. 우리 모두는...
미세먼지문제와관련하여마지막으로국민의한사람
으로서 모두에게 당부하고 싶은 점은, 각계각층의 구성
원이 기존과는 다른 새로운 변화를 자연스럽게 받아들
이려는 개방된 태도를 가졌으면 하는 것이다. 한국에서
연구를진행하며가장높은벽을느꼈던점이,‘기존의방
법이 잘못되었다’는 지적이 두려워 새로운 방법을 받아
들이려하지 않는다는것이다.
‘왜자료를공개하지않느냐?’,‘왜이런식으로측정하
지 않느냐?’, ‘왜 집중관측소의 위치를 바꾸지 않느냐?’, ‘
왜 보다 시기에 맞는 연구 주제를 정하지 않느냐?’ 등에
대한 질문에 대해서 돌아온 답은 ‘그럴 경우 기존에 해
왔던 것이 잘못되었다고 드러나기 때문이다’라는 식이
었다.
필자는 예전에 그와 같은 결정을 내렸던 담당자의 전
문성을믿자고이야기한다.‘그당시’,‘그시기’,‘그상황’
에서는그러한결정이‘최선’이었고,그누가그담당자를
대신한다고해서크게달라지는결정을내리지는않았을
것이라고... 만유인력의 법칙이 모든 세상의 원리를 지배
하던 시기가 있었던 것처럼 대기 오염을 바라보는 시선
이 해를 거듭하고 연구자들의 노력이 더해질수록 바뀔
수 있음을 인식하고 그에 부응해 능동적으로 변화하자
고당부하고싶다.
훗날 다른 전문가가 ‘왜 지금까지도 그렇게 하고 있
느냐?’라고 질문을 했을 때, 같은 대답을 하지 않기 위해
서 지금이라도 변화해야한다. 훗날 그 전문가가 나의 전
문성을 믿고 그 다음의 일을 고민할 수 있도록 나는 지
금 내가 전문가로서 할 수 있는 ‘최선’을 다하고자 한다.
때문에 이와 같은 글을 쓰고, 또 자료를 확정·분석해서
KORUS-AQ기간 동안 우리가 관측한 것들에 대한 이해
를 도모할 것이며, 또 그 결과들이 어떻게 정책에 반영되
고 또 언론에서 어떻게 보도되는 지 지켜볼 것이다. 이
러한 당부의 말도 이 분야의 전문가로서 다른 분야의 사
람들에게할 수있는나 나름의‘최선’이라고생각한다.
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선
24
[이슈] 미세먼지JES 58
대기환경관리의관점에서본
수도권 미세먼지 환경 개선
우정헌(건국대학교 융합인재학부/대학원 신기술융합학과)
I. 서론
수도권은 전국 면적의 12%에 불과하지만, 총 인구의
48%가살고있고자동차,빌딩,사업장등오염원이집중
되어 있어 대기오염도가 매우 심각한 수준이다. 최근 우
리나라 전역에서 미세먼지의 오염이 심화되고 있어 이
에 대한 대책을 강구하는 우려의 목소리가 높다. 이에 정
부는 수도권의 대기오염을 획기적으로 개선하여 지역
주민의 건강을 보호하고 쾌적한 생활환경을 조성하고
자 2003년 12월『수도권 대기환경 개선에 관한 특별법』
을제정하여수도권의지방자치단체와함께대기환경개
선을 위해 노력하고 있다(우정헌, 2009). 또 한편으로는
NASA와 협력하여 대규모 항공관측 캠페인을 실시함으
로써(KORUS-AQ and MAPS-Seoul) 미세먼지의 생성과
이동에대한과학적인 원인규명에노력하고있다.
이러한 노력들에도 불구하고 미세먼지 오염은 나아
지지않고있어,여러가지우려의목소리가나오고있다.
일각에서는우리나라의저감대책이제대로시행되지않
아서라고도하고,중국의영향이너무커서,또는기후변
화나 대기 중의 이차적인 생성이 문제라고도 한다. 과연
어느 것이 진정한 문제인지 아니면 위에 언급된 모든 것
이 문제인지는 아직 명확하지 않지만, 우리나라가 막대
한 예산을 써가며 야심차게 수행해 왔던 대기질 개선정
책들이 아직은 미세먼지를 체감할 수 있을 만큼 개선하
지 못했다는 것은 분명한 듯하다. 그렇다면 지금처럼 계
속미세먼지개선에막대한예산을쏟아부어야할까?아
니면 우리가 무엇을 어떻게 해야 할지에 대한 과학적 근
거가 명확해질 때까지 기다려야 할까? 본문에서는 수도
권 대기환경 개선 기본계획을 중심으로 미세먼지 문제
에 대한 과학적 지식과 미세먼지 대책 현황을 검토해 봄
으로써 우리나라 미세먼지 대기질의 개선 가능성을 살
펴보고자한다.
II. 미세먼지의 정의 및 현황
1. 미세먼지의 정의 및 특성
미세먼지란 대기 중에 부유하는 공기역학적 직경이
10㎛이하인 입자상 물질(PM10)을 의미하며, 초미세먼
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대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
지(PM2.5)란 직경이 2.5㎛이하인 입자를 말한다. 우리나
라 “환경정책기본법”이나 “수도권 대기환경개선에 관
한 특별법”에는 PM10과 PM2.5를 모두 미세먼지로 표
기하고 있으나(감사원, 2016), 본문에서는 PM10을 미세
먼지로 PM2.5를 초미세먼지로 구분하여 표기하기로 한
다. 미세먼지에 비해 초미세먼지가 더욱 중요한 이유는
몇 가지를 들 수 있다. 미세먼지(PM10)가 사람의 머리카
락 지름(50~70㎛)보다 약 1/5~1/7 정도로 작은 크기라면,
PM2.5는 머리카락의 약 1/20~1/30에 불과할 정도로 매
우 작다. 이처럼 미세먼지는 눈에 보이지 않을 만큼 매우
작기 때문에 대기 중에 머물러 있다 호흡기를 거쳐 폐 등
에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동하여 들어감으
로써 건강에 나쁜 영향을 미칠 수도 있다. 세계보건기구
(WHO)는 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)에 대
한 대기질 가이드라인을 1987년부터 제시해 왔고, 2013
년에는 세계보건기구 산하의 국제암연구소(IARC, Inter-
national Agency for Research on Cancer)에서 미세먼지를
사람에게 발암이 확인된 1군 발암물질(Group 1)로 지정
하였다(환경부, 2016).
미세먼지 농도는 공기 1m3
중 미세먼지의 무게(백만
분의 1g을 의미하는 ㎍)를 나타내는 ㎍/m3
단위로 표시
하는데, 우리나라의 장기 환경기준에서 PM10은 연평균
50㎍/m3
이하,PM2.5는25㎍/m3
이하로유지되어야한다.
미세먼지를이루는성분은그미세먼지가발생한지역이
나계절,기상조건등에따라달라질수있다.일반적으로
는 기체상 대기오염물질이 공기 중에서 반응하여 형성
된 입자(황산염, 질산염 등)와 석탄·석유 등 화석연료를
태우는 과정에서 발생하는 탄소류와 검댕, 지표면 흙먼
지등에서생기는광물등으로구성된다.
2. 미세먼지의 발생 및 생성
미세먼지 발생원은 자연적인 것과 인위적인 것으로
구분되며, 굴뚝 등 발생원에서부터 고체 상태의 미세먼
지로 나오는 경우(1차적 발생)와 발생원에서는 가스 상
태로 나온 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일
으켜 미세먼지가 되는 경우(2차적 발생)로 나누어 질 수
있다. 2013년의 경우 전국 1차 미세먼지 배출량은 PM10
약12.2만톤,PM2.5약7.7만톤으로산정되었다.미세먼
지 배출량이 가장 많은 배출원은 제조업의 연소공정이
며, 그 다음으로 자동차를 비롯한 이동오염원에서 많이
배출되었다.이동오염원에서나오는미세먼지는대부분
그림 1. 2차 미세먼지의 전구물질 및 생성과정 (환경부 2016)
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대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
이PM2.5로그비중이92%에이른다.도로이동오염원의
경우화물차와RV(SUV)차량에서미세먼지대부분이배
출되며, 비(非)도로이동오염원의 경우 선박과 건설장비
등에서 미세먼지가 많이 나온다. 이들 통계에 포함되어
있지 않은 것으로 날림먼지가 있다. 날림먼지는 일정한
배출구 없이 대기로 흩날리는 미세먼지를 말한다. 날림
먼지로 인한 미세먼지 발생량은 매우 많은 것으로 추정
되고 있으며, 전국의 날림먼지 배출량은 PM10 약 12만
톤,PM2.51.8만 톤에 달한다.
석탄·석유 등 화석연료가 연소되는 과정에서 배출되
는 황산화물이 대기 중의 수증기, 암모니아와 결합하거
나, 자동차 배기가스에서 나오는 질소산화물이 대기 중
의 수증기, 오존, 암모니아 등과 결합하는 화학반응을 통
해 미세먼지가 생성되기도 하는데 이것이 2차적 발생에
속한다(그림1).2차미세먼지가중요한이유는수도권만
하더라도화학반응에의한2차생성비중이전체초미세
먼지(PM2.5) 발생량의 약 60%이상을 차지할 만큼 매우
높기때문이다(환경부, 2016).
III. 미세먼지 관리 정책
1. 우리나라의 미세먼지 관리 정책
수도권 지역의 심각한 대기오염을 타개하고, 시민에
게 보다 깨끗한 공기를 제공하기 위하여 정부는 수도권
대기환경개선에 관한 특별법 (이하 특별법)을 제정하여
2005년부터 시행하였고, 2005년 11월 대기개선 목표 등
10년간의 대기관리 계획이 포함된 “수도권대기환경관
리기본계획”(이하1차기본계획)을발표하였다.이에따
라 서울과 인천, 경기도는 기본계획에 따른 시행계획을
수립하였고 2007년 1월 환경부의 승인을 거쳐 추진하였
표 1. 2차 수도권 대기환경관리 기본계획의 관리대책
출처 : 한국환경정책·평가연구원, 2013
구 분 대책 분야 세부 대책
자동차
관리대책
운행차관리
원격측정장비(RSD)확충, 배출가스저감사업, DPF부착, 엔진개조,
조기폐차, 삼원촉매장치교체, PMNOx동시저감장치, 사후관리, 공해차량
운행제한지역(LEZ)관리 시스템 구축 및 운영
건설기계 및
선박관리
건설기계 및 선박 배출가스 저감사업, 건설기계 DPF부착, 건설기예
엔진교체, 건설기계 엔진개조, 건설기계조기폐차, 선박 DPF부착, 사후관리
교통수요관리 청정버스정류장 설치
배출시설
관리대책
사업장 총량관리시스템운영, 사업장 저녹스 버너 설치 및 검사
생활오염원
관리대책
주유소 유증기 회수설비 설치 및 검사, 밀폐형 세탁기기 교체 및 관리, 지역공동재활용센터 설립
및 운영, 직화구이 음식점 방지시설 설치, 가정용 저녹스보일러 교체, 이동측정시스템 구축 및
운영, 먼지제거장비 보급, 건축물 옥상 및 벽면 녹화사업
과학적관리
기반구축
및 홍보강화
수도권 대기관리 정책지원시스템 구축, 정책 추진을 위한 연구사업(R&D), 대국민 홍보
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대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
다. 1차 기본계획의 시행으로 수도권 대기질이 일부 개
선되었음에도불구하고,국가대기환경기준이나선진국
주요 도시의 대기질에 비하여 열악한 상황이기 때문에
2015년 이후의 대기관리가 필요하며, 이에 따라 2015년
이후 10년간의 수도권 대기관리를 위한 “2차 수도권 대
기환경관리 기본계획”(이하 2차 기본계획)을 수립하여
시행하고있다.2차기본계회의주요대책들로는,1.관리
체계및관련법정비,2.자동차관리대책수립및운영,3.
배출시설 관리 대책 수립 및 운영, 4 생활오염원 관리 대
책수립및운영,5.과학적관리기반구축등이있다(표1).
10년 동안의 총 계획기간 동안 소요되는 재원을 보면 총
4.55조 원 중 자동차관리에 약 81%, 배출시설관리 7.9%,
생활오염원관리 9.3%, 과학적 관리기반 구축 및 홍보강
화1.6%로 구성되어있다.
이를 통해 2024년까지 달성해야 할 대기오염 저감농
도는<표2>와같다.2차기본계획의목표를달성할경우
건강의 편익을 9조 2천억 정도로 추정하였는데 이의 대
부분은 초과사망감소로 인한것이다.
2. 중국의 미세먼지 관리 정책
우리나라의 먼지오염에 지대한 영향을 주는 북경의
2010년 PM2.5 연평균 농도가 WHO 기준치(25㎍/m3
)의
3배수준을상회하는70~80㎍/m3
으로심각해짐에따라
중국국무원은‘2013~2017년대기오염방지행동계획’을
발표(’13.9.12)하였다. 발표된 계획은, 1) 2017년까지 전
국 지(地)급 이상 도시는 PM10 농도를 2012년 대비 10%
이상 감축하여 대기질이 양호한 일수를 점진적으로 제
고하고, 2) 북경-천진-하북(징진지), 장강삼각주(상해일
대) 및 주강삼각주(광동일대) 등 3대 대기오염 심각지역
은PM2.5농도를2012년대비각각25%,20%,15%감축
하고, 북경시는 PM2.5 연평균 농도를 60㎍/m3
수준으로
억제하는것을목표로하고있다.
또한 지방정부 차원에서도 ‘대기오염방지 행동계획’
에 따라 주요도시별 (북경-천진-하북(징진지), 북경, 천
진, 상해) 실행계획을 속속 발표하였는데, 2013년 9월에
는 환경보호부와 북경, 천진, 하북, 산서, 산동, 내몽고 등
6개지방정부가‘대기오염방지목표책임서약서’에공동
서명하였다(표 3). <표 3>에 나와 있는 바와 같이 북경의
대기오염관리대책은우리나라의수도권기본계획과비
슷한 대책들을 시행하려고 하고 있으나 좀 더 광범위하
고강력하다고볼수있다.중국정부는2017년까지대기
질 개선을 위해 1조 7,000억 위안(약 300조 원)의 예산을
투입할계획이다.
IV. 미세먼지의 관리에 대한
이슈와 평가
1. 수도권 미세먼지 관리정책:
실패인가 성공인가?
1차 수도권 대기환경 개선 기본계획 추진을 종료한
표 2. 수도권 2차 기본계획 수행을 위한 대기오염물질 현황 및 저감 목표 농도
출처 : 한국환경·정책평가 연구원, 2013
관리대상물질
2010년 평균농도
(수도권평균)
2024 목표(안) 저감농도
PM10(㎍/m3
) 46.2 30 16.2
PM2.5(㎍/m3
) 33.1 20 13.1
NO2(ppb) 26.1 22 4.1
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대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
달성
목표
•오염 심각일수 대폭 감소
•2017년에 공기 중의 PM2.5 연평균 농도를 2012년 대비 25% 감축
•PM2.5 연평균 농도를 60㎍/m3
로 억제
주요
시책
1) 오염원 단속
- 도시기능과 공간구조 최적화
- 개발강도 통제
- 인구총량 통제 조치
- 자동차 보유량(600만대 ) 억제
- 자원환경 진입기준 강화
- 환경영향 평가 강화
3) 자동차 구조조정
- 대중교통 보급
- 16년 6단계 기동차 배기기준 적용
- 낡은 자동차 100만대 퇴출
- 청정에너지 자동차 (20만대) 보급
- 업종별 자동차 구조조정
- 2017년까지 북경시 외곽순환 고속도로
건설
5)오염배출 관리
- 저유황 석탄 및 제품기준 발표
- 자동차제조 등 배출기준 제정
- 질소산화물 감축
(시멘트탈질,교외구역집중난방센터)
- 공업먼지 감축
(시멘트, 석탄보일러, 공업요로 등)
- 휘발성 유기물질 감축
7) 생태환경건설
- 녹화피복률 향상 , 생태복원 등
9) 6가지 보장조치
- 법규체계 보완 , 기술개발 지원 등
2) 에너지 구조조정
-석탄총량 삭감
(2012년 대비 1,300만톤 삭감 )
-가스발전소 건설
(가스 화력 발전센터 4개 건설 )
-일정규모 제조기업의 생산용 에너지의
청정화 추진
- 도시 중심구역의 무석탄화
- 2016년 농촌지역의 가스취사 실현
-석탄 비중 10% 이하로 감축
-건물 에너지 이용효율 향상
4) 산업구조 최적화
- 3차산업 비중 확대
- 낙후산업 퇴출 (시멘트 산업 )
- 소형 오염기업 정리 (건설자재 , 화학공업 ,
가구제조 등 1,200개 )
- 생태공업단지 건설
- 공업개발구등 전략환경영향평가 실시
- 청정생산심사 강화(400개 기업 )
- 철강 , 시멘트 , 화학공업 등 중점업종
오염배출량 감축
6) 도시 정밀화관리
- 공사현장 먼지, 도로 먼지, 생활쓰레기
발생량 억제
- 노천 바비큐와 요식업의 기름연기 억제
8) 오염심각일 비상대응
- 책임제 실시 , 차량 2부제 등
10) 3가지 시민참여행동
-기업 , 시민의 자발적 감축행동
표 3. 북경시 청정공기 행동계획 (2013~2017년)
출처 : 주중대사관, 2015
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대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
2014년 서울의 대기오염도는 2005년 대비 NO2와 PM10
의 농도는 감소하였으나 목표치(PM10 40㎍/m3
, NO2
0.022ppm)에는 미달하였고, O3의 농도는 오히려 증가하
였다. 환경부는 제2차 기본계획을 수립하면서 우리나라
대기오염 현황, 대기오염물질 배출량 및 오염물질 저감
목표달성가능성등을고려하여PM2.5의목표농도를국
가 환경기준인 25㎍/m3
로 설정할 것을 검토하였다. 그러
나 기본계획 확정을 위한 공청회에서 전문가가 제시한
대기환경개선 목표 강화 의견을 반영하여 PM2.5의 목
표농도를 20㎍/m3
로 강화하여 확정하였다. 이와 관련하
여 2015년 12월 한국대기환경학회에서 감사원에 제출
한자문의견서등에따르면기본계획대로수도권에서만
대기오염 저감대책을 시행할 경우 <표 4>와 같이 PM2.5
와 PM10 농도가 각각 32.7㎍/m3
, 44.8㎍/m3
에서 30.0㎍/
m3
, 37.9㎍/m3
로 감소되나 목표농도인 20㎍/m3
, 30㎍/m3
는 달성하지 못하는 것으로 예측되었다. 또한 제2차 기
본계획 외에 비산먼지 대책 등에 따른 추가 저감과 2024
년까지중국에서환경규제를강화하여대기오염물질배
출량을저감하는경우에도PM2.5농도가26.2㎍/m3
로예
측되어 목표농도에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 표
에는 제시되어 있지 않지만, 보고서에는 목표농도를 달
성하는경우도있었는데이는중국이현재배출량의50%
를 일괄 삭감하는 시나리오로서 현실성이 떨어지는 것
으로평가된다.
<표 4>에서 제시된 바와 같이 2차 기본계획은 초미세
먼지의 농도목표치를 달성하지 못하는 것으로 나타났
다. 감사원의 감사에서 지적된 수도권 기본계획 수립 및
시행에서의 주요 문제점은, 1) 수도권 외 지역 오염원에
대한 관리 대책을 마련하지 않았고, 자동차 대기오염물
질 배출량 산정 기준에 문제가 있어 기본계획 보완 필요,
2) 제2차 기본계획상 투자계획의 66.5%를 차지하는 디
젤먼지필터(DPF)등 운행차 저공해화 사업이 비용-효율
성 떨어져 사업구조 재편이 필요, 3) 제1차 기본계획의
배출 삭감량이 목표에 못 미치는데도 계산 오류 등으로
삭감량을 최대 87.4% 과다 산정하여 보고한 것을 제대
로 확인하지 않고 인정하는 등 실적평가 부정확, 4) 운행
차 저공해화사업 보조금을 적정단가의 최대 112% 상당
으로 높게 산정·교부하고, 불법 탈거 등에 대한 점검·관
리가되지않는등사업관리부실,5)우수사업장선정을
잘못(9개소)하거나 자가 측정이 형식적으로 이루어지고
있는데도 관리·감독 부실, 6) 예보 및 대기질 관리분야에
서 측정망 관리 등의 신뢰도 문제 등이 지적되었다 (감
사원,2016)
이러한목표달성및계획시행에서의문제점들을보면
수도권 대기환경 개선계획은 실패인 것으로 보인다. 하
지만 이러한 평가는 정당한 것인가 하는 의문을 제기하
지 않을 수 없다. 광주과학기술원의 송철한 교수의 기고
문(한국일보, 2016년 8월 1일)에서 나타나듯이 중국 등
외부배출원에서의 기여를 제외하면 우리나라 미세먼지
의 농도는 23~32㎍/m3
정도로 도쿄, 런던, 파리와 비슷한
수준이다. 게다가 우리가 어쩔 수 없는 자연적인 오염원
까지를 제외한다면, 우리가 제어할 수 있는 배출원 만으
로 관리하고 있는 농도의 수준은 그다지 나쁘지 않을지
도 모른다. 어쩌면 너무나 과도한 환경목표의 설정이 문
표 4. 수도권 대기환경개선사업 추진에 따른 대기환경 개선 정도 예측 모델링 결과(단위: ㎍/m3
)
자료: 감사원, 2016
구분
2024년 예측농도
(무대책 시)
수도권에만 제2차
기본계획 시행 시
제2차 기본계획 외 추가
저감과 중국 동시 저감
제2차 기본계획
목표
PM2.5 32.7 30.0 26.2 20.0
PM10 44.8 37.9 30.7 30.0
30
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
제는아니었을까?
2. 미세먼지 오염 개선을 위한 이슈 및 제언
(1) 질량위주 관리와 위해성중심 관리
2장에서 논의한 바와 같이 초미세먼지는 미세먼지에
비해 작기 때문에 폐와 혈관에 침투할 가능성이 더욱 높
으며, 독성과 산성이 강한 성분의 비중이 높기 때문에 건
강에 미치는 악영향이 높다고 볼 수 있다. 하지만 우리나
라의환경기준은대기중에존재하는먼지의질량으로농
도를 규제하고 있기 때문에 직경이 큰 먼지의 비중이 커
지게 된다. 예를 들면 직경이 10㎛인 먼지는 2.5㎛인 먼
지에비하여직경은4배이지만부피는64배이며,밀도가
같다면 질량도 64배가 된다. 즉, 미세먼지(PM10)과 같은
기준을 쓰게 되면 침투력도 강하고 독성도 높은 작은 입
자를 올바로 정량할 수 있는 기회를 놓치게 될 가능성이
높다고 볼 수 있기 때문에 초미세먼지 (PM2.5)를 위주로
하는 오염도 평가와 대기질 정책의 수립이 중요하다고
볼 수 있다. 실례로 도로에서의 날림먼지의 배출은 대부
분 초미세먼지의 영역보다 더 큰 큰 입자들로 이루어져
있는데, 미세먼지의 배출량에서는 많은 부분 (총 배출량
대비 50%정도)를 차지하고 있다. 이런 이유로 가장 실효
성이높은미세먼지저감정책이도로청소차를도입하는
것이 되는 현상이 벌어지기도 했다. 도로에서의 날림먼
지를 저감하는 것이 중요하지 않은 것은 아니나, 감사원
지적에서와같이DPF등보다위해성이높은초미세먼지
에 대한 대책이 비용-효율적으로 경쟁력이 떨어지는 것
으로 보이는 것은 문제가있다고보인다.
(2) 1차오염관리와 2차오염관리
제 1차 수도권 대기질 개선계획에서 미세먼지 저감을
위한대책의대부분은오염원에서직접적인배출되는물
질인 1차 미세먼지 배출저감을 위한 것이었다. 1차 배출
물질 저감의 핵심은, 1) 언제 어디서 어느 정도의 먼지가
배출되는 지 잘 정리되어 있는 인벤토리가 있는지와, 2)
저감정책이 얼마나 실효성 있게 오염물질의 배출을 저
감시키는지일것이다.2차기본계획을수립하며기준연
도배출인벤토리에생물성연소로인한배출을포함시키
지 않았다가, 대책적용에 문제가 생기자 급작스럽게 인
벤토리에 포함시키는 등의 문제를 드러냈다. 또한 어떠
한 대책들은 이미 1차 기본계획에서 저감된 세부배출부
문에 대한 것이어서 2차 대책에서 계획한 저감목표량을
달성할 수 없는 문제들을 드러내기도 했다. 그러므로 1
차 오염관리의 핵심인 배출을 제대로 이해하는 것과, 배
출과 대책을 구조적으로 연계시키는 것은 아주 기본적
인 것으로 보이지만 아직도 끊임없는 개선이 필요한 부
분이다. 특히, 우리나라의 배출인벤토리가 배출량 산정
방법의 고도화에 집중한 나머지 배출과 저감간의 투명
한 연계성을 담고 있지 못함은, 향후 대기오염뿐만 아니
라 기후변화 문제에 있어서도 개선되어야 할 점이라고
보인다.
대기중에서생성되는2차미세먼지에관한문제는해
당물질의 직접배출뿐만 아니라 전구물질의 배출, 대기
중의 반응조건, 대기중 농도 비의 변화에 따른 비선형적
화학 반응 regime의 변화 등을 모두 고려해야 되기 때문
에, 또 다른 수준의 과학적 이해가 필요하다. 예를 들어 2
차 초미세먼지의 생성에 대한 이해를 위해서는 전구물
질인 SO2, NOx, NH3, NMVOC등의 1차 배출량을 이해
해야 함은 물론, 어떠한 지역과 시점에 어떠한 화학종이
배출되는 지를 잘 알아야한다. 게다가 식물이 배출하는
NMVOC는 수종의 분포와 잎의 활력도 뿐만 아니라 온
도와 일사량 등의 기상요인도 고려해야 하기 때문에, 대
기중의화학반응은차치하고도배출의정량화만으로도
충분히 복잡한 과학이 동원되어야 한다. 일례로, 올해 실
시된 NASA와 국립환경과학원은 KORUS/MAPS 항공
관측에서 우리나라 도시지역에서 다른 나라와는 달리
NMVOC중 톨루엔의 농도가 높게 관측되었다. 이는 환
경부가 운영하는 지상의 광화학 측정망에서도 동일하
게 관측되어 왔는데, 현재의 대기화학 모델링에서는 이
러한 배출 화학종의 배출특징을 제대로 반영하고 있지
못한 실정이다. 여기에 저감대책까지 고려해야 한다면
문제는 더욱 복잡해지게 된다. 다른 예로는, 도로상 대기
31
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
오염의 직접측정에서 NO:NO2의 비율이 기존에 알려진
95:5 아니라 50:50에 가깝다는 보고가 있었는데, 그 이유
가 자동차에 장착되어온 NOx 저감장치가 NO를 NO2로
미리 산화시키기 때문인 것 같다. 이것이 사실이라면 차
량의 NO배출이 일으키는 오존 소멸 (O3 titration)현상이
약화가 일어나기 때문에 2차오염물질 농도를 증가 시킬
수있다.즉,앞으로는대기오염의저감을위해서배출-대
기화학-저감기술의모든부분을체계적이고과학적으로
이해하여관리에적용하는고도화가필요할것이며,<그
림 2>에서와 같이 저감기술의 저감 효율뿐만 아니라 저
감효율비까지도고려해야할것이다.
(3) 지역내 지역외 배출원의 기여(중국발 미세먼지)
2차 기본대책의 연구시 초미세먼지의 국외 기여율은
연평균 50% 정도의 수준으로 모사되며 계절별, 사례별
로 80%를 상회하는 경우도 있다. 이 중 2차 초미세먼지
의구성요소인황산염과질산염을보면,질산염(NO3
-
)농
도는 국내 배출원에 의한 영향이 크게 나타나는 반면 (
서울의 경우 5㎍/m3
내외), 황산염(SO4
2-
) 농도는 국내 배
그림 2. 기술별 NOx와 VOCs 저감 효율 (J.-H. Woo, 2013)
32
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
출원에 의한 영향이 작게 나타났다(서울의 경우 2㎍/m3
내외).
2차기본대책모델링보고서에서밝힌바와같이중국
의 배출은 우리나라의 미세먼지 농도에 영향이 크기 때
문에, 개선 목표 달성에도 지대한 영향을 미친다. 특히,
미세먼지의농도가높아지는겨울철이나고농도사례를
살펴보면 그 기여도는 더욱 더 높게 나타나고 있다. 때문
에2차대책의계획수립의마지막단계에서급히중국의
미래배출저감을단순가정하여우리나라의개선목표치
를 달성하고자 하였다. 하지만 <그림 3>에 나타난 바와
같이 연구자와 시나리오별로 중국의 미래 배출량은 대
단히 큰 편차를 보이고 있기 때문에, 중국과의 환경 개선
협력을추진함과동시에중국의초미세먼지미래에대한
주의 깊은 이해와 연구 역시 필요하다. 또한 배출정보의
불모지와다름없지만우리나라와바로인접한북한으로
부터의영향역시주의깊게고려해야할것이다.
(4) 기후변화감축과 미세먼지관리
올해발생한여름철폭염처럼지속적인기후변화가일
어나고 있으면 머지 않은 미래에 우리나라 기후는 온대
에서 아열대로 변화할 것이라고 믿어지고 있다. 기후변
화가 대기환경에 미치는 영향은 상당히 다양한데, 기온
변화로 인한 대기화학의 변화나 기상 변화로 인한 장거
리 오염의 전달 패턴의 변화는 아직도 많은 부분 과학적
연구가 필요한 실정이다. 이에 비해 보다 직접적이고 현
실적인변화는기후변화로인한에너지사용패턴의변화
나기후변화감축대책으로인한대기오염물질의배출변
화, 즉 동반감축(co-control) 효과 및 이로 인한 동반편익
(co-benefit)효과일것이다.
올해 같은 폭염으로 인해 전력의 수요가 급격히 증가
하면, 이는 전력수급계획에 영향을 미치게 된다. 만약 단
기적으로 급격한 전력 공급을 요구 받는다면 비용이 저
그림 3. 시나리오 및 연구자별 중국의 미래 PM2.5 배출량 전망(Kim, et al., 2016)
33
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
렴하고기술적으로안정된고체연료기반발전시설의확
충에 무게가 실릴 수 있고, 이는 대기환경에 직접적인 영
향을 미치게 된다. 장기적인 기후변화의 관점에서 보면,
파리협약을통해제출한우리나라의온실가스의자발적
감축(INDC)등이 해당된다. 탄소저장기술(CCS)를 제외
하면 대부분의 온실가스 저감 대책은 에너지 소비 구조
의변화로이어지기때문에국제사회에약속한온실가스
감축계획은 막대한 동반감축 효과를 가져 올 수 있다. 게
다가 INDC같은 경우는 2030년을 목표연도로 하고 있어
2024년이 목표연도인 2차 기본계획과 많은 기간 중첩된
다. 때문에 기후변화 완화를 위한 여러 가지 감축대안들
을 대기환경과 연계하여 고려하는 것은 아주 중요한 의
미가있다고 볼수있다.
(5) 과학기반과 관리기반
최근 국립환경과학원과 미국의 NASA는 공동으로
비행기와 위성, 지상과 해상관측망을 총동원한 대규모
항공관측 캠페인 (MAPS-Seoul/KORUS-AQ)을 시행하
였다. 우리나라의 MAPS(Megacity Air Pollution Study-
Seoul)은 이름에서 알 수 있는 것처럼, 과학에 기반한 대
기현상의 이해와 환경정책의 평가 및 개선을 그 주 목적
으로 한다. 이에 비하여 KORUS-AQ는 정지궤도 환경위
성에 기반한 환경대기 관측기술을 검증하는 역할이 주
요하게고려되었다(그림4).어떠한목적이든간에3대의
비행기와 수많은 우주기반, 지상/해상기반 관측망과 모
델링 예보기술이 총동원되어 이 지역의 대기환경에 대
한 이해를 시도했다는 점에서 너무나 반가운 일이 아닐
수 없다. 하지만 이러한 과학관측 캠페인이 올해 시행되
었다는이유때문에대기환경과개선대책의인과관계에
대한충분한과학적이해없이무조건적인계획을수립하
고 혈세를 투자했다는 식의 이의가 제기되기도 하였다 (
국립환경과학원, 2016).
2차 기본계획에서 R&D에 투자되는 비용은 1.1%정도
이니, 이러한 비난이 아주 근거 없는 것은 아닐 것이다.
하지만 환경문제의 본질을 미래를 전망하고 지금을 준
비하는 것이기 때문에, 과학적 이해가 완전해야만 개선
을 시행할 수 있다는 주장은 설득력이 없다. 다만 거대
한 비용이 소요되는 정책을 수립하고 시행하기 이전에,
현재 우리가 얼마나 과학적 이해를 하고 있는 지에 대한
냉철한 평가와 이에 기반한 계획수립은 정말로 중요하
다고보인다.
그림 4. 중국의 주요 대기오염 규제지역(좌)과 위성에서 관측된 10년간(2005~2014) 대기중 NO2 농도변화
34
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
V. 맺는 말
우리나라, 특히 수도권의 미세먼지 오염을 걱정하고,
즉각적이고효과적인개선대책을요구하는목소리가높
다. 이에 정부는 올해 6월 3일에 정부합동 미세먼지 관리
특별 대책을 확정하여 발표하였다. 여기에는 “미세먼지
가 국민의 안전과 건강을 위협하는 중차대한 환경난제
임을 인식하고, 미세먼지 문제를 해결하기 위하여 관계
부처 합동으로 총력 대응하기로 하였다”와, 좀 더 과학
적, 거시적, 총체적인 개선 대책을 세우기로 하였다는 반
가운 소식이 들어있다. 하지만 이를 달성하기 위해 기
존계획을 앞당겨 시행하고, 신규대책을 추가하여 “①제
2차수도권대기환경기본계획의목표를3년앞당겨조기
달성하고(20㎍/m3
달성’24년→’21년),②10년내에유럽
주요도시의 현재 수준으로 초미세먼지를 개선(서울 기
준, ’15년 23㎍/m3
→ ’26년 18㎍/m3
)한다”는 목표를 설정
하였다는내용을접했을때2차기본계획의감사에서지
적된 것이 재현된다는우려를하지않을수없었다.
미세먼지오염이중차대한환경난제임을의식했음에
도 불구하고, 그리고 그것이 우리만의 대책으로는 해결
불가능하여주변국과의긴밀한협조가필요함에도불구
하고, 왜 우리는 또다시 조기달성, 초과달성을 외치는 것
일까?만약2021년의수도권초미세먼지농도가20㎍/m3
된다면, 수도권은 정말 유럽 주요도시 수준의 대기오염
을 달성할수 있고 계속유지할수있을까?
최근 미세먼지와 관련하여 많은 일들이 일어났고 이
로 인해 우리가 처한 환경에 대한 위기의식을 가지게 된
것은 바람직한 일이나, 지금은 조금 더 차분히 우리가 정
말무엇을알게되었고,무엇을관리할수있는지,그리고
그를 위해서 어떠한 일들을, 어떠한 시점에, 누구와 함께
해야 하는 지를 정리하는 것이 우선이라는 생각이다. 미
세먼지가 중차대한 문제가 되면서 누구나 많은 재원과
장비를 투입해야 한다고 주장하고 있지만, 지난 수 년 동
안 이에 관련된 연구와 업무를 수행하면서 느낀 점은 아
이러니 하게도 우리가 선진국에 비해 가장 뒤지지 않는
것이예산과장비이고,그다음이인력,그리고가장잘안
되는 부분이 계획과 관리 시스템이라는 것이다. 지금 단
기적으로많은돈과장비를투입하여미세먼지를해결하
려고하지만-그리고그결과로미세먼지문제를운좋게
개선할수있을지모르지만–올바른이해에기초하지않
고, 개선을 위해 체계적으로 움직이는 제도적 시스템이
없다면 조만간 문제는 다시 나타날 것이다. 과학계가 현
상을 연구하고, 발전된 과학과 안정된 자료DB를 기반으
로 정부가 미래의 개선계획을 세우고, 지자체와 산업계
가 협조하여 문제를 해결하고, 적절한 피드백 통해 지속
적인 개선이 이루어지는, 너무나 당연하지만 잘 지켜지
지않는우리의문제가이제는나아지기를기대해본다.
35
대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58
참고문헌
감사원,2016.4,수도권대기환경개선사업추진실태감사보고서.
우정헌, 2009,수도권 미세먼지환경개선을위한미국의대기환경정책사례조사연구,한국대기환경학회지25(6).
주중대사관,2015,중국 대기오염방지행동계획과주요도시별시책.
환경부, 2016.4,미세먼지,도대체뭘까?
환경정책평가연구원,2013.12,제2차수도권대기환경관리기본계획수립.
국립환경과학원, 2016.6,JTBC탐사플러스에대한보도해명자료.
Younha Kim, Jung-Hun Woo, et al., 2016.8, Future scenario emission inventory for China by various control policy, IUAPPA
Conference, Busan.
Jung-Hun Woo, 2013, Integrated Management of Climate Change and Air Quality- Building fundamental basis for GAINS-
Korea,The2ndInt.WorkshoponIntegratedApproachforClimateChangeandAirPollution,Seoul.
BIG DATA그리고 대기오염물질 산정의 패러다임 변화 -도로부문 미세먼지를 중심으로-
36
[이슈] 미세먼지JES 58
1) 본 글은 “교통혼잡지도 시스템 유지보수 및 온라인 시범 서비스” 연구(한국교통연구원,2015)의 도로이동오염원 배출량 모니터링
시스템의 성과를 활용하여작성되었다.
BIG DATA그리고
대기오염물질 산정의
패러다임 변화
– 도로부문 미세먼지를 중심으로 –
장현호(서울대학교 환경대학원 환경계획학과)
이영인(서울대학교 환경대학원 환경계획학과)
I. 시작하며
미세먼지는 공기의 질과 관련된 최근의 주된 사회적
이슈이다. 국내 대기오염물질 배출량 중 자동차에 의
한 도로이동오염원의 배출량(톤/일)은 미세먼지(PM10)
33.2(10.0%), 초미세먼지(PM2.5) 30.5(14.5%) 그리고 질
소산화물(NOx)919.8(30.8%)로보고되고있다[1]
.이에따
라 도로이동 대기오염물질을 감축하기 위한 강도 높은
디젤 차량규제정책의 필요성이제기되고있다.
자동차대기오염물질배출량규제정책의단-중기적인
감축 목표치를 설정하고, 이를 달성하기 위한 정책을 수
립/평가하기 위한 선결조건은 신뢰성을 담보하는 방법
론을 기반으로 추정된 도로이동오염원의 대기오염물질
배출량이다. 그러나 현행의 자동차 대기오염물질 배출
량 추정 방법론과 추정치는 전문가 집단 내에서 갑론을
박의 순환 고리를 벗어나지 못하고 있는 것으로 보인다.
따라서미세먼지감축을위한선결조건은추정방법론의
합리성에관한컨센서스의형성이라할것이다.
컨센서스 형성의 방법은 무엇인가? 라는 질문에 대한
답은 쉽고 명백하다. 합리적 방법론, 추정과정의 세부자
료 공개 그리고 합리적 추정값이며, 이를 소수 전문가가
아닌 다수 전문가 집단과 국민이 공유해야 한다. 이는 달
리말해,도로이동오염원의대기오염물질배출량감축이
라는목표를달성할수있는전쟁명분이라할수있다.그
렇다면 ‘공유의 수단은 무엇인가?’ 라는 질문에 본 글에
서는BigData를기반으로하는기술적답을찾고자한다.
최근 국내 내비게이션 누적 판매량은 1,500만대를 초
과하였으며, 스마트폰 보급률은 90%를 초과하였다. 이
는 90% 이상의 운전자가 1~2개의 경로안내 내비게이션
을 이용할 수 있는 환경이 조성되었음을 의미하며, 내비
게이션을통해수집되는방대한양의(1초단위)Point-to-
1)
환경논총 제58권
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환경논총 제58권

  • 1. ISSN 1226-9000 VOL 58 09/2016 JES 미세먼지PARTICULATE MATTER
  • 2. CONTENTS 이슈: 미세먼지 미세먼지 오염의 현황과 문제점 ·········································································································· 장영기(수원대학교 공과대학 환경에너지공학과) 4 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법– ·················································· 민경은(광주과학기술원 지구·환경공학부) 14 대기환경관리의관점에서본수도권미세먼지환경개선 ··········································································· 우정헌(건국대학교 융합인재학부/대학원 신기술융합학과) 24 BIG DATA그리고 대기오염물질 산정의 패러다임 변화 -도로부문 미세먼지를 중심으로- ······························ 장현호(서울대학교 환경대학원 환경계획학과) 이영인(서울대학교 환경대학원 환경계획학과) 36 특별한 것이 없는 정부의 미세먼지 ‘특별’대책 -‘미세먼지 관리 특별대책 세부이행계획’의 한계를 중심으로- ······ 김우창(서울대학교 환경대학원 환경계획학과 석사과정) 47 도시·환경 미래전략과정 토론노트 국토,도시,환경-전환기에 생각해보는 전망,도전,과제 (제32기 과정 후반기) ················································ 57 2016년 8월 환경대학원 석·박사 학위논문 목록 박사학위 논문 요지 ··················································································································· 86 석사학위 논문 목록 ··················································································································· 97
  • 3. ISSN 1226-9000 VOL 58 09/2016 JES 미세먼지PARTICULATE MATTER 미세먼지 미세먼지 오염의 현황과 문제점 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법- 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선 BIG DATA그리고 대기오염물질 산정의 패러다임 변화 -도로부문 미세먼지를 중심으로- 특별한 것이 없는 정부의 미세먼지 ‘특별’대책 -‘미세먼지 관리 특별대책 세부이행계획’의 한계를 중심으로- [이슈] 대기중미세먼지와초미세먼지는모두가체감하는문제로다가왔다.대기중(초)미세 먼지의 농도는 얼마나 높은가? 이를 측정하는 시기, 장소, 대상 물질은 적절한가? 미세 먼지는얼마나위험한가?미세먼지를발생시키는주요원인은무엇인가?어떤대책이 필요한가? 정부는 무엇을 먼저 급히 실행하고, 무엇을 장기적으로 차근차근 준비해야 하는가? 더 나은 대책을 세우기 위해서는 어떤 자료가 더 필요한가? 시민들이 할 수 있 는일은무엇인가?등등답을구해야할많은질문이산적해있다.이번호e-환경논총에 서는미세먼지의현황,원인,대책,정부와시민사회의역할에대해서대기과학전문가, 교통전문가,그리고대학원생의분석과의견을싣는다. 표지 설명: 중유 연소 발생 미세먼지 마이크로그래프 이미지를 포토샵으로 편집한 그래픽(표지 디자인: 서예례 편집위원)
  • 4. [이슈] 미세먼지 미세먼지 오염의 현황과 문제점 4 JES 58 미세먼지 오염의 현황과 문제점 장영기(수원대학교 공과대학 환경에너지공학과) I. 서론 2016년 봄 한반도의 대기오염 특히 미세먼지 오염은 다른 어느 때보다 심각하였다. 연일 미세먼지주의보가 발령되고 미세먼지는 온 국민의 관심사가 되었다. 결국 정부에서는 6월 3일 미세먼지관리 특별대책[1] 을 발표하 게 되었다. 대기오염도의 변화를 설명하는 요인은 크게 두 가지 이다. 첫째는 오염배출량의 변화이고 다른 하나 는 기상조건의 변화이다. 2016년 봄 갑작스런 오염 배출 량의 큰 변동은 없었던 것으로 보인다. 결국 기상 조건의 악화에 따라 고농도 상황이 벌어진 것이고 이러한 상황 은 앞으로도 반복적으로발생할수있는것이다. 얼마 전 미국 예일대와 콜롬비아대가 공동으로 조사 하여 2년 마다 발표하는 환경성과지수(EPI)가 발표되었 다[2] . 이것은 20개 분야 환경현황을 종합하여 점수로 평 가하고 국가별 순위를 발표하는 국가 환경정책 성적표 라고할수있다.그런데이발표에따르면우리나라의종 합점수는 세계 180개국 중 80위였는데 그중 대기질 점 수는 173위/180개국으로 사실상 세계 최하위 점수를 받 았다. 이는 초미세먼지(PM2.5)와 이산화질소(NO2 )의 농 도가 높고 여기에 노출되는 인구 비율이 높았기 때문이 다. 또한 최근 OECD의 대기오염으로 인한 경제적 영향 에 대한 보고서[3] 에서 대기 중 PM2.5와 오존농도에 의하 여 예상되는 2060년 조기사망 예측치에 의하면 한국은 중국, 인도에 이어 높은 사망 증가율을 보이는 대기오염 피해우려지역으로보고되었다.2010년1인당국민소득 이 2만5천불에 달하는 나라에서 국민들은 형편없는 대 기질에서살고있는것이다. 수년 전부터 미세먼지 고농도 상태가 자주 나타나면서 중국발 스모그라는 표현을 자주 듣게 된다. 그러나 이 표 현을듣다보면일반시민들은스모그의원인이모두중국 인 것으로 오해할 수 있다. 더구나 산업계는 스모그의 원 인이중국이므로우리는할수있는것이별로없다는오해 뒤에숨으려는경향도있다.중국의대기오염영향을많이 받는것은사실이고이것은국제협력등을통해지속적인 저감이 필요하지만 그렇다고 국내 대기오염 배출의 저감 중요성이과소평가되어서는안된다.오히려우리는인접 국가에서 대기오염 영향을 많이 받는 불리한 조건이므로 다른나라보다대기오염을줄이기위하여더많은노력이 필요하다.본연구에서는미세먼지의농도현황과오염배 출원특성그리고향후문제점에대하여살펴보고자한다.
  • 5. 5 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 II. 미세먼지 오염도 현황 미세먼지는 크기가 작아서 인체에 쉽게 흡입되는 대 기오염물질로 2001년 대기환경기준에 포함된 직경 10 ㎛ 이하의 먼지인 PM10(Particulate Matter, 직경<10㎛)과 2015년부터 대기환경기준에 포함된 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지라 부르는 PM2.5가 있다. 먼지는 직경이 작 을수록 공기 중에 오래 떠 있고 우리 호흡기 깊숙이 흡 입되어 침적될 가능성이 높으며 유해성분의 함유율 까 지 높아지므로 점점 더 작은 미세먼지를 규제하게 되는 것이다. 2014년 전국 260여개 대기오염측정소에서 연간 대기 환경기준달성률(표1)을보면이산화질소의일평균농도 기준달성률은 65.6%, 미세먼지(PM10)의 일평균농도 기 준달성률은 8.2%, 오존의 1시간 평균농도 기준달성률은 37.5%이다. 우리는 미세먼지, 오존, 이산화질소로 인하 여 나쁜 대기질에 노출되어 있으며 특히 수도권의 경우 는 더 형편없는 수준이고 이러한 상황은 최근 수년간 반 복되고있다[4] . PM2.5는 2015년부터 대기환경기준이 적용되어 공식 적인대기환경기준달성률은2016년하반기에발간되는 대기환경연보(2015)부터 제공된다. 서울시의 2016년 상 구분 환경기준 총 측정소수 유효 측정소수 해당 측정소수 환경기준 달성률(%)달성 미달성 SO2 연평균 0.02ppm 254 253 253 0 100 24시간 0.05ppm 253 0 100 1시간 0.15ppm 251 2 99.2 NO2 연평균 0.03ppm 257 256 184 72 71.9 24시간 0.06ppm 168 88 65.6 1시간 0.1ppm 197 59 77.0 O3 8시간 0.06ppm 257 256 0 256 0.0 1시간 0.1ppm 96 160 37.5 CO 8시간 9ppm 253 252 252 0 100 1시간 25ppm 252 0 100 PM10 연평균 50㎍/m3 257 255 156 99 61.2 24시간 100㎍/m3 21 234 8.2 Pb 연평균 0.5㎍/m3 54 54 54 0 100 Benzene 연평균 5㎍/m3 31 31 30 1 96.8 표 1. 2014년 오염물질별 대기환경기준 달성현황 자료 : 환경부, 대기환경연보(2014), 2015.
  • 6. 6 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 반기 PM10과 PM2.5의 월평균 농도와 일평균 기준 초과 횟수는<표2>와같다.2016년서울지역PM10의월평균 농도는4월에71㎍/m3 까지높아졌고일평균대기환경기 준 100㎍/m3 을 초과하는 횟수도 25개 측정소에서 95회 에 달하였다. 또한 PM2.5의 월평균 농도는 5월에 29㎍/ m3 까지 높아졌고 일평균 대기환경기준 50㎍/m3 을 초과 하는횟수도25개측정소에서90회에달하여2016년4,5 월에단기적인고농도미세먼지오염상황이발생하였음 을알 수있다[5] . 수도권 대기관리권역을 포함한 지역별 PM10의 최 근 20년간 연평균 농도변화는 <표 3>, <그림1>과 같다. 1995년 이후 2014년까지의 평균 농도만으로 분석해 보 면, 경기도(주요도시, 대기관리권역)에서 최고값(평 균 64㎍/m3 )을 보였고, 그 다음으로 서울(평균 60㎍/m3 ) 의 순이었다. 그러나 연도별 변화경향을 보면, 1996년 ~1999년까지는대도시중대구지역에서최고농도를보 이다가 2000년부터는 수도권 대기관리권역에서 최고농 도를기록하고있다[4] . 전체적인 PM10 농도의 변화경향은 서울지역에서 는 1998년 이후 꾸준한 증가추세를 보이면서 2001년과 2002년의 경우에는 당시 연평균 환경기준치인 70㎍/m3 를 초과하였으나, 이후 감소추세를 보이고 있다. 2007년 과 2008년 모두 대전을 제외한 6개 대도시와 경기지역 에서 2007년부터 강화된 연평균 환경기준치인 50㎍/m3 을초과하였다.2014년에는2013년과같이7개시에서50 ㎍/m3 보다 낮은 농도를 보였으며 경기(대기관리권역)의 PM10 연평균 농도가 54㎍/m3 으로 가장 높았다. 서울은 2010년 이후 2014년까지 환경기준치인 50㎍/m3 이하의 연평균농도를보였다. 미세먼지를많이흡입하면호흡기질환과염증반응을 일으키고 심혈관 질환을 증가시킨다고 보고되고 있다. 따라서정부에서는미세먼지농도가높아지면미세먼지 주의보를 발령하는데 주의보단계 수준에서는 어린이나 노약자의 외출 자제를 권고하고, 경보단계 수준에서는 외출을금지하도록권고한다.그러므로미세먼지주의보 가 발령되면 노약자의 외출과 마라톤이나 등산 같은 야 외운동은자제하는것이필요하다. 대기질 예·경보제는 2014년 이전에는 미세먼지 예보 제/경보제 및 오존 예보제는 지자체 조례에 의하여 지 PM10 PM2.5 2016년 월평균(㎍/m3 ) 일평균 기준(100 ㎍/m3 ) 초과횟수 월평균(㎍/m3 ) 일평균 기준(50 ㎍/m3 ) 초과횟수 1월 50 7 27 34 2월 45 0 23 4 3월 64 35 32 47 4월 71 95 30 49 5월 56 48 29 90 6월 46 0 28 10 표 2. 서울시의 미세먼지 월평균 농도와 대기환경기준 초과횟수(2016년 1월-6월) 자료 : 서울시 보건환경연구원, 대기질 분석결과(2016년 1월-6월), 2016.
  • 7. 7 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 표 3. 지역별 PM10 연평균 농도변화(1995-2014) (단위 : ㎍/m3 ) 자료 : 환경부, 대기환경연보(2014), 2015. 도시 연도 서 울 인 천 경기 (대기관리권역) 부 산 대 구 광 주 대 전 울 산 '95년 78 76 86 73 81 49 63 69 '96년 72 67 74 76 87 51 63 51 '97년 68 70 69 68 72 49 69 43 '98년 59 57 59 67 72 49 58 29 '99년 66 53 58 65 66 56 55 29 '00년 65 53 59 62 63 58 51 52 '01년 71 52 71 60 67 57 48 55 '02년 76 57 74 69 71 52 53 54 '03년 69 61 68 55 59 36 43 40 '04년 61 62 67 60 58 46 49 50 '05년 58 61 65 58 55 49 48 50 '06년 60 68 68 59 54 55 49 52 '07년 61 64 66 57 53 52 49 53 '08년 55 57 59 51 57 50 45 54 '09년 54 60 61 49 48 46 43 49 '10년 49 55 58 49 51 45 44 48 '11년 47 55 56 47 47 43 44 49 '12년 41 47 49 43 42 38 39 46 '13년 45 49 54 49 45 42 42 47 '14년 46 49 54 48 45 41 41 46 그림 1. 주요도시의 연도별 PM10 연평균 농도 변화
  • 8. 8 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 대상물질 경보단계 발령기준 해제기준 미세먼지 (PM10) 주의보 기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자 동측정소 PM10 시간당 평균농도가 150㎍/ m3 이상 2시간 이상 지속인 때 주의보가발령된지역의기상조건등을검토 하여 대기자동측정소의 PM10 시간당 평균 농도가 100㎍/m3 미만인 때 경보 기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자 동측정소 PM10 시간당 평균농도가 300㎍/ m3 이상 2시간 이상 지속인 때 경보가발령된지역의기상조건등을검토하 여 대기자동측정소의 PM10 시간당 평균농 도가 150㎍/m3 미만인 때는 주의보로 전환 미세먼지 (PM2.5) 주의보 기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자 동측정소 PM2.5 시간당 평균농도가 90㎍/ m3 이상 2시간 이상 지속인 때 주의보가발령된지역의기상조건등을검토 하여 대기자동측정소의 PM2.5 시간당 평균 농도가 50㎍/m3 미만인 때 경보 기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자 동측정소 PM2.5 시간당 평균농도가 180㎍/ m3 이상 2시간 이상 지속인 때 경보가 발령된 지역의 기상조건 등을 검토 하여 대기자동측정소의 PM2.5 시간당 평균 농도가 90㎍/m3 미만인 때는 주의보로 전환 표 4. 대기오염경보 단계별 대기오염물질의 농도기준 자료 : 대기환경보전법 시행규칙 제 14조, 2016.7. 자체를 중심으로 운영하여 왔으나 미세먼지 예보제는 2014년 2월, 오존 예보제는 2015년 4월부터 국립환경과 학원대기질통합예보센터에서전국규모의대기질예보 제를 실시하도록 대기환경보전법을 개정하였다. 또한 미세먼지 경보제는 2015년 1월 이전까지는 지자체 별로 경보기준을달리하여적용하여왔으나,2015년1월부터 는대기환경보전법을개정하여경보제의운영을지자체 가 수행하지만, 경보 기준은 <표 4>와 같은 동일한 기준 을 선정하여운영하도록 하고있다. III. 미세먼지 배출원 대기오염 물질은 배출원에서 직접 배출되는 형태의 1 차 오염물질과 다른 전구물질이 배출되어 대기 중에서 화학반응을 통하여 만들어지는 2차 오염물질로 구분한 다.따라서 1차오염물질에대해서는대기오염배출량을 산출할수있지만2차오염물질에대해서는직접적인배 출량을 산출할 수 없다. 대기 중에서 측정되는 대기오염 농도에는 당연히 1차와 2차 오염물질이 모두 포함되어 있다. 미세먼지는 단일 물질이 아니라 대기 중에 떠 있는 다양한생성과정에의하여만들어지는미세한고체와액 체입자이다.따라서미세먼지는생성과정에따라1차미 세먼지도있고, 2차미세먼지도있다. 1차미세먼지는연료연소시설의굴뚝,자동차배기구, 바람에날리는먼지형태로많이배출되고,2차미세먼지 는 대기 중에서 이미 배출되어 있는 황산화물, 질산화물, 암모니아가화학반응을통하여생성되는질산암모늄이 나 황산암모늄 같은 에어로졸과 대기 중에서 응축되는 유기물질이여기에해당된다.따라서1차미세먼지의배 출량만으로는대기중의미세먼지측정농도를직접설명 하는데 부족할 수밖에 없다. 서울 지역에서 측정되는 미 세먼지 분석결과[6] 를 살펴보면 PM10의 경우 약 20-40% 가 2차 미세먼지로 구성되어 있다. 즉 1차 미세먼지 배출 자료가완벽해지더라도이것만으로는대기중미세먼지 측정농도가 어느 배출원 때문인지 즉, 배출원별 기여도 를설명하기는부족할수밖에없는셈이다. 국가 대기오염 배출량은 국립환경과학원에서 운영하
  • 9. 9 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 대분류 PM10(ton/yr) PM2.5(ton/yr) 에너지산업 연소 4,524 3,573 비산업 연소 1,955 1,226 제조업 연소 81,014 41,606 생산공정 6,249 4,829 도로이동오염원 12,103 11,135 비도로이동오염원 15,167 13,953 폐기물처리 243 202 기타 면오염원 310 279 비산먼지 108,942 17,127 생물성 연소 15,663 12,681 총합계 246,168 106,610 표 5. 주요 배출원별 PM10과 PM2.5의 배출현황(2013) 자료 : 국립환경과학원, 대기오염물질 배출량(2013), 2016. 는 대기정책지원시스템(CAPSS)에서 제공하고 있다. 미 세먼지의 주요 배출원별 배출현황을 살펴보면 <표 5>와 같다. 2013년 전국 기준 PM10 배출량은 246,168 톤/년, PM2.5의배출량은106,610톤/년으로PM2.5/PM10배출 량비율은 0.43이었다[7] . <그림 2>와 같이 PM10 배출량의 배출원별 분포를 살 펴보면 사업장 굴뚝이나 자동차(도로이동 오염원)와 건 설기계(비도로이동 오염원)와 같은 이동오염원의 배기 구에서 배출되는 양이 전체의 절반 정도 차지하고 있다. 배출량의나머지절반은비산먼지형태로배출되는데비 산먼지 배출은 굴뚝과 같은 일정한 배기구가 아닌 형태 에서 배출되는 것으로 비산먼지 배출량의 절반 정도는 포장도로와 비포장도로에서 자동차가 주행하면서 발생 되는 재비산먼지로 추정된다. 포장도로 비산먼지는 주 로 타이어마모, 브레이크마모, 도로표면 마모에 의하여 생성되는미세먼지들이차량이도로를주행하면서재비 산되어 발생하는 것이다. 비포장도로 비산먼지는 포장 이 되지 않은 도로를 차량이 주행하면서 발생하는 것으 로주로토양성분의흙먼지가대부분이다. 비산먼지는차량의도로주행이외의활동에서도발생 하는데 건설공사, 나대지, 농축산활동이 여기에 해당한 다. 건설공사는 주로 토목공사 과정에서, 나대지에서는 강한 바람이 불어 나대지 표면의 흙먼지를 날릴 때, 농업 활동은 경작지를 갈아엎을 때, 축사에서는 가축들의 활 동에서 먼지가 발생하는 양을 추정하는 것이다. 여기에 비산먼지 배출은 비가 올 때는 줄어들게 되므로 강우조 건을 고려하게 된다. 비산먼지 배출량 추정은 간단하지 않고불확실성도큰상태여서연구자료는제공하고있으 나공식자료에서는제외하여발표하고있다. <그림 3>과 같이 PM2.5 배출원별 배출기여도를 살펴 보면 PM10 경우와 다른 분포를 보이게 된다. 특히 비산 먼지는PM10의배출기여율44%에서PM2.5의배출기여
  • 10. 10 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 율 15%로비중이작아지는데이것은비산먼지에는상대 적으로굵은먼지가많기때문이다.반면에연소과정에서 배출되는미세먼지는크기가작은먼지가많으므로제조 업연소 배출원의 PM2.5배출비중은 40%로, 도로와 비도 로이동오염원배출원의PM2.5배출비중은22%로PM10 에서의배출기여율보다커지게된다.특히생물성연소의 배출비중은 2배 정도 커져서 12%를 차지하게 되는데 생 물성 연소에는 농업 잔재물 소각, 화목난로, 고기구이 등 이 포함된다. 이와 같이 미세먼지는 입경 기준을 달리하 게되면배출원별기여율도달라지게된다. 그림 2. 오염배출원별 PM10 배출기여율(2013, 전국) 그림 3. 오염배출원별 PM2.5 배출기여율(2013, 전국)
  • 11. 11 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 IV. 대기오염의 배출원별 기여도 해석 대기오염고농도가계속되자언론에서는대기오염의주 원인이무엇이냐에대해논란이벌어지기도하였다.“고농 도대기오염은중국때문이다.경유차때문이다.석탄화력 때문이다.비산먼지때문이다”라는논란에시민들은혼란 스러움을 겪었다. 그러나 이러한 논란은 대기오염 기여 도에 대한 배경 설명 없이 기여율만 단편적으로 발표하 였기 때문이다. 대기오염 기여도를 제대로 설명하기 위 해서는 <표 6>과 같은 대기오염의 3단계 기여도의 배경 과특성을 이해하여야한다. 1단계는배출량기여도이다.이는어떤배출원에서얼 마나 많은 대기오염물질이 배출되느냐 하는 것이다. 배 출량 기여도는 대기오염 물질이 어떤 공간 범위의 같은 지점에서배출된다고가정하고상대적인배출량의크기 를 비교하는 셈이다. 배출 기여도는 대기오염 해석과 관 리의 기초자료가 되지만 이 기여도에 따라 우리가 대기 오염물질을호흡하는것은아니다. 2단계는 농도 기여도이다. 배출기여도를 기초자료로 하여추정되는우리가마시는오염물질이어디에서오는 것인가 설명하는 것이다. 이를 위해서는 외국으로부터 장거리이동하는농도를추정하고,대기중에서2차적으 로 생성되는 물질의 농도를 해석하여야 한다. 여기에는 화학적인 측정 분석을 이용하는 수용모델, 기상 조건을 이용하는대기확산모델링에의한분석등이활용된다. 따라서 농도 기여도는 어느 지점을 기준으로 한 것인 지, 어떤 기법에 의한 것인지에 따라 달라질 수 있는 추 정값이다. 그러나 많은 언론이 배출기여도인지 농도기 여도인지 또한 전제 조건이 무엇인지 설명하지 않고 강 조하고 싶은 내용만 얘기하니 시민들은 혼란스러울 수 밖에없는것이다. 3단계는 위해성 기여도이다. 대기오염개선의 관심은 최종적으로 우리가 얼마나 피해를 받느냐 하는 것이다. 이를 설명하는 것이 인체위해성 기여도이다. 즉 같은 미 세먼지농도라도흙먼지인지디젤매연인지에따라인체 위해도의 크기는 다르다는 점을 고려하는 것이다. 그러 나 이러한 인체위해성 평가 작업을 하기 위해서는 많은 기초자료와 분석 작업이 필요하다. 현재 우리는 농도 기 여도에 대한 분석은 상당한 수준에 접근했다고 본다. 그 러나 위해성 기여도에 대한 분석은 아직 준비 단계 수준 이다. 정부에서는 미세먼지 특별대책[1] 을 통하여 논란이 되 고 있는 경유차에 대하여 수도권 지역에서 초미세먼지 의 1차 배출기여도는 약 24%를 차지하지만 2차 생성을 고려한 배출기여도는 약 29%를 차지한다고 발표한 바 구 분 배출량 기여도 농도 기여도 위해성 기여도 산출 기준 배출원 지점 인체 산출 기법 배출원별 배출량 산출지침 대기확산모델, 수용모델 대기확산모델+ 위해도 가중치 표현 내용 배출량의 크기 확산이동농도, 장거리 이동농도, 2차 생성 대기오염물질 농도 대기오염물질에 의한 위해도 크기 표현 방법 배출량(톤/년) 농도(㎍/m3 ) 인체위해도 (백만명당 발암 가능성) 표 6. 대기오염의 배출, 농도, 위해성 기여도의 특성 비교
  • 12. 12 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 있다. 그러나 배출기여도와 농도기여도를 합하여 표현 하는 것은 무리가 있다. 왜냐하면 농도 기여도는 추정기 법과 어느 지점을 기준으로 하였는지에 따라 달라지기 때문이다. 수십년전부터대기위해성평가연구를진행해온미국 캘리포니아의 대기위해성평가의 최근 보고서(MATES- IV)에서는 대기 중 디젤PM이 전체 발암 위해성에서 약 68%를 차지한다는 연구 결과[8] 를 발표한 바 있다. 우리 나라의 경우 미국보다 자동차 중 디젤엔진 기여율이 높 기 때문에 디젤 PM의 위해도 기여율은 이보다 더 높을 것으로 추정되고 있다. 디젤엔진에서배출되는미세먼지는2012년세계보건 기구(WHO) 소속 국제암연구기구(IARC)에서 1급 발암 물질로분류함으로써대기관리의우선적규제대상이되 어야한다[9] .또한그동안자동차제작사에서클린디젤이 라고홍보하던경유차는기술적으로나윤리적으로클린 하지 못하다는 것을 그대로 보여주고 있어 대기질 개선 을 위해서 디젤엔진 배출원이 최우선 규제 대상이 될 수 밖에 없는것이다. IV. 미세먼지 오염의 향후 이슈 미세먼지(PM10)의오염도는서울의경우2002년부터 2012년까지꾸준한감소를보였으나이후에는증가하는 경향도보이고있으며현재오염도수준은대기환경기준 을크게미달하고있는상태이다.2016년봄고농도미세 먼지 사태는 기상조건에 따라 앞으로도 반복적으로 발 생할 가능성이 높다. 특히 초미세먼지(PM2.5)는 2차 미 세먼지의 기여도가 상당히 높아서 이를 줄이려면 재료 가 되는 대기오염 물질들을 종합적으로 줄이는 것이 필 요하다. 초미세먼지 관리는 쉽지 않고 종합적인 관리대 책이 필요하며 이는 단기간에 효과를 거두기 어렵다. 앞 으로미세먼지를해결하기위해서는다음과같은문제점 이제기될것이며 이에 대비하여야한다. 첫째, 대기오염 배출자료의신뢰도향상 대기오염배출자료는대기오염관리의가장기초가되 는 정보를 제공한다. 그러나 다양한 배출원에서 신뢰성 있는 배출량을 산출하는 일은 쉽지 않다. 특히 도로와 비 도로이동오염원그리고생물성연소와같은배출원의시 공간해상도가높은배출자료를작성하기위해서는지속 적인개선과보완작업이필요하다. 둘째,응축성먼지의고려 현재 우리의 미세먼지 배출량은 여과성먼지(filterable PM)를 측정하여 산출하고 있다. 그러나 대기 중 미세먼 지에는고온배기가스중일부가대기온도로응축되면서 형성되는 응축성먼지(condensable PM)도 상당부분 포함 되어 있다. 따라서 발전시설이나 보일러와 같은 고온연 소배출시설의응축성먼지기여율을실측하여배출량을 보완하지않으면미세먼지배출량을과소평가하게되므 로이에대한실측조사와보완이시급하다. 셋째,대기위해성평가의준비 현재 미세먼지는 입경별 측정과 관리에 초점이 맞추 어져 있다. 그러나 미세먼지는 배출원에 따라 다양한 화 학성분으로구성되며배출원에따라많은유해대기오염 물질(HAP)이 포함될 수 있다. 또한 현재 농도를 기준으 로한 대기질 관리에는 정책의 우선순위와 효율성을 높 이기위하여인체위해성을고려한대기질관리가보완되 어야 한다. 이를 위해서 미세먼지의 다양한 유해성분 측 정을보완하여인체위해성평가와배출원기여도해석의 기초자료를축적하여야한다.
  • 13. 13 미세먼지 오염의 현황과 문제점[이슈] 미세먼지JES 58 <참고문헌> [1] 국무조정실외,2016,미세먼지관리특별대책보도자료. [2] EnvironmentalPerformanceIndex-2016Report,2016.(http://epi.yale.edu/reports/2016-report) [3] OECD, 2016,Theeconomicconsequencesofoutdoorairpollution. [4] 국립환경과학원,2015,대기환경연보(2014). [5] 서울시 보건환경연구원,2016,대기질분석결과(2016년1월-6월),. [6] 서울특별시,2010,서울시대기중미세먼지의상세모니터링을통한미세먼지특성조사연구. [7] 국립환경과학원,2016,대기오염물질배출량2013. [8] SouthCoastAirQualityDistrict,2015,Multipleairtoxicsexposurestudyinthesouthcoastair basin(MATES-IV). [9] InternationalAgency forResearchonCancer,2012,Dieselengineexhaustcarcinogenic,Pressreleasenumber213.
  • 14. 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법- 14 [이슈] 미세먼지JES 58 1) 미국 항공우주국(NASA, National Aeronautics and Space Administration)과 우리나라의 국립환경과학원(NIER, National Institute of EnvironmentalResearch)의협업으로지난5,6월간한반도상공및지상,선상의플랫폼에서시·공간을아우르며이루어진대기질조사 2)정부는2016년6월3일,친환경차보급확대,노후석탄화력발전소검토,에너지신산업분야투자확대를골자로하는미세먼지관 리특별대책을발표하였다. 숨쉬기 안녕하십니까? – 미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법 – 민경은(광주과학기술원 지구·환경공학부) I. 미세먼지, 그 핫 이슈... 폭염이 맹위를 떨쳤던 올 여름은 미세먼지에 대한 들 끓는여론으로시작되었다고해도과언이아니다.지난4 월 29일의 KORUS-AQ(Korea USAir Quality study; 한·미 대기질공동조사)1) 미디어데이를시작으로시발된각언 론사들의 “NASA연구진”의 한반도 상공 대기질 조사에 대한 보도들은 미세먼지에 대한 국민의 우려에 기름을 부어 올 여름의시작을 뜨겁게달구었다. 일부 언론사들의 보도는 “한반도의 대기질이 얼마 나 나쁘기에...” 혹은 “정부의 대책이나 학계의 이해도 가 얼마나 미흡하기에 한반도의 대기질을 미국, 그것도 “NASA의 연구진이 조사를 하느냐”와 같은 자극적인 내 용에 초점을 맞추어 보도하였고, 여론은 “정부가 못하는 일, 즉, ‘중국이 원인이다’란 얘기를 미국의 입을 빌어서 라도해보자”라는식으로모아졌다. KORUS-AQ 미션을 수행하던 중반기쯤 정부는 뜨겁 게 달궈진 미세먼지 문제에 대한 범국민적 관심에 부응 하듯 “미세먼지 특별대책”2) 을 내놓았으나 이 대책은 구 체적으로도계획적으로도설계되지못했기에다수의국 민에게실망감을안겨주었다. KORUS-AQ 미션을 마칠 즈음 NASA소속의 미국 대 표는 “KORUS-AQ 미션 기간이었던 올해 5월부터 6월 중순까지 시행된 항공기 관측을 근거로 하면, 이 시기 한 국의 대기질은 한국 자체 배출 오염 물질에 의해 좌우된 다”라는 입장을 밝혔다. 또한 이후에 발표된 정부의 “미 세먼지 특별대책 세부이행계획”은 이전의 미세먼지 특 별대책에 비해 그 구체성이 크게 나아지지 않아 국민들 의불신과불안감을증폭시켰다. 그렇게7월, 8월이 되면서 폭염과 자외선지수, 또 오존 과 같은 새로운 계절적 현상들이 나타나면서 국민과 여
  • 15. 15 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 그림 1. 서울 지역에서 관측된 미세먼지(PM10)의 계절별 농도 변화 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?) 론의 관심은 이들 현상적인 문제들과 누진세, 온열질환 자 같은 계절적인 현상들과 맞물린 사회적인 문제들로 옮겨져, 미세먼지에 대한 여론은 다소 진정되는 듯 보인 다.하지만곧다가올겨울,봄과같이미세먼지오염도가 높아지는 계절이 돌아오면(그림 1 참조), 예년과는 조금 달리, “NASA 연구진”의 방문을 계기로, 올해는 초여름 에 집중 조명을 받았던 미세먼지 문제는 다시 반추될 것 이고, 언론은 “미세먼지 특별대책 후 얼마나 달라졌나?” 나 “미세먼지 예보가 얼마나 정확한가?”와 같은 자극적 인주제로또한 번한반도를들끓게할것이다. 오늘의우리나라에서미세먼지문제는때를기다리는 시한폭탄과 같은 존재로 필요에 따라 여론 몰이에 손쉽 게 이용될 수 있다. 따라서 언론, 정부 및 학계 구성원 모 두 미세먼지 문제에 대해서 보다 냉철하고 이성적으로 접근하여 전략적으로 해결해야 함을 인식, 전 국민적인 차원에서의 올바른 이해 도모를 위해 노력하여야 한다. 이에 필자는 본 기회를 통해 우리가 알고 있는 미세먼지 에 대한 오해와 진실에 대해 보다 자세히 이야기 하고자 한다. II.오해와이해그리고진실사이... 1. 미세먼지는 입자다? “먼지”라는 말에서 알 수 있듯 우리나라 환경부는 대 기중에떠다니거나흩날리면서지표로내려오는입자상 의물질들을그크기에따라총먼지(TSP,TotalSuspended Particles, 입자의 크기가 50μm 이하)와 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 나누어왔다. 이후 입자의 크기가 작 을수록 위해하다는 사실이 밝혀짐에 따라 미세먼지를 PM10(입자의 지름이 10μm 보다 작은 경우)과 PM2.5(입 자의 지름이 2.5μm 보다 작은 경우)로 세분화하여, 미세 먼지와초미세먼지로지칭하고있다(그림2참조).3) 미세먼지 혹은 초미세먼지로 일컬어지고 있는 이들 물질은공기중으로직접배출되어생기거나(예:검댕,흙 먼지, 화분 등), 이미 공기 중으로 배출된 오염물질들이 공기중에체류하면서화학적인반응을통해형성(예:황 산염, 질산염, 유기성분을 포함하는 에어로졸4) )된다. 특 히,후자의경우대기의온도,압력에따라그상이변화해 3) 유럽을 비롯한 선진국에서는 PM2.5를 넘어 PM1 (입자의 지름이 1μm 보다 작은 경우)의 직접적인 위해성을 인식, 이에 관한 측정 및 규제에 방안에 대해논의를진행하고있는실정이다.
  • 16. 16 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 그림 2. 미세먼지 크기 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?) 고체상인입자로만존재하지도않고작년의메르스사태 시병원균이에어로졸형태로전파되었다고밝혀진바와 같이, 병원균이나 화분, 포자 등의 생물 기원의 미세먼지 도 존재하므로 입자성을 지칭하는 미세“먼지”라는 용어 는다소오해를일으킬소지가있다.이들을통칭할수있 는 새로운용어의 등장이 필요한시점이다. 2. 미세먼지 vs 황사? 한편, 미세먼지는 예전부터 알려져 왔던 황사와는 다 른 현상으로 인식해야한다. 이들 모두 대기 중에서 부유 하고 있는 물질들의 농도가 높아지는 현상을 일컫는 공 통성이있기는하나,그기원과물질들의물리·화학적특 성이 다르기 때문에두 현상은서로다른환경문제이다. 황사는 중국 북부나 몽골의 사막지대 등에서 강한 바 람에 의해 발생하는 흙먼지로 이들 먼지가 장거리를 이 동하여우리나라나일본,태평양을거쳐북미대륙에까지 영향을 미치는 현상이다. 흙먼지이기 때문에 규소(Si) 산 화물,포타슘(K),칼슘(Ca),철분(Fe)등이주를이루고,어 디를거쳐어떻게이동하느냐에따라중금속이나다른오 염물이 표면에 흡착되거나 혼재되어 나타날 수 있다. 이 현상의근본적인원인은발원지역의사막화때문이다. 반면,미세먼지는1차적으로배출되는경우흙먼지나, 검댕, 화분 혹은 유기 화합물이 주성분이 되고 2차적으 로 발생되는 경우 질산염, 황산염 혹은 유기 화합물이 주 성분으로발생원이나변화과정에따라서중금속이나유 해한화학물질들을포함할수있다(그림3참고).이현상 은대다수가인위적인활동에의해배출되는물질들에서 기인하며보다자세한발생과정및원인은다음과같다. 4) 대기중에 있는 기체상의 물질을제외한,액체와고체상의물질을 모두포함하는부유 물질을 일컫는다.
  • 17. 17 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 그림 3. 지역별로 관측된 에어로졸(<1μm)의 화학 성분 분포. 빨간색, 노란색, 초록색, 파란색은 각각 황산염, 암모늄, 유기성분 그리고 질산염 성분의 비율을 나태내고 있고, 숫자는 평균 농도를 나타낸다. 중위도 지역에서는 유기성분이 20-50% 가량 차지한다. (출처: Zhang et al, Geophys. Res. Lett., 34, L13801, 2007) 3. 미세먼지의 발생 원인? 앞서 언급한 바와 같이 미세먼지는 대기로 직접 배출 될수도있고(1차생성),공기중에서의반응으로인해생 길 수도 있다(2차 생성). 또한 미세먼지를 발생시키는 배 출물 기원에 따라 자연적 혹은 인위적으로 구분하기도 한다. 화분, 포자, 병원균, 소금 입자나 일부 흙먼지 등이 전자에 속하고, 소각장이나 화석연료 연소 시 발생하는 매연이나각종공장이나자동차의배기가스에서유래되 는 미세먼지가후자에 속하게된다. <그림 4>는 2차적으로 생성되는 미세먼지의 발생 과 정에 대해 간략히 설명하고 있다. 자동차나 발전소와 같은 고온의 연소기관에서 발생되는 질소산화물(NO, NO2)이나, 화석연료 연소 시 발생되는 황산화물(SO2)은 대기 중에서 빛을 받아 산화되면서 암모니아, 수증기, 오 존 등과 결합하며 여러 화학반응을 통해 2차적으로 (초) 미세먼지를만들게된다. 한편, 자연적 및 인위적으로 배출된 휘발성 유기화합 물(VOCs)은 대기 중에서 산화과정을 거치며 탄소수가 적어지거나 산소가 첨가되면서 점차 2차 생성 (초)미세 먼지가 된다. 한 종류의 유기화합물이라도 대기 중에서 의 산화과정은 매우 복잡하기 때문에 이때 노출되는 질 소산화물이나대기중의산화물질(OH,O3,NO3 등)의양 에 따라 실질적으로 생성되는 (초)미세먼지의 양은 매우 달라질수있다. 현재 학계는 2차적으로 만들어지는 초미세먼지의 양 이1차적으로배출되는초미세먼지의양에비해더많다 (60~80%)고추정하고있다.
  • 18. 18 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 그림 4. 2차 생성 미세먼지 발생 과정 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?) 4. 미세먼지 배출의 주범은? 지리학적 위치상으로 우리나라는 국내 자체 배출 기 원의미세먼지외에도인접국가에서배출된물질들에의 해 생성되거나 이들 국가에서 직접 배출되어 유입되는 미세먼지에 대해서 결코 자유로울 수 없다. 뿐만 아니라 우리나라에서배출되는물질들이인접국가에게미치는 영향또한무시할수없다.그양이얼마나될지에대해서 는 전문가에 따라 30~70%로 추정하고 있으나, 이 또한 더많은과학적근거가필요한수치이다. 한편, 국내 기원의 미세먼지 배출 및 생성량만을 따졌 을 경우 미세먼지 및 초미세먼지를 가장 많이 배출하는 공정은 제조업의 연소였고, 선박이나 건설장비, 농기계 와 같은 비도로 이동 오염원과 화물차, RV, 승합차, 버스 와 같은 도로 이동 오염원이 그 다음을 차지했다(그림 5 참조).그양상은지역특성에따라달리나타난다(수도권 은 도로이동 오염원이 산업 및 공업 지역은 제조업 연소 와생산공정이주원인으로지목되고있다). 그림 5. 2차 생성 미세먼지 발생 과정 (출처: [환경부 소책자] 바로 알면 보인다, 미세먼지 도대체 뭘까?)
  • 19. 19 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 Box 1. KORUS-AQ 미션의 오해와 진실 국내 배출 물질이 문제다? 앞서 언급한 바와 같이 KORUS-AQ를수행한미국측대표는“미션기간동 안 한국의 대기 오염은 국내 발 배출 물질에 기인 한 다”라는 입장을 밝혔다. 언론을 통해 보도되며, 정확 한 부연 설명 없이 ‘우리나라의 미세먼지는 국내 배 출원때문이다.’즉‘중국의영향이미미하다’라는식 으로 확대 해석되어 오해를일으키고있다. 하지만, 미국 측 대표는 ‘미션 시간 동안’이라는 제 한을 달았고, 이는 실제 관측 기간 동안 일어났던 현 상들에 한해서 언급한 사항이란 점을 간과해서는 안 된다. 실제 관측이 일어났던 기간 동안에 한반도 상 공을 뒤덮은 공기는 대다수가 국내에서 맴돌았기 때 문에 국내 발 오염에 대해서 이야기를 했고, 미션 기 간 동안 세 번 정도 유입되었던 중국 발 오염된 공기 는 두 번은 서해상에 머무르다 제주도 이남과 남해 를 통해 빠져나갔고, 한반도 전체의 상공으로 유입 되었던 한 이벤트의 경우 그 공기가 관측이 일이었 던 시간 동안에는 300m 이상의 상공으로 지나감으 로써 그 시간동안은 지표면에 직접적인 영향을 미치 지 않았다. 실제로 중국은 물론 동북아시아에서 배출되는 오 염된공기는시기별로기상학적셋팅에따라미국서 부연안까지 영향을 미친다는 사실은 이미 여러 차례 관측을 통해 분석되었고, 지리학적으로 중국과 가깝 게위치한우리나라의경우대기질을논할때는외부 유입 오염의 영향을 배제할 수 없다는 것은 이 분야 의 전문가 모두가부정할수없는사항이다. 한반도 상공 곳곳을 누볐다? KORUS-AQ 미션은 NASA에서 운용한 항공기 외에도 국립환경 과학원 을 주축으로 운용한 항공기는 물론, 지상 집중 및 상 시 관측소 그리고 선상 관측소가 함께 운영되었다. 따라서 비행이 이루어졌던 한반도 상공은 물론, 서 해, 남해 및 동해 바다 그리고 각 지상 관측소에서 통 합적으로관측이이루어졌다. 지상 관측소의 경우 관측소가 집중되어 있는 수도 권에더집중되어관측이이루어졌고,선박과항공기 의 경우 공역 사용이 허가된 지역과 허가된 시간 내 에 관측이 이루어졌다. 국토 이용이 매우 복잡하고 또 밀도 높게 활용되는 우리나라에서 이러한 미션이 수행되었다는사실자체가큰의미이긴하지만,한반 도전체의보다통합적인이해를위해서는서울을비 롯한보다다양한지역,다양한시간대에서의관측이 필요한것도사실이다. 관측 결과가 대기질 개선 정책 수립에 근간이 된 다? 본 미션의 근본적인 목적은 보다 효율적인 대기 질개선정책수립에필요한과학적이해를도모하기 위함으로 다양한 분야의 전문가들의 노력으로 방대 한자료가수집되었다. 현재는 수집된 자료들을 검증하고 확정하는 단계 로 미션에 참여하였던 전문가들의 역량이 정확한 자 료생산에집중되어야하는시점이다.미국연구팀의 경우 미국 측 대표들의 선도 하에 현재는 자료 분석 보다는자료확정에더많은노력이투자되고집중되 도록 격려 및 배려되고 있는 상황이다. 이는 섣부른 자료 분석이 잘 못된 해석과 그로 인한 잘못된 정책 으로 이어질 수 있음을 경계하는 태도이다. 한번 수 립된 정책은 수많은 인프라와 비용을 소비하게 되므 로보다신중한태도로접근함이당연하다. 자료가 확정된 이후에는 자료를 수집한 전문가들 뿐만 아니라 정책가들까지의 긴밀한 협업을 통해 자 료를 어떻게 분석하고 해석하여 정책으로 반영할지 에 대한 숙제가 남는다. 해당분야에 ‘전문가가 있는 가?’ 혹은 적합한 ‘정책가가 있는가?’에 대한 자조적 인 비판이 들려오기도 하는데, 이는 좀 더 개방된 소 통(외국및신진전문인력의적극활용)을통해정책 을수립할경우해결될수있는문제이다.
  • 20. 20 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 5. 대기 오염 현황 파악 정부에서는 대기 오염 현황 파악을 위해 전국에 약 300여 곳에 상시 또는 집중 관측소를 설치하여 대기오 염측정망을운영하고있다.이곳에서는미세먼지(PM10, PM2.5)를 비롯한 기본 대기 오염 물질 (O3, CO, SO2, NO2)을 측정하고 있으며, 실시간으로 측정된 자료는 대 기오염 실시간 공개 시스템(에어코리아, www.airkorea. or.kr)을통해공개되고 있다. 이러한 자료는 실시간으로 자료를 공개한다는 의미 외에도 오랜 기간에 걸쳐 한반도 전역에서 관측된 자료 로 그 가치를 가져 지역별 대기질 정책의 효용성을 판가 름하는데유용하게 활용 될수있다. 항간에서는 에어코리아에 표출되는 자료의 신뢰성에 대해 의문을 제기하기도 하는데, 이는 실제 일부 지역에 서 특정 시간대에 측정한 값이 정부가 공개하는 실시간 관측값과 다르게 나타날 경우가 있기 때문이다. 이러한 현상은 관측값 자체의 문제라기보다는 대기 오염 물질 이 배출원 근처일수록 비균일하게 존재기 때문에 나타 날 수 있는 현상으로 관측소 위치의 적절성을 검토해 보 아야하는 문제이다. 정부는 오염원 섹터별로 상시 관측소가 잘 설치되어 있는지 각 관측소의 위치적합성 평가를 실시하여야 한 다. 1980년대부터 정부가 상시 관측소를 운영하며 대기 질 오염도를 관측하기 시작한 이후로 한반도 특히 도심 의 토지 이용도는 많이 변화하였는데 현행 측정소 분류 가 이러한 변화를 잘 반영하고 있는지를 점검할 필요가 있다. 뿐만 아니라 산업 및 공장 지역과 같은 오염원들이 밀집되어있는 지역일 경우 보다 밀도 있는 관측망을 구 축하고, 배출원별 배출량을 정확히 파악함으로써 비균 질적으로 존재하는 오염에 대한 추적을 가능하게 하여 야 한다.한편, 효율적이고 올바른 대기질 개선 정책을 수 립하기 위해서는 실제 공기 중에서 일어나는 현상을 메 커니즘적으로 이해해야하고, 이를 위해서는 보다 많은 화학종이 한꺼번에 측정되는 집중관측이 필요하다. 이 번 NASA 연구진과 협력하여 수행되었던 KORUS-AQ 미션이 그 한 예로 항공이나 선상의 관측이 아니더라도 기술적여건과편의성이허락하는한에서이제껏이뤄져 왔던 미션들 보다는 좀 더 많은 빈도수로 집중관측이 이 뤄져야할것이다. 단적인예로,올해의KORUS-AQ미션기간동안은지 표면까지국외발오염이영향을미쳤던이벤트를관측할 수 없었다. 이는 국외의 오염원이 국내로 유입되지 않기 때문이 아니라 기상의 계절학적 패턴 상 그 시기 동안은 중국 발 오염물질들의 유입이 지표상까지 영향을 미치 지 않기 때문이다. 따라서 국내 대기질 저하의 국외 기여 도를 평가하기 위해서는 국외 오염원의 국내 유입이 많 은겨울이나봄철에집중관측미션이수행되어야한다. 현실적으로겨울이나봄철의집중관측을수행하기위 해서는 국가의 회계연도 문제로 행정적인 어려움이 따 를 수 있으나 사람들 간의 일을 조율하는 것이 계절적인 특성으로 인해 자연적으로 일어나지 않을 일을 기대하 는 것보다는 더 현실성이 있는 접근방안이라고 필자는 생각한다. III. 어떻게 접근해야 하나? 미세먼지는 그 크기가 매우 작기 때문에 생명체의 호 흡기관이나, 그 기관에 접촉해 있는 순환기관에 흡수되 어 온몸을 순환하며 문제를 일으킨다. 뿐만 아니라 농작 물 작황은 물론, 산업계의 생산성이나 운송업에도 영향 을 미친다. 덧붙여 미세먼지는 그 화학적 성분에 따른 지 구 복사 평형에 간섭을 일으켜 기후 변화에도 영향을 미 치는데, 그 정도와 양상을 예측하기 위해서 전세계 학계 에서는활발한연구가진행중에있다. 해가 지날수록 미세먼지에 대한 국민들의 관심이 높 아지며 대기질 개선에의 여망이 커지고 있다. 이러한 시 기 일수록 정부와 학계 그리고 언론은 보다 정확한 정보 를 전달하고 각자의 위치에서 본래의 역할을 충실히 수 행함으로써국민들의올바른이해를도모하고제대로된 대기질개선책을수립·시행하여야한다.
  • 21. 21 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 1. 정부 정부는 부처를 아우르는 통합적인 접근을 통해 대기 질 문제를 해결하도록 노력하여야 한다. 기존의 대기질 관측과 정책은 환경부를 중심으로 이루어졌으나, 산업 자원부, 미래부는 물론 외교부 등의 관련 부처와 함께 협 력하여 시너지를 발휘하여야 한다. 이 과정에서 관련 분 야의 전문가들의 의견은 적극 수렴될어야 하며, 앞서 언 급한 바와 같이 그 소통방식은 기존의 방법보다는 개방 적이어야함을지적하는 바이다. 한편 전문가들의 견해를 보다 과학적으로 심층화하 고 구체화하기 위해서, 정부는 그 동안 수집하여온 관측 자료를적극공개함으로써전문가들의한반도대기질특 성 파악을 도와야 한다. 에어코리아를 통하여 공개되는 자료는실시간으로만공개될뿐데이터베이스화하여자 유롭게 공개되고 있지 않다. 현재 미국을 비롯한 선진국 에서는 인터넷 홈페이지를 통해 자국은 물론 타국의 전 문가나 일반인 모두에게 공개 되고 있을 뿐만 아니라 자 료를 분석하고 그 의미를 해석함에 있어 필요한 각종편 의를 제공하고 있다. 국가의 많은 예산을 들여 자료를 수 집하고 있으나 공개되어 제대로 분석·활용되지 못하고 고이저장되고있기만한다면그야말로국고낭비가따로 없고, 이 경우 대기질 연구를 하고 있는 필자조차도 상시 관측소운영필요성에 회의를느낄것이다. 정보가 자유롭게 공개될 경우 국내는 물론 국외의 전 문가들의전문성을활용하여한반도대기질의특성을파 악할 수 있고, 이는 단기 이벤트에 대한 이해는 물론, 장 기적 trend 분석까지도 가능하므로 기존의 대기질 정책 이 어떻게 효용을 거두어 왔고, 또 어떻게 개선되어야 하 는지에 대한 방향성을 여러 전문가들의 식견을 통해 알 아볼 수있다. 또한 앞서 언급한 바와 같이 계절별 미세먼지 생성 특 성을 파악하기 위해서 걸림돌이 될 수 있는 현행 행정적 절차와 관례를 개선할 필요가 있다. 실제적으로 고농도 미세먼지 현상은 겨울 및 봄철에 집중되나, 현행 절차 및 관례로는 이 시기의 집중관측이 거의 불가능하다. 뿐만 아니라 관례상 모든 연구가 해당 연차에 다 끝나야하기 때문에때로는분석이나해석에신중을기하지못하고피 상적으로해석된채연구가종료되는경우가허다하다. 구체적인 예로 올 5월부터 시작된 KORUS-AQ 미션 수행을 위해 미국 NASA에서는 연구과제 선정을 위한 절차를 작년 9월부터 시작했으나 (이마저도 한·미 양국 간의 절차에 관한 합의 지연으로 인해 늦어진 일정이다) 국립환경과학원의경우과제공표가올해 3월말에나이 루어졌다. 막대한 정부 예산이 들어가는 일이 시간에 쫓 기듯진행되며,회계연도마감때문에자료확정,분석및 결과 도출까지 올해 말로 되어 있어 심층적인 분석은 현 실적으로 불가능해 보인다. 미국 연구팀의 경우 자료 확 정기한은내년6월까지이며,이후에나분석에돌입하는 것으로 일정이 잡혀 있다. 부끄럽지만 필자의 경우 한국 에서의 연구 경험을 되풀이 할수록 근원적인 문제를 해 결하고자하는과제목표를세우기보다는보다현실적으 로 이룰 수 있는 목표를 잡는 방식으로 제안서를 작성하 게 되어 심층적이고 밀도 있는 분석을 과제를 통해 진행 하지않게되었다. 한편, 한반도의 경우 외부 유입 공기의 영향을 무시할 수없으며,이는국제적인협력을통해접근할수있다.이 는각국가간의이해상관문제가아니라,함께고통을안 고 있는 문제를 해결하기 위한 공동의 활로를 모색하는 방안으로접근함을말한다. 현재 한·중·일의 삼국은 매년 ‘3국 환경장관회의’를 개 최해 주변국과의 협력을 통한 국외 유입 오염에 대비하 고 있다. 또한 ‘한·중·일 대기분야 정책대화’를 통해서 공 동연구를 추진 중에 있다. 뿐만 아니라 한·중 그리고 한· 일간의미세먼지해결을위해연구단을조직하여여러연 구를진행하고있다. 이렇게 추진된 연구단에서의 연구 결과가 보다 더 큰 효과를창출하기위해서필자는연구단소속의전문가들 내에서만이아니라각국가의전문가들에게공개됨으로 써 활발히 논의되기를 바라며, 연구단에 포함되지는 않 았으나, interboundary transport에 관한 연구를 하는 각국 의 전문가들의 견해도 함께 논의되는 연구의 장이 마련 될수있기를희망한다.
  • 22. 22 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 2. 학계 이러한 정부의 노력 못지않게 학계의 전문가들 또한 미세먼지를 비롯한 대기질 오염 문제를 소명의식을 가 지고 해결하고자 노력해야한다. 우리나라의 대기질 문 제는 어제 오늘의 일이 아님에도 불구하고 국내 전문가 들의 연구 역량은 선진국과 견주어 더 많은 발전이 더 필 요한 게 사실이다. 각계의 전문가들은 그간 해오던 연구 틀에서 벗어나 문제 해결을 위해 실질적으로 필요한 연 구를하려는 자성적인움직임이필요하다. 이번 미세먼지 사태 이후로 정부가 막대한 자본을 투 자해미세먼지문제를해결하려하자전문가들은팀을꾸 려 연구 과제를 제안하기 시작했다. 필자는 이러한 움직 임에 대해 진정으로 각 전문가의 연구가 어떻게 미세먼 지 문제 해결에 도움이 될지를 냉철하게 판단하여 제안 을했기를바라고있다. 뿐만 아니라 각 분야의 전문가들이 각자의 한계를 인 정하고 이를 극복하기 위한 통합적인 연구를 추진하기 를 희망한다. 이를 위해서는 보다 개방적인 연구풍토가 자리 잡아야 한다, 필자의 경험에 따르면 한국에서의 자 료 워크샵이나 각종 과제 발표회, 심지어 학술 발표회 모 두토론,질의·응답을위한장이기보다는짜여진스케줄 에 따라 발표가 있고 이후에 형식상 한두개의 질문이 오 가는 식으로 진행되었다. 이는 문화적인 배경이 기저에 깔려있어서이겠지만,전문가들의경우의식적으로라도 개방적인 분위기의 토론을 유도해야한다고 생각한다. 아무리 전문가들이라도 분야에 따라 그 식견의 깊이와 폭이 매우 다를 수 있으며, 여러 식견이 모아질수록 보다 객관적인 해석이가능함은자명하기때문이다. 3. 언론 이번 미세먼지 사태의 많은 부분은 언론의 보도에 따 른 여론 조성이 큰 몫을 차지했다. 이로 인해 “대기질”에 는무심했던범부들조차“미세먼지”에대해서들어본적 이 있을 정도이니 말이다. 이에 필자는 이렇게 영향력 있 는 언론이 자극적인 주제를 탐닉하는 여론 몰이에서 벗 어나 제대로 된 보도를 통해 진정한 언론의 긍정적인 역 할을 할 수 있기를 기대한다. KORUS-AQ 미션을 수행 하는 동안 많은 언론사의 기자들이 접촉을 해왔고, 알고 싶어 하는 그들의 바람과는 다르게 미션 참가자들 사이 에는 ‘기자들을 조심해야한다’라는 말이 팽배했었다. 물 론 필자가 NOAA(미해양대기국, National Oceanic and Atmospheric Administration)에서 근무할 때에도 미디어 를 대하는 방법에 대해 훈련 받기도 했지만, ‘가급적 기 자들을 피해야 한다.’라는 일방적인 회피의 태도는 매우 잘못 되었다고 생각한다. 이러한 태도로 인해 전달되어 야 할 올바른 정보가 전달되지 않은 채, 억측과 오보로 문제가 더 악화될 수 있다고 생각한다. 한때 미세먼지의 주범이 고등어가 되었던 경우가 바로 그러하지 않았을 까생각한다. 다만언론은학계의전문가와정부의‘때’를기다려줘 야한다고 생각한다. 개인적인 생각이지만, 올해 정부가 언론을 통해 보여준 미세먼지와 관련된 많은 모습들은 여론에 등 떠밀린 채 황급히 보여준 것으로 판단된다. 필 자는 KORUS-AQ 미션 기간 동안 ‘미세먼지의 얼마만큼 이중국발인가?’,‘석탄화력발전소가수도권미세먼지에 얼마나영향을미치는가?’와같은질문을수도없이받았 다.이에대한나의답변은‘우리과학자들은지금자료를 수집하고 있고, 수집된 자료는 정확하게 검증해야 한다. 이후에나 자료 분석이 가능하고, 분석이 이뤄진 후에나 그질문들에대답을할수있을것이다.’라고답변을해왔 다. 덧붙여 ‘우리 과학자들에게 외부의 압력 없이 최선을 다해자료를들여다볼시간을달라’라고부탁을했다.필 자는 내년 이맘때를 기약하며 그 때쯤이면 연구진 한두 그룹씩 나름의 자료에 대한 견해를 내어놓을 것이고, 이 를 종합하여 정책으로까지 이어질 수 있지 않을까 생각 한다. 그때쯤 언론은 학계가 어떠한 해석을 내놓았는지 그리고 정부가 얼마만큼 학계의 견해를 받아들여 정책 으로 반영하려 고민하는지를 냉정히 보도하면 될 것이 라고생각한다.
  • 23. 23 숨쉬기 안녕하십니까? –미세먼지에 대한 오해와 진실 그리고 접근 방법-[이슈] 미세먼지JES 58 4. 우리 모두는... 미세먼지문제와관련하여마지막으로국민의한사람 으로서 모두에게 당부하고 싶은 점은, 각계각층의 구성 원이 기존과는 다른 새로운 변화를 자연스럽게 받아들 이려는 개방된 태도를 가졌으면 하는 것이다. 한국에서 연구를진행하며가장높은벽을느꼈던점이,‘기존의방 법이 잘못되었다’는 지적이 두려워 새로운 방법을 받아 들이려하지 않는다는것이다. ‘왜자료를공개하지않느냐?’,‘왜이런식으로측정하 지 않느냐?’, ‘왜 집중관측소의 위치를 바꾸지 않느냐?’, ‘ 왜 보다 시기에 맞는 연구 주제를 정하지 않느냐?’ 등에 대한 질문에 대해서 돌아온 답은 ‘그럴 경우 기존에 해 왔던 것이 잘못되었다고 드러나기 때문이다’라는 식이 었다. 필자는 예전에 그와 같은 결정을 내렸던 담당자의 전 문성을믿자고이야기한다.‘그당시’,‘그시기’,‘그상황’ 에서는그러한결정이‘최선’이었고,그누가그담당자를 대신한다고해서크게달라지는결정을내리지는않았을 것이라고... 만유인력의 법칙이 모든 세상의 원리를 지배 하던 시기가 있었던 것처럼 대기 오염을 바라보는 시선 이 해를 거듭하고 연구자들의 노력이 더해질수록 바뀔 수 있음을 인식하고 그에 부응해 능동적으로 변화하자 고당부하고싶다. 훗날 다른 전문가가 ‘왜 지금까지도 그렇게 하고 있 느냐?’라고 질문을 했을 때, 같은 대답을 하지 않기 위해 서 지금이라도 변화해야한다. 훗날 그 전문가가 나의 전 문성을 믿고 그 다음의 일을 고민할 수 있도록 나는 지 금 내가 전문가로서 할 수 있는 ‘최선’을 다하고자 한다. 때문에 이와 같은 글을 쓰고, 또 자료를 확정·분석해서 KORUS-AQ기간 동안 우리가 관측한 것들에 대한 이해 를 도모할 것이며, 또 그 결과들이 어떻게 정책에 반영되 고 또 언론에서 어떻게 보도되는 지 지켜볼 것이다. 이 러한 당부의 말도 이 분야의 전문가로서 다른 분야의 사 람들에게할 수있는나 나름의‘최선’이라고생각한다.
  • 24. 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선 24 [이슈] 미세먼지JES 58 대기환경관리의관점에서본 수도권 미세먼지 환경 개선 우정헌(건국대학교 융합인재학부/대학원 신기술융합학과) I. 서론 수도권은 전국 면적의 12%에 불과하지만, 총 인구의 48%가살고있고자동차,빌딩,사업장등오염원이집중 되어 있어 대기오염도가 매우 심각한 수준이다. 최근 우 리나라 전역에서 미세먼지의 오염이 심화되고 있어 이 에 대한 대책을 강구하는 우려의 목소리가 높다. 이에 정 부는 수도권의 대기오염을 획기적으로 개선하여 지역 주민의 건강을 보호하고 쾌적한 생활환경을 조성하고 자 2003년 12월『수도권 대기환경 개선에 관한 특별법』 을제정하여수도권의지방자치단체와함께대기환경개 선을 위해 노력하고 있다(우정헌, 2009). 또 한편으로는 NASA와 협력하여 대규모 항공관측 캠페인을 실시함으 로써(KORUS-AQ and MAPS-Seoul) 미세먼지의 생성과 이동에대한과학적인 원인규명에노력하고있다. 이러한 노력들에도 불구하고 미세먼지 오염은 나아 지지않고있어,여러가지우려의목소리가나오고있다. 일각에서는우리나라의저감대책이제대로시행되지않 아서라고도하고,중국의영향이너무커서,또는기후변 화나 대기 중의 이차적인 생성이 문제라고도 한다. 과연 어느 것이 진정한 문제인지 아니면 위에 언급된 모든 것 이 문제인지는 아직 명확하지 않지만, 우리나라가 막대 한 예산을 써가며 야심차게 수행해 왔던 대기질 개선정 책들이 아직은 미세먼지를 체감할 수 있을 만큼 개선하 지 못했다는 것은 분명한 듯하다. 그렇다면 지금처럼 계 속미세먼지개선에막대한예산을쏟아부어야할까?아 니면 우리가 무엇을 어떻게 해야 할지에 대한 과학적 근 거가 명확해질 때까지 기다려야 할까? 본문에서는 수도 권 대기환경 개선 기본계획을 중심으로 미세먼지 문제 에 대한 과학적 지식과 미세먼지 대책 현황을 검토해 봄 으로써 우리나라 미세먼지 대기질의 개선 가능성을 살 펴보고자한다. II. 미세먼지의 정의 및 현황 1. 미세먼지의 정의 및 특성 미세먼지란 대기 중에 부유하는 공기역학적 직경이 10㎛이하인 입자상 물질(PM10)을 의미하며, 초미세먼
  • 25. 25 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 지(PM2.5)란 직경이 2.5㎛이하인 입자를 말한다. 우리나 라 “환경정책기본법”이나 “수도권 대기환경개선에 관 한 특별법”에는 PM10과 PM2.5를 모두 미세먼지로 표 기하고 있으나(감사원, 2016), 본문에서는 PM10을 미세 먼지로 PM2.5를 초미세먼지로 구분하여 표기하기로 한 다. 미세먼지에 비해 초미세먼지가 더욱 중요한 이유는 몇 가지를 들 수 있다. 미세먼지(PM10)가 사람의 머리카 락 지름(50~70㎛)보다 약 1/5~1/7 정도로 작은 크기라면, PM2.5는 머리카락의 약 1/20~1/30에 불과할 정도로 매 우 작다. 이처럼 미세먼지는 눈에 보이지 않을 만큼 매우 작기 때문에 대기 중에 머물러 있다 호흡기를 거쳐 폐 등 에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동하여 들어감으 로써 건강에 나쁜 영향을 미칠 수도 있다. 세계보건기구 (WHO)는 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)에 대 한 대기질 가이드라인을 1987년부터 제시해 왔고, 2013 년에는 세계보건기구 산하의 국제암연구소(IARC, Inter- national Agency for Research on Cancer)에서 미세먼지를 사람에게 발암이 확인된 1군 발암물질(Group 1)로 지정 하였다(환경부, 2016). 미세먼지 농도는 공기 1m3 중 미세먼지의 무게(백만 분의 1g을 의미하는 ㎍)를 나타내는 ㎍/m3 단위로 표시 하는데, 우리나라의 장기 환경기준에서 PM10은 연평균 50㎍/m3 이하,PM2.5는25㎍/m3 이하로유지되어야한다. 미세먼지를이루는성분은그미세먼지가발생한지역이 나계절,기상조건등에따라달라질수있다.일반적으로 는 기체상 대기오염물질이 공기 중에서 반응하여 형성 된 입자(황산염, 질산염 등)와 석탄·석유 등 화석연료를 태우는 과정에서 발생하는 탄소류와 검댕, 지표면 흙먼 지등에서생기는광물등으로구성된다. 2. 미세먼지의 발생 및 생성 미세먼지 발생원은 자연적인 것과 인위적인 것으로 구분되며, 굴뚝 등 발생원에서부터 고체 상태의 미세먼 지로 나오는 경우(1차적 발생)와 발생원에서는 가스 상 태로 나온 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일 으켜 미세먼지가 되는 경우(2차적 발생)로 나누어 질 수 있다. 2013년의 경우 전국 1차 미세먼지 배출량은 PM10 약12.2만톤,PM2.5약7.7만톤으로산정되었다.미세먼 지 배출량이 가장 많은 배출원은 제조업의 연소공정이 며, 그 다음으로 자동차를 비롯한 이동오염원에서 많이 배출되었다.이동오염원에서나오는미세먼지는대부분 그림 1. 2차 미세먼지의 전구물질 및 생성과정 (환경부 2016)
  • 26. 26 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 이PM2.5로그비중이92%에이른다.도로이동오염원의 경우화물차와RV(SUV)차량에서미세먼지대부분이배 출되며, 비(非)도로이동오염원의 경우 선박과 건설장비 등에서 미세먼지가 많이 나온다. 이들 통계에 포함되어 있지 않은 것으로 날림먼지가 있다. 날림먼지는 일정한 배출구 없이 대기로 흩날리는 미세먼지를 말한다. 날림 먼지로 인한 미세먼지 발생량은 매우 많은 것으로 추정 되고 있으며, 전국의 날림먼지 배출량은 PM10 약 12만 톤,PM2.51.8만 톤에 달한다. 석탄·석유 등 화석연료가 연소되는 과정에서 배출되 는 황산화물이 대기 중의 수증기, 암모니아와 결합하거 나, 자동차 배기가스에서 나오는 질소산화물이 대기 중 의 수증기, 오존, 암모니아 등과 결합하는 화학반응을 통 해 미세먼지가 생성되기도 하는데 이것이 2차적 발생에 속한다(그림1).2차미세먼지가중요한이유는수도권만 하더라도화학반응에의한2차생성비중이전체초미세 먼지(PM2.5) 발생량의 약 60%이상을 차지할 만큼 매우 높기때문이다(환경부, 2016). III. 미세먼지 관리 정책 1. 우리나라의 미세먼지 관리 정책 수도권 지역의 심각한 대기오염을 타개하고, 시민에 게 보다 깨끗한 공기를 제공하기 위하여 정부는 수도권 대기환경개선에 관한 특별법 (이하 특별법)을 제정하여 2005년부터 시행하였고, 2005년 11월 대기개선 목표 등 10년간의 대기관리 계획이 포함된 “수도권대기환경관 리기본계획”(이하1차기본계획)을발표하였다.이에따 라 서울과 인천, 경기도는 기본계획에 따른 시행계획을 수립하였고 2007년 1월 환경부의 승인을 거쳐 추진하였 표 1. 2차 수도권 대기환경관리 기본계획의 관리대책 출처 : 한국환경정책·평가연구원, 2013 구 분 대책 분야 세부 대책 자동차 관리대책 운행차관리 원격측정장비(RSD)확충, 배출가스저감사업, DPF부착, 엔진개조, 조기폐차, 삼원촉매장치교체, PMNOx동시저감장치, 사후관리, 공해차량 운행제한지역(LEZ)관리 시스템 구축 및 운영 건설기계 및 선박관리 건설기계 및 선박 배출가스 저감사업, 건설기계 DPF부착, 건설기예 엔진교체, 건설기계 엔진개조, 건설기계조기폐차, 선박 DPF부착, 사후관리 교통수요관리 청정버스정류장 설치 배출시설 관리대책 사업장 총량관리시스템운영, 사업장 저녹스 버너 설치 및 검사 생활오염원 관리대책 주유소 유증기 회수설비 설치 및 검사, 밀폐형 세탁기기 교체 및 관리, 지역공동재활용센터 설립 및 운영, 직화구이 음식점 방지시설 설치, 가정용 저녹스보일러 교체, 이동측정시스템 구축 및 운영, 먼지제거장비 보급, 건축물 옥상 및 벽면 녹화사업 과학적관리 기반구축 및 홍보강화 수도권 대기관리 정책지원시스템 구축, 정책 추진을 위한 연구사업(R&D), 대국민 홍보
  • 27. 27 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 다. 1차 기본계획의 시행으로 수도권 대기질이 일부 개 선되었음에도불구하고,국가대기환경기준이나선진국 주요 도시의 대기질에 비하여 열악한 상황이기 때문에 2015년 이후의 대기관리가 필요하며, 이에 따라 2015년 이후 10년간의 수도권 대기관리를 위한 “2차 수도권 대 기환경관리 기본계획”(이하 2차 기본계획)을 수립하여 시행하고있다.2차기본계회의주요대책들로는,1.관리 체계및관련법정비,2.자동차관리대책수립및운영,3. 배출시설 관리 대책 수립 및 운영, 4 생활오염원 관리 대 책수립및운영,5.과학적관리기반구축등이있다(표1). 10년 동안의 총 계획기간 동안 소요되는 재원을 보면 총 4.55조 원 중 자동차관리에 약 81%, 배출시설관리 7.9%, 생활오염원관리 9.3%, 과학적 관리기반 구축 및 홍보강 화1.6%로 구성되어있다. 이를 통해 2024년까지 달성해야 할 대기오염 저감농 도는<표2>와같다.2차기본계획의목표를달성할경우 건강의 편익을 9조 2천억 정도로 추정하였는데 이의 대 부분은 초과사망감소로 인한것이다. 2. 중국의 미세먼지 관리 정책 우리나라의 먼지오염에 지대한 영향을 주는 북경의 2010년 PM2.5 연평균 농도가 WHO 기준치(25㎍/m3 )의 3배수준을상회하는70~80㎍/m3 으로심각해짐에따라 중국국무원은‘2013~2017년대기오염방지행동계획’을 발표(’13.9.12)하였다. 발표된 계획은, 1) 2017년까지 전 국 지(地)급 이상 도시는 PM10 농도를 2012년 대비 10% 이상 감축하여 대기질이 양호한 일수를 점진적으로 제 고하고, 2) 북경-천진-하북(징진지), 장강삼각주(상해일 대) 및 주강삼각주(광동일대) 등 3대 대기오염 심각지역 은PM2.5농도를2012년대비각각25%,20%,15%감축 하고, 북경시는 PM2.5 연평균 농도를 60㎍/m3 수준으로 억제하는것을목표로하고있다. 또한 지방정부 차원에서도 ‘대기오염방지 행동계획’ 에 따라 주요도시별 (북경-천진-하북(징진지), 북경, 천 진, 상해) 실행계획을 속속 발표하였는데, 2013년 9월에 는 환경보호부와 북경, 천진, 하북, 산서, 산동, 내몽고 등 6개지방정부가‘대기오염방지목표책임서약서’에공동 서명하였다(표 3). <표 3>에 나와 있는 바와 같이 북경의 대기오염관리대책은우리나라의수도권기본계획과비 슷한 대책들을 시행하려고 하고 있으나 좀 더 광범위하 고강력하다고볼수있다.중국정부는2017년까지대기 질 개선을 위해 1조 7,000억 위안(약 300조 원)의 예산을 투입할계획이다. IV. 미세먼지의 관리에 대한 이슈와 평가 1. 수도권 미세먼지 관리정책: 실패인가 성공인가? 1차 수도권 대기환경 개선 기본계획 추진을 종료한 표 2. 수도권 2차 기본계획 수행을 위한 대기오염물질 현황 및 저감 목표 농도 출처 : 한국환경·정책평가 연구원, 2013 관리대상물질 2010년 평균농도 (수도권평균) 2024 목표(안) 저감농도 PM10(㎍/m3 ) 46.2 30 16.2 PM2.5(㎍/m3 ) 33.1 20 13.1 NO2(ppb) 26.1 22 4.1
  • 28. 28 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 달성 목표 •오염 심각일수 대폭 감소 •2017년에 공기 중의 PM2.5 연평균 농도를 2012년 대비 25% 감축 •PM2.5 연평균 농도를 60㎍/m3 로 억제 주요 시책 1) 오염원 단속 - 도시기능과 공간구조 최적화 - 개발강도 통제 - 인구총량 통제 조치 - 자동차 보유량(600만대 ) 억제 - 자원환경 진입기준 강화 - 환경영향 평가 강화 3) 자동차 구조조정 - 대중교통 보급 - 16년 6단계 기동차 배기기준 적용 - 낡은 자동차 100만대 퇴출 - 청정에너지 자동차 (20만대) 보급 - 업종별 자동차 구조조정 - 2017년까지 북경시 외곽순환 고속도로 건설 5)오염배출 관리 - 저유황 석탄 및 제품기준 발표 - 자동차제조 등 배출기준 제정 - 질소산화물 감축 (시멘트탈질,교외구역집중난방센터) - 공업먼지 감축 (시멘트, 석탄보일러, 공업요로 등) - 휘발성 유기물질 감축 7) 생태환경건설 - 녹화피복률 향상 , 생태복원 등 9) 6가지 보장조치 - 법규체계 보완 , 기술개발 지원 등 2) 에너지 구조조정 -석탄총량 삭감 (2012년 대비 1,300만톤 삭감 ) -가스발전소 건설 (가스 화력 발전센터 4개 건설 ) -일정규모 제조기업의 생산용 에너지의 청정화 추진 - 도시 중심구역의 무석탄화 - 2016년 농촌지역의 가스취사 실현 -석탄 비중 10% 이하로 감축 -건물 에너지 이용효율 향상 4) 산업구조 최적화 - 3차산업 비중 확대 - 낙후산업 퇴출 (시멘트 산업 ) - 소형 오염기업 정리 (건설자재 , 화학공업 , 가구제조 등 1,200개 ) - 생태공업단지 건설 - 공업개발구등 전략환경영향평가 실시 - 청정생산심사 강화(400개 기업 ) - 철강 , 시멘트 , 화학공업 등 중점업종 오염배출량 감축 6) 도시 정밀화관리 - 공사현장 먼지, 도로 먼지, 생활쓰레기 발생량 억제 - 노천 바비큐와 요식업의 기름연기 억제 8) 오염심각일 비상대응 - 책임제 실시 , 차량 2부제 등 10) 3가지 시민참여행동 -기업 , 시민의 자발적 감축행동 표 3. 북경시 청정공기 행동계획 (2013~2017년) 출처 : 주중대사관, 2015
  • 29. 29 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 2014년 서울의 대기오염도는 2005년 대비 NO2와 PM10 의 농도는 감소하였으나 목표치(PM10 40㎍/m3 , NO2 0.022ppm)에는 미달하였고, O3의 농도는 오히려 증가하 였다. 환경부는 제2차 기본계획을 수립하면서 우리나라 대기오염 현황, 대기오염물질 배출량 및 오염물질 저감 목표달성가능성등을고려하여PM2.5의목표농도를국 가 환경기준인 25㎍/m3 로 설정할 것을 검토하였다. 그러 나 기본계획 확정을 위한 공청회에서 전문가가 제시한 대기환경개선 목표 강화 의견을 반영하여 PM2.5의 목 표농도를 20㎍/m3 로 강화하여 확정하였다. 이와 관련하 여 2015년 12월 한국대기환경학회에서 감사원에 제출 한자문의견서등에따르면기본계획대로수도권에서만 대기오염 저감대책을 시행할 경우 <표 4>와 같이 PM2.5 와 PM10 농도가 각각 32.7㎍/m3 , 44.8㎍/m3 에서 30.0㎍/ m3 , 37.9㎍/m3 로 감소되나 목표농도인 20㎍/m3 , 30㎍/m3 는 달성하지 못하는 것으로 예측되었다. 또한 제2차 기 본계획 외에 비산먼지 대책 등에 따른 추가 저감과 2024 년까지중국에서환경규제를강화하여대기오염물질배 출량을저감하는경우에도PM2.5농도가26.2㎍/m3 로예 측되어 목표농도에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 표 에는 제시되어 있지 않지만, 보고서에는 목표농도를 달 성하는경우도있었는데이는중국이현재배출량의50% 를 일괄 삭감하는 시나리오로서 현실성이 떨어지는 것 으로평가된다. <표 4>에서 제시된 바와 같이 2차 기본계획은 초미세 먼지의 농도목표치를 달성하지 못하는 것으로 나타났 다. 감사원의 감사에서 지적된 수도권 기본계획 수립 및 시행에서의 주요 문제점은, 1) 수도권 외 지역 오염원에 대한 관리 대책을 마련하지 않았고, 자동차 대기오염물 질 배출량 산정 기준에 문제가 있어 기본계획 보완 필요, 2) 제2차 기본계획상 투자계획의 66.5%를 차지하는 디 젤먼지필터(DPF)등 운행차 저공해화 사업이 비용-효율 성 떨어져 사업구조 재편이 필요, 3) 제1차 기본계획의 배출 삭감량이 목표에 못 미치는데도 계산 오류 등으로 삭감량을 최대 87.4% 과다 산정하여 보고한 것을 제대 로 확인하지 않고 인정하는 등 실적평가 부정확, 4) 운행 차 저공해화사업 보조금을 적정단가의 최대 112% 상당 으로 높게 산정·교부하고, 불법 탈거 등에 대한 점검·관 리가되지않는등사업관리부실,5)우수사업장선정을 잘못(9개소)하거나 자가 측정이 형식적으로 이루어지고 있는데도 관리·감독 부실, 6) 예보 및 대기질 관리분야에 서 측정망 관리 등의 신뢰도 문제 등이 지적되었다 (감 사원,2016) 이러한목표달성및계획시행에서의문제점들을보면 수도권 대기환경 개선계획은 실패인 것으로 보인다. 하 지만 이러한 평가는 정당한 것인가 하는 의문을 제기하 지 않을 수 없다. 광주과학기술원의 송철한 교수의 기고 문(한국일보, 2016년 8월 1일)에서 나타나듯이 중국 등 외부배출원에서의 기여를 제외하면 우리나라 미세먼지 의 농도는 23~32㎍/m3 정도로 도쿄, 런던, 파리와 비슷한 수준이다. 게다가 우리가 어쩔 수 없는 자연적인 오염원 까지를 제외한다면, 우리가 제어할 수 있는 배출원 만으 로 관리하고 있는 농도의 수준은 그다지 나쁘지 않을지 도 모른다. 어쩌면 너무나 과도한 환경목표의 설정이 문 표 4. 수도권 대기환경개선사업 추진에 따른 대기환경 개선 정도 예측 모델링 결과(단위: ㎍/m3 ) 자료: 감사원, 2016 구분 2024년 예측농도 (무대책 시) 수도권에만 제2차 기본계획 시행 시 제2차 기본계획 외 추가 저감과 중국 동시 저감 제2차 기본계획 목표 PM2.5 32.7 30.0 26.2 20.0 PM10 44.8 37.9 30.7 30.0
  • 30. 30 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 제는아니었을까? 2. 미세먼지 오염 개선을 위한 이슈 및 제언 (1) 질량위주 관리와 위해성중심 관리 2장에서 논의한 바와 같이 초미세먼지는 미세먼지에 비해 작기 때문에 폐와 혈관에 침투할 가능성이 더욱 높 으며, 독성과 산성이 강한 성분의 비중이 높기 때문에 건 강에 미치는 악영향이 높다고 볼 수 있다. 하지만 우리나 라의환경기준은대기중에존재하는먼지의질량으로농 도를 규제하고 있기 때문에 직경이 큰 먼지의 비중이 커 지게 된다. 예를 들면 직경이 10㎛인 먼지는 2.5㎛인 먼 지에비하여직경은4배이지만부피는64배이며,밀도가 같다면 질량도 64배가 된다. 즉, 미세먼지(PM10)과 같은 기준을 쓰게 되면 침투력도 강하고 독성도 높은 작은 입 자를 올바로 정량할 수 있는 기회를 놓치게 될 가능성이 높다고 볼 수 있기 때문에 초미세먼지 (PM2.5)를 위주로 하는 오염도 평가와 대기질 정책의 수립이 중요하다고 볼 수 있다. 실례로 도로에서의 날림먼지의 배출은 대부 분 초미세먼지의 영역보다 더 큰 큰 입자들로 이루어져 있는데, 미세먼지의 배출량에서는 많은 부분 (총 배출량 대비 50%정도)를 차지하고 있다. 이런 이유로 가장 실효 성이높은미세먼지저감정책이도로청소차를도입하는 것이 되는 현상이 벌어지기도 했다. 도로에서의 날림먼 지를 저감하는 것이 중요하지 않은 것은 아니나, 감사원 지적에서와같이DPF등보다위해성이높은초미세먼지 에 대한 대책이 비용-효율적으로 경쟁력이 떨어지는 것 으로 보이는 것은 문제가있다고보인다. (2) 1차오염관리와 2차오염관리 제 1차 수도권 대기질 개선계획에서 미세먼지 저감을 위한대책의대부분은오염원에서직접적인배출되는물 질인 1차 미세먼지 배출저감을 위한 것이었다. 1차 배출 물질 저감의 핵심은, 1) 언제 어디서 어느 정도의 먼지가 배출되는 지 잘 정리되어 있는 인벤토리가 있는지와, 2) 저감정책이 얼마나 실효성 있게 오염물질의 배출을 저 감시키는지일것이다.2차기본계획을수립하며기준연 도배출인벤토리에생물성연소로인한배출을포함시키 지 않았다가, 대책적용에 문제가 생기자 급작스럽게 인 벤토리에 포함시키는 등의 문제를 드러냈다. 또한 어떠 한 대책들은 이미 1차 기본계획에서 저감된 세부배출부 문에 대한 것이어서 2차 대책에서 계획한 저감목표량을 달성할 수 없는 문제들을 드러내기도 했다. 그러므로 1 차 오염관리의 핵심인 배출을 제대로 이해하는 것과, 배 출과 대책을 구조적으로 연계시키는 것은 아주 기본적 인 것으로 보이지만 아직도 끊임없는 개선이 필요한 부 분이다. 특히, 우리나라의 배출인벤토리가 배출량 산정 방법의 고도화에 집중한 나머지 배출과 저감간의 투명 한 연계성을 담고 있지 못함은, 향후 대기오염뿐만 아니 라 기후변화 문제에 있어서도 개선되어야 할 점이라고 보인다. 대기중에서생성되는2차미세먼지에관한문제는해 당물질의 직접배출뿐만 아니라 전구물질의 배출, 대기 중의 반응조건, 대기중 농도 비의 변화에 따른 비선형적 화학 반응 regime의 변화 등을 모두 고려해야 되기 때문 에, 또 다른 수준의 과학적 이해가 필요하다. 예를 들어 2 차 초미세먼지의 생성에 대한 이해를 위해서는 전구물 질인 SO2, NOx, NH3, NMVOC등의 1차 배출량을 이해 해야 함은 물론, 어떠한 지역과 시점에 어떠한 화학종이 배출되는 지를 잘 알아야한다. 게다가 식물이 배출하는 NMVOC는 수종의 분포와 잎의 활력도 뿐만 아니라 온 도와 일사량 등의 기상요인도 고려해야 하기 때문에, 대 기중의화학반응은차치하고도배출의정량화만으로도 충분히 복잡한 과학이 동원되어야 한다. 일례로, 올해 실 시된 NASA와 국립환경과학원은 KORUS/MAPS 항공 관측에서 우리나라 도시지역에서 다른 나라와는 달리 NMVOC중 톨루엔의 농도가 높게 관측되었다. 이는 환 경부가 운영하는 지상의 광화학 측정망에서도 동일하 게 관측되어 왔는데, 현재의 대기화학 모델링에서는 이 러한 배출 화학종의 배출특징을 제대로 반영하고 있지 못한 실정이다. 여기에 저감대책까지 고려해야 한다면 문제는 더욱 복잡해지게 된다. 다른 예로는, 도로상 대기
  • 31. 31 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 오염의 직접측정에서 NO:NO2의 비율이 기존에 알려진 95:5 아니라 50:50에 가깝다는 보고가 있었는데, 그 이유 가 자동차에 장착되어온 NOx 저감장치가 NO를 NO2로 미리 산화시키기 때문인 것 같다. 이것이 사실이라면 차 량의 NO배출이 일으키는 오존 소멸 (O3 titration)현상이 약화가 일어나기 때문에 2차오염물질 농도를 증가 시킬 수있다.즉,앞으로는대기오염의저감을위해서배출-대 기화학-저감기술의모든부분을체계적이고과학적으로 이해하여관리에적용하는고도화가필요할것이며,<그 림 2>에서와 같이 저감기술의 저감 효율뿐만 아니라 저 감효율비까지도고려해야할것이다. (3) 지역내 지역외 배출원의 기여(중국발 미세먼지) 2차 기본대책의 연구시 초미세먼지의 국외 기여율은 연평균 50% 정도의 수준으로 모사되며 계절별, 사례별 로 80%를 상회하는 경우도 있다. 이 중 2차 초미세먼지 의구성요소인황산염과질산염을보면,질산염(NO3 - )농 도는 국내 배출원에 의한 영향이 크게 나타나는 반면 ( 서울의 경우 5㎍/m3 내외), 황산염(SO4 2- ) 농도는 국내 배 그림 2. 기술별 NOx와 VOCs 저감 효율 (J.-H. Woo, 2013)
  • 32. 32 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 출원에 의한 영향이 작게 나타났다(서울의 경우 2㎍/m3 내외). 2차기본대책모델링보고서에서밝힌바와같이중국 의 배출은 우리나라의 미세먼지 농도에 영향이 크기 때 문에, 개선 목표 달성에도 지대한 영향을 미친다. 특히, 미세먼지의농도가높아지는겨울철이나고농도사례를 살펴보면 그 기여도는 더욱 더 높게 나타나고 있다. 때문 에2차대책의계획수립의마지막단계에서급히중국의 미래배출저감을단순가정하여우리나라의개선목표치 를 달성하고자 하였다. 하지만 <그림 3>에 나타난 바와 같이 연구자와 시나리오별로 중국의 미래 배출량은 대 단히 큰 편차를 보이고 있기 때문에, 중국과의 환경 개선 협력을추진함과동시에중국의초미세먼지미래에대한 주의 깊은 이해와 연구 역시 필요하다. 또한 배출정보의 불모지와다름없지만우리나라와바로인접한북한으로 부터의영향역시주의깊게고려해야할것이다. (4) 기후변화감축과 미세먼지관리 올해발생한여름철폭염처럼지속적인기후변화가일 어나고 있으면 머지 않은 미래에 우리나라 기후는 온대 에서 아열대로 변화할 것이라고 믿어지고 있다. 기후변 화가 대기환경에 미치는 영향은 상당히 다양한데, 기온 변화로 인한 대기화학의 변화나 기상 변화로 인한 장거 리 오염의 전달 패턴의 변화는 아직도 많은 부분 과학적 연구가 필요한 실정이다. 이에 비해 보다 직접적이고 현 실적인변화는기후변화로인한에너지사용패턴의변화 나기후변화감축대책으로인한대기오염물질의배출변 화, 즉 동반감축(co-control) 효과 및 이로 인한 동반편익 (co-benefit)효과일것이다. 올해 같은 폭염으로 인해 전력의 수요가 급격히 증가 하면, 이는 전력수급계획에 영향을 미치게 된다. 만약 단 기적으로 급격한 전력 공급을 요구 받는다면 비용이 저 그림 3. 시나리오 및 연구자별 중국의 미래 PM2.5 배출량 전망(Kim, et al., 2016)
  • 33. 33 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 렴하고기술적으로안정된고체연료기반발전시설의확 충에 무게가 실릴 수 있고, 이는 대기환경에 직접적인 영 향을 미치게 된다. 장기적인 기후변화의 관점에서 보면, 파리협약을통해제출한우리나라의온실가스의자발적 감축(INDC)등이 해당된다. 탄소저장기술(CCS)를 제외 하면 대부분의 온실가스 저감 대책은 에너지 소비 구조 의변화로이어지기때문에국제사회에약속한온실가스 감축계획은 막대한 동반감축 효과를 가져 올 수 있다. 게 다가 INDC같은 경우는 2030년을 목표연도로 하고 있어 2024년이 목표연도인 2차 기본계획과 많은 기간 중첩된 다. 때문에 기후변화 완화를 위한 여러 가지 감축대안들 을 대기환경과 연계하여 고려하는 것은 아주 중요한 의 미가있다고 볼수있다. (5) 과학기반과 관리기반 최근 국립환경과학원과 미국의 NASA는 공동으로 비행기와 위성, 지상과 해상관측망을 총동원한 대규모 항공관측 캠페인 (MAPS-Seoul/KORUS-AQ)을 시행하 였다. 우리나라의 MAPS(Megacity Air Pollution Study- Seoul)은 이름에서 알 수 있는 것처럼, 과학에 기반한 대 기현상의 이해와 환경정책의 평가 및 개선을 그 주 목적 으로 한다. 이에 비하여 KORUS-AQ는 정지궤도 환경위 성에 기반한 환경대기 관측기술을 검증하는 역할이 주 요하게고려되었다(그림4).어떠한목적이든간에3대의 비행기와 수많은 우주기반, 지상/해상기반 관측망과 모 델링 예보기술이 총동원되어 이 지역의 대기환경에 대 한 이해를 시도했다는 점에서 너무나 반가운 일이 아닐 수 없다. 하지만 이러한 과학관측 캠페인이 올해 시행되 었다는이유때문에대기환경과개선대책의인과관계에 대한충분한과학적이해없이무조건적인계획을수립하 고 혈세를 투자했다는 식의 이의가 제기되기도 하였다 ( 국립환경과학원, 2016). 2차 기본계획에서 R&D에 투자되는 비용은 1.1%정도 이니, 이러한 비난이 아주 근거 없는 것은 아닐 것이다. 하지만 환경문제의 본질을 미래를 전망하고 지금을 준 비하는 것이기 때문에, 과학적 이해가 완전해야만 개선 을 시행할 수 있다는 주장은 설득력이 없다. 다만 거대 한 비용이 소요되는 정책을 수립하고 시행하기 이전에, 현재 우리가 얼마나 과학적 이해를 하고 있는 지에 대한 냉철한 평가와 이에 기반한 계획수립은 정말로 중요하 다고보인다. 그림 4. 중국의 주요 대기오염 규제지역(좌)과 위성에서 관측된 10년간(2005~2014) 대기중 NO2 농도변화
  • 34. 34 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 V. 맺는 말 우리나라, 특히 수도권의 미세먼지 오염을 걱정하고, 즉각적이고효과적인개선대책을요구하는목소리가높 다. 이에 정부는 올해 6월 3일에 정부합동 미세먼지 관리 특별 대책을 확정하여 발표하였다. 여기에는 “미세먼지 가 국민의 안전과 건강을 위협하는 중차대한 환경난제 임을 인식하고, 미세먼지 문제를 해결하기 위하여 관계 부처 합동으로 총력 대응하기로 하였다”와, 좀 더 과학 적, 거시적, 총체적인 개선 대책을 세우기로 하였다는 반 가운 소식이 들어있다. 하지만 이를 달성하기 위해 기 존계획을 앞당겨 시행하고, 신규대책을 추가하여 “①제 2차수도권대기환경기본계획의목표를3년앞당겨조기 달성하고(20㎍/m3 달성’24년→’21년),②10년내에유럽 주요도시의 현재 수준으로 초미세먼지를 개선(서울 기 준, ’15년 23㎍/m3 → ’26년 18㎍/m3 )한다”는 목표를 설정 하였다는내용을접했을때2차기본계획의감사에서지 적된 것이 재현된다는우려를하지않을수없었다. 미세먼지오염이중차대한환경난제임을의식했음에 도 불구하고, 그리고 그것이 우리만의 대책으로는 해결 불가능하여주변국과의긴밀한협조가필요함에도불구 하고, 왜 우리는 또다시 조기달성, 초과달성을 외치는 것 일까?만약2021년의수도권초미세먼지농도가20㎍/m3 된다면, 수도권은 정말 유럽 주요도시 수준의 대기오염 을 달성할수 있고 계속유지할수있을까? 최근 미세먼지와 관련하여 많은 일들이 일어났고 이 로 인해 우리가 처한 환경에 대한 위기의식을 가지게 된 것은 바람직한 일이나, 지금은 조금 더 차분히 우리가 정 말무엇을알게되었고,무엇을관리할수있는지,그리고 그를 위해서 어떠한 일들을, 어떠한 시점에, 누구와 함께 해야 하는 지를 정리하는 것이 우선이라는 생각이다. 미 세먼지가 중차대한 문제가 되면서 누구나 많은 재원과 장비를 투입해야 한다고 주장하고 있지만, 지난 수 년 동 안 이에 관련된 연구와 업무를 수행하면서 느낀 점은 아 이러니 하게도 우리가 선진국에 비해 가장 뒤지지 않는 것이예산과장비이고,그다음이인력,그리고가장잘안 되는 부분이 계획과 관리 시스템이라는 것이다. 지금 단 기적으로많은돈과장비를투입하여미세먼지를해결하 려고하지만-그리고그결과로미세먼지문제를운좋게 개선할수있을지모르지만–올바른이해에기초하지않 고, 개선을 위해 체계적으로 움직이는 제도적 시스템이 없다면 조만간 문제는 다시 나타날 것이다. 과학계가 현 상을 연구하고, 발전된 과학과 안정된 자료DB를 기반으 로 정부가 미래의 개선계획을 세우고, 지자체와 산업계 가 협조하여 문제를 해결하고, 적절한 피드백 통해 지속 적인 개선이 이루어지는, 너무나 당연하지만 잘 지켜지 지않는우리의문제가이제는나아지기를기대해본다.
  • 35. 35 대기환경관리의 관점에서 본 수도권 미세먼지 환경 개선[이슈] 미세먼지JES 58 참고문헌 감사원,2016.4,수도권대기환경개선사업추진실태감사보고서. 우정헌, 2009,수도권 미세먼지환경개선을위한미국의대기환경정책사례조사연구,한국대기환경학회지25(6). 주중대사관,2015,중국 대기오염방지행동계획과주요도시별시책. 환경부, 2016.4,미세먼지,도대체뭘까? 환경정책평가연구원,2013.12,제2차수도권대기환경관리기본계획수립. 국립환경과학원, 2016.6,JTBC탐사플러스에대한보도해명자료. Younha Kim, Jung-Hun Woo, et al., 2016.8, Future scenario emission inventory for China by various control policy, IUAPPA Conference, Busan. Jung-Hun Woo, 2013, Integrated Management of Climate Change and Air Quality- Building fundamental basis for GAINS- Korea,The2ndInt.WorkshoponIntegratedApproachforClimateChangeandAirPollution,Seoul.
  • 36. BIG DATA그리고 대기오염물질 산정의 패러다임 변화 -도로부문 미세먼지를 중심으로- 36 [이슈] 미세먼지JES 58 1) 본 글은 “교통혼잡지도 시스템 유지보수 및 온라인 시범 서비스” 연구(한국교통연구원,2015)의 도로이동오염원 배출량 모니터링 시스템의 성과를 활용하여작성되었다. BIG DATA그리고 대기오염물질 산정의 패러다임 변화 – 도로부문 미세먼지를 중심으로 – 장현호(서울대학교 환경대학원 환경계획학과) 이영인(서울대학교 환경대학원 환경계획학과) I. 시작하며 미세먼지는 공기의 질과 관련된 최근의 주된 사회적 이슈이다. 국내 대기오염물질 배출량 중 자동차에 의 한 도로이동오염원의 배출량(톤/일)은 미세먼지(PM10) 33.2(10.0%), 초미세먼지(PM2.5) 30.5(14.5%) 그리고 질 소산화물(NOx)919.8(30.8%)로보고되고있다[1] .이에따 라 도로이동 대기오염물질을 감축하기 위한 강도 높은 디젤 차량규제정책의 필요성이제기되고있다. 자동차대기오염물질배출량규제정책의단-중기적인 감축 목표치를 설정하고, 이를 달성하기 위한 정책을 수 립/평가하기 위한 선결조건은 신뢰성을 담보하는 방법 론을 기반으로 추정된 도로이동오염원의 대기오염물질 배출량이다. 그러나 현행의 자동차 대기오염물질 배출 량 추정 방법론과 추정치는 전문가 집단 내에서 갑론을 박의 순환 고리를 벗어나지 못하고 있는 것으로 보인다. 따라서미세먼지감축을위한선결조건은추정방법론의 합리성에관한컨센서스의형성이라할것이다. 컨센서스 형성의 방법은 무엇인가? 라는 질문에 대한 답은 쉽고 명백하다. 합리적 방법론, 추정과정의 세부자 료 공개 그리고 합리적 추정값이며, 이를 소수 전문가가 아닌 다수 전문가 집단과 국민이 공유해야 한다. 이는 달 리말해,도로이동오염원의대기오염물질배출량감축이 라는목표를달성할수있는전쟁명분이라할수있다.그 렇다면 ‘공유의 수단은 무엇인가?’ 라는 질문에 본 글에 서는BigData를기반으로하는기술적답을찾고자한다. 최근 국내 내비게이션 누적 판매량은 1,500만대를 초 과하였으며, 스마트폰 보급률은 90%를 초과하였다. 이 는 90% 이상의 운전자가 1~2개의 경로안내 내비게이션 을 이용할 수 있는 환경이 조성되었음을 의미하며, 내비 게이션을통해수집되는방대한양의(1초단위)Point-to- 1)