[뉴스웍스=문병도 기자] 김진영 한국과학기술연구원(KIST) 환경복지연구센터 박사 연구팀이 중국발 미세먼지의 유입이 국내에서 배출된 질소산화물(NOx)과의 상호작용을 통해 수도권의 초미세먼지 오염을 더욱 악화시키는 과정을 규명했다.

겨울철에서 봄철에 걸쳐 종종 발생하는 고농도 초미세먼지 오염의 원인으로 국내에서 배출된 여러 미세먼지 원인 물질들과 함께, 중국발 미세먼지로 대표되는 해외 오염물질의 유입이 꾸준히 지목되고 있다. 

수도권의 초미세먼지 농도는 단순히 중국발 미세먼지의 유입만으로 설명하기에는 훨씬 더 높은 경우가 많다.

김진영 KIST 박사 연구팀은 이를 화학적으로 설명하기 위해 초미세먼지(PM2.5)를 측정일별로 해외 유입, 국내 대기 정체, 해외 유입+국내 대기 정체의 세 가지 조건으로 분류하고 각 유형별 미세먼지의 열역학적 특성을 분석했다. 

해외 미세먼지의 유입이 없는 대기 정체 조건에서는 34μg/m3였던 초미세먼지 농도가 중국발 미세먼지가 유입될 경우 53μg/m3로 높아졌다. 거기에 국내 대기까지 정체될 경우 72μg/m3으로 가장 높은 농도를 보였다. 

중국발 미세먼지의 유입이 있는 경우는 그렇지 않은 경우에 비해 초미세먼지 내의 황산염, 질산염, 암모늄 등의 2차 생성 오염물질 성분과 수분이 풍부한 것을 확인했다.

국내에서 증가한 질산염이 다시 수분을 흡수하고 질산염을 증가시키는 되먹임 효과로 인해 미세먼지 농도가 더욱 높아진다. 질소산화물이 미세먼지 입자 내에서 수분과 만나 질산염으로 전환되기 위해서는 대기중에 질소산화물과 암모니아가 풍부해야 한다. 

국내 질소산화물 배출 저감을 통해 대기중 총 질산 성분을 줄임으로써 입자 내의 추가적인 질산염의 증가를 억제하는 방법이, 중국발 미세먼지 유입 시 수도권의 초미세먼지 오염을 완화할 수 있는 좋은 방법이 될 수 있다.

김진영 박사는 “연구를 통해 중국발 미세먼지가 국내 자동차 및 산업시설에서 배출되는 질소산화물과 함께 수도권 초미세먼지 농도를 증가시키는 복합적인 기작을 구체적으로 밝힐 수 있었다”라며 “이 연구가 효과적인 수도권 초미세먼지 관리 정책에 대한 밑거름이 되기를 바란다”라고 말했다.

과학기술정보통신부, 환경부, 보건복지부 지원으로 한국연구재단 미세먼지 범부처 프로젝트 사업 및 기초연구사업으로 수행된 이번 연구 결과는 기상 및 대기과학 분야 국제 학술지인 '앳모스피어릭 케미스트리 앤 피직스' 에 지난달 30일 온라인 게재됐다.