단도직입적인 질문이다. 미세먼지 문제, 앞으로 어떻게 될까? 요즘 많은 사람이 스스로에게, 또 전문가에게 묻는 질문이다. 우선 미세먼지가 무엇인지 간단히 알아보자. 그러려면 먼지를 이해해야 하겠다. 먼지는 공기 중에 입자상 물질이 부유(浮遊, floating)하는 상태를 가리키고, 학술적으로는 에어로졸(aerosol)이라고 부른다. 또 작업장에서 생기는 먼지는 분진이라고 하고, 나대지에서 흩날리는 먼지는 비산먼지라고 부른다.

여기서 미세먼지는 그 중 입자 지름이 10㎛ 이하인, 작은 먼지를 일컫는 말이다. 입자 지름이 2.5㎛ 이하인 더 작은 먼지는 초미세먼지(PM_2.5)라고 부르기도 한다. 초미세먼지는 입자가 작은 만큼 표면적이 상대적으로 넓어서 인체에 유해한 물질을 더 잘 흡착하고 우리 몸속 더 깊은 곳으로 침투하기 때문에 건강에 미치는 악영향이 더 커서, 요즘 오존(O₃)과 함께 대기오염물질 중 가장 관심을 많이 받고 있다.

그렇다면 처음의 질문으로 돌아가자. 미세먼지 문제는 어떻게 될까? 장기적으로는 나아질 것이다. 국립환경과학원은 우리나라의 미세먼지 농도는 2020년대까지는 악화하지만 2050년대에는 결국 하락한다[1]고 예측한다. 오존 농도 변화는 더 희망적이다. 온실가스 배출량이 가장 많은 RCP8.5 외에는 2020년대부터 좋아질 것으로 기대하고 있다(홍성철 외, 2016).

실제로 지금도 대기오염문제가 서서히 좋아지고 있다. OECD 통계에 따르면 우리나라도, 중국도 미세먼지 농도가 낮아지고 있다. 서울도, 중국의 수도 베이징도 미세먼지 농도가 최근에 많이 좋아졌다. 2017년 우리나라(서울 포함) 평균 초미세먼지 농도(약 25 ㎍/㎥)는 세계보건기구의 권고 수준(연평균 미세먼지 농도 10 ㎍/㎥ 이하)이나 몇몇 선진국보다 높지만 중국보다는 낮다(그림 1). 그렇다면 왜 우리는 미세먼지 문제가 심해지고 있다고 느끼는 것일까?

최근 국내외 연구는 대기 정체가 고농도 미세먼지를 유발할 수 있다고 지적하고 있다. 중국 연구(Li et al., 2018)는 겨울철 유라시아 대륙 중심부에서 동쪽 바다 방향으로 부는 북서 계절풍의 약화가 중국 동부 지역(한반도 포함)에 고농도 스모그를 형성하는 현상을 확인했다. 중국 연구진은 다양한 기후 모델에 인간 개입이 없는 조건과 있는 조건을 넣어 모의실험한 결과, 이런 변화(계절풍 약화)가 주로 온실가스 배출 증가에 의해 유도된다고 결론지었다. 한편 우리나라 연구(이현주 외, 2018)는 한반도 상공에 고기압이 위치하면서 극지에서 오던 찬 공기의 유입을 차단하면서 풍속이 감소하고, 대기 정체로 인해 오염물질 수송량이 감소하는 사실을 발견했다. 그런데 대기 정체 지속시간이 증가함에 따라 고농도 미세먼지 사례가 발생한다고 한다. 이 현상은 지구온난화가 심화할수록(RCP_4.5보다는 RCP_8.5에서) 하층 대기가 빨리 데워지면서 상층 기온과 온도 차가 커져 대기 정체가 심화한다고 한다.

풍속 감소에 따른 미세먼지 농도 상승은 최근 서울의 겨울철 미세먼지 농도 변화에서도 확인할 수 있다. 지난 5년(2014년 겨울[2014.12. ~ 2015.2.]부터 2018년 겨울[2018.12.~2019.2.]까지)은 겨울에 점점 더 대기 정체가 심해지면서 초미세먼지 농도도 상승했다. 서울시의 겨울철 풍속과 초미세먼지농도가 반비례하는 것은 높은 결정계수(R² ≈ 0.76)로도 확인할 수 있다. 만약 앞서 인용한 국내외 연구 결과가 현실화한다면, 서울시의 초미세먼지 농도가 기대만큼 더 좋아지지 않을 수도 있다는 말이다.

최근의 한미 공동연구(Lee et al., 2019)에 따르면, 서풍에 따른 공기덩어리의 이동속도가 250~750 km/일이면 중국에서 오는 대기오염물질의 영향이 더 크고, 일간 이동속도가 250km 미만이면 국내 오염물질의 영향이 더 크다고 한다. 이것을 초속으로 고치면 약 2.9 m/s인데, 위의 그림을 보면 최근 서울의 겨울철 평균 풍속이 2.8 m/s에서 1.7 m/s까지 낮아졌음을 알 수 있다. 5년간의 변화이므로 단순히 기후변화에 따른 현상은 아니겠지만, 앞으로 온난화가 더 심해져서 풍속 저하가 빈발하면 중국의 영향보다는 국내 발생 미세먼지가 고농도 미세먼지에 끼치는 영향이 더 커질 수 있다.

그렇다면 국내 발생 미세먼지를 감축하는 노력을 강화할 이유가 더 분명해진다. 우선 2015년 전국 미세먼지 배출량 336,066톤(1차 배출+2차 생성) 중 20.4%를 차지하는 ‘제1차 금속산업 연소’(48764톤, 14.5%) 및 ‘제철제강업 생산공정’(19881톤, 5.9%)에서 발생하는 미세먼지를 줄여야 하겠다. 그 다음은 전체 미세먼지의 16.1%를 배출하는 경유를 사용하는 이동오염원을 줄여야 한다. 경유를 사용하는 도로 이동오염원(화물차, SUV, 승용차 등)은 10.6%, 선박을 제외한 비도로 이동오염원(건설장비, 농업기계)이 5.5%이다. 10.9%를 발생하는 석탄발전소(유연탄 35526톤, 무연탄 1090톤)를 되도록 빨리 퇴출해야 하며, 9.6%(32,300톤)를 발생하는 선박(B-C유 선박 발생량 24340톤 및 경유 선박 발생량 6383톤 포함) 문제도 시급하게 개선해야 한다. 발생 원인을 적극적인 정책 시행과 국민 참여로 제거하면, 그에 따른 현상도 차츰 나아질 것이다.

참고문헌

국립환경과학원. (2018). 국가 대기오염물질 배출량 서비스. 인천: 국립환경과학원.

기상자료개방포털. (2019). 종관기상관측. 서울: 기상청 국가기후데이터센터.

서울특별시 기후환경본부. (2019). 서울시 대기환경정보. 서울: 서울특별시.

서울특별시 보건환경연구원. (2018). 2017년 서울 대기질 평가보고서. 서울: 서울특별시.

이현주 외. (2018). 한반도 미세먼지 발생과 연관된 대기패턴 그리고 미래 전망. 한국기후변화학회지, 9(4), 423~433.

주현수 외. (2017). 석탄화력발전 연료대체에 따른 환경·건강영향 분석. 세종: 한국환경정책·평가연구원.

홍성철 외. (2016). 한반도 피해가 최소화되는 동아시아 최적화 기후변화 시나리오 개발(III) ― 대기질 건강영향 및 비용효과 분석 중심으로. 인천: 국립환경과학원.

IPCC. (2014). Climate Change 2014: Synthesis Report. Geneva. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change.

Lee, S., Kim, J., Choi, M., Hong, J., Lim, H., Eck, T. F., . . . Koo, J.-H. (2019). Analysis of long-range transboundary transport (LRTT) effect on Korean aerosol pollution during the KORUS-AQ campaign. Atmospheric Environment, 204, 53–67.

Li, K., Liao, H., Cai, W., & Yang, Y. (2018). Attribution of Anthropogenic Influence on Atmospheric Patterns Conducive to Recent Most Severe Haze Over Eastern China. Geophysical Research Letters, 45(4), 2072–2081.

OECD.Stat. (2018). Exposure to PM_2.5 in Countries and Regions. Paris, France: Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD).

^{[1] 하지만 표 1에서 예측하는 것처럼 2000년대보다 1.7~9.8 ㎍/㎥ 낮아지는 완화 수준으로는 2050년에도 우리나라 미세먼지 농도가 세계보건기구(WHO) 권고기준(10 ㎍/㎥)을 만족하기는 어려울 것으로 예상된다.}