미세먼지, 범인을 잡아라!
미세먼지, 범인을 잡아라!
  • 김유빈
  • 승인 2020.09.08 23:49
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미세먼지의 원인과 4차산업혁명의 기술을 이용한 해결방안

들어가며..

미세먼지와 구분하기 힘든 황사
미세먼지와 구분하기 힘든 황사

봄철이 되면 어김없이 ‘황사’가 찾아온다. 황사는 중국과 몽골 내륙에서 발생한 미세한 모래 먼지가 편서풍을 타고 날아와 가라앉는 현상으로 평균 발생일수는 12.2일(2001~2011년 기준)이었다. 하지만 최근 몇 년 황사보다는 계절이나 시간에 관계없이 사시사철 발생하며 유해요인이 되고 있는 ‘미세먼지’가 사회적 이슈가 되고 있다.

미세먼지가 기승을 부리면서 평소보다 목과 눈이 아픈 사람들을 많이 볼 수 있게 되었다. 성균관대 연구진이 실시한 미세먼지 건강 영향 평가 보고서에 따르면 미세먼지 농도가 높았던 2018년 4~5월 폐렴, 폐쇄성 폐 질환, 허혈성 심장질환, 심부전 등 4개 질병의 환자 수가 증가한 것으로 나타났다. 또한 미세먼지는 생활 방식을 바꿔 놓았다. 야외 활동 대신 백화점이나 카페 등 실내 활동이 각광받고, 온라인으로 장을 보거나 배달음식을 선택하는 사람도 늘고 있다. 또한 공기청정기와 의류 청정기, 의류건조기 관련 시장이 빠른 속도로 커지고 있다.

 

미세먼지는 최근의 문제일까?

"예전에는 늘 푸른 하늘을 볼 수 있었는데" 미세먼지가 이슈화되면서 자주 듣게 된 말이다. 한 여론 조사에 따르면 국민 87%가 최근 미세먼지 나빠졌다 인식한다고 한다. 하지만 우리나라의 대기 질은 옛날에도 나빴고, 1980년대 중반 이후 대기 중 먼지는 지속적으로 감소하다가 현재 정체해 있다. 그러나 이러한 연구에 대해서 통계수치가 측정방법이 같아야 한다고 반박하는 사람들도 있다. 과거에 계측기가 인구 밀집 지역에만 설치되었었기 때문에 비교 자체가 무의미할 수도 있다는 것이다.

과거 미세먼지 경고 포스터
과거 미세먼지 경고 포스터

그렇다면 갑자기 왜 이슈가 되었을까? 먼지로 인한 대기오염이 심각해지면서 실제로 정부는 1984년부터 대기오염 물질 가운데 먼지를 측정하기 시작했다. 당시에는 미세먼지를 측정한 것이 아니라 공기 중에 떠다니는 모든 먼지의 총량(총 먼지)을 측정했다. 지금과 같이 미세먼지를 관측하기 시작한 것은 1995년부터다. 연구를 통해 ‘초미세먼지는 건강에 매우 나쁘다’고 주장하는 다양한 논문이 쏟아져 나오면서 사람들의 건강에 대한 걱정이 커졌다. 염려와 함께 자연스럽게 미세먼지는 이슈화되었다.

 

미세먼지란?

먼지란 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질이다. 먼지는 입자의 크기에 따라 50㎛ 이하인 총 먼지(TSP, Total Suspended Particles)와 입자크기가 매우 작은 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 구분한다. 미세먼지는 다시 지름이 10㎛보다 작은 미세먼지와 지름이 2.5㎛보다 작은 미세먼지로 나뉜다.

이처럼 미세먼지는 매우 작기 때문에 대기 중에 머물러 있다 호흡기를 거쳐 폐 등에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동하여 들어감으로써 건강에 나쁜 영향을 미칠 수도 있다. 2013년에는 세계보건기구 산하의 국제암연구소(IARC, International Agency for Research on Cancer)에서 미세먼지를 1군 발암물질로 지정하였다. 1군 발암물질이란 암을 일으키는 것이 확인된 물질로 담배연기, 알코올, 햇볕 등이 있다.

 

미세먼지의 발생원인은?

미세먼지의 발생원인은 자연적인 원인과 인위적인 원인으로 구분되나, 인위적인 발생이 대부분이다. 자연적 발생원은 흙먼지, 꽃가루 등이다. 인위적 발생원은 석탄, 석유 등 화석연료를 태울 때 생기는 매연, 자동차 배기가스, 건설현장 등에서 발생하는 날림먼지, 공장 내 분말 형태의 원자재, 부자재 취급공정에서의 가루 성분, 소각장 연기 등이다.

또한 미세먼지는 굴뚝과 같은 발생원에서부터 고체 상태의 미세먼지로 나오는 경우(1차적 발생)와 발생원에서는 가스 상태로 나온 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일으켜 미세먼지가 되는 경우(2차적 발생)로 나누어질 수 있다.

2차 미세먼지 생성 과정

2차 미세먼지는 유해가스가 결합하면서 더 해로운 미세먼지가 된다. 수도권만 하더라도 화학반응에 의한 2차 생성 비중이 전체 미세먼지 발생량의 약 2/3를 차지할 만큼 매우 높다.

 

미세먼지 해결하는 4차 환경산업

올해 2월 미세먼지를 사회재난 사태에 포함시키며 과학 분야에서는 환경문제 해결의 필요성에 주목하기 시작했다. 그 결과 환경문제를 해결할 수 있는 4차 환경산업 기술이 개발되고 있다.

방대한 데이터 처리와 통신을 돕는 IoT(사물인터넷) 기기를 활용하는 것이 대표적이다. 데이터를 분석해 날씨를 예측하는 ‘AI 기상예보 서비스’는 실시간으로 정확한 예보가 가능하다. 배출원에 대한 실시간 모니터링이 가능한 ‘스마트 환경 센서’는 압력, 속도, 온도 등 정보 감지 기능뿐 아니라 데이터, 실시간 감시 등 지능화 기능까지 갖추고 있다. 스마트 센서는 다양한 분야에서 활용되고, 센서가 부착된 장소가 늘어날수록 정확도도 증가한다.

천리안 2B호
천리안 2B호

또한 한국항공우주연구원 개발 중 정지궤도 환경 위성 ‘천리안 2B호’는 한반도 일대 5천 지역의 오염물질 실시간 관측하여 대기 환경 오염원을 추적 가능하게 한다. '배기가스 저감 기술’은 백금, 팔라듐, 로듐과 같은 귀금속이 코팅된 촉매를 이용해 자동차에서 배출되는 유해물질을 무해가스로 변환시키는 장치인 삼원 촉매를 활용하여 배기가스에서 나오는 미세먼지의 양을 감소시켜 준다. 또한 최근 시행 중인 ‘자율주행 자동차’는 급정거, 급가속하지 않아 연비가 증가하고 에너지 감소하여 미세먼지 발생량이 감소한다. 차세대 에너지로 주목받고 있는 ‘플라스마’는 폐기물, 배기가스 등 오염물질을 안전하고 깨끗하게 처리하는 기술이다. 플라스마 버너에서 초고온으로 오염물질을 소각하여 부산물이 배출되지 않는 친환경 기술이다.

 

마무리하며..

미세먼지가 이미 고농도로 치닫는 상황에서 비상대책을 하더라도 큰 효과를 내기는 어렵다. 미세먼지 문제를 고농도 현상이 나타내는 특정 시기에만 매달린다면 자칫 당장의 미세먼지 노출을 회피하기 위한 단기 대책으로만 귀결되기 쉽다.

4차 산업기술을 활용해 우리에게 필요한 정보를 획득하고 대기오염 문제를 해결해 나간다면 보다 효율적으로 대기 질을 향상시킬 수 있을 것이다. 그렇다면 우리는 전문가들이 연구하는 것을 지켜만 보고 있을 것인가? 그렇게 해서는 절대 대기는 좋아질 수 없다. 미세먼지 문제의 해법은 우리 손에 있다. 공해차량은 줄이고 편리하고 쾌적한 대중교통 확충하기, 에너지 효율과 재생에너지를 확대하기, 도시공원과 같은 녹지를 보존하기, 일회용 플라스틱을 규제하고 자원순환 시스템을 구축하기, 어쩌면 우리가 미세먼지 문제와 무관하다고 생각했던 노력이 꾸준하게 실행된다면 맑은 하늘을 찾을 수도 있을 것이다. 우리도 대기를 위해 배려하는 삶을 살 필요가 있다.


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