미세먼지, 어떻게 해결할까?

팩트로 접근하는 미세먼지의 공포와 대처법

이충환 지음

동아엠앤비 2024년 04월 05일 출간 종이책 : 2024년 03월 15일 출간

작품소개

책소개

2010년대 들어 사회 문제로 떠오른 미세먼지 오염에 대한 국민의 관심이 높아지면서 검색량이 급증했고, 언론도 관련 보도 경쟁을 벌였다. 그 과정에서 일부 언론이 중국발 미세먼지 프레임을 전파했고, 국민의 불안과 짜증도 심해져 갔다. 먼지 공포란 뜻의 ‘더스트 포비아’란 말까지 나오는 상황이다. 정부 또한 미세먼지 문제 해결을 위해 관련 연구개발(R&D) 사업들을 다수 추진함과 동시에 각종 법과 제도를 만들어 이에 대응하는 중이다.

그런데 우리나라 미세먼지의 '정확한' 현실은 어떤 모습일까. 일부 언론에서 보도하는 내용처럼 ‘사상 최악의 미세먼지’에 덮여 있을까. 우리 미래의 모습은 과연 암울하기만 할까. 사실 한국의 대기오염은 ‘세계 최악’이 아니고, 지금의 미세먼지도 ‘사상 최악’은 아니다. 미세먼지는 과학적으로 이해해야 하는 주제이긴 하지만, 미세먼지 문제는 과학뿐만 아니라 저널리즘과 커뮤니케이션, 정책, 외교 등과 관련된 민감한 이슈이기도 하다.

저자는 팩트를 기반으로 정부나 특정 언론, 일부 국민의 일방적인 대변을 최대한 배제한 채 미세먼지의 공포와 실질적 위험부터 미세먼지의 정체와 발생원인, 미세먼지 배출 및 오염 현황과 관리, 미세먼지 예보와 경보, 미세먼지에 대한 각종 대처법(국가 R&D 포함), 국제협력까지 다방면으로 다루면서 미세먼지 문제를 해부했다. 이 책은 미세먼지 문제를 둘러싼 다양한 담론을 접하는 장이 되고, 미세먼지 문제를 이해하고 그 해결책을 찾으려는 사람들에게 큰 도움이 될 것이다.

목차

머리말 - 미세먼지 문제, ‘팩트’로 해부하다

1부 미세먼지의 공포와 위험
1. 미세먼지의 공포
2. 미세먼지에 대한 언론 보도
3. 한국의 미세먼지 오염, 세계 최악일까
4. 인체에 미치는 악영향
- 꼭꼭 씹어 생각 정리하기

2부 미세먼지 정체와 발생원인
1. 미세먼지 vs 초미세먼지
2. 미세먼지 발생원리
3. 미세먼지 측정은 어떻게?
4. 미세먼지 농도의 국내외 비교
- 꼭꼭 씹어 생각 정리하기

3부 미세먼지 현황 및 관리
1. 미세먼지 배출 현황과 배출량
2. 우리나라 미세먼지 오염 현황
3. 미세먼지는 국내산인가, 중국산인가?
4. 정부의 미세먼지 관리 대책
- 꼭꼭 씹어 생각 정리하기

4부 미세먼지 예보와 경보
1. 미세먼지 예보
2. 미세먼지 예보는 어떻게?
3. 미세먼지 예보의 정확도
4. 미세먼지 경보
- 꼭꼭 씹어 생각 정리하기

5부 미세먼지 대처법
1. 개인 차원의 노력
2. 국가 연구개발 대처
3. 친환경적 저감 노력
4. 과학기술적 제거 방안
- 꼭꼭 씹어 생각 정리하기

6부 국제협력
1. 미세먼지는 중국 탓인가?
2. 미세먼지에 국경은 없다
3. 동북아 한·중·일 협력은 어떻게?
- 꼭꼭 씹어 생각 정리하기

맺음말 - 인류세의 관점에서 바라보는 미세먼지
2

책 속으로

미세먼지는 정말로 공포의 대상일까. 많은 전문가가 미세먼지에 대한 공포가 지나치다는 반응을 보인다. 일부 전문가는 ‘미세먼지 천동설’을 주장하기도 한다. 옛날 사람들이 자신들의 ‘좁은 지식’에 갇혀 지구가 우주의 중심이라는 천동설을 믿었듯이 오늘날 일부 사람들도 잘못된 정보로 인해 미세먼지에 대해 과도한 공포를 갖게 된 것은 아닐까.
p14 더스트 포비아

우리나라 대기질에 대해 국내 연구진이 미국항공우주국(NASA) 연구진과 함께 조사한 적이 있다. 2016년 5월과 6월에 미국에서 들여온 대형 항공기 DC-8을 비롯한 항공기 3대를 투입해 총 394시간 비행하는 동안 NASA의 분석장비를 활용해 수도권을 중심으로 내륙과 서해안의 대기오염물질을 측정했다. 이 조사에 참여한 NASA 연구원들은 한국 상공의 미세먼지가 미국보다 심각하고 중국보다는 낫다고 하면서도 한국의 대기오염이 ‘위험 수준’이라고 평가했다. 당시에 미세먼지 농도가 ‘좋음’을 나타낸 날에도 상공에 먼지 띠가 뚜렷이 관측됐는데, 특히 서울 상공의 대기질이 나빴다.
p31 거의 전 세계인이 WHO 기준치 넘는 초미세먼지에 노출

미세먼지는 폐 기능을 떨어뜨린다. 고려대 연구진이 서울 지역 노인들을 대상으로 조사한 결과, 미세먼지가 많아질수록 노인들의 폐 기능이 나빠졌다. 노인들이 최대한으로 내뿜을 수 있는 호흡의 양은 1분 기준으로 환산할 때 300L 정도가 되는데, 미세먼지가 10μg/m3 늘어나면 호흡량이 3.56L 줄고, 초미세먼지가 10μg/m3 증가하면 호흡량이 4.73L 줄어들었다. 미국 서던캘리포니아대 연구진은 12개 지역의 아동 1700명을 대상으로 폐 기능을 조사했다. 조사 결과 미세먼지 농도가 높은 지역에서 탄생한 아이들은 폐활량이 떨어지는 ‘폐 기능 장애’를 겪을 가능성이 다른 지역 아동보다 5배가량 높은 것으로 나타났다.
p35 호흡기에 가장 큰 타격

초미세먼지라고 새롭게 이름을 붙이니 미세먼지와 달라 보이지만, 실상은 전혀 새로운 것이 아니다. 인류가 원시시대부터 뭔가를 태울 때 완전 산화가 되지 않아 입자 형태로 남은 것이 미세먼지다. 석탄, 석유 같은 화석연료뿐만 아니라 나무, 생선, 고기 등을 태워도 미세먼지가 발생하기 마련이다. 이런 미세먼지는 크기가 조금씩 다른 입자들이 섞여 있다. 크기가 10μm보다 작은 것들을 모아 측정하면 PM10이 되고, 이 중에서 크기가 2.5μm보다 작은 것들을 모으면 PM2.5가 될 뿐이다.
p50 왜 초미세먼지인가?

우리나라의 미세먼지 농도가 상대적으로 높은 이유는 무엇일까? 인구밀도가 높고 도시화, 산업화가 고도로 진행되어 단위면적당 미세먼지 배출량이 많지만, 지리적 위치, 기상 여건 등도 유리하지 않기 때문이다. 즉 한반도는 지리적으로 편서풍 지대에 위치해 일상적으로 주변국의 영향을 받으며, 미세먼지를 씻어 내리는 강수는 여름에 집중된 데 비해 겨울, 봄에는 극히 적어 세정효과를 기대하기 힘들다. 그럼에도 우리나라가 WHO의 잠정 목표2에 도달한 뒤 이제는 선진국처럼 잠정 목표3을 달성하기 위해 노력하게 된 것이 그동안의 성과라고 말할 수 있다.
p73 세계 주요 도시의 미세먼지 농도 비교

반면 겨울에는 난방 연료 사용량이 늘고 공기 순환도 여름에 비해 원활하지 않기 때문에 오염도가 높아진다. 공기 순환을 방해하는 기온 역전 현상도 자주 발생하는데, 이런 현상은 초봄까지 나타난다. 봄에는 공기 순환이 잘 안 될 뿐만 아니라 황사 같은 자연 발생 오염물질의 영향도 받아 오염도가 높아지는 경향이 있다. 겨울과 봄에는 서풍이 불어 중국 쪽의 오염물질이 넘어와 오염도를 심화시키기도 한다. 특히 겨울에는 삼한사온(三寒四溫) 대신 삼한사미(三寒四微)라는 신조어가 등장할 정도로 미세먼지 오염이 심한 날이 많다. 과거에는 겨울에 시베리아 고기압이 강한 영향을 미칠 때 3일간 춥다가 세력이 약해지면 4일간 따뜻해졌는데, 요즘 겨울에는 따뜻해질 때면 미세먼지가 기승을 부린다는 뜻이다.
p97 계절에 따라 어떻게 다른가?

비교 분석 결과를 살펴보면 국내 정체 시, 장거리 유입 시 미세먼지 화학적 성분과 열역학적 특성이 서로 달랐다. 국내 정체 시에는 수분이 상대적으로 적고 유기성분이 풍부한 데 비해, 장거리 유입 시에는 수분과 무기이온 성분이 풍부한 것으로 나타났다(장거리 유입 시에 고농도 사례가 많았다). 또한 복합 사례(장거리 유입 + 국내 정체) 시에는 고농도 미세먼지의 발생 원인을 밝혔는데, 대기 조건을 모사한 챔버 실험을 통해 수도권에 질산염이 생성돼 증가하는 메커니즘을 제시했다. 즉 장거리에서 유입된 입자의 풍부한 수분이 국내 정체로 인해 증가한 질소산화물(NO2)과 시너지 효과를 일으켜 질산염 성분을 증가시키는 것으로 드러났다.
p101 고농도 미세먼지는 ‘중국 탓’?

초창기 미세먼지 예보는 30~40%가 빗나갈 정도로 형편없었다. 예를 들어 미세먼지 예보기관인 국립환경과학원은 2013년 12월부터 2014년 1월까지 발표한 미세먼지 예보가 잇따라 틀려서 언론의 비난을 받기도 했다. 2013년 12월 5일 수도권 미세먼지 농도가 점차 줄어들 것으로 전망했지만, 서울에 사상 처음으로 초미세먼지 주의보가 내려지기도 했고, 2014년 1월 1일에는 서해안과 일부 내륙지역에 황사가 덮치는 것을 전혀 예측하지 못했다.
p131 미세먼지 예보, 기상예보보다 어려워

왜 이런 차이가 나는 걸까. 일반 마스크와 보건용 마스크의 구조가 다르기 때문이다. 일반 마스크는 보통 한 겹의 면으로 구성돼 있다. 면 섬유가 가로, 세로로 교차하며 구멍이 상당히 커서 미세먼지 차단 효율이 떨어진다. 이에 비해 보건용 마스크는 3~4중 구조로 돼 있다. 4중 구조의 보건용 마스크는 외피, 1차 필터, 정전기 필터, 내피로 구성되고, 3중 구조는 여기서 1차 필터가 빠진다. 외피나 내피는 대개 부직포로 만들고, 면 섬유보다 치밀하게 얽혀 있어 구멍이 작다. 보건용 마스크의 핵심은 중간에 들어가는 정전기 필터다. ‘멜트블로운(MB) 필터’라고도 하는 정전기 필터는 필터 원단에 고전압으로 정전기를 가해 제작되는데, 미세먼지를 정전기로 끌어당겨 걸러준다. 1차 필터는 프리필터로 입자가 큰 먼지를 일차적으로 막아준다.
p149 어떤 마스크를 써야 하나?

산업, 발전 부문의 사업장은 큰 청정설비를 설치해 굴뚝에서 많이 배출되는 오염물질, 즉 초미세먼지(PM2.5), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)을 관리하고 있다. 사업장의 초미세먼지 배출 비중은 45.3%를 차지하는데, 초미세먼지 감축량을 늘리려면 큰 설비가 필요하지만, 중소사업장에서는 더 큰 설비를 설치할 공간을 확보하기 어렵다. 이에 한국에너지기술 연구원과 ㈜한빛파워 연구진은 2017년 적은 공간에서 더 많은 미세먼지를 처리할 수 있는 고효율 집진기술을 개발했다. 이른바 ‘15m 길이의 백필터(bag filter)’다. 백필터란 발전소, 제철소 등에서 고밀도의 부직포로 미세먼지까지 걸러내 깨끗한 공기만 외부로 내보내는 집진장치를 말한다.
p167 미세먼지 발생을 줄이는 저감기술

드론을 이용해 미세먼지를 없애는 방법도 제시되고 있다. 중국 정부는 2014년 자국 군수업체 중국항공산업그룹(AVIC)과 계약한 뒤 대기 중의 미세먼지를 응고시키는 드론을 개발하기 시작했다. 이 드론은 미세먼지를 뭉쳐서 굳히는 화학물질 700kg을 싣고서 공중에서 뿌리면, 응고된 미세먼지가 우박처럼 땅으로 떨어지게 된다. 최대 반경 5km 이내의 미세먼지를 제거할 수 있다고 한다. 이 기술이 실현된다면 중국발 미세먼지가 서해를 건너오기 전에 미리 차단할 수 있는 셈이다.
p179 타워를 세우거나 드론을 이용해 미세먼지 잡기

북한의 초미세먼지 배출량은 우리나라보다 많다. 2023년 2월 한국 식품커뮤니케이션포럼에 따르면, 이화여대 의대 연구진이 2000년부터 2017년까지 세계은행, WHO 등에서 발표한 자료를 바탕으로 북한의 초미세먼지 배출량(36.5μg/m3)을 분석해 우리나라(28.3μg/m3)보다 1.3배 높다는 결과를 도출했다. 연구진은 북한에서 연소율과 열효율이 낮은 취사·난방 연료, 질이 낮은 석탄을 많이 사용하기 때문에 초미세먼지 배출량이 많다고 설명했다.
p191 북한의 영향은 어느 정도인가?

출판사 서평

10대가 꼭 읽어야 할 사회·과학교양 시리즈
지구 온난화, 대체 에너지, 전염병, 인공지능, 환경호르몬, 탄소중립, 식량 문제, 동물 실험, 생명 복제 등 미래를 살아갈 청소년이 진지하게 생각해야 할 이슈들을 모아 전문 집필진이 체계적이면서도 알기 쉽게 설명해 줍니다.

인류세의 관점에서 바라보는 미세먼지

핵실험, 플라스틱 같은 인공물의 증가, 닭 소비 증가, 이산화탄소와 메탄 농도의 급증, 대기·수질·토양 오염 증가, 지구 온난화의 급격한 확대 등으로 인해 특정 기간에 여러 생물종의 급격한 멸종……. 인류가 지구 기후와 생태계를 변화시켜 만들어진 새로운 지질시대를 뜻하는 ‘인류세(人類世)’에 나타난 현상이다.

미국, 프랑스 등 12개국의 연구자들로 구성된 국제지질학연합은 2009년 인류세를 연구하는 워킹그룹을 설립했다. 인류세 워킹그룹에서는 산업화의 시작을 알린 화석 연료의 사용 흔적을 분석하면서 특히 화석 연료를 태울 때 나오는 미세먼지가 온실가스, 방사성 원소 등 다른 물질과 같은 패턴으로 변하는지를 면밀하게 검토했다. 인류세를 대표하는 지층과 인류세의 주요 마커를 찾는 과정에서 미세먼지가 그만큼 인류세의 주요 현상 중 하나로 주목받은 것이다. 미세먼지는 자동차나 공장에서 화석 연료를 태울 때뿐만 아니라 불꽃놀이 축제에서도 발생한다. 인도 델리에서는 불꽃놀이 축제를 벌인 이후 심각한 미세먼지로 인해 시민들의 평균 수명이 4년 단축됐다고 한다. 이는 인류세를 잘 확인할 수 있는 ‘흔적’ 중 하나라고 할 수 있다. 인류가 심화시킨 미세먼지는 지구 대기에 영향을 미치는 것은 물론이고 인류 자신에게도 그 영향을 되돌려주고 있는 셈이다.

2010년대 들어서야 우리나라는 미세먼지 문제를 해결할 대책을 수립하는 고민을 본격적으로 시작했다. 고농도 미세먼지가 찾아올 때마다 마스크 쓰기가 주요 대처법의 하나로 거론되고 있다. 우리는 언제까지 마스크를 써야 할까? 이 질문에 대한 답은 한마디로 우리가 얼마나 친환경적으로 바뀌는지에 달려 있다는 것이다. 국가적으로는 석탄화력 발전소를 없애고 재생에너지 비율을 높여야 하고 석유를 태우는 차량을 친환경 차량으로 전환해야 한다. 일반 국민은 전기를 덜 사용하고 자동차를 덜 타면 된다. 간단한 듯 보이지만 사실 어려운 해결책이다. 국가 입장에서 당장은 경제발전에 도움이 안 되고, 개인은 불편함을 감수해야 한다.

코로나19 팬데믹 시기에 중국과 우리나라에서 사람의 이동이 제한되고 화석 연료 사용이 줄면서 미세먼지 문제가 다소 누그러들기도 했다. 미세먼지로 가득했던 하늘이 한동안은 푸르고 청명함을 유지했다. 미세먼지에 대한 궁극적 해법은 결국 우리가 ‘경제발전’과 ‘편리함’을 어느 정도 포기하고, 조금은 불편하더라도 지속가능한 발전을 추구하는 것일지도 모른다.

작가정보

저자(글) 이충환

서울대 천문학과를 졸업한 뒤 동 대학원에서 천문학 석사학위를 받고, 고려대 과학기술학 협동 과정에서 언론학 박사학위를 받았다. 천문학 잡지 《별과 우주》에서 기자 생활을 시작했고 동아사이언스에서 《과학동아》, 《수학동아》 편집장을 역임했으며, 현재는 과학 콘텐츠 기획·제작사 동아에스앤씨의 편집위원으로 있다. 옮긴 책으로 『상대적으로 쉬운 상대성이론』, 『빛의 제국』, 『보이드』, 『버드 브레인』 등이 있고 지은 책으로는 『블랙홀』, 『칼 세이건의 코스모스』, 『반짝반짝, 별 관찰 일지』, 『재미있는 별자리와 우주 이야기』, 『재미있는 화산과 지진 이야기』, 『지구온난화 어떻게 해결할까?』, 『십 대가 꼭 알아야 할 기후변화 교과서』, 『챗GPT 기회인가 위기인가(공저)』, 『과학이슈 11 시리즈(공저)』 등이 있다.