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본격적으로 넓어지는 대기오염 관측망, 미세먼지에 대한 공포를 극복할 수 있을까?
  • 조중혁 기자
  • 승인 2020.02.14 15:43
  • 호수 125
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올해 한반도를 넘어 중국발 미세먼지까지 동아시아 전역의 대기오염 상황을 실시간으로 추적하는 정지궤도 위성 ‘천리안위성 2B호’가 세계 최초로 개발돼 발사를 앞두고 있다. 우리나라가 구축하고 있는 대기오염 관측망에 더해 입체적 감시체제가 완성될 것으로 기대받고 있는 지금, 이들 관측망은 어디까지 뻗어 있을까?

 

산업화 당시 불거진 대기오염, 올림픽 이후 체계적으로 개선되다

우리나라의 대기오염이 본격적으로 불거진 것은 1962년부터 네 차례 추진된 경제개발 5개년 계획이 우리나라를 중화학공업국가로 탈바꿈시키고 본격적인 산업화가 시작된 이후다.

당시 국민들은 산업화 초기, 공장 굴뚝에서 연기가 나면 우리 삶도 나아질 것이라고만 생각했다. 당시에는 대기오염이란 개념이 뭔지도 몰랐던 시절이고 관심 자체가 없었던 것이다. 하지만 대규모 공단이 들어서면서 주민들에게 건강상의 문제가 생기기 시작했다. 아황산가스와 같은 배출가스 오염으로 정상적인 공단운영이 힘들어질 지경에 이르자, 정부에서 그제서야 관심을 가지게 된 것이다. 그리고 그런 환경정비사업에 있어 박차를 가하게 된 계기가 서울올림픽 당시였다. 당시 국제올림픽위원회(IOC)가 서울 대기오염 상태를 크게 우려해 개선을 요구하는 분위기였고 그래서 대기오염 모델링과 저감대책 같은 연구들이 시작됐다. 또한 관광측면에서도 당시 올림픽을 방문하는 외국인들에게 좋은 인상을 심어주기 위해 도로의 쓰레기들을 치우고 건물들을 대대적으로 새로 단장하기도 했다. 그리고 오염된 대기는 LA의 스모그 등으로 대기오염에 많은 공포를 가지고 있던 외국인들을 찾아오는 것을 꺼릴 수 있었기 때문에 본격적인 대기환경 관리정책을 체계화시키기 시작했다. 그리고 1990년대, 2000년대를 지나면서 대기환경 관리정책도 발전하면서 가스 오염물질은 많이 개선됐다. 하지만 점차 작아지고 있는 오염물질들이 문제였다. 이들 오염물질 입자가 작아지면서 대기환경 관리는 더욱 까다로워지기 시작했다. 1990년대 중반까지 입자 오염물질의 대명사는 총부유먼지였다. 하지만 그 이후, 서울형 스모그로 불리는 미세먼지가 등장했다. 10㎛ 이하의 물질로서 1mm의 1/1000 밖에 되지 않는 이들 미세먼지는 당시의 필터나 센서로는 알기 어려웠다. 문제는 초미세먼지의 등장이었다. 미세먼지의 1/4 밖에 되지 않는 크기로 개선은 물론이고 이를 감지하는 것도 어려웠다. 이들 미세먼지는 1993년에 정부가 대기오염 관리 대상에 처음 포함시켰고, 1995년 미세먼지 측정을 처음 시작했다.

 

전국에 설치된 미세먼지 측정기, 대기오염 측정을 시작하다

대기오염에 대한 측정망이 처음으로 시작된 것은 1973년이다. 이를 시작으로 대기오염측정망을 설치 운영한 이후 현재 정부 및 지방자치단체에서 측정망을 운영하고 있다. 체계적 측정망 설치와 운영을 위해, 1997년부터는 ‘2000년대 대기오염측정망 기본계획’을 수립하기 시작했으며, 현재 기본 계획은 매 5년 주기로 갱신해 새로운 대기 측정요구를 반영하고 있다. 그리고 그 이후, 측정망 설치·운영 실태평가 및 기본계획 조정을 위한 연구(2004), 대기오염 측정망 기본계획 조정 및 재수립을 위한 조사연구(2009), 대기오염도 평가 신뢰성 확보를 위한 측정망 고도화 방안 마련(2012) 등이 있는데, 이들 용역은 대기정책과 대기오염도를 기반으로 대기 측정망을 구상하고 측정목적을 도출한다. 대기모델링, 통계모델링, 배출량분포 등의 다양한 자료를 이용해 우리나라에 적합한 측정망을 도출했다. 국내 대기오염측정망 설치 운영지침에 따르면 대기오염측정망은 크게 일반측정망과 집중측정망으로 구분되며 설치목적에 따라 일반 대기오염측정망과 특수대기오염측정망으로 구분할 수 있다. 일반대기오염측정망에서는 SO2, CO, NOX, O3, PM10등의 오염물질을 측정하며 운영주체 기준으로 국가측정망과 지자체측정망으로 구분된다. 서울지역의 경우, 대기오염측정망은 도시대기측정망 27개소, 청정측정망 2개소, 도로변측정망 9개소를 운영하고 있다. 그러나 북서 계절풍에 의한 중국의 영향과 수도권의 영향을 많이 받는 서울의 여건상 장거리 이동오염물질의 성분 농도와 이동현황 경계지점의 오염물질 현황, 도로변 대기오염물질의 현황 파악 및 관리를 위해 측정망을 재편하고 있다.

이중 중금속 측정망의 경우, 대기 중 입자상의 물질에 포함된 납, 카드뮴, 크롬 등의 중금속 농도를 파악해 환경에 미치는 영향을 평가하거나 유해 중금속 등에 대한 대책을 수립할 때 기초자료로 활용하고자 운영하고 있으며 수은의 경우, 상온에서 유일한 액체 금속으로 토양 물 대기 등 다양한 경로를 통해 생태계에 축적되고 있다. 특히 대기는 그 중 가장 주요한 수은의 이동매체로 실시간 모니터링은 상시 이뤄지고 있다.

하지만 이 같은 감시체계 역시 정비해야 할 부분이 많다. 특히 우리나라는 한 지역 내 측정소라도 관리주체가 달라서, 측정소의 설치 및 운영에 많은 혼선이 있다. 그리고 관리주체가 자의적으로 측정망과 측정소를 설치하기 때문에, 3자에 의한 감독이 이뤄지지 못하는 구조이다. 미국과 유럽은 지자체가 계획을 세우고 중앙정부가 승인함으로써 상호 협력과 견제가 이뤄지도록 하고 있다.

 

한국항공우주연구원들이 천리안 2B 위성을 제조하는 모습

최첨단 위성기술을 통해 세계 최초 미세먼지 감지위성 개발 성공

이 같은 감시망에 더해 최근 미세먼지 감시망의 화룡점정을 찍을 성과가 나왔다. 지난해 과학기술정보통신부는 환경부, 해양수산부와 함께 3867억원을 투입해 미세먼지와 해양사고 등 환경감시에 최적화된 정지궤도 위성 ‘천리안2B호’를 개발 완료했다. 천리안2B호의 가장 큰 특징은 세계 최초로 미세먼지를 관측할 수 있는 환경탑재체가 장착된 정지궤도 위성이라는 점이다. 이는 미국항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA)에서 계획 중인 환경전용 정지궤도 위성 발사보다 2~3년 빠른 것이다. 천리안2B호는 지난 2018년 12월 발사한 뒤, 기상정보를 제공하는 정지궤도 기상위성인 ‘천리안2A호’와 쌍둥이 위성이다. 높이 3.8m, 무게 3400㎏의 천리안2B호는 천리안2A호와 마찬가지로 동경 128.2도, 적도 상공 3만 5786㎞에서 지구 자전속도에 맞춰 움직이면서 동아시아 지역을 정밀감시하게 된다. 이 위성은 인도네시아부터 일본, 한반도 주변 동아시아 지역 전체를 관측해 미세먼지는 물론 이산화질소, 이산화황, 포름알데히드, 오존 등 20여종의 대기오염물질 정보를 파악할 수 있다.

특히 천리안2B호의 관측망을 활용하면 미세먼지의 이동경로를 추적할 수 있기 때문에 중국발 미세먼지 현황을 정확히 파악할 수 있게 된다. 국내 대규모 미세먼지 발생지역도 정밀 탐지가 가능해 해당 지역을 집중 관리하는 등 대기환경 개선정책 수립에도 활용할 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다.

초미세먼지 농도의 경우, 화력발전소 같은 대형 공장을 포함해 전국 수백여 곳에 설치된 측정소에 있는 측정기의 수치를 바탕으로 정해진다. 지금까지는 초미세먼지 측정기의 핵심 부품인 입경분립장치의 분리 효율을 정확히 평가할 수 있는 기술이 없었다. 측정기의 실제 성능을 검증하지 못한 채 사용돼 왔기 때문에 초미세먼지 농도 수치에 대한 신뢰도 문제는 끊임없이 제기돼 왔다. 연구팀은 이번 기술개발이 초미세먼지 농도 수치에 대한 신뢰도를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

조중혁 기자  megnumfire@gmail.com

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