2014년 2월 미세먼지 예보제가 시행된 후 일기예보시 최근들어 시민들의 불안감이 가장 높은 미세먼지 농도가 보도되고 있다. 미세먼지는 날씨처럼 우리의 일상인 동시에 위협적인 존재가 되었다. 이에 미세먼지 피해를 최소화하기 위해 공기청정기와 마스크 사용과 함께 미세먼지가 무엇인지 왜 생기는지 제대로 알고 대응할 필요가 있다.
먼지란 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질을 말한다. 입자의 크기에 따라 50㎛이하인 총먼지와 입자크기가 매우 작은 미세먼지로 구분한다. 미세먼지는 다시 지름이 10㎛보다 작은 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5㎛보다 작은 초미세먼지(PM2.5)로 나뉘고, 초미세먼지는 머리카락 직경의 1/20~1/30 정도로 매우 작다. 미세먼지는 대기 중에 머물러 있다가 호흡기를 거쳐 폐 또는 혈관에 침투하여 건강에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.
미세먼지는 자연적 또는 인위적으로 발생한다. 자연적 발생원은 흙먼지, 바닷물에서 생기는 소금입자, 꽃가루 등이 있다. 인위적 발생원은 석탄, 석유 등 화석연료를 태울때 생기는 매연, 자동차 배기가스 등이 있다. 또한 미세먼지는 공장, 자동차 등에서 고체상태의 미세먼지로 나오는 경우(직접배출, 1차생성)와 발생원에서 가스상태로 나온 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일으켜 미세먼지가 되는 경우(간접배출, 2차생성)가 있다.
우리는 직접배출보다 간접배출되는 2차 미세먼지에 주목해야 한다. 정부의 미세먼지 종합대책에 따르면 화학반응에 의해 생성된 2차생성 미세먼지 배출량이 전체 미세먼지 배출량의 72%를 차지한다.
석탄, 석유 화석연료 연소과정에서 발생한 질소산화물과 황산화물, 휘발성 유기화학물이 대기 중 수증기, 암모니아, 오존 등과 결합해 미세먼지(질산암모늄, 황산암모늄, 2차 유기입자)가 되는데 그것이 2차 생성 미세먼지다. 질소산화물(NO, NO2)은 대기 중 오존(O3) 등과 반응해 산성물질인 질산(HNO3)을 생성하고, 이는 대기중 알카리성 물질인 암모니아(NH3)와 반응해 질산암모늄(NH4NO3)이 된다. 아황산가스(SO2)는 수증기 등과 반응해 황산(H2SO4)이 되고, 다시 암모니아 등과 반응하여 황산암모늄((NH4)2SO4)이 된다. 또한 자동차 배기가스에 많이 포함된 휘발성 유기화합물(VOCS)이 반응성이 강한 물질(OH, O3)과 화학반응을 일으켜 2차 유기입자가 된다.
정부의 미세먼지 종합대책에 따르면 2차 생성 미세먼지(질산암모늄, 황산암모늄, 2차 유기입자) 원인물질 중 65%를 황산화물(SOX), 질소산화물(NOX)이 차지한다. 이에 황산화물, 질소산화물 감축을 위해 주요 배출원인 사업장, 건설기계, 발전소, 자동차, 냉난방, 비산먼지 등에 대한 관리대책이 시행되고 있다. 그러나 미세먼지 원인 중 중요한 부분을 간과한 것이 있다. 황산화물과 질소산화물이 2차 미세먼지가 되기 위한 필수물질로 암모니아가 있으나 그 영향력을 외면해 암모니아 배출관리가 제대로 되지 않고 있다. 국립환경과학원의 2015년 국가대기오염물질 배출량 통계에 따르면 암모니아는 농업부문의 가축사육 및 분뇨처리, 비료사용 등에서 다량 발생했다. 공장이나 자동차가 밀집돼 있는 주요 도심지가 아닌, 농업활동을 주로 하는 충청도, 전라북도의 미세먼지 ‘나쁨’ 일수가 전국평균보다 높은 수준이라는 점은 농업부문의 암모니아가 미세먼지 주요 원인이라는 것을 뒷받침해 준다.
가정에서 사용하는 난방용 보일러에서 발생하는 질소산화물, 승용차에서 발생하는 질소산화물 및 황산화물, 화장실에서 발생하는 암모니아는 미세먼지 발생에 기여한다. 이에 시민들은 난방 보일러 사용을 줄이고 노후 보일러는 저녹스(低NOX) 보일러로 교체하길 권한다. 또한 대중교통 이용, 카풀, 친환경운전(경제속도 준수, 급가속·급감속, 공회전 금지 등), 고효율 전자기기 사용 등 작은 실천으로 미세먼지 줄이는데 동참하길 바란다. 학계에서는 암모니아의 미세먼지로의 전환량 분석 등 미세먼지 생성 메커니즘 연구, 국내 실정에 맞는 배출계수 개발 연구 등에 매진해야 한다. 모두 각자의 자리에서 미세먼지 감축을 위한 노력으로 미세먼지 걱정없는 대한민국이 되기를 기대해 본다. 이규홍 울산시 환경생태과장 환경공학박사·폐기물처리기술사