고농도 미세먼지 발생 위성관측 분석결과, 국내영향과 국외영향은 어느 정도일까
고농도 미세먼지 발생 위성관측 분석결과, 국내영향과 국외영향은 어느 정도일까
  • 글로벌환경신문
  • 승인 2018.11.12 07:50
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인체 치명적 에어로졸과 이산화질소 국내영향은 약 55∼82%, 국외영향은 18∼45% 수준

 

국립환경과학원은 11월 3일부터 6일까지 발생한 미세먼지 고농도 발생 원인을 지상·위성 관측자료, 기상 및 대기질 모델을 통해 종합적으로 분석한 결과를 공개했다. 11월 3일~6일 강원권과 영남권 일부 지역을 제외한 전국 모든 지역에서 초미세먼지(PM2.5)가 고농도(일평균 35 ㎍/㎥ 초과)로 발생했다. 비상저감조치 시행 이후 처음으로 11월에 수도권 비상저감조치가 발령되었고 미세먼지 주의보 또한 11월 3~6일 기간 동안 32회가 발령되었다.  이번 사례는 서해상 및 중국 북동지방 고기압 영향 하에 대기 정체 상태가 지속되면서 국내 오염물질이 축적되고 외부 유입의 영향이 일부 더해져 발생한 것으로 분석되었다.

 

권역별 사례일별 미세먼지 및 성분 농도 현황                                                                                       (단위: ㎍/m3)
권역별 사례일별 미세먼지 및 성분 농도 현황 (단위: ㎍/m3)

 

대기오염집중측정소 측정결과를 분석한 결과, 주·야간에 증감을 반복하며 대기오염물질이 지속적으로 축적되면서 고농도가 발생하였고, 5일 야간에 외부 유입이 더해져 고농도가 가중되었다.이번 사례 발생 전(11월 1일) 대비 고농도 기간 중에 국내 요인의 비중이 높은 질산염이 수도권과 호남권 측정소에서 각각 3, 3.4배 증가된 것으로 나타난 반면, 국외 유입 비중이 높은 황산염은 각 2.3, 1.3배 증가에 그쳐 국내요인이 상대적으로 더 크게 영향을 미쳤다. 수도권 측정소의 미세먼지 수농도와 부피농도의 변화 경향에서도 고농도 기간이 지속될수록(1일→6일) 2차 생성으로 인해 작은입자가 큰 입자로 성장하면서 질량 농도가 증가햐였다.

 

 

 기상 조건 역시, 대부분 지역이 2m/s 이하의 대기 정체와 야간 복사냉각에 의한 역전층 형성, 안개 및 높은 습도로 인해 지속적인 오염물질의 축적 및 2차 미세먼지 생성이 더 확산되는 요인이 되었다. 위성관측 자료 분석결과, 대기 전층 이산화질소 및 에어로졸이 3~4일 국내 정체로 인한 증가가 관측되다가, 5일~6일 서해안 및 북한지역을 통해 유입되는 외부 오염물질이 관측되었다. 이번 사례 기간 대기질 모델 기법을 이용하여 국내외 영향을 분석한 결과, 전국 기준으로 국내 영향은 약 55~82%, 국외영향은 18~45%로 나타났다. 국내 영향이 높은 사례로 비상저감조치 발령 등에 따른 국내 저감 효과가 필요하다고 지적하였다.

국립환경과학원은 11월 8일 전국적으로 많은 비가 내려 세정효과와 대기의 원활한 확산으로 이번 고농도 미세먼지 현상은 해소기미가 있으나 고농도 발생 빈도가 높은 계절인 만큼 고농도 발생에 따른 상시 예보 및 대비 체계를 유지할 예정이다. 환경부와 수도권 3개 시도(서울, 인천 경기)는 비상저감조치를 통해 대기오염물질 배출량을 줄이려고 행정‧공공기관 차량2부제(7,408개 기관), 행정‧공공기관 사업장‧공사장의 가동 조정‧단축(사업장 107개, 공사장 457개), 도로 물청소(3개시도 786대), 자발적 협약 민간사업장(수도권 55개사) 비상저감조치 등을 시행 중이다.또한 화력발전 상한제약 첫시행(인천‧경기‧충남 총11기), 2.5톤 이상 노후 경유차 운행제한(서울, 11월 7일 14시 해제), 사업장‧공사장 특별점검과 배출가스‧공회전‧쓰레기 소각 특별단속도 병행하고 있으나 그 효과는 제한적인 편이므로 환경부의 고민이 깊어지고 있는 가운데 화력발전소 일시 중지가 아닌 영구 폐쇄, 차량대수 운행제한 등 보다 근본적인 장기적 대책마련이 필요하다.

국내 미세먼지 현황을 보면 18년 11월 3일부터 6일까지 강원권, 영남권 일부를 제외한 지역에서 PM2.5 일평균기준(35㎍/㎥)을 초과하는 고농도 발생사례를 지역별로 보면 서쪽 및 내륙지역(수도권, 충청권, 호남권 등)을 중심으로 36~85㎍/㎥ 수준의 농도가 발생하였으며, 다른 지역에 비해 34~63㎍/㎥ 높게 나타났다. 시간 최고농도는 11월 6일 22시 경기남부에서 107㎍/㎥ 였다.

 

일별 국내외 기여도 산정 결과
일별 국내외 기여도 산정 결과
대류권 이산화질소 농도 및 에어로졸 광학두께 분석 영상(11.3~11.6)

 

위 지도 분석 자료는 GOCI 에어로졸 광학두께(AOD) 및 TROPOMI 이산화질소(NO2)의 대류권 전층농도를 이용한 것이다.  GOCI는 Geostationary Ocean Color Imager(천리안 해양관측위성),

 AOD 는 Aerosol Optical Depth(에어로졸 광학두께), TROPOMI 는 TROPOspheric Monitoring Instrument(유럽 환경위성)를 말한다. 위성자료는 관측영역 및 결측 자료로 인한 한계가 있으나  위성분석 결과가 다음과 같이 나왔다.

AOD(에어로졸)을 보면  3~4일에 중국 북동부 지역에서 고농도 관측되나 우리나라에서는 고농도가 관측되지 않았으므로 중국으로부터의 에어로졸 이동(유입)은 관측되지 않은 것으로 판단되었다.  5일에 북한 및 우리나라 중부지역 등에서 고농도가 관측되었으므로 중국 북부(중국 북부 → 북한 → 국내) 및 서해상을 통한 유입이 관측된다. 6일에 북한 및 우리나라 일부 지역에서 고농도가 관측되므로 중국 북부(중국 북부 → 북한 → 국내)로부터의 유입이 관측된다.

NO2(이산화질소)를 보면 3~4일에 중국 북동부 및 우리나라 수도권 주변 등에서 고농도 관측되므로 서해를 통한 이산화질소 이동(유입)은 관측되지 않은 것으로 판단된다. 5일에 우리나라 중부 및 남부지역에서 고농도 관측되므로 서해를 통한 이산화질소 이동(유입)은 관측되지 않은 것으로 판단된다. 6일에 중국 북동부 및 우리나라 대부분 지역에서 고농도 관측되므로 서해를 통한 이산화질소 이동(유입)은 관측되지 않은 것으로 판단된다.

이상의 분석결과를 볼 때, 전국 기준, 모델에서 예측된 고농도 사례기간(11.3~6일) 동안의 인체에 치명적 영향을 주는 에어로졸과 이산화질소의 국내영향은 약 55∼82%, 국외영향은 18∼45% 수준으로 나타났다. 국내는 우리나라 전체, 국외는 중국, 몽골, 북한 및 일본 등을 포함한다.

 

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