우리나라는 예로부터 봄철에 황사로 인해 많은 일들을 겪었다는 것을 기록을 통해 알 수 있습니다. 하지만 중국이 개발을 한 이후로는 봄날의 황사를 넘어 사시사철 미세먼지와 초미세먼지로 몸살을 앓게 되었습니다. 초미세먼지의 경우 태평양을 지나 아메리카 대륙까지 도달한다고 하니, 우리나라에 미치는 영향은 이루말할 수 없는 정도일 것입니다. 21세기 들어 미세먼지와 초미세먼지 농도가 급격히 높아지면서 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 대기오염에 대한 관심이 높아지고 있는 실정입니다. 입자상 물질(PM)이라고도 알려진 공기 중의 이 작은 입자는 우리의 건강과 환경에 심각한 위협을 가하고 있습니다. 미세먼지(PM10: 직경 1000분의 10mm보다 작은 먼지)와 초미세먼지(PM2.5: 직경 1000분의 2.5mm보다 작은 먼지로 머리카락 직경의 1/20~1/30정도에 해당함)는 둘 다 유해하지만 초미세먼지는 워낙 크기가 작은 탓에 폐와 혈류 깊숙이 침투할 수 있는 능력이 있어 특히 위험합니다. 이번 포스팅에서는 최근 미세먼지와 초미세먼지 수치가 증가한 이유, 추운 겨울철에 미세먼지 농도가 높아지는 원인, 초미세먼지가 우리의 건강에 어떤 위협을 가하는지 그리고 미세먼지를 줄이기 위해 어떤 노력을 기울여야 하는지 알아보는 시간을 가지겠습니다.
미세먼지 원인
우리나라는 삼국시대 이전부터도 봄철이면 황사로 인해 피해를 입었다는 기록이 있습니다. 1990년대 중반까지만하더라도 봄철의 황사를 제외하고는 미세먼지나 초미세먼지로 피해를 입는 일이 거의 발생하지 않았습니다. 그러나 21세기로 접어든 이후로 미세먼지와 초미세먼지의 농도가 급격히 증가했는데, 이러한 변화는 산업화, 도시화, 화석연료 사용의 확산이 복합적으로 작용한 결과라고 할 수 있습니다. 2006년도 늦은 봄(5월로 기억함.) 우리나라는 이전처럼 황사의 영향을 받았는데, 다른 해보다 황사가 무척 많이 날아왔고 미세먼지와 초미세먼지까지 함께 섞여있어 사람들이 제대로 숨을 쉬지 못하며 폐가 따갑다는 말을 했었습니다. 안개가 낀 것처럼 한 치 앞을 바라보기 힘들 정도로 그 해에는 황사가 심했고, 피해가 엄청났었습니다. 그 이후로 우리나라는 구름이 끼지 않아도 파란 하늘을 보지 못하고 뿌옇게 먼지가 잔뜩 낀 흐린 하늘을 자주 보게 되었습니다. 전 세계 인구가 지속적으로 증가하다보니 에너지, 운송 및 산업 제품에 대한 수요도 증가하고 미세먼지의 원인이 되는 오염 물질의 배출량과 농도 역시 증가하고 있습니다. 산업화 및 도시화: 개발도상국과 선진국에서는 산업화가 가속화되어 공장, 발전소, 건설 현장에서 배출되는 오염 물질의 배출량이 여전히 증가하고 있습니다. 산업 현장에서 석탄, 석유, 천연가스를 연소할 때 이산화황, 질소산화물, 휘발성 유기화합물을 비롯한 많은 양의 오염물질이 배출됩니다. 이러한 오염물질은 대기 중의 다른 화학물질과 반응하여 미세먼지를 형성하고, 미세먼지와 초미세먼지 농도를 높이는 원인이 됩니다. 자연 친화적인 마을을 개발하여 성장하는 도시는 숲과 나무가 사라지고, 더 많은 매연 배출과 건설 관련 먼지를 생성하며, 이는 공기 중 미립자 물질에 영향을 미칩니다. 차량 매연 증가: 인구 밀도가 높은 도시 지역에서는 헤아릴 수 없을 만큼 많은 이들이 자동차를 사용하고 있습니다. 자동차의 광범위한 사용은 미세먼지와 초미세먼지 수준을 증가시키는 주요 원인인데, 자동차 연료인 가솔린과 디젤 엔진의 배기가스에는 일산화탄소, 질소산화물, 입자상 물질 등 유해한 오염물질이 혼합되어 있습니다. 뿐만 아니라 브레이크 및 타이어 마모로 인해 미세먼지가 대기 중으로 배출하기도 합니다. 도시의 많은 사람들이 자동차로 출퇴근을 하고 간단한 업무를 해결할 때조차도 대중교통이 아닌 자동차를 이용함에 따라 자동차 배출 가스는 대기 오염의 중요한 원인이 되었습니다. 기후 변화 및 환경 요인: 지구 온난화로 인해 전세계 곳곳에서 이상 기후로 몸살을 앓고 있습니다. 기후 변화는 날씨에 영향을 미치는 것으로 그치지 않고 대기 중 미세먼지의 농도가 증가하는 것에도 영향을 미쳤습니다. 지구 기온이 상승하고 날씨 주기가 변화하면서 전세계적으로 산불, 가뭄, 모래 폭풍이 더 자주 발생하여 연일 뉴스로 보도하고 있으며, 이로 인해 미세먼지와 초미세먼지가 다량으로 대기 중으로 방출되고 있습니다. 산불이 일어나면 다량의 초미세먼지를 생성하는데, 초미세먼지는 입자가 작고 가벼워 장거리까지 전파될 수 있으며 멀리 떨어진 지역의 대기 질에 영향을 미치기도 합니다. 또한, 기후 변화로 인한 가뭄으로 인해 건조하고 먼지가 많은 환경이 조성되다보니 더 많은 먼지가 공기 중으로 부유하고 있는 실정입니다.
겨울철 농도 증가 이유
우리나라는 온대기후에 속해 봄, 여름, 가을, 겨울 4계절을 가진 나라입니다. 하지만, 지구가 온난화하며 봄과 가을이 짧아지고 여름과 겨울이 길어지고 있는 것을 느낍니다. 계절의 주기가 변한 것만이 아니라 미세먼지가 심해지는 계절에도 변화가 있는 것을 체감하는데, 대기 조건의 변화, 난방 시스템의 사용 증가, 오염 물질의 자연 확산 감소 등 여러 요인으로 인해 미세먼지 수준이 일반적으로 여름보다 겨울에 더 높습니다. 역전층: 겨울철에는 따뜻한 공기층이 지면 근처의 차가운 공기를 가두는 '온도 역전' 현상이 자주 발생합니다. 특히나 기온이 가장 낮은 해 뜨기 전 새벽시간에 역전층이 가장 두텁게 발달합니다. 역전층이 생기면 공기의 순환이 원활하게 이루어지지 않아 오염물질이 대기 상층부로 상승하고 분산하는 것을 방지하여 미세먼지 및 기타 오염물질이 지표면 근처에 쌓이게 됩니다. 그 결과 오염원이 집중된 도시 지역에서는 대기 질이 더욱 악화됩니다. 난방 시스템 사용 증가: 사람들은 날이 추운 계절에 석탄이나 나무 또는 석유 등을 연료로 사용하여 집안을 따뜻하게 만들어줍니다. 이러한 연료가 연소되면 공기 중으로 미세한 입자상 물질이 생성되어 방출됩니다. 세계의 수많은 국가에서 겨울철 집안을 따뜻하게 하기 위해 사용하고 있는 가정 난방은 겨울철 대기 오염의 주요 원인으로 손꼽힙니다. 겨울철 난방을 위해 석탄을 사용하는 것이 겨울철 미세먼지 농도 증가와 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 낮은 풍속 및 적은 강수량: 우리나라는 시베리아 기단의 영향으로 겨울 바람이 살을 에일 듯할 정도로 심하게 불지만, 여러 나라의 겨울 날씨는 풍속이 낮고 강수량이 감소하는 특징이 있습니다. 이러한 겨울철 날씨는 오염 물질이 자연적으로 확산하는 것을 감소시킵니다. 바람이 불면 오염 물질을 여러 방향으로 운반 및 확산해주고, 비는 대기 중 미립자 물질을 씻어내는 데 도움이 됩니다. 대기를 정화하기 위해서는 이러한 자연현상이 필요한데, 풍속이 낮거나 강수량이 적으면 미세 먼지가 더 오래 머무르게 되고 겨울 동안 공기 중 미립자 물질의 농도가 더 높아져 미세먼지와 초미세먼지가 심해지는 현상이 발생하는 것입니다.
건강을 위협하는 초미세먼지
미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 모두 유해하지만, 초미세먼지는 크기가 작고 호흡기 깊숙한 곳까지 침투하는 능력이 뛰어나 우리의 건강에 훨씬 더 큰 위협을 가하기 때문에 더욱 조심해야 합니다. 폐 침투: 초미세먼지 입자는 직경이 10(㎛)마이크로미터 이하인 PM10에 비해 직경이 2.5(㎛)마이크로미터 이하로 미세먼지 입자보다 훨씬 작습니다. 초미세먼지 입자는 크기가 작기 때문에 폐 깊숙이 침투하여 산소와 이산화탄소가 교환되는 폐포까지 도달하는 것이 가능합니다. 초미세먼지가 폐에 들어가면 폐 조직에 염증과 손상을 일으켜 천식, 기관지염, 심지어 폐암과 같은 호흡기 문제를 일으킬 수 있습니다. 이미 호흡기 문제와 관련한 질환을 가진 사람의 체내에 초미세먼지가 들어가면 증세를 악화시킬 수있으므로 초미세먼지를 줄이기 위해 노력해야 합니다. 혈류로 들어가기: 초미세먼지 입자는 매우 작아서 폐 조직을 통과하여 혈액속까지 들어갈 수 있습니다. 혈액속으로 들어간 초미세먼지 입자는 혈관을 따라 몸 전체를 순환하기 때문에 전신에 염증을 일으키는 원인이 될 수 있고 다양한 기관에 영향을 미칠 수 있습니다. 초미세먼지에 장기간 노출되면 심장마비, 뇌졸중 등 심혈관 질환 위험이 높아진다는 연구 결과가 나왔습니다. 초미세먼지 입자는 혈액뇌관문을 통과하는 것이 가능하여 신경 장애 및 인지 저하를 초래할 수 있습니다. 그렇기 때문에 초미세먼지를 줄이기 위한 노력을 아끼지 말아야 합니다. 강한 독성: 초미세먼지 입자는 크기가 작을 뿐만 아니라 큰 입자보다 화학적 반응성이 더 높은 경우가 많습니다. 초미세먼지는 중금속, 유기 화합물 및 기타 독소와 같은 유해 물질을 운반하여 건강 위험을 더욱 증가시킬 수 있습니다. 이러한 독성 입자가 체내에 들어오면 산화 스트레스와 세포 손상을 유발하여 만성 질환을 유발하고 조기 사망 위험이 높아질 수 있습니다. 세계보건기구(WHO)는 초미세먼지가 인간 건강에 광범위한 영향을 미치기 때문에 가장 위험한 대기 오염 형태 중 하나로 분류했습니다.
감소를 위한 대책
우리의 생활을 보다 편리하고 따뜻한 겨울을 지내기 위해 했던 모든 활동들로 인해 미세먼지와 초미세먼지가 증가하게 되었지만, 어쩔 수 없는 일이라며 손을 놓을 수는 없습니다. 당장 나와 소중한 우리 가족의 건강에 큰 위협을 가할 수 있으므로 초미세먼지 수준을 낮추기 위해 범지구 차원에서 노력을 기울여야 합니다. 그러기 위해서는 각국의 정책에 변화를 주고, 초미세먼지를 줄이기 위한 기술을 발전시켜야 하며, 국가별로 차별적인 개별 조치 등 다방면에서 노력을 기울여야합니다. 청정에너지원으로의 전환: 초미세먼지를 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나는 화석연료에서 벗어나 원자력(우리나라는 원자력에 대한 오정보가 넘치고 있습니다. 원자력에 대한 공부를 철저히 한다면 친환경적으로 에너지 개발이 가능하다는 것을 알 수 있습니다.), 풍력(풍력발전소를 건설할 수 있는 국가와 지역은 거의 없음. 에너지 발전을 적절하게 할 수 있을 만큼 바람이 지속적으로 불지 않음.), 태양광(태양과 패널을 만들기 위해 오히려 많은 산림이 훼손되어 한계가 있음. 하루 종일 태양 에너지를 받을 수 있는 지역 역시 많지 않음.), 수력(조석간만의 차가 커야 함.) 등 청정에너지원을 도입하는 것입니다. 산업 공정을 위해 공장에서 사용하는 화석 연료는 초미세먼지 배출의 주요 원인입니다. 재생에너지에 투자하고 원자력 발전으로 에너지 효율성을 증진하는 활동을 함으로써 석탄, 석유, 천연가스에 대한 의존도를 크게 줄여 대기 중 초미세먼지 수준을 낮출 수 있습니다. 대중교통 및 전기자동차 장려: 우리나라를 비롯한 전 세계의 선진국에 있는 자동차는 과연 몇 대나 될까요? 정확히 얼마나 많은 자동차가 있는지 알 수는 없지만, 도로 위를 달리는 자동차 수를 줄이면 초미세먼지 수준을 낮추는 데 큰 도움이 될 수 있습니다. 그리고 각국의 정부는 효율적이고 접근이 용이한 대중교통에 투자하고 대중교통 이용을 장려해야 합니다. 또한, 전기자동차가 매연을 생성하지 않으므로 차량으로 인한 미세먼지를 줄일 수 있도록, 전기자동차 사용을 늘리기 위한 정책을 마련해야 합니다. 자전거 타기, 걷기 등 활동적인 교통 수단을 장려하는 것도 도로 위의 차량 수를 줄여 대기 오염 수준을 더욱 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.
결론
우리나라는 봄철에 황사의 영향을 받았었지만, 2000년대로 들어선 이후로는 계절에 상관 없이 미세먼지와 초미세먼지로 인해 몸살을 앓고 있습니다. 특히 겨울철에 미세먼지 농도가 훨씬 심하여 잿빛 하늘을 보게 됩니다. 이러한 현상은 공장, 발전소, 건설 현장에서 배출되는 오염 물질의 배출량이 증가하는 동시에 숲과 나무가 사라지고 있기 때문에 공기 중 미립자 물질에 영향을 미쳤기 때문입니다. 인구가 폭발적으로 늘어나다보니 차량을 이용하는 인구도 크게 늘어나 자동차 매연이 배출되고, 기후 변화로 인해 대기 중 미세먼지의 농도가 증가하는 것에도 영향을 미쳤습니다. 겨울철에는 따뜻한 공기층이 지면 근처의 차가운 공기를 가두는 '온도 역전' 현상이 자주 발생하기 때문에 미세먼지와 초미세먼지 농도가 증가하여 뿌옇게 흐린 날씨를 보이게 만듭니다. 초미세먼지 입자는 미세먼지 입자보다 훨씬 작기 때문에 폐 깊숙이 침투하여 산소와 이산화탄소가 교환되는 폐포까지 도달하는 것이 가능하여 우리의 건강을 위협하기도 합니다. 그렇기 때문에 화석연료를 사용하는 것에서 벗어나 청정에너지원을 도입하고 대중교통 및 전기자동차 사용을 장려하여 도로 위의 차량 수를 줄여 대기 오염 수준을 낮추는 노력을 아끼지 말아야 하겠습니다.