□ 노후경유차 조기 폐차, 선박연료유 기준 강화 등 정부의 초미세먼지(PM 2.5) 저감 정책이 ‘100㎚(나노미터*)’ 이하의 입자와 미량 금속성분 정밀 관측자료 등을 통해 효과가 있는 것으로 확인됐다.
* 크기를 나타내는 단위로 1나노미터는 1미터의 10억분의 1
□ 환경부 소속 국립환경과학원(원장 김동진)은 최근 ‘2020년도 초미세먼지 농도 및 배출변화 특성 연구’를 통해 미세먼지 저감 정책의 효과를 확인했다고 밝혔다.
○ 이번 연구는 국립환경과학원 산하의 권역별 대기환경연구소(이하 연구소) 6곳*에서 수행한 것이다. 연구소는 초미세먼지의 농도변화에 영향을 주는 배출원 변화 특성, 생성 원인 등을 규명**하기 위해 2008년 12월부터 백령도를 시작으로 순차적으로 설치됐다.
* 백령도, 수도권(서울), 중부권(대전), 호남권(광주), 영남권(울산), 제주도
** 초미세먼지 질량농도 및 입자개수, 이온성분(황산염, 질산염 등), 탄소성분(유기탄소, 원소탄소), 미량 금속성분의 농도 측정을 통한 정밀 분석 가능
□ 이번 연구 결과, 초미세먼지 농도는 2014년 최고 수준 농도를 보인 이후 감소하여 2020년에 최저 수준 농도*를 보였다.
* 초미세먼지 농도(‘14→‘18→’20, ㎍/㎥) : 백령도(28.7→17.5→18.7), 수도권(37.3→23.3→21.6), 중부권(38.5→22.9→21.9), 호남권(33.1→22.8→21.3), 영남권(26.1→18.3→13.4), 제주도(19.7→11.2→8.9)
○ 전반적인 감소추세에서 2019년에는 기상요건(대기정체) 등의 이유로 전년에 비해 초미세먼지 연평균 농도가 약간 상승했고, 초미세먼지 2차 생성 물질인 황산염, 질산염, 유기탄소의 농도 상승이 대부분 지역에서 관찰됐다.
○ 자동차 등 화석연료 연소 시 직접 배출되는 원소탄소*의 경우 증가 경향이 보이지 않고, 미량 성분인 바나듐, 니켈 또한 2018년 이후 급격한 감소 추세를 보였다.
* 원소탄소: 자동차 연료 등 화석연료 연소 시 직접 배출되는 주요 오염물질
□ 수도권 지역의 경우 원소탄소와 함께 100㎚ 이하 크기 입자의 개수가 줄어, 자동차의 배출 입자 영향 감소를 확인할 수 있었다.
○ 100㎚ 이하 크기의 입자는 초미세먼지(2,500㎚)의 1/25, 머리카락 굵기의 1/500(5만㎚) 이하이며, 주로 경유차에서 배출되는 것으로 알려진 물질이다.
○ 수도권과 백령도의 연도별(2018~2020년) 100㎚ 이하 입자의 시간당 개수를 비교해 보면, 자동차 배출에 따른 입자개수의 증감이 뚜렷하게 나타났다.
○ 예를 들어 수도권의 경우 2018년도에 100㎚ 이하 입자개수가 출근 시간대인 오전 8시부터 단위부피(㎤) 당 35만개를 넘어서다가 퇴근 시간 이후인 오후 8시에 약 51만개에 근접한 후 급격히 감소했다. 이에 비해, 백령도는 이 기간 동안 100㎚ 이하 입자개수가 단위부피(㎤) 당 약 2~5만개를 보여 큰 변화가 없었다. 수도권과 백령도의 원소탄소 농도(㎍/㎤) 일변동 변화도 입자개수와 비슷한 추세를 보였다.
※ 2018년 대비 100나노미터 이하 입자개수 감소율: 26.8%(수도권), 9.7%(백령도), 원소탄소 감소: 0.2㎍/㎥(18.9%↓, 수도권), 0.1㎍/㎥(25.5%↓, 백령도)
○ 다른 지역에 비해 수도권 지역의 경우 노후경유차 조기 폐차 등으로 5등급 노후차량 대수*가 2018년 말 93만여 대에서 2020년 말 55만여 대로 크게(38만대, 약 41%) 감소하여 100㎚ 이하 입자의 감소에 영향을 준 것으로 판단된다.
* 수도권 노후 경유차 대수: 18년말 928,763대, 19년말 694,287대, 20년말 545,854대
□ 선박 연료유로 주로 쓰이는 중유를 연소할 때 대기 중으로 배출되는 바나듐과 니켈의 농도를 장기적으로 분석한 결과, 2018년 이후의 감소폭이 뚜렷하여 국내외 선박 연료유 관련 기준 강화가 영향을 준 것으로 확인됐다.
○ 2012년 이후 2017년까지 권역별 바나듐과 니켈의 농도는 매년 일부 증가하거나 소폭 감소했으나, 2018년 대비 2020년 농도는 바나듐은 83.8~93.4%, 니켈은 35.3~63.3% 감소한 것으로 나타났다.
- 바나듐 감소율(%): 백령도 86.7, 수도권 83.8, 중부권 90.5, 호남권 88.8, 영남권 89.5, 제주도 93.4
니켈 감소율(%): 백령도 36.5, 수도권 60.2, 중부권 45.1, 호남권 35.3, 영남권 63.3, 제주도 63.2
○ 주로 해상으로부터 기류가 유입될 때 바나듐과 니켈의 농도가 높은 것으로 분석되어, 선박에서 사용되는 중유 연소의 영향이 큰 것으로 추적할 수 있다.
- 국제해사기구의 선박 황산화물 규제* 등 선박 관련 국내외 환경규제** 강화가 바나듐과 니켈의 감소*** 추세를 견인하고 있는 것으로 판단된다.
* 국제해사기구 해양오염방지협약 개정 : 국제운항선박의 선박유 황함유량 0.5%로 규제(‘20년 시행)
** (우리나라) 해양환경관리법 시행령 연료유 황함유량 기준 개정(‘19.7) : 선박유(경유) 1.0%→0.5%, 선박유(중유) 3.5% →0.5%(국제항해 선박 ’20년 시행, 국내 항해 선박 ‘21년 시행)
(중국) 선박대기오염물질배출통제구역 진입시 연료유 황함유량 0.5% 이하 규제(’19년 시행)
*** 선박유 황함유량 강화시 저황유 제조를 위한 추가 정제 과정이나 증류유 혼합으로 바나듐과 니켈 함량도 감소
□ 2020년 초미세먼지 및 상세성분의 변화 특성 분석을 통해, 경유차 대책 및 선박유 기준 강화 등 미세먼지 저감 대책과 관련된 성분의 농도가 대기 중에서 가시적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
○ 이번 ‘2020년도 초미세먼지 농도 및 배출변화 특성 연구’ 상세 자료는 국립환경과학원 누리집(www.nier.go.kr) 자료실에 올해 말 게재될 예정이다.
□ 정은해 국립환경과학원 기후대기연구부장은 “대기환경연구소의 장기간, 고해상도 분석을 통해 다양한 개별 정책의 효과를 상세하게 확인할 수 있었다”라며, “이번 3차 미세먼지 계절관리제를 비롯해 향후 추가 저감에 필요한 과학적 지원을 위해 더욱 노력하겠다”라고 밝혔다.
