수도권 오존 개선의 관건은 톨루엔과 자일렌으로 조사됐다. 또 시정과 미세먼지(PM2.5)에 대한 영향은 1차 배출원중 자동차가 가장 큰 것으로 분석됐다.

국립환경과학원(원장 윤성규)은 전국 28개 대학 참여하는 한국대기환경학회가 수행한 '대도시 대기질 관리방안 조사연구'(2001∼2006)를 통해 이같이 나타났다고 6일 밝혔다.

이번 조사를 통해 수도권 오존과 미세먼지의 주요 원인물질을 규명하고 저감대책 수립에 필요한 기초자료를 제시했으며, 연구과정에서 새로운 연구기기 및 연구기법을 적용함, 우리나라 오존과 미세먼지 관련 연구 능력을 한 단계 향상시킬수 있는 계기를 마련했다는 평가다.

조사결과, 지난 7년간 (1998∼2004년) 수도권 오존농도의 분포 패턴은 한반도 기압배치 상태와 지상풍의 분포특성에 따라 오존 및 전구물질의 수송과 축적 현상을 유발하는 4개의 특징적 패턴으로 나타났다.

과학원은 전형적인 수도권 고농도 오존 발생 패턴(패턴 3)은 약한 동풍으로 인한 서해로부터 해풍유입의 지연과 오염 공기괴의 재순환으로 인하여 오염물질이 정체·축적되는 현상이라고 밝혔다.

수도권 지역의 대기 상태는 휘발성유기화합물(VOC Volatile Organic Compounds)이 오존생성의 제한인자로 작용하는 경우와 NOx가 오존생성인자의 제한인자로 작용하는 경우가 혼재햇다. 도심지역에서는 VOC를 줄이는 것이 최고 오존농도를 줄이는 것에 효과적인 것으로 나타났다.

오존전구물질인 55개 휘발성유기화합물의 오존생성기여도를 평가한 결과 톨루엔과 자일렌의 기여도가 가장 높게 나타나, 오존대책 수립시 톨루엔과 자일렌의 저감에 집중해야하는 것으로 나타났다.

오존 저감에 가장 비용효과적인 정책은 '건축용 도료의 유기용제 함량 제한 및 수성도료 사용의 확대'며, 2번째는 '도장시설과 세정시설의 비산 배출허용기준 설정 및 관리강화'인 것으로 분석됐다.

수도권 대기환경관리 기본계획 시행에 따른 대기질 개선 효과는 기본계획 미시행시보다 최고 오존농도는 7∼13ppb 감소하고, 평균 오존농도는 1.7ppb 감소하는 것으로 나타났다.

서울 전농동에서 미세먼지(PM2.5) 평균 성분 조성은 유기탄소 24%, 황산염 21%, 질산염 14%, 원소탄소 10%, 금속산화물 8%, 기타 24%로 나타났다. PM10의 경우 PM2.5에 비해 유기탄소와 원소탄소의 구성비가 상대적으로 감소하고 금속산화물이 증가하는 특징을 나타냈다.

시정에 대한 미세먼지의 성분별 기여도는 서울 전농동의 경우 원소탄소 27%, 황산염 22%, 유기탄소 화합물 18%, 질산염 13% 등으로 나타났다. 주간에도 시정거리가 개선되지 않고 시정장애 현상이 계속되는 것은 황산염, 질산염 및 유기탄소화합물과 같은 성분들이 주요 원인인 것으로 나타났다.

시정장애 유발물질의 농도 변화에 따른 시정개선도 평가결과 원소 탄소의 감소가 시정개선에 가장 크게 기여하는 것으로 나타났다. 수용모델을 이용한 PM2.5의 배출원별 기여율은 2차 미세먼지 31.4%(전농동 31.6%, 용현동 31.1%), 자동차 22.8%(전농동 19.7%, 용현동 25.8%), 토양성분 15.6%(전농동 16.6%, 용현동 14.6%), 생체 연소를 포함한 각종 소각 12%(전농동 14.7%, 용현동 9.3%), 화석연료 10.4%(전농동 5.4%, 용현동 15.4%)로 나타났다.

자동차의 경우, 1차 미세먼지뿐만 아니라 자동차에서 배출된 가스상 오염물질이 대기중에서 2차 미세먼지로 전환되는 율을 고려하면 자동차에 의한 기여율은 훨씬 더 커질것으로 예상된다. 특히 경유자동차에서 배출되는 미세먼지는 입경이 작고 벤조(a)피렌 등 각종 발암성 물질을 함유하고 있어 단위중량당 위해도가 다른 배출원보다 상대적으로 매우 크므로 우선적으로 저감하는 것이 필요하다.

수도권지역에서 오존농도와 미세먼지의 저감에 따른 편익은 오존의 경우, 1ppb 감소시 약 1,700억원, 미세먼지의 경우 1㎍/㎥ 감소시 약 5천 8백억원으로 나타났다.

과학원 관계자는 "이번 연구결과는 수도권에서 오존 및 미세먼지의 저감을 위한 대책 수립의 기초자료로 활용될 예정"이라며 "연구 과정에서 적용된 광화학 측정장비 및 프로그램 개발, 한국형 오존생성기여도 산출, 에어로졸 중 수용성 이온성분 연속측정 기법 개발 등의 연구 성과는 향후 관련 연구의 기반 구축에 활용될 것으로 판단된다"고 말했다.