서울시 미세먼지 영향분석 연구결과 ‘고농도시’ 국외영향 72%로 상승

서울시가  1년 7개월 동안 추진해온 '초미세먼지 배출원 인벤토리 구축 및 상세모니터링 연구' 최종보고서를 공개했다.

27일 서울시에 따르면 이번 연구결과는 서울시가 2011년에 추진한 '초미세먼지 저감대책 연구' 조사결과가 최근의 배출량과 기상여건 등을 반영하지 못해 현재 미세먼지(PM-2.5)에 대한 원인에 대한 해석이 부족하고 대기질 개선대책 정책 방향을 적정하게 반영하지 못하다는 시민 의견을 반영한 두번째 조사결과다.

2016년과 2011년 연구방법의 차이를 살펴보면, 2011년 연구에 비해 다양한 수단을 강구하여 기여도의 정합도를 높이고자 노력하였다고 볼 수 있는데 2011년 연구가 확산모델만 수행한 반면, 사계절 상세모니터링을 통한 수용모델까지 확대하여 수행하였고 CAPSS 배출량자료 보정·개선하였으며 모델링 방법도 최신버전으로 수행하였던 것이라고 할 수 있다.

국내 모델링 방법으로는 확산모델과 수용모델이 있으며, 확산모델과 함께 2015년 8월부터 2016년 8월까지 종로·광진 도시대기측정소에서 상세모니터링을 해 분석하는 수용모델(CMB+PMF)까지 다각적으로 수행했다.

배출량 자료를 최신자료(2013 CAPSS 배출량)로 업그레이드하여 작성했으며 대기오염물질 배출량 자료(CAPSS)를 기본으로 실제 도로 주행 배출가스자료로 반영 보정하고, 비산먼지 및 비도로이동오염원 배출자료를 보완하는 등 배출량 자료를 개선해 기초자료를 정비하였다.

또한, 모델링 수행시는 2011년에 비해 기술적으로 진화된 최신버전의 기상모델(WRF version 3.8.1) 등을 활용하는 방법도 적용됐다.

이버 연구를 총괄 수행해온 서울연구원은 ▲ 평상시 지역별·배출원별 기여도 업그레이드 ▲ 고농도 사례일의 기여도 신규추가 ▲ 기여도 분석결과에 따른 서울시 대기질 개선 정책방향 제시 등 내용을 종합하여 작성했다.

연구내용은 크게 3개 분야에 대해 전문 연구기관에서 진행했으며 우선, 배출량 조사 부문은 수원대 연구진이, 모델링 부문은 안양대·서울대·수원과학대 연구진이, 사계절 상세모니터링 측정 및 분석은 서울시 보건환경연구원에서 수행했다.

과거 2011년에 수행한 연구결과는 그 당시의 배출량자료와 기상여건 등을 고려한 기여도 분석한 결과로 2015년~2016년 수행한 연구자료는 국내·외 배출량 자료를 최신자료로 하는 등 기존 연구자료를 업그레이드 했다.

▲ 지역별 PM-2.5 기여도 분석결과. 2011년-2016년 연구간 비교.
우선 지역별 기여도 분석결과, 2011년 연구에 비해 중국 등 국외영향이 6%p 증가(49→55%)하고 수도권 지역 영향은 6%p 감소(18→12%)한 반면, 수도권외 지역 영향은 2%p 증가(9→11%) 한 것으로 나타났다.

지역별 기여도 변동원인을 살펴보면 국내 배출량 자료가 그간 감소한 반면 중국 및 아시아 배출량 자료의 오염물질이 전반적으로 증가했고 2011년과 2015년~2016년 기상조건의 변동도 원인으로 분석하고 있다.

국내 배출량의 경우 PM-2.5는 52,214톤 감소(176,533톤→124,319톤)하고 질소산화물(NOx)은 19,805톤 감소(424,615톤→404,810톤)했으나 국외 아시아 배출량은 PM-10은 7,200천톤 증가(29,197천톤→36,397천톤)하고 질소산화물(NOx)은 17,194천톤(36,681천톤→53,875천톤) 증가했다.

배출원별 기여도 분석결과, 교통부문은 15%p 감소(52→37%)한 반면 난방·발전 부문은 12%p 증가(27→39%)하고 비산먼지 부문 역시 10%p 증가(12→22%)한 것으로 나타났다.

배출원별 기여도 변동원인을 살펴보면, 교통부문의 배출량이 감소한 반면 난방·발전 부문의 황산화물(SOx) 배출량 증가로 상대적으로 난방·발전 부문의 기여도가 상승한 것으로 분석하고 있다.

▲ 배출원별 PM-2.5 기여도 분석결과.


교통부문 배출량의 경우 PM-2.5는 1,122톤 감소(2,469톤→1,347톤)하고 질소산화물(NOx)은 24,443톤 감소(65,489톤→41,046톤)했으나, 난방·발전 배출량의 경우 PM-2.5는 319톤 증가(293톤→612톤)하고 황산화물(SOx)은 695톤 증가(4,905톤→5,600톤)했다. 비산먼지 배출량은  PM-2.5는 253톤 증가(990톤→1,243톤)했다.

교통부문 배출량 감소는 그간 서울시가 추진해온 노후경유차 저공해화 사업추진과 2014년에 시내버스 CNG버스 전량 전환추진 등 교통부문 배출량 감축을 위한 집중노력의 효과로 판단하고 있으며 비산먼지의 경우도 배출량 증가와 더불어 교통부문의 배출량 감소패턴에 따른 비산먼지의 상대적 비중이 증가한 것으로 판단하고 있다.

2013년까지 상대적으로 배제되었던 난방·발전 부문에 대해서는 저녹스보일러 및 친환경보일러 보급 등 적극적 추진이 필요하다고 강조하고 있다. 서울시는 2015년부터 전국 최초로 친환경보일러 보급사업을 진행하고 있으며 이에 대한 확대가 필요함을 알 수 있다.

이번 연구에서 새로이 수행한 연구내용 가운데 하나는 평상시에 대비하여 고농도 상승시 영향을 비교 하였으며 미세먼지(PM-2.5) 주의보가 발령되었던 2015.10.19일~10.22일 4일 동안 미치는 영향을 분석했다.

시민건강에 미치는 영향이 커지고 그에 대응하여 시에서의 비상저감 조치사항 등이 요구되어 고농도 상황에서의 지역별·배출원별 기여도 분석을 통해 적정하게 대응하기 위해 조사한 결과이다.

지역별 기여도 분석결과, 평상시에 비해서 국외영향이 17%p 증가(55→72%)한 반면 국내외 타지역 영향은 11%p 감소(23→12%)하고 서울자체 영향도 6%p 감소(22→16%)한 것으로 나타났다.

평상시 대비 기여도 국외영향이 상승하고 있는 원인을 살펴보면 중국의 도심지역과 허베이성 및 산둥성 등 공업지역에서 발생한 오염된 공기가 장거리 이동인 것으로 보고 있으며 그 중 중국지역의 산업배출에 의한 영향이 34%, 에너지산업 배출영향이 12%로 대부분을 차지하고 있는 것으로 나타나고 있다.

고농도시 배출원별 기여도 분석결과, 평상시 대비해서 교통부문의 영향이 4%p 증가(37→41%)하고 난방·발전부문 영향이 6%p 감소(39→33%)하며, 비산먼지부문 영향은 1%p 증가(22→23%)한 것으로 나타났다.

이는 고농도 상승시 비상저감조치 사항으로 교통부문을 우선하되 난방·발전 그리고 비산먼지 순으로 저감조치를 시행해야함을 시사하고 있다.

본 연구에서는 미세먼지(PM-2.5) 과학적 관리기반 마련을 바탕으로 미세먼지 관리의 불확실성을 제거하며 ‘초미세먼지 줄이기’ 정책목표에 부응하는 시민건강 위해성 기반 관리체계 마련을 위해 수행되었다. 특히 목표농도의 단순 달성을 넘어 위해성 최소화의 접근이 필요하다고 피력하고 있다.

이에 따라, 본 연구결과 교통부문의 기여도는 난방·발전 다음으로 높게 나타나고 있으나 교통부문의 오염물질별 발암 위해성과 관련해 배출기여도가 높기 때문에 시민 건강보호를 위하여 지속적인 관리대책이 이루어져야 함을 강조하고 있다. 이의 핵심전략으로 경유를 연료로 하는 자동차와 건설기계의 지속적인 관리가 바람직하다는 판단이다.

특히 초미세먼지의 시민 건강영향, 생성원리, 지역 간 확산 등을 고려하여 시민들이 안전하게 숨 쉴 수 있는 초미세먼지 안심관리를 위해 대기오염 통합관리, 건강위해성 예방, 지역 간 협력, 전방위 맞춤관리 등 4개 기본방향을 분류하고 있다.

구체적 이행 대책으로 ① 측정자료 구축과 모니터링, ② 배출량 자료 개선, ③ 컨트롤 타워 기능 강화, ④ 환경복지․환경자치 선도 시범사업 실시, ⑤ 협력체계 구성․운용, ⑥ 미디어 거버넌스 구축 등 6개 실행전략을 제시하고 있다.

선도·시범사업으로 친환경보일러 교체확대 보급 지원, 수도권 광역 시내버스 저공해화 협력강화, 운행경유차 매연 초과배출 등급 기반 운행자동차 관리, 지속가능한 교통물류체계 구축과 관리를 강조했다.

또한, 증가하고 있는 국내·외 영향을 완화하기 위한 방안으로 동북아 도시협력, 수도권 광역 대기환경관리 협력 등을 제시하고 있다.

서울시 황보연 기후환경본부장은 “금번 연구결과를 기초로 대기질 개선 종합대책을 수립할 예정”이라면서, “상시 모니터링 체계를 유지하고 2년 주기의 연구를 정례화 하여 위해성 기반의 관리체계를 마련하여 미세먼지로부터 서울시민 건강보호에 만전을 기하여 나가겠다”고 밝혔다.

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