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[장재연의 미세먼지이야기 4] 고농도 오염이나 PM2.5도 지금이 최악 아니다
고농도 오염이나 PM2.5도 지금이 최악 아니다
장재연(아주대학교 예방의학과 교수)
사실(Fact; 팩트) 수용 또는 거부
'미세먼지이야기' 연재를 시작하며 밝힌 대로 지금 우리나라의 미세먼지 논의는 온갖 추정이나 교언이 무성하지만 가장 기초적이고 분명한 과학적 사실조차 제대로 공유되지 못하고 있다. 따라서 학술적으로는 논란의 여지가 없는 사실이라고 하더라도, 대중이 오해하거나 의심할 수 있는 내용은 다시 한 번 분명하게 짚고 넘어가는 편이 바람직할 것 같다. 다뤄야 할 주제가 무척 많아 마음이 급하기도 하지만, 그래도 다지고 가는 편이 나을 듯싶다. 첫 번째 미세먼지이야기는 우리나라 미세먼지가 지금이 최악이라는 주장이 많이 있고 국민들 역시 압도적 다수가 지금이 미세먼지 오염이 가장 악화된 시기라고 믿고 있지만, 실제 미세먼지 측정 자료는 대부분의 도시에서 과거에 비해 오염 수준이 많이 개선됐음을 보여준다는 내용이었다. 이 글을 읽고 ‘정말 7,80년대에는 대기오염 엄청 심해서 와이셔츠가 하루만 입어도 새카매졌었어’라는 식으로 기억이나 경험을 되살리거나 또는 과학적인 자료라고 판단해서 긍정적으로 수용하는 독자들도 있을 것이다. 반면에 굳게 믿고 있던 선입견을 수정하는 것이 좀처럼 쉽지 않은 경우도 많을 것이다. 실제 측정 결과에 의한 공식 통계자료라니까 전면 부정하기는 어렵지만, 뭔가 데이터가 간과하고 있는 부분이 있지 않을까 하며 의심을 거두지 않거나 분석 결과를 외면할 것이다.고농도 오염인 날이 증가한 것은 아닐까?
가장 대표적인 의심은 미세먼지 연평균 오염도는 낮아졌다 하더라도, 고농도 오염 발생 빈도는 증가한 것이라고 생각하는 것이다. 오염물질 배출량이 감소해서 평균 오염도가 낮아지면 고농도 오염 발생 빈도 역시 줄어드는 것이 지극히 자연스러운 현상이다. 그러나 고농도 미세먼지 오염이 특수한 상황(예를 들어 중국발 미세먼지의 공습)이 개입된 현상이라고 믿는 사람들은, 평균 오염도가 낮아지는 것과 상관없이 이런 현상의 발생 빈도가 늘어났기 때문에 미세먼지가 심해진 것으로 느껴지는 것이라고 생각할 수 있다. 그러나 실제 과거 미세먼지 오염도 통계자료를 분석해 보면 고농도 오염 발생 빈도 역시 감소 추세임을 알 수 있다. 아래 그림은 서울시의 지난 10여 년 동안 미세먼지(PM10) 고농도 오염 발생 빈도를 나타낸 것이다. 미세먼지 연평균 오염도가 지속적으로 감소 추세였던 2012년까지 고농도 오염이라고 할 수 있는 100㎍/m3 이상인 날의 빈도(파란 선)가 뚜렷하게 감소 추세임을 볼 수 있다. 훨씬 더 오염도가 높은 150㎍/m3 이상인 날(녹색 선)이나 250㎍/m3 이상인 날(빨간 선)의 추세도 줄어들기는 마찬가지다. 2012년 이후 미세먼지 연평균 오염도가 일시적으로 다시 증가하자 고농도 오염 발생 빈도 역시 일시적으로 증가했다가 그 후에는 다시 감소하고 있다 . 그동안 미세먼지 오염도가 감소했다고 하지만 중국발 미세먼지의 공습이나 황사와 같은 어떤 특수 상황의 발생 빈도가 증가하면서 고농도 오염인 날이 증가했을 것이라는 짐작이나 선입견은 사실이 아님을 미세먼지 측정 자료는 보여주고 있다. [caption id="attachment_188543" align="aligncenter" width="640"]
서울시 미세먼지 고농도 오염 발생 빈도 (사진 장재연, 분석 도움 나원웅)[/caption]
PM2.5 오염만 증가한 것은 아닐까?
극히 일부이겠지만 PM10 오염도는 줄어들었지만 PM2.5는 늘어난 것 아닌가 하는 의문을 품는 경우도 있는 듯싶다. 대기 중의 먼지는 크기나 성분이 다른 매우 많은 종류의 먼지들이 섞여 있다. 그것 전체의 무게를 측정하면 TSP(총부유먼지, Total Suspended Particles)가 되는 것이고, 이 중에서 입경이 10㎛ 이하인 것만 따로 모아서 측정하면 PM10이며, 2.5㎛ 이하인 것만을 측정하면 PM2.5인 것이다. 각각이 별도로 존재하는 것이 아니고 늘 공기 중에 섞여 있는데, 단지 어떤 방식으로 측정해서 평가했는가의 차이가 있을 뿐이다. 우리나라의 경우도 2000년까지는 TSP를 측정하고 총부유분진이라고 불렀었다. 그런데 입경이 10㎛ 보다 더 큰 입자들은 코에서 대부분 걸러지기 때문에, 부유 먼지 중에서 건강영향의 크기를 좀 더 잘 표현할 수 있는 호흡성 먼지(Inhalable Particles)인 10㎛ 이하 크기의 먼지들만의 농도를 측정하는 것이 더 바람직하다고 생각하게 됐다. 그래서 최근 수십여 년 동안 전 세계적으로 대기 중의 먼지 오염도는 대부분 PM10을 측정해 왔고, 대다수 역학연구 등 먼지와 관련된 학술 연구들도 이 자료를 활용한 것이다. 최근에는 미국 학계를 중심으로 대기 중 먼지가 기관지나 폐만이 아니라 심장이나 다른 기관에도 영향을 미치는데, 이런 영향은 폐포에서 혈액으로 이전될 수 있는 입경이 2.5㎛ 이하인 미세먼지(Fine Particles)에 의한 것이기 때문에 PM2.5를 측정하는 것이 더 유용하다는 주장이 제기됐고 관련 역학 연구 결과들이 다수 발표됐다. 이에 따라 미국은 대기 중 먼지 오염도 측정과 관리 기준 등을 PM2.5로 빠르게 교체하기 시작했다. 다른 나라들도 PM2.5 측정망을 확대하고 있지만 비용 문제도 있고 기존 관리 방식도 별문제가 없기 때문에 여전히 많은 나라에서는 PM10을 활용하고 있다. 중국은 미국 방식을 가장 빠르게 수용해 대부분 측정망에서 PM2.5를 측정하고 있다. 우리나라는 서울의 경우에는 2007년경부터 PM2.5를 측정하고 있으나, 환경부의 전국적인 공식 통계는 2015년부터 집계되고 있다. 따라서 전국적으로 장기적인 PM2.5 변화 추세를 직접적으로 확인할 수 있는 측정 자료는 없는 실정이다. [caption id="attachment_188545" align="aligncenter" width="640"]
TSP, PM10, PM2.5로 평가한 서울시 대기 중 먼지 오염도 추세[/caption]
그러나 학술연구 자료를 통해서 과거의 PM2.5 오염도를 알 수 있다. 아래 표는 미세먼지 중에 발암성분과 그로 인한 돌연변이원성을 주제로 했던 박사학위 논문을 위해 필자가 1986년 1년 동안 서울시에서 미세먼지(Fine Particles, PM2.5)를 별도로 포집, 농도를 측정했던 결과다.
1986년에 서울에서 1년 동안 측정한 PM2.5(표에서 맨 아래 열인 'fine particle') 농도는 연평균이 109㎍/m3 로서 지금의 약 4배 높은 수준이었다. 겨울철과 봄철은 월평균 오염도가 150㎍/m3 을 넘는 수준이었고 최저값조차 80㎍/m3을 초과하고 있다. 여름철과 초가을만 겨우 월평균 오염도가 100㎍/m3 아래일 정도였다.
PM2.5가 과거에 비해 지금이 증가했다는 주장은 사실일 수가 없다.
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1986년 서울시 미세먼지 오염도 (논문 장재연)[/caption]
PM2.5와 PM10의 관계
오랜 기간 대기오염 측정망을 유지해 왔더라도 과거의 PM2.5 농도의 변화 추세를 파악할 수 없는 사정은 외국도 마찬가지여서 이런 경우에는 PM10 측정 자료를 변환해서 PM2.5 추정 농도를 산출한다. 입경이 10㎛ 이하인 먼지(PM10) 중에서 2.5㎛보다 작은 먼지(PM2.5)가 차지하는 비율은 많은도시의 측정 자료들을 토대로 개발도상국가 도시에서는 0.5, 선진국 도시에서는 0.5-0.8 범위의 값을 나타내고 그 값은 상당히 일정한 것으로 알려져 있다. 그래서 이 비율을 이용해서 PM10과 PM2.5 오염도를 서로 변환하고 있다. 세계보건기구는 기준을 정할 때 PM2.5/PM10 비율을 개발도상국가의 평균값이며 선진국 도시의 하한값 0.5로 일률적으로 적용했다. 그 결과 PM2.5 연평균 가이드라인을 10㎍/m3 으로 했다면 PM10으로는 20㎍/m3 이 되고, 반면에 일평균 가이드라인을 PM10으로 50㎍/m3 으로 정했다면 PM2.5는 자동적으로 25㎍/m3 로 정하는 식이다. 세계보건기구의 먼지 기준이 모든 경우 PM10의 기준이 PM2.5의 두 배인 이유다. [caption id="attachment_188547" align="aligncenter" width="640"]
세계보건기구 미세먼지 기준[/caption]
우리나라의 경우 2016년 1년 동안의 매일의 서울시 측정 자료를 토대로 PM2.5/PM10의 비율을 계산해 보면 연평균으로는 0.52로서 세계보건기구가 적용하는 비율과 거의 동일한 값을 나타내고 있다.
미세먼지와 관련된 용어나 과학적 사실 등에 많은 혼선이 있다 보니, 과거에는 없었던 ‘초미세먼지’라는 황당한 용어 때문에 마치 신종 대기오염물질이 출현한 것으로 착각하는 사람들이 많다. 그러나 2.5㎛이하의 입자들도 그동안 TSP 또는 PM10에 포함되어 계속 측정, 평가되고 저감 관리의 대상이 되어 왔던 먼지다.
PM2.5에 대해서 '언제 이후 새로 등장한 초미세먼지 운운'하는 등의 주장은 모두 헛소리이며, 이미 원시시대부터 불을 사용한 이래 존재했고 인간이 노출되어 왔던 먼지로서 전혀 새로운 것이 아니다.
앞에서 설명한 대로 PM2.5와 PM10 농도가 비례해서 증감한다는 사실은 전 세계 도시에서 확인된 것이다. 또한 과거 80년대의 PM2.5 농도가 지금보다 네 배나 높은 수준이었다는 학술 연구 결과도 있다. 더구나 PM10의 절반 이상이 PM2.5이기 때문에, PM10은 감소했는데 PM2.5는 증가한다는 것은 상상 속에서만 가능하지 실제 지구상의 도시 환경에서는 일어날 수 없는 현상이다.
과거 수십 년 동안 PM2.5 가 큰 폭으로 감소했기 때문에 PM10도 감소한 것이다.
과거 대기오염의 심각성을 보여주는 언론 기사
1980년 당시에는 세계 최고 수준으로 대기오염이 극심했고, 그래서 산성비라고 해서 비 맞는 것을 걱정할 정도였다. 신문에도 그런 내용의 기사가 자주 실리곤 했다. [caption id="attachment_188548" align="aligncenter" width="640"]
1985년 서울시 대기오염을 염려하는 신문 기사[/caption]
1988년 서울 올림픽 개최가 확정되자 외국에서 운동선수들이 서울은 대기오염이 너무 심해서 경기하는데 지장이 있을 것이라는 우려가 심했고, 북한에서도 그런 점을 대남 비방 방송을 했다는 기억도 있다.
그래서 서울 올림픽이 열리는 동안에 대기오염 수준을 어떻게 문제가 없게 유지하는가가 초미의 관심사가 됐다. 당시 5단계 특별 계획을 수립하고 그 각각의 효과를 평가하는 모델을 구축해서 오염도 예측 연구를 했는데, 환경기준을 가장 맞추기 어려울 것으로 예측된 대기오염물질이 바로 먼지 오염이었다.
다른 지역은 몰라도 최소한 경기가 열리는 잠실 지역만이라도 기준에 적합하게 맞추기 위한 대책을 강구하느라 골몰했고, 연료, 자동차, 난방 등에 대한 장기적 대책은 물론 올림픽 기간 중의 차량 2부제는 물론 산업체 30% 가동 중단이라는 극약 처방까지 대책으로 제시됐었다. 실제로 올림픽 기간 중에 시민들의 생활과 밀접한 연탄 공급과 목욕탕 가동을 중지시키기도 했다.
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88 서울 올림픽 당시 연료사용 규제안을 보도하는 뉴스 (1987년 MBC)[/caption]
그 당시 맞추려고 노력했던 먼지 오염도는 TSP로 150㎍/m3 이었는데, 실제 88 올림픽 기간 중 농도는 212㎍/m3 였다고 보도됐다. 당시는 PM10이나 PM2.5를 상시적으로 측정하지 않았던 시절이어서 이들의 정확한 농도를 알 수 없으나, 당시에 1986년 1년 동안 서울에서 연중 측정한 결과는 PM2.5가 TSP에서 차지하는 비율이 월별로 최저 64%에서 최고 79%, 연평균으로는 70%였기 때문에 TSP 212㎍/m3 는 PM2.5로는 약 130㎍/m3 이 넘는 수준이었다고 볼 수 있다.
지금 기준으로는 매우 높은 농도에서, 그래도 성공적으로 대기질을 관리했다고 하며 올림픽 경기를 치른 것이다. 올림픽 이후인 1989년과 1990년의 서울시 TSP 연평균은 150㎍/m3이었다.
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1986년 서울시 TSP 중 PM2.5의 비율 (논문 장재연)[/caption]
1980년대만이 아니라 한참 후인 2000년대 중반에도 미세먼지에 대한 우려와 문제 제기 언론 기사는 쉽게 찾아볼 수 있다. 우리는 고비마다 미세먼지 문제에 대한 사회와 국민적인 관심이 있었고, 그 힘 덕분에 미세먼지 오염도를 개선해 올 수 있었다.
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2006년 당시 미세먼지 관련 언론 기사[/caption]
시민들의 의견
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