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겨울철 미세먼지, 왜 더 독할까?

2018년 02월 20일 16:23

겨울 막바지를 맞아 추위가 물러나면서 반갑지 않은 미세먼지 농도는 다시 높아지고 있습니다. 몇 년 전부터 겨울이 되면 3일은 춥고 4일은 미세먼지가 심하다는 ‘삼한사미(三寒四微)’라는 신조어가 유행하는데요. 추위와 미세먼지 중 무엇이 나은 건지 참 애매합니다. 게다가 겨울철 미세먼지는 봄의 미세먼지보다 더 위험하다고 하니, 겨울 끝자락까지 미세먼지에 신경써야 할 듯 합니다. 

 

지난해 경제협력개발기구(OECD) 조사 결과에 따르면 한국은 2015년 기준 OECD 35개 회원국 중 초미세먼지(PM2.5·지름이 2.5㎛ 이하인 입자) 노출도가 가장 높은 것으로 나타났습니다. 1998~2015년 사이 실시된 17차례의 OECD 조사 중 이번이 무려 12번째 1위 기록입니다.

 

Q. 계절별로 미세먼지 양상이 다른가요?

미세먼지는 황사(모래바람)가 몰려드는 봄보다 겨울에 더 위협적입니다. 우선 인체 깊숙이 파고드는 PM2.5의 비중이 봄에 비해 더 높습니다. 지난해 12월부터 현재까지 발령된 미세먼지 주의보 176건 중 117건(66.5%)이 PM2.5에 대한 주의보였습니다. 반면 지난해 3~5월 사이 발령된 미세먼지 주의보 및 경보 169건 중에서는 25건(14.8%)만이 PM2.5에 대한 것이었습니다. 이 중에서도 봄철 미세먼지 경보 18건은 대부분 PM10(지름이 10㎛ 이하인 입자)에 대한 것으로, PM2.5 경보는 단 1건에 불과했습니다.

 

PM2.5는 비산먼지나 황사처럼 자연적으로 발생하는 미세먼지가 아니라 이산화황(SO2) 같은 오염물질과 유기화합물(VOCs) 등의 광화학 반응에 의해 생성됩니다. 겨울에는 난방 등으로 인해 PM2.5의 원인물질이 더 많이 배출됩니다. 경유차 등 자동차 배기가스로 배출되는 질소산화물(NO3)도 기온이 높은 봄에는 금세 휘발돼 날아가지만 차가운 겨울에는 상대적으로 안정적인 상태를 유지합니다. 같은 양의 배기가스가 배출돼도 겨울에는 PM2.5가 더 잘 생성된다는 뜻입니다.

 

Q. 겨울철 미세먼지가 더 위협적인 또 다른 이유가 있을까요?

겨울에는 대체로 한반도에 자리한 고기압의 영향으로 미세먼지가 지표면 가까이 낮게 깔린 채로 더 오랜 시간 머뭅니다. 기압이 높은 곳에는 하강 기류가 생기고 지표면에 바람도 적게 불기 때문입니다. 또 보통은 지표면에서 멀어질수록 기온이 낮아지지만, 겨울에는 고도가 높아지면서 기온이 올라가는 ‘역전층 현상’이 일어나 대기가 잘 순환하지 못합니다. 무겁고 찬 공기는 아래로 내려앉고 가볍고 따뜻한 공기는 위로 올라가는 자연적인 대류가 줄어드는 겁니다.
 
이런 이유로 겨울철에는 지표면부터 일정 고도까지의 대기 중 물질이 대류에 의해 섞이는 ‘대기경계층(혼합층)’이 지표면에서 불과 수십 m 높이에 형성됩니다. 대기경계층이 1000~1500m 높이에 형성되는 봄철과 비교하면 훨씬 지표면 가까이에 압축돼 있다고 볼 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 정체된 미세먼지가 계속 쌓이게 되기 때문에 고농도 미세먼지로 발전할 가능성도 높은 셈입니다.

 

Q. 중국 영향도 크지 않을까요?

국립환경과학원은 서울시가 최초로 수도권 미세먼지 비상저감조치를 발령한 올해 1월 15~18일 사이의 고농도 미세먼지의 원인을 분석한 결과, 국내 기여도가 43~62%로 중국 등 국외 기여도보다 더 높게 나타났다고 이달 6일 밝혔습니다. 국내에서 배출된 질소산화물이 질산염으로 전환됐고, 대기가 정체된 상태에서 2차 생성 PM2.5가 발생하면서 고농도 미세먼지로 이어졌다는 겁니다.

 

이미지 확대하기국립환경과학원이 서울시가 최초로 수도권 미세먼지 비상저감조치를 발령한 올해 1월 15~18일 사이의 고농도 미세먼지의 원인을 분석한 결과. 중국 등 국외요인이 기저 농도를 높이긴 했지만 고농도에는 국내요인의 영향이 더 컸던 것으로 나타났다. - 국립환경과학원 제공
국립환경과학원이 서울시가 최초로 수도권 미세먼지 비상저감조치를 발령한 올해 1월 15~18일 사이의 고농도 미세먼지의 원인을 분석한 결과. 중국 등 국외요인이 기저 농도를 높이긴 했지만 고농도에는 국내요인의 영향이 더 컸던 것으로 나타났다. - 국립환경과학원 제공

중국발 미세먼지의 기여도도 겨울철에는 북서풍의 영향으로 봄철(20~40%)에 비해 50~70% 수준으로 높아진다는 게 일반적인 분석입니다. 그러나 이런 경우라 하더라도 아직까지는 중국에서 오는 기류에 어떤 미세먼지 원인물질이 얼마나 딸려 오는지, 어느 고도로 유입되고 얼마나 많이 지표면까지 내려오는지에 대해서는 알 수 없습니다. 때문에 일각에서는 중국발 미세먼지의 기여도가 과도하게 추산되고 있으며, 우리가 숨쉬는 지표면에서 발생하는 국내 발생 미세먼지가 인체에 더 직접적인 해를 끼친다고 지적하기도 합니다.

 

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