고농도 미세먼지 ‘중국발+대기정체+국내요인’

[이투뉴스] 지난달 22일부터 27일 사이 발생한 고농도 미세먼지(PM2.5) 발생 원인을 분석한 결과, 초기에는 국외요인이 높다가 후반에는 국내요인이 치솟는 등의 흐름을 보인 것으로 나타났다. 지난 2월과 마찬가지로 처음에는 중국발 요인으로 시작했다가 이후 대기정체로 인해 국내요인이 누적되면서 고농도 미세먼지가 발생하는 패턴을 보여준 셈이다.

국립환경과학원과 서울보건환경연구원은 올해 4번째(3월 26일)와 5번째(3월 27일) 수도권 미세먼지 비상저감조치가 내려진 기간의 미세먼지 발생 원인을 지상과 위성 자료, 대기질 모델링 결과를 종합적으로 분석, 발표했다.

3월 22일부터 27일까지 수도권 집중측정소의 관측 자료 등을 종합적으로 분석한 결과 국외 영향은 고농도 사례 초반(22∼24일)에 58∼69%, 후반기(25∼27일)에는 32∼51% 수준을 보였다. 국외 영향은 중국 등 외부 발생 미세먼지가 국내 농도에 미치는 비율을 말한다.

미세먼지 일평균 농도가 최고값(경기 102㎍/㎥, 서울 99㎍/㎥)을 보인 3월 25일 국내외 영향은 유사(국외 51%, 국내 49%)했으나, 오전 시간에는 국외 영향이 우세(51∼70%)했고 오후 시간에는 국내가 우세(59∼82%)했다.

환경과학원은 3월 22일과 24일에 국외 미세먼지가 유입된 이후 25일부터 26일 오전 동안 국내 배출 효과가 더해지면서 ‘미세먼지 2차 생성’이 활발히 일어나 고농도가 발생한 것으로 분석했다. 2차 생성은 대기 중으로 가스 상태로 배출된 황산화물(SOx)와 질소산화물(NOx) 등이  물리·화학 반응을 통해 미세먼지(황산염(SO42-), 질산염(NO3-))로 전환되는 것을 말한다.

이는 3월 25일부터 26일 오전 동안에는 낮은 환기효과로 인한 대기정체와 높은 습도가 유지돼 ‘미세먼지 2차 생성’이 활발히 일어날 수 있는 조건이 형성됐기 때문이다. 이로 인해 작은 입자가 큰 입자로 성장함에 따라 미세먼지의 질량 농도가 급격히 증가한 것이라고 설명했다.

국립환경과학원은 1월 고농도 사례(1월 15~18일)는 대기정체로 인한 국내 발생 미세먼지가 주요원인이었으나, 이번 사례(3월 22~27일)는 국내와 국외 미세먼지가 복합적 영향으로 발생된 것이라고 밝혔다.

이번 사례 초반(3월 22∼24일)에 국외 미세먼지가 유입된 근거는 ▶이동성 고기압에 의해 국외 미세먼지가 유입될 수 있는 기상조건 형성 ▶백령도와 서울에서 미세먼지 농도의 급격한 증가 ▶위성을 통한 국외 에어로졸 유입의 관측 ▶우리나라와 일본의 미세먼지 농도의 동시 증가 ▶국내 배출원이 비교적 적은 황산염 증가 등이다.

후반(3월 25∼27일)에 국외 기여율이 낮아진 이유는 ▶남해상 고기압과 한반도 북쪽을 지나는 저기압 영향으로 서해상에 강한 남풍기류 형성(국외 미세먼지 유입 차단) ▶우리나라 내륙 대기정체 발생 ▶25일 오전을 기점으로 우리나라와 일본의 미세먼지 농도 증가가 정체되는 점 등을 꼽았다.

장임석 환경과학원 대기질통합예보센터장은 “앞으로도 정확한 미세먼지 예보와 더불어 고농도 발생 시 심층적인 원인 분석 결과를 제공하기 위해 노력할 것”이라고 말했다.

채덕종 기자 yesman@e2news.com