국립환경과학원이 한국대기환경학회(전국 9개 대학 참여)와 공동으로 수행하고 있는 ‘미세먼지 생성과정 규명과 저감대책 수립(2002∼06)’ 연구의 3차년도(2005) 사업을 통해 수도권 시정악화의 주요 원인물질을 규명하고, 3차원 미세먼지 예측 모델을 개발하여 미세먼지 저감대책에 따른 효과를 평가할 수 있는 계기를 마련했다.

▲ PM10, PM2.5 평균 화학성분 조성비(2005년 전농동)

서울시 전농동 미세먼지(PM10)의 평균 성분조성은 유기탄소화합물 22%, 원소탄소 8%, 질산염 22%, 황산염 15%, 토양지각성분 15%, 기타 18%로 나타났고, PM2.5의 경우 PM10에 비하여 황산염과 유기탄소화합물의 구성비가 상대적으로 증가하고 토양 지각성분이 감소하는 특징을 나타냈다.

미세입자가 시정에 미치는 영향은 황산염((NH4)2SO4) 22%, 유기탄소 화합물 18%, 질산염(NH4NO3) 13%, 금속산화물입자 16%, 미세 토양입자 2% 등으로 나타났다.

▲ 양호시정 20%와 악시정 20% 사례에 대한 PM10 화학성분 조성의 일변화(2005년 전농동).

시정악화현상의 발생시 특히, 상대습도의 증가와 함께 황산염((NH4)2SO4), 질산염(NH4NO3), 유기탄소화합물과 같은 입자상성분들의 농도증가가 주요 원인인 것으로 나타났다.

미국 환경청의 3차원 미세먼지 모델(CMAQ-MADRID)을 수정·보완하여 수도권의 미세먼지 예측에 적합한 3차원 모델을 개발하였다.

▲ 대기 중 황산염, 질산염, 탄소성분의 농도 50% 저감 시 HSI 색차법으로 분석한 서울시 시정의 변화.

1차 배출 미세먼지와 2차 생성 미세먼지성분(황산염, 질산염, 유기탄소화합물 등)의 생성과 2차 생성 미세먼지의 중국 등으로부터 중·장거리 이동 영향이 파악되었다.

본 연구 최종년도(2006년)에는 개발된 3차원 모델을 이용하여 저감 대안별 미세먼지 저감효과를 평가함으로써 수도권 미세먼지를 저감하는 효율적 대책방안을 도출할 예정이다.