최근 한반도는 미세먼지로 몸살을 앓고 있다. 차량 증가와 산업화로 인한 국내 발생 미세먼지는 물론이고 중국에서 오는 미세먼지까지 겹쳐 상황이 심각하다.
이런 미세먼지 문제를 해결하기 위해 국내 과학기술자들이 힘을 모았다. 과학기술정보통신부, 환경부, 보건복지부가 지원하는 ‘미세먼지 국가전략프로젝트 사업단’은 이달 중순 첫 회의를 열고 3년간 연구를 시작한다.
사업단에는 한국과학기술연구원(KIST), 한국기계연구원, 서울대, 광주과학기술원 등 10개 연구기관 소속 15명의 연구책임자가 이끄는 500여 명의 연구진이 참여한다. 정부는 2020년까지 연구비 총 496억원을 투입한다.
연구 개시에 앞서 배귀남 단장은 3일 성북구 KIST에서 열린 한국과학기자협회-KIST 세미나에서 기자들과 만나 앞으로 진행할 연구를 소개했다.
미세먼지는 입자 크기가 10㎛(마이크로미터·1㎛=100만분의 1m) 이하인 먼지로, 유해한 탄소류와 대기오염물질 등으로 구성된다. 미세먼지 중에서도 입자 크기가 2.5㎛ 이하인 것은 초미세먼지라고 부른다.
하지만 이런 미세먼지가 어떻게 만들어지는지, 정확한 과정은 여전히 베일에 싸여있다.
미세먼지는 자동차나 공장 굴뚝에서 나오기도 하지만 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물(VOCs)이 대기 중에 떠돌아다니다가 햇빛과 만나 화학반응을 일으켜 만들어질 수도 있다.
자동차나 공장에서 나오는 미세먼지를 흔히 ’1차 미세먼지’, 화학반응으로 만들어지는 경우를 ’2차 미세먼지’로 구분해 부르기도 한다.
배 단장은 우선 우리나라에서 나타나는 2차 미세먼지의 정확한 생성과정을 실험실에서 알아볼 예정이라고 밝혔다.
그는 “1943년 LA 스모그, 1952년 런던 스모그 등 해외 사례에서 지금 우리가 당면한 미세먼지 문제의 실마리를 찾을 수는 없다”라며 “우리 문제는 우리가 해결할 수밖에 없다”고 설명했다.
이 연구는 창고처럼 생긴 실험장치인 ‘스모그 챔버’(Smog Chamber)에서 진행된다.
현재 KIST에는 2000년대 초 구축한 6㎥짜리 소형 스모그 챔버가 있다.
사업단은 앞으로 100㎥짜리 대형 스모그 챔버를 설치, 대기와 더 유사한 환경에서 미세먼지 입자의 생성과정을 연구할 예정이다.
연구단은 미세먼지의 발생 자체를 줄이는 기술도 개발한다는 계획이다.
미세먼지를 만드는 원인물질 중 질소산화물을 90%가량 제거하는 ‘탈질촉매’를 이용하는 것이 한 가지 접근법이다.
지난 2015년 하헌필 KIST 박사팀이 220℃에서 질소산화물을 없애는 선박용 촉매를 개발한 바 있는데, 이를 미세먼지 저감용으로 쓸 수 있도록 반응 온도를 더 낮추는 것이 목표다.
아울러 배 단장은 한국 연구진의 노력만으로 미세먼지 대응은 어렵다며, 국제 공동연구도 강조했다.
공동연구에 쓸 수 있도록 정확한 국내 대기 질 측정 데이터를 모으는 것도 연구단의 연구 주제 중 하나다.
KIST 연구실에 외부 공기의 입자 성분을 매분 분석하는 기기를 갖춰두고, 데이터를 모을 예정이다.
이렇게 모인 자료는 중국발 미세먼지의 영향에 대한 데이터가 될 수 있다. 또 우리나라의 ‘대기 질 예보 시스템’을 만드는데 기반 자료로 쓸 수도 있다.
배 단장은 “한국, 중국, 일본을 하나의 ‘호흡권’으로 봐야 한다. 각국 연구자들이 이런 생각을 가지면, 공동연구를 진행할 수 있는 기반이 더 견고해지리라 생각한다”면서 “정부채널은 정치적 관계로 경색될 수 있는 만큼, 연구자들로 이뤄진 ‘전문가 포럼’ 등 민간채널도 활성화할 필요가 있다”고 말했다.