겨울철 미세먼지 농도 상승, '화석연료 연소 탓'..금속성분도 많이 포함

지질자원연, 날씨와 미세먼지 상관관계 규명
초미세먼지서 금속 입자 미세 솜털형태로 관찰

초미세먼지 안에 있는 입자 부스러기로 미세한 솜털 형태로 뭉쳐 있다. 지질자원연 제공

미세먼지 내에 포함된 다공성 탄소입자 모습 지질자원연 제공

겨울철에 미세먼지가 자주 발생하고, 눈과 비가 내린 다음날 미세먼지가 없는 이유를 국내 연구진이 날씨와 미세먼지 입자 분석을 통해 밝혀냈다.

한국지질자원연구원은 최한나 박사 연구팀이 서울 남부지역 강수 자료와 미세먼지 포집 자료를 토대로 기온이 내려갈수록 화석연료 사용이 많아져 미세먼지를 증가시키고, 대기질에 영향을 미친다는 사실을 미세먼지와 날씨 간 상관 관계를 통해 확인했다고 29일 밝혔다.

연구팀은 산성비가 내린 날과 내리지 않은 날의 빗물을 비교·분석해 미세먼지가 강수와 함께 떨어져 땅에서 수용성 금속 성분이 나오는 것을 확인했다. 즉 산성비가 내리는 날에는 알루미늄, 아연, 철 등 금속 성분 측정값이 일반 빗물보다 더 높게 관측됐다.

실제로, 일반 빗물에서 알루미늄 성분 검출 중앙값이 ℓ당 10.4몰(mol) 일 때, 산성비에서는 13.0몰이었다. 철 성분도 1.06몰에서 2.02몰로 많아졌고, 아연도 0.82몰에서 2.53몰로 3배 가량 급증했다.

특히 미세먼지에는 광물 알갱이나 철 유형의 구형 입자, 다공성 탄소 입자 등이 관찰됐고, 초미세먼지에는 미세한 솜털이 뭉쳐 있는 형태로 발견돼 이미 알려진대로 호흡기 유입이 쉬울 것으로 예측됐다.

연구팀은 화석연료 사용과 차량 배기가스 등에서 발생한 탄소산화물이 금속 성분과 섞여 미세먼지 입자 형태로 대기로 배출된 것으로 추정하고 있다.

아울러, 미세먼지 주의보나 경보가 발령됐을 때 공기가 보통 이하일 때보다 미세먼지 내 대표군집 미생물이 많이 포함된 것으로 나타났다.

최한나 지질자원연 박사는 "강수와 미생물 등 미세먼지의 다양한 영향 요인과 상관관계를 확인함에 따라 우리나라 미세먼지와 대기질 연구에 도움이 될 것이라는 데 의미가 있다"고 말했다.

이 연구결과는 지질환경 분야 국제 학술지 '환경과학&오염 연구(지난 9월 23일자)' 온라인에 실렸다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr