부자동네는 공기부터 다르다더니...“정말 그렇네” 위성사진 분석 결과는

포스텍 이형주 교수팀
인공위성 사진으로 분석
부자동네나 도시일수록
대기오염도 높게 나타나

전국 이산화질소의 평균 농도 공간 분포도. 2018년부터 2022년까지 위성사진을 500m 격자로 촘촘히 분석했다. 붉을 수록 농도가 높다는 의미다. [포스텍 제공]

위성 사진으로 대한민국 공기 질을 분석한 결과, 소위 ‘부자동네’와 도시의 대기오염도가 더 높은 것으로 나타났다. POSTECH(포항공과대학교) 환경공학부 이형주 교수, 통합과정 김나래 씨 연구팀은 인공위성 자료를 활용해 우리나라 전역의 이산화질소(NO2) 농도를 500m 고해상도 분석하고, 사회경제적 수준에 따른 차이를 밝혔다.

이번 연구는 환경 분야 국제 학술지인 ‘환경과학 & 기술(Environmental Science & Technology)’ 온라인판에 최근 게재됐다.

이산화질소(NO₂)는 자동차 배기가스와 발전소에서 주로 배출되는 대기오염물질로 호흡기 질환 등을 유발할 수 있어 법적으로 엄격히 규제되고 있다. 이 물질은 다른 대기오염물질보다 반응성이 크고, 대기 중 체류 시간이 짧아 지역별로 농도 차이도 크다. 하지만 그동안은 수 킬로미터(km) 단위의 넓은 지역 평균값만 추정할 수 있었다. 지상 측정소의 수가 제한적이고 고르게 분포되어 있지 않았기 때문이다.

연구팀은 유럽우주국(ESA)의 트로포미(TROPOMI) 위성에서 수집한 이산화질소 데이터와 교통 관련 토지이용 정보를 결합하여 2018년부터 2022년까지 우리나라 전역의 이산화질소 농도를 500미터(m) 단위로 정밀하게 추정했다.

이 고해상도 데이터를 활용해 전국 17개 시도의 지상 측정망이 실제 인구 노출 수준을 얼마나 정확히 반영하는지 분석한 결과, 지역에 따라 측정소 데이터가 실제 이산화질소 노출 수준을 최대 11%까지 과소평가하거나 61%까지 과대평가하는 것으로 나타났다.

흥미로운 점은 단순히 인구 대비 측정소 수가 많다고 해서 측정 정확도가 높아지는 것은 아니라는 사실이다. 이는 측정소 위치 및 분포가 단순한 수보다 더 중요하다는 것을 보여준다.

연구팀은 사회경제적 수준에 따른 이산화질소 노출 차이도 분석했다. 일반적인 예상과 달리, 한국에서는 사회경제적 수준이 높은 지역에서 이산화질소 농도가 더 높게 나타났다. 1970~80년대 급속한 경제성장 과정에서 대형 도로와 주택단지가 함께 개발되고, 산업단지 주변으로 인구가 집중되면서 사회경제적 수준이 높은 지역이 오히려 더 높은 이산화질소에 노출되는 환경이 형성된 것이다.

이형주 교수는 “이산화질소뿐만 아니라 미세먼지, 오존 등 다양한 대기오염물질 연구를 진행할 계획”이라며, “대기오염 노출과 건강 영향 사이의 관계를 더 정확히 파악하기 위해 지역의 의료 인프라, 근린 환경, 건강 행태 등 다양한 요인을 고려한 종합적인 연구도 필요하다”라고 강조했다.

이형주 포스텍 교수(왼쪽)와 김나래 연구원. [포스텍]