2016년 5월, 미국 항공우주국( NASA)이 우리나라 국립환경과학원과 함께 미세먼지를 잡기 위해 한반도의 대기 질과 관련해 공동 연구에 나섰다. 조사결과 발전소나 경유차 등에서 나오는 1차 오염 물질이 공기 중에서 화학적 반응을 일으켜 생성되는 2차 오염 물질인 초미세먼지가 미세먼지 중에서 70% - 80%까지 차지하고 있다는 사실이 밝혀졌다.

미세먼지란 1차 미세먼지와 2차 미세먼지로 구분된다. 1차 미세먼지란 배출원에서 배출되는 미세먼지로 화석연료 연소로 인한 굴뚝에서 나오는 검은 연기, 그리고 자동차의 매연가 스, 바람에 날리는 먼지 등이 있다. 그렇지만 이런 미세먼지 중에서 황산화물, 질산화물, 일산화탄소 등은 공기중에 배출되면 화학반응을 일으켜 2차 독성물질로 변하는데 이를 2차 초미세먼지가 대부분을 차지하고 있다는 것이다.

통상 먼지라는 것은 공기 속에 입자상 물질(고체나 액체상태)이 부유하고 있는 상태를 말하며 일반적으로 에어로졸(Aerosol)이라 한다. 보통 먼지의 크기가 70μm이상의 경우는 발생 즉시 침강하므로 일반적으로 70μm 미만의 총먼지라 한다.

본래 미세먼지란 개념은 대기오염물질 중에서 인체에 영향을 미치는 해로운 물질을 역학조사하여 대기오염 기준을 마련하기 위하여 설정된 것이다. 그래서 미세먼지를 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)로 구분한다.

미세먼지(PM10)란 10㎛(마이크로미터·100만분의 1m) 이하로 머리카락 크기의 5분의 1로 눈으로 식별할 수 없는 정도이다. 이에 반해 초미세먼지(PM2.5)란 이보다 4분의 1이나 작은 2.5㎛로 현미경으로나 관찰할 수 있는 크기이다.

초미세먼지의 배출원은 화석연료가 연소하면서 배출되는 황산화물질(SO4)와 질산화물질(NO3)이 절반 가량을 차지하고 일산화탄소(CO)와 30가지의 중금속이 절반가량을 차지하고 있다고 한다. 이때 발생하는 2차 대기오염물질은 다이옥신, 수은, 벤젠, 프레온 가스 등과 같은 독성물질이며 이들이 발생하는 공간도 배출지역에서 멀리 떨어진 공간에서 이뤄지기 때문에 이를 제대로 파악하기가 어렵다고 한다.

우리나라 대기환경보전법 1조에서는 ‘대기오염물질은 가스, 입자상 물질, 먼지, 매연, 검댕, 악취, 특정대기유해물질, 대기오염물질 배출시설, 대기오염 방지시설, 자동차, 첨가제’라고 정의하고 있다. 또한 대기의 일반적인 환경을 모니터링하기 위해 7가지 오염물질에 대한 환경기준을 설정하고 있다. 이들 7가지 오염물질은 아황산가스, 이산화질소, 오존, 미세먼지, 일산화탄소, 납, 벤젠이다.

황산화물은 석유나 석탄의 연소에서 발생되는 오염물질로 우리나라는 대부분 중동산 원유를 사용하기 때문에 원유 중에서 2~ 6%의 유황을 함유하고 있다. 대기 중에서는 아황산가스가 입자상 물질 등의 표면에 수증기와 함께 응집해서 황산의 미스트를 형성하고 이 미스트 입자가 40μm 이상이 되면 산성비를 생성하게 된다.

또한 질소산화물은 일산화질소, 이산화질소로 구분되며 자동차 배기가스 등의 이동발생원, 담배연기, 석유가스스토브, 가스레인지 등 연소에서 발생한다. 이는 혈액중의 헤모글로빈과 결합하여 헤모글리빈-산소의 결합을 저해하고 조직적으로 산소의 공급을 방해한다. 이로써 빈혈을 일으키며 광화학 옥시던트의 발생 원인이 되고 산성비의 원인이 된다. 산성비는 질산을 생성시켜 인체, 금속, 건물, 동식물에 피해를 준다.

일산화탄소는 연료의 불완전한 연소로 발생하며 특히 가솔린 자동차의 배기가스와 연탄가스가 주된 발생원이다. 대형 디젤기관이나 트럭의 경우에는 일산화탄소가 발생되지 않으나 소형 가솔린 자동차가 일산화탄소 오염의 60~ 70%를 차지하고 있다. 이런 대기오염물질이 대기중에서 화합하여 다이옥신, 수은, 벤젠, 폼알데이하이드, 석면. 프레온 가스 등 2차 대기오염물질을 생성하게 된다.

다이옥신은 베트남 전쟁에서 미국이 고엽제로 살포하여 국제적으로 물의를 일으킨 물질로써 인체에 오염되면 신장, 간장, 폐 등을 해치며 임산부에 오염되면 기형아의 출산원인이 되기도 한다. 도시 주변에서는 쓰레기 소각 시에 불완전 연소의 결과로 소각로 내에서 화학반응을 통해 생성되는 것으로 알려져 있다.

수은은 가정에서 버려진 건전지에서 발생되며 수질오염으로서 미나마타병으로 알려진 원인물질이다. 일단 배출된 무기수은은 자연계의 미생물이나 태양광선, 화학물질 등의 관련으로 유해한 유기수은으로 변화하는 것으로 알려져 지하수 오염의 원인이 되고 있다.

벤젠은 자동차의 배기가스, 타르 공장의 매연, 담배연기 등에 발생하는 발암성의 물질이다. 자동차 배기가스 가운데 특히 디젤 자동차에서 많이 배출되며 다양한 종류의 변이성을 갖고 있는 무서운 독성물질이다.

폼알데이하이드는 건축자재나 단열재 등에서 배출되며 자동차 배기가스, 가구, 옷감 등에서 배출되기도 한다. 이는 인체의 피부, 호흡계, 위, 간에 심한 통증과 염증을 일으키고 2~ 10ppm의 농도에 노출될 경우 두통, 현기증, 구토 등을 일으킨다.

석면은 자동차의 브레이크라이닝, 건축자재, 단열재 등에서 배출되며 석면을 고농도로 흡입하면 석면폐의 원인이 된다.

프레온 가스는 오존층의 파괴물질로서 에어로졸 분사제, 전자제품, 발포스티롤, 금속제품의 세정제 등에 사용되며 대기중에 일단 방출되면 쉽게 분해되지 않고 성층권에 도달하여 강한 자외선을 받아 프레온가스 중의 염소와 오존이 반응하여 오존을 파괴한다.

2016년 6월, 국제에너지기구(IEA)는 ‘에너지와 대기오염’이라는 특별보고서를 발표하였다. 이 보고서에서 “대기오염이란 이산화황, 질소산화물, 미세먼지 등 3대 오염물질이 직접 공기를 오염시키거나 대기 중에서 화학반응을 일으켜 2차 오염물질로 변환되는 것”이라고 규명하고 있다. 특히 3대 오염물질 중 이산화황 및 질소산화물 대부분과 미세먼지의 85%는 에너지 생산 및 소비 활동에 기인하는 것으로 추정하고 있다. 결국 미세먼지의 주범은 화석연료임을 알 수 있다.

그런데도 불구하고 환경부는 지금까지 미세먼지의 주범을 ‘중국 탓, 경유 자동차 탓’으로 돌렸다. 심지어 ‘밀폐된 집에서 고등어 한 마리를 구웠더니 초미세먼지(PM2.5) 농도가 1㎥당 2,290㎍까지 올라갔다’고 미세먼지의 주범으로 ‘고등어’를 지목하였다.

물론 고기를 굽는 과정에서도 많은 미세먼지가 나올 수 있지만 그 미세먼지의 성분은 발암물질이 아니며 국민건강에 직결되는 미세먼지가 아닌 것이다. 따라서 미세먼지를 감축시켜나가기 위해서는 무엇보다도 화석연료사용을 중단 내지 감축시켜 나가는 방안을 마련해야 되는 것이다. 그리고 2차 미세먼지를 철저하게 관리하여 국민건강보호에 만전을 기해야 하는 것이다.