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[월요마당] 디젤 엔진과 대기오염대책의 우선순위
장영기 수원대 환경에너지공학과 교수
2017년 11월 13일 (월) 13:23:28 에너지신문 energynews@ienews.co.kr
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[에너지신문] 미세먼지는 직경이 작을수록 공기 중에 오래 떠 있고 우리 호흡기 깊숙이 흡입돼 침적될 가능성이 높으며 유해성분의 함유율 까지 높아지므로 점점 작은 미세먼지를 규제하게 된다. 우리도 2015년부터 대기환경기준에 기존의 미세먼지(PM10, 직경 10㎛ 이하의 먼지)에 더해 초미세먼지(PM2.5, 직경 2.5 ㎛ 이하의 먼지)를 관리하고 있다.

2013년 기준 PM2.5의 전국배출량은 약 10만 6000톤/년이다. 이를 배출원별 배출기여도로 살펴보면 사업장의 제조업 연소에서 39%, 자동차에서 10%, 선박과 건설기계에서 13%, 비산먼지로 16%, 생물성연소에서 12%가 배출되고 있다.

일부 언론에서는 이 자료를 보고 초미세먼지가 자동차보다 비산먼지 형태로 더 많이 배출되는데 왜 자동차만 규제를 강화하느냐 라는 주장이 실리기도 한다. 그러나 이는 디젤엔진이 대기질에 미치는 영향을 종합적으로 고려하지 않았기 때문이다.

첫째, 디젤엔진에서는 많은 질산화물이 배출되는데 이는 2차 PM을 생성하는데 상당 부분 기여한다.

대기오염 물질은 배출원에서 직접 배출되는 형태의 1차 오염물질과 다른 전구물질이 배출돼 대기 중에서 화학반응을 통해 만들어지는 2차 오염물질로 구분한다. 1차 미세먼지는 연소과정과 비산먼지 형태로 배출되고, 2차 미세먼지는 대기 중에서 황산화물, 질산화물, 암모니아 등이 화학 반응을 통해 에어로졸로 만들어지며 대기 중 농도가 높아지게 된다.

둘째, 미세먼지 배출량의 기여도가 그대로 우리가 호흡하는 농도 기여도가 아니다.

우리가 마시는 미세먼지의 양은 멀리 떨어져 있는 화력발전소와 주변 도로를 달리는 자동차의 영향이 다를 수 밖에 없다. 대기 중 우리가 마시는 미세먼지 양의 배출원별 기여도를 알기 위해서는 특정 지점에 대한 측정과 분석을 통해 농도기여도를 해석해야 한다. 2016년 서울연구원의 대기 중 PM2.5 연구에 의하면 비산먼지는 6-13%, 자동차에 의한 1차적인 영향은 26-28%에 달하며, 2차 PM은 29-43% 차지하는 것으로 분석됐다. 여기서 2차 PM의 주요 전구물질인 질소산화물은 디젤엔진에서 전체 배출량의 절반 정도 배출되므로 결과적으로 도시지역 초미세먼지 농도의 가장 큰 영향을 주는 것은 디젤엔진이 되는 것이다.

셋째, 디젤엔진에서 배출되는 미세먼지는 비산먼지와 달리 인체위해도가 크다.

디젤 엔진에서 배출되는 미세먼지가 인체 위해도가 높다는 사실은 학계에서 꾸준히 제기 됐다. 2012년 세계보건기구(WHO) 소속 국제 암연구기구(IARC)에서 공식적으로 디젤 미세먼지를 1급 발암물질로 분류함으로써 디젤 미세먼지는 대기관리의 우선적 규제 대상이 될 수 밖에 없게 됐다.

미국 캘리포니아에서는 1987년부터 대기위해물질 노출연구 (MATES: Multiple Air Toxics Exposure Study)를 통해 대기 위해성 평가를 실시하고 있다. 2008년에 발표된 이 연구의 3차 연구보고서에 의하면 LA지역의 발암 가능성은 100만명당 1200명 수준으로 매우 높은 것으로 평가했다. 또한 디젤 PM의 기여농도는 약 3.1∼3.5 ㎍/㎥로 대기 중 PM2.5 농도의 약 15 %정도를 차지하지만 물질별 위해도를 고려하면 디젤 PM의 발암위해성 기여도는 약 84 %를 차지하는 것으로 평가했다. 즉 디젤 PM은 농도 보다 위해성을 고려해야 하는 것이다. 그런데 디젤엔진의 비중이 미국보다 큰 우리 나라는 더 나쁜 상황일 것으로 우려된다.

이와 같이 디젤엔진은 PM2.5와 질산화물을 많이 배출시키므로 대기 중 초미세먼지 농도 증가에 많이 기여한다. 또한 디젤PM은 우리 생활 주변에서 항상 노출될 수 있으며 인체 위해성도 높다. 따라서 배출원의 농도 기여도와 위해성 기여도를 고려하면 디젤엔진에 대한 규제 우선순위가 높을 수 밖에 없는 것이다.

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