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- 작성일시2021/11/29 12:50
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지질자원연, 날씨와 미세먼지의 상관관계 찾아내
▷ 미세먼지와 강수 분석 연구를 통해 겨울철 미세먼지의 농도 상승은 화석연료의 연소가 크게 관여하는 것 확인
▷ 미세먼지 속 미생물 군집 조성 차이 발견으로 미세먼지 농도 수준에 따라 미생물의 발생 기원이 변화하는 것 제시
□ 첫 눈의 설렘이 가득한 하얀 겨울을 어둡고 답답하게 만드는 불청객 미세먼지. 눈?비가 온 다음 날, 미세먼지가 없는 깨끗한 하늘과 맑은 공기를 느낄 수 있는 것은 우연일까? 추운 날씨, 특히 겨울에는 이상하게도 미세먼지가 자주 발생하는 이유는 무엇일까? 한국지질자원연구원 연구진이 미세먼지에 대한 궁금증을 해결해준다.
□ 한국지질자원연구원(원장 직무대행 김광은, KIGAM) 지질환경연구본부 최한나 박사 연구팀은 서울 남부지역 강수자료와 미세먼지 포집자료를 바탕으로 미세먼지 입자의 성분 분석을 통해 미세먼지와 날씨(기온?강수 등)와의 상관관계를 확인했다.
□ 대기를 구성하는 다양한 입자와 성분들은 끊임없이 이동하며 물리?화학적 반응에 관여한다. 결국 미세먼지의 발생 기원에 대한 주요한 원인과 배출 책임은 명확히 다루기가 어렵다.
□ 최한나 박사 연구팀은 산성비가 온 날과 오지 않은 날의 빗물을 비교?분석, 미세먼지가 강수와 함께 지표로 떨어짐에 따라 수용성 금속 성분이 나오는 것을 확인했다.
○ 산성비가 내리는 날에는 알루미늄, 아연, 철 등 금속 성분의 측정값이 일반 빗물보다 더 높게 관측됐다.
○ 미세먼지 속에는 자형(自形)이 남아있는 광물 알갱이나, 철질(鐵質) 구형입자, 다공성*(多孔性) 탄소입자가 관찰됐다. 초미세먼지는 미세한 솜털이 뭉쳐있는 형태로 관찰돼 이미 알려진 대로 호흡기 유입이 쉬울 것으로 예측했다.
※ 고체가 내부 또는 표면에 작은 빈틈을 많이 가진 상태. 빈틈이 외부로 통하는 것도 있고, 주상(柱狀)이나 구형인 것도 있다.
○ 연구결과, 화석연료의 사용과 차량배기가스 등에서 발생한 탄소산화물이 금속성분과 섞여 미세먼지 입자의 형태로 대기로 배출된 것으로 보고 있다.
□ 연구팀은 미세먼지와 강수의 질산염 성분의 질소 동위원소 분석을 통해 대기 온도와 질소 동위원소 값의 강한 반비례 관계를 확인했다.
○ 화석연료의 연소는 연료유 및 디젤 차량 배기가스보다 더 무거운 질소 동위원소를 배출하는 것으로 보고된다.
○ 즉, 겨울철 기온이 내려갈수록 석탄 등 화석연료의 사용이 많아져 미세먼지를 증가시키고 대기질에 영향을 미치는 것으로 분석했다.
○ 또한, 빗물 샘플에서 화석연료 연소 시 주로 발생하는 입자인 황산염 동위원소가 질소 동위원소와 비례한 관계를 보이는 것도 이번 연구결과를 뒷받침했다.
□ 최 박사 연구팀은 이번 연구를 통해 미세먼지 내 미생물 군집 조성에 관한 유의미한 차이점도 발견했다.
○ 미세먼지 주의보 및 경보가 발령된 때와 미세먼지 농도가 보통 이하인 날의 자료를 분석한 결과 우점종(優占種), 즉 대표군집 미생물이 확연히 구분됨을 확인했다.
○ 미생물 군집조성 관련 연구결과는, 미세먼지의 증가에 있어 산업?생활 환경의 영향뿐만 아니라, 외부적인 기원성분에 대한 추가적인 고려와 대책이 필요하다는 것을 의미한다고 할 수 있다.
□ 최한나 박사는 “강수, 미생물 등 미세먼지의 다양한 영향요인과의 상관관계 연구를 통해 우리나라 미세먼지와 대기질 연구에 조금이나마 도움이 될 수 있어 기쁘다.”고 말하며, “아이들이 맑은 공기를 마시며 맘껏 뛰놀 수 있는 안전하고 깨끗한 환경, 아름다운 지구를 만드는데 보탬이 되도록 최선을 다하겠다.”고 밝혔다.
□ 한국지질자원연구원 김광은 원장 직무대행은 “정부의 탄소중립 2050 실현에 있어 미세먼지의 원인과 대책마련은 선결되어야 할 중요한 연구분야다.”고 강조하며, “앞으로 딥러닝 등 다양한 분야가 적용된 미세먼지 연구를 통해 국민의 안전과 행복에 기여하겠다.”고 말했다.
□ 이번 연구는 서울대학교 관악캠퍼스에서 수집한 서울 남부지역의 강수량 표본 자료(2017.10~2019.12)와 한국지질자원연구원의 미세먼지 포집 및 분석 기술, 지구미생물학 연구역량이 융합돼 도출된 연구결과다.
□ 연구결과는 지질환경분야 세계적 권위지인 ‘Environmental Science and Pollution Research(IF: 4.223)‘에 ’대기 중 에어로졸과 강수중 미세먼지 입자의 물리, 화학, 동위원소적 특성에 관한 연구(Physicochemical and isotopic properties of ambient aerosols and precipitation particles during winter in Seoul, South Korea)’의 제목으로 9월 23일 온라인으로 게재됐다.
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