인위적이면 '미세먼지'·자연적이면 '황사'
오염원이 대기정체로 안개될 땐 '스모그'
27일 오전 대기정체 등으로 전국 곳곳에서 미세먼지 농도가 '나쁨' 수준을 보인 가운데 오후 들어 서해상으로 황사까지 유입되면서 대기오염에 대한 우려가 높아지고 있다.
난방 등 연료사용량이 증가하는 겨울 들어 대기질 악화가 일상화하면서 관련 용어를 일상 단어처럼 쓰고 있지만 발생원인과 해당 오염물질, 현상 등에 따라 구분이 필요하다.
환경부에 따르면 가장 대표적인 미세먼지는 대기 중 떠다니거나 흩날려 내려오는 물질 가운데 입자크기가 매우 작은 경우를 가리킨다. 지름 50㎛ 이하인 총먼지(TSP, Total Suspended Particles) 중 지름이 작은 물질(PM, Particulate Matter)이 미세먼지다.
미세먼지에도 구분이 있다. 환경부는 내년 2월15일 시행하는 '미세먼지 저감 및 관리에 관한 특별법'을 의결하면서 8월부터 지름이 10㎛보다 작으면 '미세먼지', 2.5㎛ 작으면 '초미세먼지'로 정의하고 있다. 사람 머리카락 지름(50~70㎛)보다 미세먼지는 최대 7분의 1, 초미세먼지는 30분의 1 정도 크기다.
일반적으로 미세먼지는 공기 중에서 반응해 형성된 황산염·질산염 등 덩어리와 석탄·석유 등 화석연료를 태우는 과정에서 발생하는 탄소류, 검댕, 지표면 흙먼지 등으로 구성된다.
원인은 굴뚝 등 발생원에서 고체 상태로 나오는 1차 발생원과 가스 상태로 나온 물질이 공기 중 다른 물질과 화학반응을 일으켜 미세먼지가 되는 2차 발생원 등 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 석탄·석유 등 화석연료가 연소하면서 나온 황산화물이 수증기, 암모니아와 결합하거나 자동차 배기가스에서 배출된 질소산화물이 화학 반응을 일으킨 경우가 2차적 발생에 해당한다.
이날 오후 서해 최북단 백령도를 시작으로 농도가 높아지고 있는 건 황사다. 중국 북부나 몽골 사막지대, 황토고원에서 강하게 발생한 회오리 바람을 타고 휩쓸려 올라간 작은 흙먼지가 장거리를 이동해 우리나라에 도착하면 황사가 유입됐다고 본다.
입자 크기는 대부분 미세먼지와 비슷한 10㎛ 수준이다. 사람 활동으로 발생한 탄소류나 대기오염물질 등으로 구성된 미세먼지와 달리 자연적으로 발생한 흙먼지로 자연 토양성분이 주를 이룬다는 게 다른 점이다.
편서풍을 타면 우리나라에 하루나 이틀 정도 도착하는데 최근에는 중국 공장 등에서 발생한 오염물질까지 실어나르고 있다.
스모그는 미세먼지 등 인위적인 대기오염물질이 흩어지지 않고 한곳에 머물러 연기(smoke)나 안개(fog) 형태를 띠는 경우다. 도시 매연 등 오염물질이 안개 모양 기체가 된 물질이 스모그다.
이처럼 스모그가 일정 지역에서 오랫동안 머무는 건 기상조건 때문이다. 바람이 약하거나 기온역전으로 무거운 공기가 지면 부근에 위치하면서 공기 상하이동이 일어나지 않을 때 각종 먼지가 지상층에 머무르는 것이다.
황산화물과 부유먼지 등으로 발생하거나, 자동차의 배기가스 속에 함유된 올레핀계 탄화수소와 질소산화물 혼합물에 태양광선이 작용한 광하학반응으로 형성된다. 사람들은 전자를 '런던형 스모그', 후자를 '로스앤젤레스형 스모그'라고 부른다. 현재 중국 베이징과 한국 서울 등에선 두 현상이 혼합돼 발생한다.