국가지도집 2권 2020

초미세 먼지 모델링

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 대규모 석유 화학 산업 단지가 밀집된 지역으로 전국 석탄 화력 발전량의 50%를 책임지고 있는 충청남도는 대기오염 문제가 심각한 상황이다. 충청남도는 2015년 이후 5년 연속으로 대기 오염 물질을 가장 많이 배출한 지방 자치 단체로 이름을 올렸으며, 당진에 위치한 현대제철은 전국에서 오염 물질 배출량이 가장 많은 사업장으로 꼽힌다. 이 지도들은 대기질 예측 모델링의 결과 자료로 충청남도의 대기 오염 물질이 국내 초미세 먼지 분포에 미치는 영향을 보여준다. 예측 모델은 모델링, 배출량 모델링, 대기질 모델링 등 세 부분으로 구성되었으며, 자료의 도출에는 국립환경과학원에서 얻은 2015년 오염 물질 배출량이 활용되었다.

 

 모델링 결과 지도는 충청남도의 점 오염원(굴뚝에서 발생하는 오염원), 선 오염원(도로 이동 오염원), 면 오염원(점, 선 오염원 외 모든 오염원) 별로 NOx, SOx, VOC, NH3, PM2.5 기원의 초미세 먼지(PM2.5)가 전국에 어떠한 모습으로 퍼져 나가는지를 보여준다. 대기 오염 물질의 배출량이 많은 지역에서 항상 초미세 먼지가 많이 생성되는 것은 아니며, 기상 흐름과 화학 반응에 따라 비선형적인 관계를 띠어 오염 배출원의 주변 지역에서 초미세 먼지의 농도가 더 높게 나타날 수 있다.

 

 충청남도의 대기 오염 물질이 지방 자치 단체별 초미세 먼지 농도에 기여하는 비율을 보면 충청남도의 대기 오염 물질이 남한 전체, 특히 서부 지역에 지대한 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 예컨대, NOx에 의해 생성되는 초미세 먼지의 농도는 NOx의 배출지인 충청남도와 충청남도의 남쪽에 인접한 전라북도가 큰 차이를 보이지 않는다. 이는 대기 오염 물질이 해당 지방 자치 단체뿐 아니라 인접한 지방 자치 단체의 대기에도 많은 영향을 미칠 수 있다는 점을 시사한다.

 

 국내의 화력 발전소가 초미세 먼지 분포에 미치는 영향을 살펴보기 위해 석탄 화력 발전소와 LNG 화력발전소로 나누어 수행한 대기질 모델링 결과 또한 의미 있는 정보를 제공한다. 석탄 발전소와 LNG 발전소 기원의 초미세 먼지 농도는 각각 0.51㎍/㎥와 0.10㎍/㎥로, 석탄 발전소가 LNG 발전소에 비해 5배 정도 높았다. 석탄 화력 발전소 기원의 미세 먼지 농도를 지방 자치 단체별로 살펴보면 전라북도가 1.14㎍/㎥로 가장 크며, 충청남도가 0.98㎍/㎥, 세종이 0.97㎍/㎥로 그 뒤를 이었다. 한편, LNG 화력 발전소는 인천0.24㎍/㎥, 서울 0.12㎍/㎥, 전라남도 0.12㎍/㎥ 순으로 높게 나타났다. 석탄 발전소의 영향을 받는 지역은 주로 충청남도와 전라북도, LNG 발전소의 영향을 받는 지역은 주로 수도권으로 지역별로 차이가 있다. 해마다 배출량과 기상 조건이 상이하므로 연평균 초미세 먼지의 모델링 결과는 어느 해의 자료를 사용하는지에 따라 조금씩 다를 수 있다.