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▲ 미세먼지(PM2.5) 입자크기별 입자 수 및 질량 농도

지난 3월 22일부터 27일 기간에 발생한 고농도 미세먼지(PM2.5) 발생 원인을 분석한 결과, 22일에 59%로 출발한 국외 영향*이 23일에 69%까지 높아진 이후 점차 낮아진 것으로 나타났다.

* 국외 영향: 중국 등 외부 발생 미세먼지가 국내 농도에 미치는 비율(%)

환경부 소속 국립환경과학원은 서울시보건환경연구원과 올해 4번째(3월 26일)와 5번째(3월 27일) 수도권 미세먼지 비상저감조치가 내려진 기간을 포함한 3월 22일부터 3월 27일까지의 미세먼지 고농도 발생에 대한 원인을 지상과 위성 자료, 대기질 모델링 결과를 종합적으로 분석하여 발표했다.

수도권 집중측정소의 관측 자료 등을 종합적으로 분석한 결과, 국외 영향은 고농도 사례 초반(3월 22일~24일)에 58~69%, 후반기(3월 25일~27일)에는 32~51% 수준을 보였다.

고농도 사례기간 중 미세먼지 일평균 농도가 최고값(경기 102㎍/㎥, 서울 99㎍/㎥)을 보인 3월 25일의 국내외 영향은 유사(국외 51%, 국내 49%)했으나, 오전 시간에는 국외 영향이 우세(51~70%)했고 오후 시간에는 국내가 우세(59~82%)했다.

국립환경과학원은 3월 22일과 24일에 국외 미세먼지가 유입된 이후, 3월 25일부터 26일 오전 동안에 국내 배출 효과가 더해지면서 ‘미세먼지 2차 생성*‘이 활발히 일어나 고농도가 발생한 것으로 분석했다.

* 대기 중으로 가스 상태로 배출된 황산화물(SOx)와 질소산화물(NOx) 등이 물리·화학 반응을 통해 미세먼지(황산염(SO42-), 질산염(NO3-))로 전환되는 것을 의미

3월 25일부터 26일 오전 동안에는 낮은 환기효과로 인한 대기정체와 높은 습도가 유지되어 ’미세먼지 2차 생성‘이 활발히 일어날 수 있는 조건이 형성되었고, 이로 인해 작은 입자가 큰 입자로 성장함에 따라 미세먼지의 질량 농도가 급격히 증가한 것이라고 설명했다.

※ (참고) 10,000개 입자 크기가 20㎚ → 200㎚로 10배 성장(수 농도 유지된다는 가정)하면 질량 농도는 1,000배(0.0105㎍/m3 → 10.5㎍/m3) 증가

국립환경과학원은 1월 고농도 사례(1월 15~18일)는 대기정체로 인한 국내 발생 미세먼지가 주요원인이었으나, 이번 사례(3월 22~27일)는 국내와 국외 미세먼지가 복합적 영향으로 발생된 것이라고 밝혔다.

이번 사례 초반(3월 22일~24일)에 국외 미세먼지가 유입된 근거는 ① 이동성 고기압에 의해 우리나라로 국외 미세먼지가 유입될 수 있는 기상조건 형성 ② 백령도와 서울에서 미세먼지 농도의 급격한 증가, ③ 위성을 통한 국외 에어로졸 유입의 관측 ④ 우리나라와 일본의 미세먼지 농도의 동시 증가 ⑤ 국내 배출원이 비교적 적은 황산염 증가 등 5가지다.

이번 사례 후반(3월 25일~27일) 동안에 국외 기여율이 낮아진 이유는 ① 남해상에 위치한 고기압과 한반도 북쪽을 지나는 저기압의 영향을 동시에 받아 서해상에 강한 남풍기류가 형성되어 국외 미세먼지 유입이 차단 ② 우리나라 내륙에 낮은 환기효과로 인한 대기정체 발생 ③ 3월 25일 오전을 기점으로 우리나라와 일본의 미세먼지 농도 증가가 정체되는 점 등 3가지다.

장임석 국립환경과학원 대기질통합예보센터장은 “앞으로도 정확한 미세먼지 예보와 더불어 고농도 발생 시 심층적인 원인 분석 결과를 제공하기 위해 노력할 것”이라고 말했다.