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Part 1 간단하게 풀어 보는 미세먼지 궁금증
미세먼지가 뭐야
공기 중에 떠다니는 액체상·고체상의 물질(입자상물질). 땅에 떨어지면 더 이상 ‘미세먼지’가 아니에요.
미세먼지는 어떻게 생기나
인간은 아주 오래 전부터 먼지와 적당히 섞여 지내왔어요. 미세먼지를 만드는 요인은 매우 많지만 크게 두 가지로 나눌 수 있어요.
① 자연 발생: 황사로 대표되는 흙먼지, 바닷물에서 생기는 소금, 그리고 파도가 친 후 부서진 작은 알갱이, 꽃가루, 화산 폭발로 분출되는 화산재, 산불로 인한 매연 등 액체와 고체로 된 미세먼지를 말해요. 먼지에는 부정적인 측면만 있는 것은 아니에요. 꽃가루는 식물이 번식하는 중요한 방법이고, 지표면에서 솟아오르는 광물성 먼지는 생태적인 기능을 해요. 예를 들면 사하라사막에서 일어난 먼지바람은 해양에 철분을 공급해 플랑크톤 형성에 도움을 주죠.
② 인위적 발생: 자연적으로 발생한 것보다 인위적으로 생긴 먼지는 크기가 더 작아요. 인위적으로, 즉 인간 활동에 의해 생기는 먼지는 2차 미세먼지라고도 해요. 이걸 만드는 주범은 바로 기체죠. 화력발전소에서 석탄을 태우고 나오는 이산화황·아황산가스, 자동차를 타면 나오는 이산화질소, 고기를 구울 때 나오는 암모니아 같은 기체가 미세먼지를 만들어내요.
미세먼지는 너무 작아
먼지의 모양은 제각각 달라요. 어떤 먼지는 체인 형태를 하고, 각이 진 것이나 둥근 구형도 있죠. 모양보다 중요한 것은 크기예요. 먼지는 고체와 액체 입자로 된 복잡한 혼합물인데, 이런 혼합물을 ‘에어로졸(Aerosol)’이라고도 불러요. 대기에 있는 에어로졸의 입자 크기는, 크게는 몇백 마이크로미터(㎛)에서 작게는 몇 나노미터(㎚)까지 있죠. 먼지는 크기에 따라 다음과 같이 나눌 수 있어요.
①50㎛ 이하인 총 먼지(TSP: total Suspended Particles)와 ②입자 크기가 매우 작은 미세먼지(PM: Particulate Matter)예요. ③미세먼지는 다시 지름(정확히는 입자의 공기역학적 지름)이 10㎛보다 작은 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5㎛보다 작은 미세먼지(PM2.5)로 나뉘어요. ※공기역학적 지름: 물리적 크기가 아닌 먼지의 역학적 특성(침강속도 또는 종단속도)에 의해 측정되는 먼지의 크기.
마이크로미터(㎛)의 크기는
1㎛는 1000분의 1㎜이에요.
우리가 마침표를 찍을 때 쓰는 문장부호인 점 ‘·’의 지름은 대략 200㎛ 정도죠. 해변의 고운 모래 입자의 지름은 90㎛ 정도, 사람의 머리카락 지름은 50~70㎛ 정도예요. 학자마다 견해는 다르나, 인간의 눈은 20~50㎛ 정도까지 인식할 수 있다고 합니다. PM10은 머리카락 지름의 7분의 1 정도이며, PM2.5는 머리카락의 약 20분의 1에서 30분의 1 정도라니 매우 작지요.
지금 가장 문제가 되는 미세먼지 PM2.5
각 나라마다 PM10을 주로 규제해 왔지만, 최근엔 PM2.5가 문제로 떠올랐어요. PM2.5 역시 ‘크기’가 문제예요. 물질 자체에 독성이 없다고 치더라도, 몸에 들어갔을 때 ‘아주 작다’는 특징이 여러 나쁜 영향을 주기 때문이죠. 10㎛ 이상이면 어쩌다 몸에 들어와도 기침이나 가래와 함께 체외로 배출되지만, 이보다 작은 먼지는 섬모 사이를 통과해 폐와 장은 물론이고 혈관까지 막을 수도 있다고 해요. PM2.5는 다양한 입자물질로 이뤄져 있는데, 선진국처럼 경제가 발전한 나라는 인공적 입자물질의 비율이 높고, 개발도상국에서는 자연발생적 입자물질의 비율이 높아요.
국가별 미세먼지 대기환경기준은
세계 최초로 PM2.5에 대한 대기환경기준을 세운 것은 미국(1997년)이에요. 대기환경기준의 단위는 마이크로그램(㎍, 1㎍은 100만분의 1g)이죠. ‘1㎥당 PM2.5 또는 PM10 농도가 어느 정도면 안전한가’를 뜻해요. 기준 기간은 24시간과 연평균으로 구분해요.
Part 2 소중 학생기자의 미세먼지 전문가 심층 인터뷰
미세먼지의 정체를 간단히 파악했다고는 해도, 여전히 궁금한 것이 많죠. 미세먼지가 갑자기 문제가 된 이유는 뭘까요? 우리나라의 미세먼지는 정말 세계 최악일까요? 김해린(서울 우촌초 5)·김서윤(서울 중화초 6) 학생기자가 서울대 지구환경과학부 박록진 교수님을 만나 직접 물어봤습니다.
―(해린)과거에도 미세먼지가 있었나요.
“물론입니다. 인간 활동이 없던 과거의 미세먼지는 우리가 황사라 부르는 먼지 알갱이와 바다에서 나오는 소금처럼 해염 입자들이 주로 많았죠.”
―(해린)미세먼지의 크기가 궁금해요.
“미세먼지는 아주 큰 녀석부터 작은 녀석까지 다양한 크기가 있어요. 작은 먼지가 점점 크게 변하기도 하고, 반대로 사이즈가 줄기도 합니다.”
―(서윤)미세먼지와 초미세먼지는 어떻게 다른가요.
“한국에서는 PM10을 미세먼지, PM2.5를 초미세먼지라고 부르는데, 둘 다 미세먼지라고 하면 맞아요. 이 둘은 크기가 달라요. PM10은 지름이 10마이크로미터(㎛)보다 작은 것을 가리켜요. 선진국에서도 처음엔 PM10을 기준으로 뒀지만, 이후 PM2.5를 주목하고 오래 전부터 이를 연구하고 있어요. 지름이 2.5㎛보다 작은 먼지로, 건강에 해롭다고 알려지면서부터죠. 우리나라는 2015년부터 PM2.5를 규제하기 시작했어요. 이렇듯 미세먼지는 점점 작아지는 추세예요. 최근에는 PM1을 규제해야 한다는 움직임도 있어요. 옛날에는 작은 먼지를 측정하는 기술이 없었거든요. 또 나노미터(㎚, 1m의 10억분의 1) 크기의 먼지를 흡입하면 몸속 깊이 들어간다는 것도 최근에야 알려졌죠.”
―(서윤)미세먼지를 막기 위해 우리나라에선 어떤 방법들을 취하고 있나요.
“수도권을 중심으로 인위적인 요인들을 줄이려 노력해 왔어요. 살수차가 물을 뿌려 도로를 청소하고, 디젤 차량에 먼지를 걸러주는 필터를 다는 식으로요. 덕분에 한국의 PM10 농도는 10년간 많이 줄어들었죠. 하지만 PM2.5는 PM10만큼 줄지 않았어요. 관측 자료도 많지 않고요. PM2.5의 주된 원인은 기체인데 화력발전소나 자동차에서 나오는 기체를 규제하기가 어렵기 때문이에요. 최근 환경부가 경유차와 화력발전소를 규제하겠다고 발표했는데, 이런 인위적인 기체를 줄이겠다는 방안인 거죠.”
―(해린)현재 한국의 미세먼지를 NASA와 공동 연구 중이신데, NASA의 관측방법이 더 특별한가요.
“관측 방법보다 비행기를 타고 관측한다는 점이 중요해요. 우리나라 상공을 낮게 또는 높게, 그리고 바다와 땅을 두루 샅샅이 날며 미세먼지가 어디에서 얼마나 나오는지 측정하고 있어요. 물론 우리나라에서도 국립환경과학원이 매년 비행기를 타고 측정하는데, 차이는 우리 항공기가 훨씬 작다는 것이에요. NASA의 비행기처럼 필요한 관측 장비를 다 실을 수 없죠.”
―(서윤)한국의 미세먼지가 세계 최악이라는 말이 사실인가요.
“인도와 파키스탄, 네팔 등은 우리나라보다 공기 질이 더 안 좋은 나라들이죠. 네팔의 카트만두는 벽돌 만드는 공장이 사람 사는 집과 가깝고, 요리·난방할 때 나무 등을 태워 미세먼지 농도가 높아요. 물론 유럽·미국 등 선진국에 비해 한국의 공기가 좋지 않은 것은 사실이지만, 전 세계 최악이라고 말할 수는 없어요.”
―(해린)미세먼지는 어떻게 없어지나요.
“크기가 작아 중력의 영향을 받지 않는 미세먼지는 ‘비’에 의해 씻겨 내려가요. 바람도 중요해요. 인위적으로 만들어진 미세먼지는 바람이 불면 잘 섞이고 이동이 빨라져 공기 중에 농도가 낮아지거든요. 즉 정체된 대기 상태가 공기오염에는 가장 좋지 않아요. 앞서 환경부 정책으로 PM10의 농도를 10년간 죽 줄여왔다고 설명했는데, 사실 2012~2013년 이후로 조금씩 수치가 늘고 있어요. 여러 노력 끝에 줄인 먼지 배출량이 왜 갑자기 늘었을까요?
학자마다 견해는 다르지만, 동아시아를 지배하는 기상조건이 정체돼 있는 게 아닐까 하는 의견이 있어요. 공기가 정체돼 미세먼지 농도를 높였을 가능성을 연구 중이죠. 미세먼지와 날씨는 서로 밀접하게 연결돼 있어요. 날씨 정보가 쌓인 것을 ‘기후’라고 하는데, 미세먼지는 기후에도 영향을 미쳐요. 쉽지 않지만, 흥미로운 주제죠. 또한 앞으로 더 중요해질 분야라, 학생들의 관심도 필요하다고 생각해요.”
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서울대 지구환경과학부 박록진 교수에게 미세먼지에 대해 묻고 있는 김해린(왼쪽)·김서윤
학생기자.
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Part 3 미세먼지가 우리 몸에 미치는 영향
미세먼지는 우리 몸에 어떻게 들어올까
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① 굵은 먼지는 공기 중에 잠시 머물렀다가 지표면에 떨어져요. 숨 쉬는 과정에서 몸에 들어간 굵은 먼지 대부분은 코털이나 기관지 점액에서 걸러져 배출돼요. 코가 간질간질해 재채기가 나오는 이유도 먼지를 몸 밖으로 내보내는 반응이죠. 눈에 들어간 먼지는 눈물샘을 자극해 눈물과 함께 흘러나오고요.
② 미세먼지는 작고 가벼워 공기 중에 오래 떠돌아요. 그만큼 우리 몸에 들어올 가능성이 더 크고, 코털 등 자연적인 차단장치로는 완전히 걸러낼 수 없어요. 일반적으로 코→눈→피부 순서로 인체에 들어오는 양이 많아요. 코·입·목구멍·기관지는 물론이고 심지어 폐 속에서 혈액과 가스를 교환하는 폐포(허파꽈리)의 얇은 막까지 통과할 수 있죠. 혈관에 도달하면 몸속 모든 기관으로 퍼져나갈 수 있어요.
미세먼지가 인체에 들어오면 왜 위험할까
혈관을 따라 우리 몸 구석구석을 돌아다니는 미세먼지가 건강에 얼마나 위험한지는 크게 두 가지 요소에 달려있어요. 먼지 입자의 크기와 먼지 속 유해 성분이죠. 연세대 환경공해연구소 임영욱 교수는 “입자 크기와 독성은 복합적으로 인체에 영향을 준다고 볼 수 있다”고 설명해요.
① 입자 크기: 먼지의 입자가 작을수록 몸 깊숙이 침투할 수 있고 배출하기도 어렵죠. 크기가 작아서 생기는 또 다른 문제도 있어요. 몸속에 작은 상처를 많이 내서 염증을 일으킬 수 있다는 점이죠. 오랫동안 몸에 먼지가 쌓이고 작은 상처가 계속해서 나면 큰 질병이 나타날 수 있어요.
② 화학 성분: 미세먼지에는 여러 종류의 오염물질이 엉겨 붙어 있어요. 자동차·공장 매연 등 인위적으로 발생한 미세먼지에는 유독물질·중금속 등이 포함됐을 수 있죠. 아직 그 과정이 명확하게 규명되진 않았지만 먼지의 특정 화학 성분이 건강에 해로운 영향을 미친다는 사실은 분명해요.
미세먼지가 일으키는 질환은
해로운 미세먼지가 들어오면, 면역세포가 우리 몸을 지키기 위해 작동해요. 그 부작용으로 염증반응이 나타나기도 하죠. 이때 호흡기·순환기·소화계·면역계 등이 손상되기 쉬워요. 그리고 다양한 질환을 일으키죠. 세계보건기구 산하 국제암연구소(LARC)는 미세먼지를 암을 일으킬 수 있는 발암물질로 분류하기도 했어요. 하지만 건강한 사람이라면 단시간 미세먼지를 흡입한다고 해서 갑자기 문제가 생기지는 않아요. 장기적·지속적으로 노출됐을 때 나쁜 영향이 나타날 수 있는 거죠.
Part 4 미세먼지의 위협에서 살아남기
공기청정기·마스크는 미세먼지를 얼마나 막아줄까
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공기청정기는 내부의 필터가 얼마나 촘촘한가에 따라 성능이 달라요. 미세먼지는 아주 작기 때문에 필터로 100% 걸러 주긴 어렵지만, 고성능의 공기청정기를 사용하면 일정 공간의 먼지는 정화될 수 있어요. 필터를 자주 교체하는 것도 중요해요. 필터의 구멍이 작을수록 잘 막히기 때문이죠.
마스크를 고를 때는 제품용기나 포장에 ‘의약외품’이란 글자와 ‘황사방지’ 혹은 ‘황사마스크’란 표시가 있는지 확인해야 해요. 또 공기가 새지 않도록 얼굴에 밀착해 쓰고요. 사용한 마스크는 세탁해 쓰면 차단효과가 떨어지기 때문에 새것으로 교체해주는 것이 좋죠. 반면 마스크를 쓰는 게 더 좋지 않다는 견해도 있어요. 호흡기 관련 질환을 가진 사람의 경우 마스크를 착용하면 숨을 쉬기 어려워 오히려 위험하다는 거죠. 또 산모가 마스크를 쓰면 태아에게 산소 전달이 어려울 수 있다는 이야기도 있어요. 이럴 경우 의사와 상의하는 것이 좋아요.
미세먼지를 눈으로 확인할 수 있는 방법은 없을까
최근에는 TV·신문·인터넷을 통해 미세먼지 예보를 쉽게 접할 수 있어요. 미세먼지는 눈에 보이지도 않고 냄새를 맡을 수도 없어서 예보를 통해 미세먼지가 ‘좋음’인 날인지 ‘나쁨’인 날인지 알 수 있죠. 하지만 예보로만 알 수 있는 건 아니에요. 미세먼지가 많은 날은 하늘이 흐린 것처럼 뿌옇게 보이거든요. 서울대 지구환경과학부 박록진 교수는 “날이 뿌옇고 시정(대기의 혼탁도를 나타내는 척도)이 좋지 않은 날은 일반적으로 미세먼지 농도가 많다고 알면 된다”고 설명하죠. 미세먼지 농도가 가장 높은 시간대도 따로 있어요. 바로 낮이죠. 낮에는 사람들이 자동차를 타고 다니며 배기가스를 내뿜고 발전소·공장에서도 여러 가스 등을 배출하기 때문예요. 따라서 자동차나 공장 주변 또는 가깝게는 담배연기가 있는 곳을 가급적 피하는 것이 좋습니다.
우리 스스로 미세먼지를 줄이는 방법이 있을까
part1서 봤듯 미세먼지는 자연적으로도 생기고 인위적으로도 발생해요. 자연적 발생은 막을 수 없으니, 미세먼지를 줄이려면 인위적인 발생량을 관리해야 해요. 가장 좋은 방법은 오염물질을 줄이는 거죠. 우리가 타는 자동차는 미세먼지가 포함된 가스를 배출해요. 또 차 바퀴가 도로와 마찰해도 미세먼지를 일으키죠. 가급적 자동차를 덜 타고 걸어 다니거나 대중교통을 이용하면 오염물질을 줄일 수 있어요. 또 전기도 아껴 써야 합니다. 우리나라에서 전기를 만드는 주된 방법인 화력발전도 미세먼지를 상당량 배출하거든요.
미세먼지는 집에서도 만들어져요. 흔히 가스레인지·전기그릴·오븐 등을 사용해 조리할 때 발생하는데, 최근 고등어가 미세먼지의 주범이라는 소식도 있었죠. 조리법에 따라 정도는 다르지만, 기름을 사용하는 요리가 미세먼지를 많이 발생시키는 것은 사실이에요. 하지만 집 안에서 일어나는 미세먼지를 너무 걱정할 필요는 없어요. 평소 깨끗이 청소하는 것만으로 집 안 미세먼지는 줄일 수 있으니까요. 또 화력발전소에서 나오는 미세먼지와 고등어를 구울 때 나오는 미세먼지 성분의 유해성은 다를 수밖에 없겠죠. 박 교수는 “어떤 성분의 미세먼지가 인체에 유해한지는 연구를 통해 밝혀져야 할 부분”이라고 설명했어요.
미세먼지에 더 취약한 사람이 있을까
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1분간 호흡하는 공기의 양은 성인과 어린이가 비슷해요. 1회 호흡량은 어린이가 적지만, 성인보다 호흡횟수가 많아 폐에 들어오는 공기량은 비슷하죠. 그렇다면 미세먼지와 관련한 건강 기준은 어떨까요? 어린이는 신체 기관이 발달하는 중이고 성인에 비해 면역체계가 약하기 때문에 미세먼지에 더 취약하다고 볼 수 있어요. 이화여대 예방의학과 하은희 교수는 “미세먼지에 오래 노출된 경우 성인이 되었을 때 폐기능이 저하되고 심혈관 질환, 당뇨 등의 질환 발생 위험이 증가한다는 해외 연구 결과가 있다”고 설명했죠.
따라서 어린이·청소년은 미세먼지가 높은 날 외출을 자제하는 것이 좋아요. 외출했다면 귀가 후 반드시 양치질·샤워를 해서 몸에 묻은 먼지를 깨끗하게 씻어야 합니다. 음식도 골고루 먹되 과일·채소를 많이 먹는 것이 좋아요. 비타민 B·C가 미세먼지로 나타날 수 있는 독성 작용으로부터 우리 몸을 보호할 수 있도록 돕기 때문이죠. 또 평소 물을 충분히 섭취해 체내 순환을 원활하게 하는 것이 좋습니다.
소년중앙
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