나의 세상이야기

붙임1

 미세먼지 범부처 프로젝트 주요 연구 추진 경과(안)

분야

주요 내용 요약

발생ㆍ유입

○ 계절에 따른 수도권 초미세먼지 국외 유입 비율 산정 연구

 - 평균 초미세먼지(PM2.5)의 국외 유입 기여도는 30〜80% 범위로 추정되고, 상대적으로 11〜4월에 높고 6〜8월에 낮음

☞ 중국 등 국외 영향을 연평균 기준으로 추정하였으나, 이번 연구를 통해 월별 국외 영향 등 제시

○ 최근 5년 간 초미세먼지 농도 구간별 중국 영향 분석 연구

 - 20 µg/m3 이하 : 중국 약 30%, 50 µg/m3 이상 : 중국 약 50%

☞ 그간 중국 영향을 연평균, 고농도 등 단편적으로 추정하였으나 이번 연구를 통해 최근 5년간 농도 구간별 중국 영향을 종합적으로 분석 중  

○ 북한 배출량 등 국내 영향 분석 연구

 - 잠정적으로 북한 PM2.5 영향도는 남한 전체 최소 0.5㎍/㎥, 중부지방 이상으로는 1 ㎍/㎥의 영향

 - 서울 100 m 고도 대기의 39%는 서해상을 통해 유입, 31%의 궤적이 북한을 지나 서울로 이동하는 것으로 추정

☞ 위성 자료를 통해 북한 배출량을 재산정하고, 수치모델을 사용하여 국외 유입 요인을 다양하게 분석

○ 장거리 이동 질산과 국내 배출 암모니아 결합에 따른 미세먼지 생성 가능성 연구

- 수도권 지역 지표면에서(국내 배출) 고농도로 나타나는 암모니아와 높은 고도에서(장거리 이동) 고농도로 나타나는 질산

☞ 고농도 미세먼지 발생 시 증가되는 질산암모늄이 장거리 이동 질산과 국내 배출 암모니아의 상호작용으로 생성될 가능성 제시

○ 전국 주요 배출원별 정량적 영향도 연구

- ‘15년 1년간 전국규모로 13개 모든 배출원에 대해 분석하고, 배출원별 정량적 기여도 차이를 분석방법 간 비교

☞ 영향도 분석 방법 간 차이를 제시하고, 도로이동오염원과 산업 연소 배출원이 가장 주된 오염원인 것으로 나타남 

○ 국내 배출의 지자체간 상호 영향 연구

- 국내 PM2.5 농도에 대한 자체 영향도는 연평균 45%, 경북이 가장 높고, 제주가 가장 낮은 것으로 추정

☞ 국내 지역 간 상호 영향을 분석하여 효과적인 미세먼지 관리계획 수립 시 활용 가능 

발생ㆍ유입

○ 미세먼지 생성 가설유형별 화학성분 구성 특징 연구

- 장거리 유입, 국내 정체, 장거리 유입+국내 정체 등 생성 가설 유형별로 미세먼지 화학성분 구성 특징 규명

☞ 장거리 유입과 국내 정체 시 나타나는 고농도 미세먼지의 반응 기작을 제시하고, 질산염의 증가기작을 실험으로 입증 

○ 고농도 미세먼지 발생 과정 추정

- 이동성 고기압 발달‧이동에 의해 오염물질이 국외에서 유입 후 대기정체로 축적되고, 2차 생성에 의해 고농도 현상이 발생하는 것으로 추정

☞ 그간, 고농도 미세먼지 발생에 대한 기상의 영향이 모호하였으나 이동성 고기압을 통한 미세먼지 국외 유입 등 고농도 미세먼지 발생 과정 구체화

○ 국내 초미세먼지 생성반응 정량화 연구

- 국내 특성(무기가스에 의한 반응생성 조건 등)을 고려한 초미세먼지 생성반응 정량화 관계식 도출

☞ 동북아 스모그 생성을 보다 정교하게 예측할 수 있는 토대 마련

측정ㆍ예보

○ 지상‧원격‧위성관측 자료 3차원 입체관측 플랫폼 구축

 - 그간 개별적으로 연구한 측정 자료를 입체적으로 통합하고 현업에 활용 가능하도록 플랫폼 구축

☞ 한국형 대기질 예보모델 개발과 현업 대기질 예보의 정확도 개선에 활용

○ 동북아 미세먼지 생성 메커니즘을 반영할 수 있는 미세먼지 생성모듈 사용자 편집 기능 개발‧확장

- 국내 특성을 대기질 모델에 쉽게 반영할 수 있는 편집기 개발

☞ 기존 대기질 모델이 북미의 미세먼지 생성조건, 기상 등에 기반한 한계를 보완하여 미세먼지 예측 정확도 향상 기여 

○차량의 미세먼지/미세먼지 원인물질 배출량 산정방법 개선

- 차종별 교통량과 배출량을 반영한 도로상 배출 모델을 구축

☞ 그간, 차량 등록지 기준으로 배출량을 산정한 한계가 있었으나, 주간 교통량, 차종별 배출량 등을 추가 고려하여 미세먼지 예측 정확도 향상에 기여

측정ㆍ예보

○ 동아시아 환경에 적합한 초기장을 적용하여 미세먼지 모델 예측정확도 향상

 - 정지궤도 인공위성 자료 및 한국·중국 관측망 데이터를 이용하여 동아시아 환경에 적합한 새로운 초기장* 적용

  * 대기질 모델이 수행되지 않는 초기 농도를 의미

☞ 현행 대기질 모델링 시스템에 비해 단기 미세먼지 모델예측 정확도 향상 가능

집진ㆍ저감

○ 기존보다 낮은 온도(△60℃)에서도 미세먼지 원인 물질(질소산화물) 제거 성능이 90% 이상인 촉매 합성

 - 덕트 버너를 이용한 에너지를 최소화하기 위해 고성능 탈질촉매를 설계하고 반응속도를 극대화

※ 100Am3/hr급 반응에서 탈질성능 90%이상(220℃) 달성

☞ 에너지 소비 최소화, 운전비용 절감 및 부생가스 사용량 절감 효과 기대

○ 미세먼지 원인물질(황산화물) 제거 성능이 90% 이상인 다공성 반응제 개발

 - 국내 최초 비표면적 100m2/g이상의 Ca계열 탈황제 개발과 대량 제조방법 확립

※ 100 Am3/hr급 반응에서 탈황성능 90%이상 달성 

☞ 현재 100% 수입에 의존하는 기존 탈황제(NaHCO3)의 수입대체 효과 200억원/년 추정(P사 효과만 추정)

○ 미세먼지 원인물질(질소산화물, 황산화물) 동시 제거가 가능한 필터 제조기술 개발

 - 점착성 미세먼지를 집진한 후 주기적으로 쉽게 제거할 수 있는 여과 집진시스템 개발

※ 황산화물, 질소산화물 입자전환 효율 각각 99%, 91% 이상

☞ 관리 사각지대였던 소규모 중소사업장에 활용 가능한 저가의 미세먼지 저감 기술 확보

보호ㆍ대응

○ 유분제거용 전기식 필터의 자가세정 기술 개발

- 기존 전기식 필터는 사용 후 세척 시 장치 분해가 필요한 단점이 있었으나 본 기술은 장치 분해 없이 자체 전극 세정 가능

※ Surface-DBD 플라즈마 기술을 활용하여 전극 세정 효율 80% 달성

 ☞ 자체세정으로 유지보수가 간편하여 유분 함유 미세먼지를 배출하는 음식점 등 소규모 집진기에 활용 가능

○ 주택 실환경 조건 공기청정기의 성능 평가

- 아파트의 거실에서 평가한 공기청정기의 청정공기공급률이  시험 챔버에서 인증한 값의 73〜90% 수준

☞ 현행 공기청정기 성능시험은 밀폐된 조건에서 이루어진 한계가 있었으나 주택의 실제 사용 조건을 고려하여 평가

보호ㆍ대응

○ 공기청정기 및 환기장치 실환경 평가

- 아파트에서 환기장치의 초미세먼지 저감 효용성 등은 공기정청기의 약 1/10 수준

☞ 주택 환경에서 공기정화장치 성능을 규격화 할 수 있는 지표를 도입하고, 정화장치별 목적에 맞는 사용 제안

○ 초미세먼지 농도 WHO 권고기준 달성 시 건강 효과

- ‘한국형 미세먼지 건강위험 평가 모형’을 구축하고, ‘17년 초미세먼지 농도가 WHO 일평균 권고 기준(25㎍/㎥) 달성 시, 조기사망자수 감소 정량화

 ※ 1년에 20,544명(95% 신뢰구간) 감소와 9조 6천 6백억원(95% 신뢰구간)의 경제적 편익을 잠정적으로 산정

☞ 미세먼지 개선 시나리오에 따른 사전·사후 효과 평가 및 의사결정 지원 토대 마련

○ 수도권 대기질 개선사업으로 인한 사망자 수 예방

- 연평균  심혈관계 사망자 960명, 뇌혈관계 사망자 710명 (서울), 뇌혈관계 사망자 200명(인천)이 예방된 것으로 분석(‘12〜’13년) 

☞ 미세먼지 저감 정책에 따른 건강개선 효과가 평가되지 않았으나, 본 연구에서 미세먼지 농도 저감을 통해 지역별 사망자수를 유의미하게 감소시킬 수 있음을 확인

○ 미세먼지 취약계층(환자) 보건용 마스크 효용성 평가

- 천식, 심혈관질환, 호흡기질환 환자가 보건용 마스크 착용 시, 마스크 착용에 따른 부정적 영향이 임상적 지표로 나타나지 않음

☞ 미세먼지 취약계층의 보건용 마스크 착용 근거가 부족하였으나 보건용 마스크 효용성에 대한 과학적 근거 확보

○ 미세먼지 취약계층(65세이상) 보건용 마스크 효용성 평가

☞ 65세 이상 어르신이 마스크 착용 시, 혈압상승 억제효과, 심장계통 보호 등 긍정적 효과와 함께 착용으로 인한 스트레스 증가 시사

○ 초등학교 어린이의 미세먼지 노출과 건강영향 관련 조사

- 잠정적으로 미세먼지 노출 증가에 따라 폐기능 감소 우려(시간가중평균 미세먼지 농도가 10μg/m3 증가 시 패널의 최대호기유속이 분당 2.27L씩 감소)

☞기존에는 실외 대기오염 측정값으로 연구를 수행하여 실제 노출량을 반영하지 못한 한계가 있었으나, 시간별 활동 양상 등을 고려한 개인 노출을 기반으로 연구 결과 도출 

붙임2

 정부출연연 주요 연구 추진 내용(안)

시베리아 산불 배출 미세먼지 추적 연구

○ 한국의 초미세먼지 발생 원인이 ‘14.7 러시아 산불과 관계가 있다는 사실 규명

 - 초미세먼지의 화학조성 분석 및 위성영상, 이온크로마트 그래피 분석을 활용하여 시베리아 산불이 대전 지역 초미세먼지 농도에 영향 입증

폭죽 배출 지시 물질을 이용한 중국발 미세먼지 추적 연구

○ 중국발 초미세먼지의 과학적 입증 성공

 - 중국 춘절기간 동안 한반도 전역의 초미세먼지 농도가 나쁨(51-100 μg/m³) 수준인 것을 발견, 초미세먼지의 화학적조성을 분석하여 춘절 불꽃놀이에 사용한 폭죽과 상관관계 최초 규명

 - 초미세먼지를 구성하는 물질인 칼륨과 레보글루코산을 실시간 측정하는 시스템을 개발

질소산화물 저감 플라즈마 버너기술 개발

○ 배기가스 중 미세먼지 원인물질인 질소산화물(NOx) 저감 

 - 플라즈마 버너를 DPF에 적용한 기술로 디젤차에서 배출되는 매연을 최대 95%까지 저감

 - 차량 초기 시동 시 또는 도심 저속 운전 조건에서 배출가스 온도가 낮아 촉매가 제대로 작동하지 않을 때, 촉매 활성을 높여 질소산화물 저감(군차량 미세먼지 저감 실증 적용)

미세먼지 생체유해성 연구기반 구축

○ 대기 중 미세먼지의 발생 과정을 모사하여 인공 미세먼지 생성 

 - 화력발전소, 공장, 자동차 엔진의 연소 과정을 모방하여 인공 미세먼지를 발생(10㎛이하,2.5㎛ 이하 초미세먼지)

 - 실제 미세먼지 흡입에 의한 인체 건강영향 연구 및 독성평가 예정