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(환경부) 초미세먼지 저감 정책효과, 정밀 관측자료로 확인
등록일
21.12.27
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▷ 노후경유차 조기 폐차 정책 영향, 수도권 지역 100㎚(나노미터) 이하 입자(26.8%↓) 및 원소탄소(18.9%↓) 농도 2018년 대비 감소

▷ 바나듐(83.8~93.4%), 니켈(35.3~63.3%) 농도 감소를 통해 선박연료유 기준 강화 효과 확인


노후경유차 조기 폐차, 선박연료유 기준 강화 등 정부의 초미세먼지(PM 2.5) 저감 정책이 '100㎚(나노미터*)' 이하의 입자와 미량 금속성분 정밀 관측자료 등을 통해 효과가 있는 것으로 확인됐다.

* 크기를 나타내는 단위로 1나노미터는 1미터의 10억분의 1


환경부 소속 국립환경과학원(원장 김동진)은 최근 '2020년도 초미세먼지 농도 및 배출변화 특성 연구'를 통해 미세먼지 저감 정책의 효과를 확인했다고 밝혔다.


이번 연구는 국립환경과학원 산하의 권역별 대기환경연구소(이하 연구소) 6곳*에서 수행한 것이다. 연구소는 초미세먼지의 농도변화에 영향을 주는 배출원 변화 특성, 생성 원인 등을 규명**하기 위해 2008년 12월부터 백령도를 시작으로 순차적으로 설치됐다. 

* 백령도, 수도권(서울), 중부권(대전), 호남권(광주), 영남권(울산), 제주도

** 초미세먼지 질량농도 및 입자개수, 이온성분(황산염, 질산염 등), 탄소성분(유기탄소, 원소탄소), 미량 금속성분의 농도 측정을 통한 정밀 분석 가능


이번 연구 결과, 초미세먼지 농도는 2014년 최고 수준 농도를 보인 이후 감소하여 2020년에 최저 수준 농도*를 보였다.

* 초미세먼지 농도('14→'18→'20, ㎍/㎥) : 백령도(28.7→17.5→18.7), 수도권(37.3→23.3→21.6), 중부권(38.5→22.9→21.9), 호남권(33.1→22.8→21.3), 영남권(26.1→18.3→13.4), 제주도(19.7→11.2→8.9)


초미세먼지 농도(㎛/㎥)  2012~2020년도 백령도, 수도권, 중부권, 호남권, 영남권, 제주도 미세먼지 농도 추세를 그래프로 정리해 놨다.  미세먼지 농도는 점차 낮아지는 추세이다. 

전반적인 감소추세에서 2019년에는 기상요건(대기정체) 등의 이유로 전년에 비해 초미세먼지 연평균 농도가 약간 상승했고, 초미세먼지 2차 생성 물질인 황산염, 질산염, 유기탄소의 농도 상승이 대부분 지역에서 관찰됐다.


자동차 등 화석연료 연소 시 직접 배출되는 원소탄소*의 경우 증가 경향이 보이지 않고, 미량 성분인 바나듐, 니켈 또한 2018년 이후 급격한 감소 추세를 보였다.

* 원소탄소: 자동차 연료 등 화석연료 연소 시 직접 배출되는 주요 오염물질


원소탄소  바나듐  니켈 


수도권 지역의 경우 원소탄소와 함께 100㎚ 이하 크기 입자의 개수가 줄어, 자동차의 배출 입자 영향 감소를 확인할 수 있었다.


100㎚ 이하 크기의 입자는 초미세먼지(2,500㎚)의 1/25, 머리카락 굵기의 1/500(5만㎚) 이하이며, 주로 경유차에서 배출되는 것으로 알려진 물질이다.


수도권과 백령도의 연도별(2018~2020년) 100㎚ 이하 입자의 시간당 개수를 비교해 보면, 자동차 배출에 따른 입자개수의 증감이 뚜렷하게 나타났다. 


예를 들어 수도권의 경우 2018년도에 100㎚ 이하 입자개수가 출근 시간대인 오전 8시부터 단위부피(㎤) 당 35만개를 넘어서다가 퇴근 시간 이후인 오후 8시에 약 51만개에 근접한 후 급격히 감소했다. 이에 비해, 백령도는 이 기간 동안 100㎚ 이하 입자개수가 단위부피(㎤) 당 약 2~5만개를 보여 큰 변화가 없었다. 수도권과 백령도의 원소탄소 농도(㎍/㎤) 일변동 변화도 입자개수와 비슷한 추세를 보였다. 

※ 2018년 대비 100나노미터 이하 입자개수 감소율: 26.8%(수도권), 9.7%(백령도), 원소탄소 감소: 0.2㎍/㎥(18.9%↓, 수도권), 0.1㎍/㎥(25.5%↓, 백령도)


백령도, 수도권  100 나노미터 이하 입자 개수 일변동, 원소탄소 농도 일변동 


다른 지역에 비해 수도권 지역의 경우 노후경유차 조기 폐차 등으로 5등급 노후차량 대수*가 2018년 말 93만여 대에서 2020년 말 55만여 대로 크게(38만대, 약 41%) 감소하여 100㎚ 이하 입자의 감소에 영향을 준 것으로 판단된다.

* 수도권 노후 경유차 대수: 18년말 928,763대, 19년말 694,287대, 20년말 545,854대  


선박 연료유로 주로 쓰이는 중유를 연소할 때 대기 중으로 배출되는 바나듐과 니켈의 농도를 장기적으로 분석한 결과, 2018년 이후의 감소폭이 뚜렷하여 국내외 선박 연료유 관련 기준 강화가 영향을 준 것으로 확인됐다.


2012년 이후 2017년까지 권역별 바나듐과 니켈의 농도는 매년 일부 증가하거나 소폭 감소했으나, 2018년 대비 2020년 농도는 바나듐은 83.8~93.4%, 니켈은 35.3~63.3% 감소한 것으로 나타났다. 

- 바나듐 감소율(%): 백령도 86.7, 수도권 83.8, 중부권 90.5, 호남권 88.8, 영남권 89.5, 제주도 93.4

니켈 감소율(%): 백령도 36.5, 수도권 60.2, 중부권 45.1, 호남권 35.3, 영남권 63.3, 제주도 63.2


[바나듐과 니켈 농도의 장기 변화 경향(백령도)]  바나듐 (백령도)  니켈 (백령도) 


주로 해상으로부터 기류가 유입될 때 바나듐과 니켈의 농도가 높은 것으로 분석되어, 선박에서 사용되는 중유 연소의 영향이 큰 것으로 추적할 수 있다.


- 국제해사기구의 선박 황산화물 규제* 등 선박 관련 국내외 환경규제** 강화가 바나듐과 니켈의 감소*** 추세를 견인하고 있는 것으로 판단된다. 

* 국제해사기구 해양오염방지협약 개정 : 국제운항선박의 선박유 황함유량 0.5%로 규제('20년 시행)

** (우리나라) 해양환경관리법 시행령 연료유 황함유량 기준 개정('19.7) : 선박유(경유) 1.0%→0.5%, 선박유(중유) 3.5% →0.5%(국제항해 선박 '20년 시행, 국내 항해 선박 '21년 시행)

(중국) 선박대기오염물질배출통제구역 진입시 연료유 황함유량 0.5% 이하 규제('19년 시행)

*** 선박유 황함유량 강화시 저황유 제조를 위한 추가 정제 과정이나 증류유 혼합으로 바나듐과 니켈 함량도 감소


2020년 초미세먼지 및 상세성분의 변화 특성 분석을 통해, 경유차 대책 및 선박유 기준 강화 등 미세먼지 저감 대책과 관련된 성분의 농도가 대기 중에서 가시적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다.


이번 '2020년도 초미세먼지 농도 및 배출변화 특성 연구' 상세 자료는 국립환경과학원 누리집(www.nier.go.kr) 자료실에 올해 말 게재될 예정이다.


정은해 국립환경과학원 기후대기연구부장은 "대기환경연구소의 장기간, 고해상도 분석을 통해 다양한 개별 정책의 효과를 상세하게 확인할 수 있었다"라며, "이번 3차 미세먼지 계절관리제를 비롯해 향후 추가 저감에 필요한 과학적 지원을 위해 더욱 노력하겠다"라고 밝혔다.

첨부
초미세먼지 저감 정책효과 정밀 관측자료로 확인(12.24).hwp