박기홍 광주과학기술원(GIST) 지구환경공학부 교수

미세먼지 (PM10)는 공기 중에 떠다니는 10마이크로미터(㎛)보다 작은 에어로졸을 말한다. 크기가 2.5㎛보다 작은 경우에는 초미세먼지 (PM2.5)라고 부른다. 이들 미세먼지를 흡입할 경우 호흡기 질환, 심혈관 질환, 뇌질환, 치매에 걸릴 위험이 커지고 조기사망할 가능성도 올라간다. 미세먼지는 또 오랫동안 공기 중을 떠다니기 때문에 지구에 도달하는 태양빛을 반사(냉각 효과)하거나 흡수(온난 효과)해 지구복사열평형에 영향을 주고 대기 중 구름 형성 핵으로도 작용하기 때문에 기후변화에도 중요한 역할을 하고 있다.

미세먼지가 생기는 발생원은 사막, 바다, 화산활동, 산불 등과 같은 자연적 기원과 자동차, 석탄, 에너지, 농작물 연소, 요리 등 인위적 기원으로 나뉜다. 또 발생원에서 직접 입자로 배출되는 1차 미세먼지와 대기 중 다양한 기체 성분에서 생성되는 2차 미세먼지로 분류되기도 한다. 미세먼지는 물리적, 화학적 특성이 워낙 다양해 미세먼지의 발생원 추적, 생성 원인 규명, 건강과 기후변화에 미치는 영향을 정확히 파악하는데 어려움이 많다. 기후변화에 영향을 미치는 인자 중 에어로졸은 가장 불확실성이 높은 물질로 기후변화에 관한 정부간협의체(IPCC) 보고서에 포함됐다. 

자연에서 발생하는 미세먼지는 약 45억년 전 먼지들과 태양 가스가 결합해서 지구가 처음 탄생했을 때부터 존재한 것이다. 지각 먼지와 화산 활동으로 생성된 에어로졸이 지구 상에 등장한 '최초의 미세먼지'가 아닐까 생각한다. 지구에 바다가 생성되면서 바다에서 유래한 미세먼지가 새롭게 발생했을 것이다. 그 다음 다시 지구에 인간이 출현했고 약 170만년전 호모에렉투스가 처음 나무 태운 불로 조리한 음식을 먹기시작하면서 인간이 만든 첫 미세먼지가 배출됐다. 

실제로 미세먼지가 지구상에서 공룡의 멸종을 일으킨 중요한 원인 중 하나가 될 수 있다는 가설이 있다. 지구에 떨어진 소행성이 하필이면 황이 많은 유카탄 반도에 충돌하면서 대량의 황을 포함한 에어로졸이 다량 발생했고 두꺼운 황 에어로졸층이 오랫동안 지구 대기에 유지됐다. 황은 에어로졸을 잘 만들어내는 특성을 가지고 있는데 황 에어로졸은 지구에 도달하는 태양빛을 잘 반사해 지구의 냉각에 기여하는 광학적 특성을 가지고 있다. 결국 지구의 한랭화를 30년 이상 가져오게 되어 이때 다수의 공룡이 멸종될 가능성이 높다는 분석이다

인류는 산업혁명의 시대에 들어서면서 이전과는 비교가 안되는 엄청난 양의 에어로졸을 생성하고 있다. 석탄, 자동차, 화석에너지 증가, 건설의 증가는 미세먼지 배출 증가에 기여했고 인간이 만들어낸 미세먼지는 사람의 건강과 기후변화에 영향을 주며 지속적으로 생존에 영향을 줄 것이다. 

한국에서도 미세먼지는 국민을 불안에 떨게 만드는 가장 중요한 요인 중의 하나로 떠올랐다. 좁은 면적의 한반도에 인구밀도가 높고 많은 산업시설이 집적화가 되어 있으며 1인당 에너지 사용량도 상당히 높아 미세먼지 농도 증가에 기여하고 있다. 최근 산업화가 급격히 이뤄진 중국 등에서 발생한 미세먼지가 편서풍을 따라 한반도로 들어와 겨울과 봄철 미세먼지 고농도에 기여하고 있다. 다행히 시민단체와 지자체, 정부가 미세먼지 대책에 대한 공감대를 형성하고 미세먼지 관리와 저감을 위한 노력을 지속적으로 하고 있다.

국내외에서 진행되는 미세먼지 배출 저감 노력은 언젠가는 대기 중 미세먼지 농도 감소에 기여 할 것으로 보인다. 하지만 기후변화에 따른 대기 정체 증가는 결과적으로 미세먼지 농도 감소폭을 느리게 하고 고농도로 유지될 것으로 예상된다. 대기 중 미세먼지 농도는 배출량 뿐만 아니라 2차 생성, 외부 유입, 기상 등에 영향을 받는다. 지구온난화로 극지 온도는 계속 올라가고 극지와 적도의 온도차는 감소해 바람을 약화시키고 정체된 기상이 자주 나타나면 희석 효과가 감소되어 농도가 증가하게 된다. 최근 미국 서부에서는 지구온난화에 따른 건조한 날씨가 지속되면서 산불발 생의 빈도와 강도가 커져 이때 미세먼지 고농도가 한달 이상 지속된 사례가 보고 되기도 한다. 또 지구온난화로 사막화가 확대되고 황사와 같은 먼지 발생도 증가할 수 있다.

울산에 위치한 석유화학 공장. 인체에 유해한 오존과 초미세먼지(PM2.5)의 원인 물질인 휘발성유기화합물(VOCs)을 배출한다. 동아일보DB

한편 최근 고령화로 인한 취약 계층 인구 증가는 미세먼지에 따른 건강 비용을 증가시킬 수 있다. 호흡기 질환이나 심장 질환 등 기저 질환이 많은 노령층은 미세먼지에 노출됐을 때 훨씬 치명적이라는 연구 결과가 있다. 인간의 노력에도 불구하고 미래에도 미세먼지는 우리 곁에서 우리의 건강에 영향을 주며 기후변화와의 상호작용을 지속적으로 할 것으로 보인다. 

미세먼지는 온실가스와 화석에너지 사용으로부터 발생하는 공통의 분모를 가지고 있다. 따라서 화석에너지를 줄이면 미세먼지와 온실가스 동시 감축 효과를 누릴 수 있다. 물론 미세먼지 취약 지역이 기후변화 취약 지역이 되는 것은 아니다. 미세먼지의 대기 중 생존 시간은 보통 수일인데 온실가스보다 상대적으로 짧고 공간적 분포도 훨씬 작은 규모다. 미세먼지의 대기질 영향도 장기적으로 오랫동안 일어나는 온실가스의 기후변화 영향에 비해 상대적으로 짧게 일어난다. 미세먼지와 온실가스 배출원도 엄연히 차이가 존재한다. 예를 들어 도로변 비산먼지, 건설 미세먼지, 지하철 미세먼지 등의 미세먼지 배출원 관리가 바로 온실가스 저감으로 이어지는 것은 아니다. 따라서 온실가스 감축 정책과 미세먼지 저감 대책의 효과와 영향에 대한 시공간적 차이를 이해하면서 공통의 분모를 잘 찾아 나가야 한다. 

탄소중립이란 온실가스 배출량을 최대한 줄이고 흡수량을 늘려 대기 중 온실가스의 순배출량을 제로가 되도록 하는 것이다. 한국전력통계에 따르면 2020년 에너지원별 발전 비중을 보면 석탄은 36%, 원자력은 29%, 액화천연가스(LNG)는 26%, 신재생에너지는 6.6%로 나타났다.  정부는 2050년 재생에너지의 발전 비율을 70%까지 늘리고 석탄에너지 퇴출 시나리오를 계획하고 있다. 화석에너지인 석탄, 석유, LNG의 사용 저감은 온실가스 배출 저감의 핵심적인 역할을 할 것으로 보이며 미세먼지 저감도 함께 이루어 질 것이다. 미세먼지와 기후변화, 탄소중립은 에너지 문제와 함께 풀 수가 있다. 하지만 한국인 1인당 에너지소비량은 경제협력개발기구(OECD) 회원국 평균에 비해 상당히 높다. 향후 시나리오대로 신재생에너지 전환이 이루어 진다면 전력공급 원가 상승이 불가피할 것으로 예상된다. 지불해야할 집 전기료가 상승한다는 의미가 된다. 이에 대한 국민의 공감대 형성이 충분히 되어 있는지, 산업 생태계에 미치는 충격 최소화에 대한 고민과 해결방안이 충분한지 다양한 검토가 필요하다.

최근 국민인식조사에서 탄소중립정책에 대한 찬성하는 응답비율이 높다. 하지만 구체적 사안에 대해서는 입장차이가 존재한다. 사안별 또는 이해 집단별 사회경제적 갈등요인을 잘 풀어가는 것과 탄소중립 정책에 대한 공감대 형성이 탄소중립 목표 달성에 중요한 변수가 될 수 있다. 2022년에 시행되는 탄소중립 기본법이 정부, 지자체, 시민단체, 학계, 기업체 간 역할분담과 갈등요인을 풀어가는 현명한 솔루션을 만들어 내고 구체적 실행 계획이 잘 제시되어야 할 것이다. 특히, 탄소중립이 국가의 품격과 국가경쟁력을 향상시킬 수 있다고 하지만 국민의 공감대가 없다면 앞으로 수많은 어려움과 갈등에 직면할 것은 자명하다.

미세먼지는 건강에 치명적인 영향을 주기 때문에 이미 전국민의 관심사가 되어 있다. 미세먼지를 줄여야 하는데는 많은 사회적 공감대가 이미 형성 되어 있다. 국민의 전폭적인 지원을 받고 있는 미세먼지 저감과 감축에 대한 공감대가 탄소중립으로 잘 연결되고 발전하도록 해야한다. 예를 들어 미세 먼지를 줄이기 위해서는 석탄발전 비중을 줄여야 한다는 국민적 공감대가 이미 형성돼 있어 석탄발전 축소 계획이 잘 진행되고 있다고 본다. 석탄 발전의 탄소배출량은 다른 에너지원에 비해 월등히 높아 미세먼지 저감 대책이 바로 탄소배출 저감 대책으로 직접적으로 연결되는 중요한 사례라고 생각한다. 미세먼지 저감과 함께 가는 한국형 탄소중립이 이루어 지고 현재는 국민의 건강을 보호하면서 다가오는 미래에는 기후위기를 극복하고 탄소중립의 목표를 국민과 함께 달성할 수 있지 않을까 생각해본다. 미세먼지에 대한 국민적 공감대를 바탕으로 탄소중립사회에 대한 국민인식 제고 전략을 수립해야 한다. 미세먼지 저감에 대한 국민의 전폭적인 지원은 국민의 태도와 행동변화를 유도할 수 있었고 이는 탄소중립의 또다른 원동력으로 활용될 수 있을 것이다. 

현재의 미세먼지를 슬기롭게 해결해 나간다면 가깝게는 국민의 건강을 지키고, 멀게는 한국이 탄소중립의 시대를 선점하고 기후변화 위기로부터 우리 미래세대를 보호하는데 앞장 설 수 있을 것이다.

- 출처: 동아사이언스 (2022. 04. 04)