가. 현황요약 및 이슈
○ 본 연구에서는 앞서 분석한 전라북도 대기현황 분석결과를 기준으로 각 항목별 이슈에 대해 추가적으로 검토하였음
○ 전라북도 대기환경 현황을 요약하면 다음 표와 같으며, 주요내용 및 이슈는 다음과 같음
- 아황산가스 : 기준을 만족하며 특이사항 없음 - 일산화탄소 : 기준을 만족하며 특이사항 없음
- 미세먼지 : 외부 유입원의 영향이 있는 것으로 알려져 있으나, 지속적으 로 환경기준을 초과하므로 대책 수립 필요
⇨ 이슈 : 미세먼지 외부 유입원의 영향, PM2.5 관리 대응, 건강영향 - 이산화질소 : 일부 초과건수가 있으며, 오존 전구물질로 관리가 필요 - 오존 : 초과건수 증가경향을 보이고 있으므로 대책 수립 필요 ⇨ 이슈 : 오존발생 기작, 건강영향, 오존주의보
- 중금속 : 특이사항 없음
- 휘발성유기화합물 (VOCs) : 오존 생성 관련 물질로 CAPSS에 따르면 배출량이 증가하여 관심필요 ⇨ 관리대책에 반영
- 다환성방향족탄화수소 (PAHs) : 2012년 기준 전주시(삼천동) 전국 6위 수준으로 상대적으로 높음 ⇨ 지속 모니터링 필요
- 황사 : 발생 일수 2000년대 (2001∼2010년) 연평균 10.4일로 1980년대 (연 평균 3.5일) 대비 3배 증가
⇨ 이슈 : 건강, 산업에 미치는 영향, 황사주의보
- 산성우 : 최근 8년간 평균 pH 5.2로 산성비가 내리므로, 지속적인 SOx, NOx 관리 필요 ⇨ 지속 모니터링 필요
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-<표 2-32>전라북도 대기환경 현황분석 결과 항목분석기간측정망(개)대기환경기준측정망 분석주요배출원 조사 (2011년 기준)전국순위* 도시대기 (2012년) 아황산가스 (SO2)2003 ~201213연간 평균치0.02ppm○[기준만족] 최근 10년 평균 0.004 ppm ○제조업연소(31.4%), 비산업연소(22.5%), 생산공정(19.9%), 군산시(73.4%;SOx기준)15 1시간 평균치0.15ppm○[기준만족] 초과 기록 없음 일산화탄소 (CO)2003 ~2012148시간 평균치9ppm○[매우양호] 최근 10년 평균 0.53 ppm ○도로이동 (68.8%), 비도로이동 (11.7%) ○전주시 (25.3%)14 1시간 평균치25ppm○[기준만족] 초과 기록 없음 이산화질소 (NO2)2003 ~201214
연간 평균치0.03ppm○[기준만족] 최근 10년 평균 0.015 ppm ○도로이동 (42.3%), 비도로이동 (23.4%) ○군산시 (26.2%; NOx 기준)1424시간 평균치0.06ppm○[일부초과] 10년간 14개 측정망에서 35건 초과 (전주 금 암동 29건으로 82.9% 차지), 초과빈도는 감소 경향 1시간 평균치0.10ppm○[일부초과]10년간143건 초과(전주금암동84.6% 차 지), 초과빈도는 감소 경향 미 세 먼 지
미세먼지 (PM-10) 입자크기10㎛
2003 ~201214 연간 평균치50㎍/㎥○[초과빈번]연평균농도 초과율 52.1%수준으로 매우 높음○외부유입 23~37% 추정 (문헌값) ○내부배출 : 제조업연소(53.9%), 도로이 동 (21.4%), 비도로이동 (16.4%), ○군산시 (64.5%)
3 24시간 평균치100㎍/㎥○[초 과] 측정망 10년 평균 5.0% 수준(33일/년) 초과 (최대 2007년 - 전주 삼청동 16.4%, 전라북도 평균 9.0%) 미세먼지 (PM-2.5) 입자크기2.5㎛--연간 평균치25㎍/㎥ ○2015. 1. 1. 적용 ○측정망 구축중
○도로이동(32.9%), 제조업연소(32.2%), 비도로이동 (25.2%) ○군산시 (47.8%)- 24시간 평균치50㎍/㎥ 오존 (O3)2003 ~2012138시간 평균치0.06ppm○[초과건수 증가] 10년 평균 0.023 ppm 수준이나 2003년 0건 → 2007년 9건 → 2012년 53건 초과○질소화합물(NOx),휘발성유기화합물 (VOCs)에서 생성되는 2차 오염물질9 1시간 평균치0.1ppm○[초과건수 증가] 2003년 4건 → 2012년 46건 숫자가 낮을수록(1~16) 오염물질 농도가 높음
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-<표 2-33>전라북도 대기환경 현황분석 결과 항목분석기간측정망(개)기준분석결과주요배출원전국순위 (2012년) 중금속
납 (Pb) 2005 ~20121
연간 평균치0.5㎍/㎥○[기준만족] 최근 8년 평균 0.048 ppm○건전지 및 축전지 제조, 인쇄공업, 크레용 및 페인트 안료, 농약 등 13 (농도합계) 카드뮴 등 7종-○특이사항 없음○산업공정 유 해 화 학 물
VOCs
벤젠 (C6H6) 2009 ~2012 3
연간 평균치5㎍/㎥○[기준만족] 최근 3년 평균 0.2 ppm○2011년 배출량은 2006년 대비 173.2%의 증 가율 보임 ○주요배출 : 에너지수송 및 저장, 유기용제사 용 등이 72% 차지 (2011년 기준) ○군산시 (48.6%) ※ 오존생성과 관련 있음
12 (농도합계) 톨루엔 등 12종-○특이사항 없음 PAHs크리센 등 7종2006 ~2012-○전주 삼천동의 경우 전국 6위 수준으로 농도 높음 ※ 측정횟수가 적고 오차가 있어 해석이 어려움○유해화학물질 사용6 (농도합계) 황사1980 ~20132-
~20132-○33년간 연평균 6.5일의황사발생(최대 2001년 24건) ○2001~2010년 연평균 10.4일 발생 1980년대 대 비 발생빈도 3배 증가
○중국, 몽고 발생 흙먼지가 편서풍으로 유입6 (발생일수) 산성비2005 ~20123법적 기준은 없으나 pH5.6 이하인 경우 산성비
○최근 8년간 평균이 5.2로 산성비에 속하나 전국적 인 경향임○대기중 황산화물과 질소산화물로 인해 빗물이 산성화10 (pH) 순위가 높을 수록 오염물질 농도가 높음
나. 미세먼지
1) 장거리 및 외부유입 영향
3)○ 미세먼지 이동에 의한 영향을 정량화하는 방법은 다음과 같이 3가지가 있음 - 3차원 광화학이동모델을 사용하여 중국으로부터 이동하는 미세먼지의 조
성과 농도를 계산함
- 수용모델을 해당지역과 외부유입원으로 추정되는 곳에서의 측정 자료에 적용 하여 이차오염물질 등 외부 유입 가능성이 큰 성분들의 기여도를 산정함 - 국내 배경측정소에서 미세먼지의 농도와 조성을 측정하여, 기상자료 등의
보충자료와 함께 유출입 농도를 산정함
○ 미세먼지의 외부유입에 대한 영향 연구는 수도권을 중심으로 광화학모델과 수용모델 연구가 진행되어 왔으나, 동북아시아 배출량 자료의 불확실성, 대기의 입자상 물질 변환과정에 대한 이해 부족으로 불확실성이 있음
○ 광화학이동모델을 활용한 연구에서,
- 2004년 환경부는 ‘수도권 지역 배출총량관리제 추진방향’ 연구에서 2001년 기준 서울의 연평균 미세먼지 농도대비 외부영향을 40∼50%로 예측하였음 - 2006년 국립환경과학원에서는 2014년 중국 동북, 화북, 화중 공업지역에서
우리나라에 미치는 중장거리 이동 영향을 정량화한 결과 서울은 1월에 평균 15%, 7월 ∼30%, 인천은 1월 21%, 7월 ∼45%, 경기도는 1월 43%, 7월
∼50%정도로 분석하여 종합적으로 30∼40%정도가 외부영향으로 추정함 - 2008년 한국대기환경학회에서는 2차 오염물질의 일부분이 수도권에서 생성된
것을 고려하더라도 외부 영향이 최소 30%이상으로 추정됨
○ 수용모델 결과도 광화학이동모델과 같이 편차가 크지만, 대부분 30%정도나 그 이상이 외부에서 유입된 것으로 계산됨
○ 다양한 조건의 선행연구 결과 외부유입 평균비중은 23∼37%로 산정됨
3) 수도권 대기 미세먼지 1999∼2008년 추이분석, 환경영향평가, Vol. 19, No. 1, 2009
<표 2-34> 3차원 광화학이동모델을 활용한 미세먼지 장거리 유입 영향
모델 기상모델 외부영향(%) 참고
CMAQ v4.3 MM5 v3.6 40∼50 환경부(2004)
CMAQ-MADRID MM5 v3 1월 : ∼15, 7월: ∼30 국립환경과학원(2006)
CMAQ v4.6 MRF v3.0 30〈 한국대기환경학회(2008)
※ 자료 : 김용표, 수도권 대기 미세먼지 1999-2008년 추이 분석. 환경영향평가 제19권 제1호(2010)
<표 2-35> 수용모델을 활용한 미세먼지 장거리 유입 영향
모델 사용 성분 외부영향 참고
CMB PM2.5 화학 성분 봄 : ∼33, 가을 : ∼10 이학성 등(2005)
PMF PM2.5, PM10 화학성분 PM10 〉25, PM2.5 〉30 국립환경과학원(2006)
PMF PM2.5 화학성분 여름 : 〉35, 겨울 : 〉25 환경부(2006)
CMB TSP 중 PAHs 〉40% Lee and Kim(2007)
CMB, PMF PM10 〈 48%(SDA 포함), ∼25% 한국대기환경학회(2008)
○ 배경농도 기준 전라북도 배출량 추정
- 2012년 기준 전라북도 도시지역(전주, 군산, 익산)의 미세먼지 평균값에서 임실, 백령도, 고산의 배경농도를 제외한 값을 내부배출이라 가정할 경우, 평균 24.2%가 내부에서 배출되고, 75.8%가 외부영향으로 산정됨
- 이는 문헌연구에서 모델을 이용한 결과가 23～37%의 외부영향 비중을 보 였음을 고려할 때 외부영향이 매우 높은 것으로 나타남
- 그러나, 월간 평균값은 단순 계산한 결과값으로 내부배출원이 배경농도에 미치는 영향, 외부유입원의 특성 등이 반영되지 않아, 정확한 외부유입 비중을 결론내리기 어려우므로, 향후 추가 연구가 필요함
<표 2-36> 전라북도 배출량 추정 (평균 24.2%)
지역 1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월
전북 63.0 54.0 56.2 56.9 70.1 42.3 27.9 25.7 40.1 44.8 52.3 45.2 배경농도 43.0 37.3 45.0 45.3 54.3 31.7 25.7 22.0 30.7 31.0 40.7 31.7 전북-배경농도 20.0 16.6 11.2 11.6 15.8 10.6 2.2 3.7 9.5 13.8 11.6 13.5
비중
(전북-배경농도) 31.7 30.8 19.9 20.4 22.5 25.1 7.9 14.5 23.6 30.8 22.2 29.9
※ 전북 : 전주, 군산, 익산 평균, 배경농도 : (임실, 백령도, 고산)평균
※ 전북 - 배경농도 : 전북에서 배경농도의 차
※ 주의 - 월간 평균값은 단순 계산한 결과값으로 과학적인 추가연구가 필요하며 정책결정에 활용할 수 없음
<그림 2-40> 지역별 ․ 월별 미세먼지 현황(2012년)
※ 전북 : 전주, 군산, 익산 평균, 배경농도 : 임실, 백령도, 고산
※ 전북 - 배경농도 : 전북에서 배경농도의 차
※ 주의 - 월간 평균값은 단순 계산한 결과값으로 과학적인 추가연구가 필요하며 정책결정에 활용할 수 없음
2) PM2.5 관리 대응
○ 2015년부터 환경기준이 신설된 PM2.5의 경우 도내 측정망 구축이 우선적 으로 구축되어야함
○ 전라북도 미세먼지 주요 배출원은 제조업 연소, 도로이동 오염원, 비도로 이동오염원 순으로 나타남
○ 최근 건강에 대한 영향으로 주목받는 초미세먼지(PM2.5)의 경우 도로이동 오염원, 제조업연소, 비도로 이동오염원 순으로 나타났으며, PM10대비 평균 60%의 비중을 보였음
○ 특히, 도로이동 오염원의 경우 미세먼지 배출의 대부분이 PM2.5로 나타남
<표 2-37> 전라북도 미세먼지 배출원 (2011년 기준)
(단위 : ton/년, %)
대기오염물질 PM10 배출량 (PM2.5) 기여도
배출량 PM10대비 비중 (%)
계 3,510.5 (2,104.1) 60% 100.0
에너지 산업연소 60.7 (54.3) 89% 1.7
비산업 연소 128.9 (68.6) 53% 3.7
제조업 연소 1,893.8 (677.3) 36% 53.9
생산 공정 71.2 (57.1) 80% 2.0
도로이동 오염원 752.1 (691.9) 92% 21.4
비도로 이동오염원 576.2 (530.3) 92% 16.4
폐기물 처리 17.7 (15.6) 88% 0.5
기타 9.9 (8.9) 90% 0.3
3) 건강영향
○ 미세먼지가 우리건강에 치명적인 이유는 직경 10㎛이하의 입자상 물질로 석탄, 석유 등의 화석연료가 연소될 때, 기관지를 거쳐 폐에 흡착되어 각종 폐질환을 유발하거나 혈액 속에 들어와 몸 전체를 순환 할 수 있음
○ 미세먼지는 기도자극, 호흡 곤란, 폐 기능 감소, 천식 악화, 만성 기관지염 발생, 만성 폐쇄성폐질환 등과 같은 호흡기계 질환 증상이 증가하고, 혈관 기능 장애, 혈전증, 부정맥, 불규칙한 심장박동 등과 같은 심혈관 관련증 상이 증가하고 다양한 생리학적 변화들과 관련이 있는 것으로 알려짐
○ 특히 초미세먼지(PM2.5)는 입자의 크기가 매우 작기 때문에 폐포까지 침투 하여 심각한 건강영향을 줄 수 있으며, PM2.5에 노출되면 호흡기계 관련 질환과 심혈관계 관련 질환으로 인한 입원 증가뿐만 아니라 사망발생위 험이 유의하게 증가하는 것으로 보고됨4)
○ 사람의 폐포까지 깊숙하게 침투해 기관지와 폐에 쌓인 미세먼지는 각종 호흡기 질환의 직접 원인이 되며 몸의 면역 기능을 떨어뜨리며, 천식과 호 흡곤란을 일으키며 장거리 이동으로 비 또는 눈속의 중금속 농도를 증가 시키기도 하고, 또한 대기 중에 부유하면서 빛을 흡수, 산란시키기 때문에 시야를 악화시키기도 하고, 식물의 잎 표면에 쌓여 광합성 동화작용, 호흡 작용과 증산작용 등을 저해하여 식물 성장에도 나쁜 영향을 미치게 됨5)
○ 무연탄을 태울 때 나오는 신경계 독성물질인 납이나 비소, 아연 등 유해 중금속 농도가 높은 미세먼지를 마시면 멀쩡하던 사람도 기침하게 되고 목이 아프고, 피부 트러블을 일으키기도 하고, 호흡곤란이나 두통도 생김
○ 대부분의 미세먼지가 치명적이지만 그중에서도 황산이온이나 질산이온 등은 황사 속 먼지와 흡착되면서 산화물로 변해 호흡과 함께 폐로 들어 가게 되며, 이 물질이 폐로 들어가면 염증을 일으키는데, 기관지염이나 천식, 만성폐쇄성폐질환(COPD)이 대표적이며, 이런 물질들은 백혈구를
4) 초미세먼지(PM2.5)의 건강영향 평가 및 관리정책연구Ⅰ, KEI, 2012.03 5) 위키백과, http://ko.wikipedia.org/
자극해 혈관벽에도 염증을 일으킬 수 있어 전형적인 혈관질환인 동맥경화,
<그림 2-41> 미세먼지(PM10)의 심혈관계 및 호흡기계 입원 영향
<그림 2-42> 초미세먼지(PM2.5)의 심혈관계 및 호흡기계 입원 영향
※ 자료 : 초미세먼지(PM2.5)의 건강영향 평가 및 관리정책(Ⅱ). 한국환경정책․평가연구원. 2013.
○ 미세먼지(PM10) 농도 10㎍/㎥ 증가시 65세 이상 연령집단의 심혈관계 입원
<표 2-40> 미세먼지가 건강영향 선행연구6)
4) 미세먼지 예보·경보제
7)예측농도 0∼30 31∼80 81∼120 121∼200 201∼300 301∼
행동
○ 미세먼지 고농도시 행동요령
나. 황사 1) 건강영향
○ 황사가 발생하면 미세먼지의 농도가 증가하게 되고, 미세먼지의 흡입으로 건강에 영향을 미치게 되며, 콧속이나 눈의 각막은 피부와 같은 보호막이
○ 황사가 발생하면 미세먼지의 농도가 증가하게 되고, 미세먼지의 흡입으로 건강에 영향을 미치게 되며, 콧속이나 눈의 각막은 피부와 같은 보호막이