최근에는 고농도 미세먼지가 여름철을 제외하고 모든 계절에 걸쳐 빈번하게 발생하여 국민들이 큰 불편을 겪고 있다. 정부에서는 미세먼지 국가전략프로젝트를 통해 과학적인 원인 규명 및 대응과 관련된 연구를 수행 중에 있다. 또한 환경부는 미국 연구진과 공동으로 국내 미세먼지 현황 파악과 관련된 연구를 수행하였다. 고농도 미세먼지의 경우 중국으로부터 장거리 이동된 미세먼지가 주요 원인으로 파악되지만 실제 과학적으로 입증이 가능한지? 그리고 얼마나 기여를 하는지?에 대한 신뢰성 있는 정량적인 연구결과가 부족한 실정이다. 한국과 중국 모두 산업이나 농업의 성격이 비슷해 대기에 유사한 물질들을 배출하고 있기 때문에 단순히 화학조성만 분석해서는 중국산인지 국내산인지 구별하기가 힘들다. 위성영상 분석이나 대기질 모델링 방법이 있기는 하지만 위성영상은 대기의 흐름을 거시적으로만 제공하고, 대기질 모델링은 실제 관측치와 오차가 커 정확도가 부족하다. 다행이 최근에 Jung 등(2018)은 폭죽에서 배출된 지시물질인 칼륨을 분석하여 중국 춘절기간 동안 폭죽 등으로부터 발생한 미세먼지(PM2.5)가 한반도까지 날아왔음을 과학적으로 규명하였다.

그렇다면 왜 최근에 동북아시아 지역에 고농도 미세먼지 사례가 자주 발생하고 또 오래 지속되는가? 이에 대한 원인을 규명하기 위한 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 미세먼지 고농도 사례는 풍향 및 풍속과 같은 기상요소와 매우 밀접한 관계가 있다. 바람이 낮은 속도로 불거나 대기가 정체되면 동북아시아 지역에서 고농도 사례가 자주 발생하고 며칠씩 지속되게 된다. Zou 등(2017)은 북극 지역의 얼음이 녹아 없어진 것과 대기 순환이 원활하지 못한 것이 밀접한 관계가 있음을 규명하였다. Chang 등(2016)은 2015년에 엘리뇨 현상이 발생하였을 때 중국 동부지역에 바람이 감소하여 미세먼지 고농도 현상을 유발하였음을 규명하였다. 이로 미루어 볼 때 최근의 동북아시아 고농도 미세먼지는 기후변화가 밀접한 관계가 있음을 유추할 수 있다.

▷ 중국 미세먼지 현황 및 국내에 미치는 영향

중국은 시진핑 정부가 2013년 경 부터 대기오염 종합대책을 정부 주도형으로 매우 강하게 추진하고 있다. 이로 인해 중국의 대기질은 최근 3-4년 사이 획기적으로 개선되고 있다. Song 등 (2017)이 발표한 논문을 보면 2014년부터 2016년까지 중국 전체 미세먼지(PM2.5)농도는 65.8 μg/m3, 55.0 μg/m3, 50.7 μg/m3으로 급격히 감소하였다. 미세먼지(PM2.5) 중 질산염과 황산염은 각각 이산화질소와 이산화황 가스로부터 이차 생성되어 만들어진다. 이산화질소의 경우 2014년부터 2016년까지 39.6 μg/m3, 33.3 μg/m3, 33.4 μg/m3로 변화가 적었다. 반면 이산화황의 경우 2014년부터 34.1 μg/m3, 26.0 μg/m3, 21.9 μg/m3로 급격히 농도가 감소하였다. 이산화황이 주로 석탄연소로부터 배출되기 때문에 중국 전역에 미세먼지(PM2.5)의 농도가 최근에 줄어든 원인은 석탄 규제 정책과 밀접한 관련이 있음을 유추할 수 있다. 반면 자동차에서 주로 배출되는 이산화질소는 2014년에서 2016년 사이 큰 변화가 없었다. 이로부터 향후 중국에서 미세먼지(PM2.5)를 추가로 줄이기 위해서는 자동차 배출가스 규제가 가장 효율적인 것으로 예측되었다.

중국에서의 스모그 발생을 이해하기 위해서는 중국의 지형 특성을 이해할 필요가 있다. 아래 그림 2(가)는 해발고도에 따른 중국지형 분포를 나타낸다. 그림에 나타난 바와 같이 중국의 동부지역은 상대적으로 지형이 낮지만 서쪽 방향으로는 높은 산맥이 위치하고 있다. 그렇기 때문에 동풍이나 동남풍이 약하게 불거나, 대기가 정체 시 중국 동부지역에 스모그가 쉽게 발생할 수 있다. 여기서 생성된 스모그는 장거리 이동하여 중국 동부지역 모든 도시들에게 영향을 준다. 또한 중국 동부지역에 만들어진 고농도 스모그는 기류가 동쪽으로 바뀔 때 한반도로 이동하여 영향을 주게 된다.

그림 2.(가) 해발고도에 따른 중국지형 분포와 (나) 2014년 1월 17일 중국발 스모그의 한반도 유입사례