UNIST 박상서 교수팀, 미세먼지 성분별 광학 특성 규명

서울의 미세먼지는 햇빛을 반사해 지구를 식혀주는 성분이 많았고, 멕시코시티의 미세먼지는 햇빛을 흡수해 온난화를 일으키는 성분이 상대적으로 많은 것으로 조사됐다.

울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 박상서 교수팀은 세계 14개 도시에서 수집한 미세먼지 화학시료와 광학데이터를 분석해 이런 결과를 얻었다고 20일 밝혔다.

연구팀에 따르면 서울의 초미세먼지는 황산염·질산염 비중이 높아 태양빛을 강하게 산란시키는 ‘반사형’ 성격을 띠는 것으로 나타났다. 반면 멕시코시티는 그을음 성분이 상대적으로 많아 빛을 강하게 흡수하는 ‘흡수형’ 특성이 두드러졌다.

연구팀은 서울, 베이징, 멕시코시티 등 세계 14개 도시에서 채집한 시료의 화학성분자료와 광학데이터자료를 비교 분석해 이런 결과를 도출했다. 광학데이터자료는 햇빛이 대기를 통과하면서 얼마나 흡수되고 산란하는지를 측정하고, 분석을 통해 미세먼지 농도를 추정한다.

분석 결과, 황산염·질산염처럼 빛을 산란시키는 성분이 높을수록 단일산란알베도 값도 커졌다. 단일산란알베도는 공기 중 입자가 들어온 빛을 얼마나 반사(산란)하고 흡수하는지를 나타내는 지표다. 값이 1에 가까울수록 빛을 반사하고, 0에 가까울수록 빛을 흡수한다는 뜻이다.

반대로 블랙카본처럼 흡수성 성분이 많아질수록 단일산란알베도는 줄어들었고, 특히 파장이 긴 영역(870~1020nm)에서 그 경향이 두드러졌다. 또 대기 중 흙먼지의 양이 많아질 때는 파장별 산란 특성이 급격히 변하는 모습도 확인됐다.

박 교수는 “광학 특성 데이터만을 이용해 미세먼지의 성분별 독성 차이를 간접적으로 추정할 수 있는 기반을 제시했다”며 “앞으로 대기질 예보, 보건 정책 수립의 정확도를 높이는 기초 자료로 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다.

이번 연구는 UNIST 동남권 미세먼지연구관리센터와 공동으로 수행됐다. 미국화학학회에서 발행하는 환경 분야 저명 학술지 ‘환경과학기술’에 게재됐다.