'오염물질'에 해당되는 글 2건

[COVID-19] 코로나바이러스에 따른 공기질 변화

COVID-19 환자가 점차 늘어나면서 사회적으로 많은 문제가 생기고 있는 요즘입니다. COVID-19가 하루빨리 종식이 되어야 할 텐데 치료제나 백신이 나오기까지는 빨라야 내년 중순이 넘어야 한다는 의견이 많이 나오고 있는 것 같습니다.

오늘은 COVID-19에 따라서 대기질이 어떻게 변화가 되었는지 분석한 논문을 소개하려고 합니다. COVID-19가 사회적으로 많은 변화를 가져왔고, 환경적으로도 많은 변화를 가져왔습니다. 환경적인 변화 중 대기질 상태에 어떤 영향을 보여주었는지 분석한 논문입니다.

이 논문에서는 중국의 후베이성에서 2017년부터 2020년까지 1월, 2월, 3월의 대기질 공기를 분석했습니다. 2017년부터 2019년 은 COVID-19가 발생하기 전이고, 2020년은 COVID-19가 발생한 이후의 데이터입니다. 오염물질 항목은 초미세먼지(PM2.5), 미세먼지(PM10), 이산화황(SO₂), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 오존 (O₃)으로 총 6개 항목을 측정했습니다. 그리고 이 6개의 항목으로 AQI 지수를 사용하여 분석했습니다. 

*AQI (Air Quality Index): 현재 공기가 얼마만큼 오염되었고 앞으로 오염 정도가 어떻게 될지에 대한 정보를 대중에게 제공해주는 지수입니다. 각 나라마다의 차이가 있지만 미국 EPA 지수가 가장 많이 사용되고 있습니다. 미국에서는 0부터 500까지의 지수로 나타내고 총 6단계로 나누어 제시하고 있습니다. 우리나라는 통합대기환경지수 (CAI, Comprehensive Air-quality Index)를 사용하며, 미국과 마찬가지로 0부터 500까지의 지수로 나타내고 총 6단계로 나누어 제시하고 있습니다.

아래 설명이 잘 나와있는 참고 사이트 2개입니다. 자세한 정보는 아래 링크를 타고 확인해 보시면 될 것 같습니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Air_quality_index

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8C%80%EA%B8%B0%EC%A7%88_%EC%A7%80%EC%88%98

-결과-

COVID-19 발생 전 후 대기질 오염물질 농도는 어떻게 변했는지 한번 확인해 보도록 하겠습니다.

6가지 오염물질 항목 중에서 초미세먼지, 미세먼지, 이산화항, 일산화탄소, 질소산화물 등 5가지 항목은 COVID-19 발생 후 그 이전 연도에 비해 감소한 것을 보실 수 있습니다. 이는 COVID-19로 인한 건설현장, 공장 운영, 자동차 이동 등의 감소로 인해 오염물질 농도가 낮아진 것으로 판단하고 있습니다. 하지만 오존은 COVID-19 발생 후 증가된 경향을 보이고 있습니다. 하지만 오존 항목은 농도가 증가하는 현상을 볼 수 있습니다. 이는 질소산화물이 감소하면서 일산화질소와 반응해야 하는 오존이 축적된 것으로 보고 있습니다. 위의 현상은 아래 반응식을 보시면 간단히 설명이 가능합니다. 일산화질소 (NO)는 오존 (O₃)와 반응해서 이산화질소 (NO₂)와 산소 (O₂)로 바뀌게 됩니다. 하지만 일산화질소가 줄어들면 반응해야 하는 오존은 남게 되고 축적되어 농도가 올라가게 될 것입니다.

NO₂ + hv (에너지) -> NO + O

O + O₂ -> O₃

NO + O₃ -> NO₂ + O₂

위의 그림은 AQI 지수를 나타낸 것입니다. 지수가 높을수록 (녹색 -> 노란색 -> 주황색 -> 빨간색 -> 보라색) 대기질이 나쁘다는 의미인데 눈으로만 봐도 COVID-19 발생 이후 낮은 AQI인 녹색, 노란색의 비율이 확연하게 증가된 것을 확인할 수 있습니다.

위 결과들을 보시면 COVID-19 이후 대기질 상태가 좋아진 것을 확인해 볼 수 있습니다. 다양한 원인이 있을 수 있겠지만 공장시설, 자동차 이용 등이 확연하게 감소된 이유일 것입니다. 뉴스에서도 전 세계 곳곳에서 맑은 하늘을 보게 되었다는 내용의 기사가 많이 나왔었습니다. 원래의 하늘을 이제야 조금씩 보게 된 것입니다.

COVID-19로 인해 사람들이 만들었던 오염이 멈춘 것처럼 보입니다. COVID-19를 빨리 이겨내고 이전과 같이 생활하게 되어도, 미래에도 계속해서 맑은 하늘을 볼 수 있도록 대기질을 계속해서 관리하고 개선하는 방향을 세워야 할 것 같습니다.

[초등학교 실내환경] 주변환경에 영향을 받는 초등학교 실내공기질

오늘은 재밌는 연구결과가 있어 소개하려고 논문을 리뷰하려고 합니다. 주요한 내용은 서울 내 초등학교 116곳의 실내공기질을 측정 및 분석한 결과입니다. 논문은 2015년에 발표되었고, 실내공기질을 분석한 기간은 2013년 9월부터 11월입니다.

강동구 22곳, 강서구 30곳, 강남구 30곳, 강북구 34곳에서 실시했습니다. 분석항목은 온도, 습도, 폼알데하이드, 총휘발성유기화합물, 미세먼지 (PM10), 이산화탄소, 일산화탄소, 총부유세균, 이산화질소를 측정했습니다. 

우선 첫 번째 결과로 과학실과 교실과의 차이를 보여줬습니다. 과학실은 실험을 하면서 위험물은 아니지만 그래도 화학약품 등을 보관하고 있고, 교실은 항상 학생들이 있어 학생들이 뛰어다니는 등으로부터 발생되는 오염물질이 많이 일어날 것입니다.

역시나 폼알데하이드와 총휘발성유기화합물은 과학실에서 높았고, 미세먼지, 이산화탄소, 총부유세균은 교실에서 높게 나타났습니다. 어린이들은 워낙에 또 활기차서 정말 열심히 뛰어다니기 때문에 미세먼지, 이산화탄소, 총부유세균 등이 높게 나타납니다. 이럴 때는 모두들 아시다시피 환기가 가장 중요합니다.

두 번째 결과는 주변 환경에 따른 학교 실내공기질 차이였습니다. 저는 이 부분이 정말 재밌게 느껴졌습니다. 주변 환경에 따라서 세 분류로 나누었는데 1. 산 주변 (주변에 산이 존재) / 2. 주거시설 근처 (아파트 등 고층 주거시설 근처) / 3. 도로 근처 (주변에 큰 도로)로 나누었습니다. 당연히 이것만 봐서는 '1번 산 주변'에 있는 공기질이 좋겠고, '3번 도로 근처'가 나쁘겠군 이라고 생각을 했을 것입니다. 하지만 연구결과는 그 반대를 보였습니다. '3번 도로 근처' 초등학교에서 미세먼지, 총부유세균 농도가 낮게 나오고, '1번 산 주변', '2번 주거시설 근처'에서 농도가 높게 나왔습니다. 다들 이 결과에 의아해하실 수도 있습니다. 이 논문에서는 이렇게 나온 결과의 가능성을 아래와 같이 설명했습니다.

 - 도로가 근처에 있다는 것은 학교 주변을 막는 건물 등이 없어 공기가 멀리서부터 와서 학교를 통과하면서 환기를 시킴

 - 즉, 환기가 매우 잘됨

 - 아파트 등 고층빌딩의 경우 오염된 공기가 멀리 날아가지 못하고 건물에 갇혀있어 환기를 해도 오염된 공기가 다시 유입됨.

 - 산의 경우 오염물질이 산을 넘어가야 하지만 산이 높아 넘어가지 못하고 다시 밤의 기온 때문에 하강하여 다시 내려옴.

위와 같은 이유로 위의 결과가 나왔을 가능성을 보였습니다. 우리의 예상과는 많이 다른 결과를 보였지만, 충분히 가능성 있는 연구라고 생각합니다. 오염물질이 멀리 퍼져가야 하는데 고층 빌딩과 같이 공기의 흐름을 방해하여 오염물질이 계속 근처에 남아있는 것입니다. 

이건 저의 생각인데 산의 경우는 조금 다른 가능성도 있을 것이라고 봅니다. 산은 흙, 나무 등으로 덮여있어 수많은 미생물들의 집합소인데 여기서 나오는 미생물들의 영향이 있을 수도 있다고 생각합니다. 

이 결과는 서울을 대상으로 단기간으로 측정한 것으로 일반화를 하기에는 아직까지는 제한점이 있습니다. 정확한 모델링이나 날씨, 계절, 기후 등 모든 조건을 따져봐야지 정확한 결과를 알 수 있을 것 같습니다.

저는 이 결과를 보면서 신기했는데 다들 어떠셨나요? 주변에 큰길이 있어 자동차가 많이 다닌다고 공기질이 나쁘다고만 판단할 것은 아니라고 생각합니다. 그리고 공기질 농도가 높다고 건강에 유해하다고만 판단하기에도 뭔가 찜찜한 점이 느껴집니다.

그럼 다음에도 재밌는 연구결과 보게 되면 보여드리도록 하겠습니다.