【환경뉴스】 South Korea cracks down on dirty air

South Korea's capital, Seoul, ranks among the world's most polluted cities.

정부의 야심찬 대기정화 노력에도 불구하고, 한국의 과학자들은 한국의 대기오염 문제가 향후 5년간 더 악화될 수 있다고 말한다.

▶ 점점 더 더러워져가는 대기를 정화하려는 야심찬 노력의 일환으로, 한국 정부는 지난주 7조 2천억 원짜리 5개년계획(미세먼지 종합대책)을 발표했다. 그 내용인즉, 노후된 화력발전소를 단속하고, 디젤 자동차를 도로에서 몰아내고, 공장·건설현장·선박의 오염물질 배출을 줄이겠다는 것이다.

발표된 금액의 상당부분은 이미 책정된 '전시행정 용'이지만, 연구자들은 9월 26일 발표된 새 전략을 '사상 유례없는 야심찬 시도'라고 평하고 있다. 그러나 이번 계획에는 정작 휘발성유기화합물(VOCs: volatile organic compounds)이라는 화학물질이 누락되어 있어, 대기의 품질이 향상되기는커녕 오히려 악화될 거라는 우려가 제기되고 있다.

이번 계획은 문재인 대통령의 핵심공약을 실천한 것이다. 그는 지난 5월, 한국의 악화되는 대기품질에 대한 우려가 고조되는 가운데 당선되었다. 올해 들어 몇 번, 서울은 가장 오염된 도시 'Top 3' 중 하나로 선정되었다. 그리고 OECD의 발표에 따르면, 2015년 한국의 PM2.5(2.5μm 미만의 미세먼지) 노출 수준은 모든 OECD 회원국 중 최고였다. PM2.5라는 입자는 폐로 들어갈 수 있을 만큼 작아, 호흡기 질환을 초래할 수 있다.

한국 정부는 2022년까지 국내에서 배출되는 PM2.5를 30% 낮추기를 희망하고 있다. 문재인 정부는 지난 6월 화력발전소 8개의 가동을 일시적으로 중단하고, 7월에는 3개를 영구적으로 폐쇄하기 시작했다. 그리고 전임 박근혜 정부는 2020년까지 5조 원을 들여 전기자동차의 도입을 통한 디젤 자동차 대체를 서두르겠다고 공약한 바 있다.

1. 질소산화물(NOx) 단속

그러나 이번에 새로 발표된 계획은 질소산화물(NOx: nitrogen oxides) 배출을 단속한다는 목표도 세우고 있다. NOx는 다른 대기화합물(예: VOCs, 황화물, 암모니아)과 결합하여 오존과 미세먼지 입자를 생성할 수 있다. "철강공장이나 석유정제장치와 같은 대규모 산업시설들은 모니터링 시설들을 갖춰, 2019년부터 NOx 배출 한도를 체크받게 될 것이다"라고 환경부 대기환경정책관실의 김재현 사무관은 말했다.

김 사무관에 의하면, 이러한 접근방법은 지난 7월 한국과 미국이 공동으로 발표한 KORUS-AQ(참고 1)의 데이터를 일부 반영한 것이라고 한다. 그것은 역사상 유례없는 포괄적인 대기품질 연구로, 한국과 미국의 연구자 580명과 많은 연구용 항공기들을 사용했다. 예컨대 미 항공우주국(NASA)의 DC-8은 한반도와 서해를 가로지르며 맹활약했다. 연구자들은 한국의 NOx와 VOCs 배출량이 환경부의 예측을 상회한다는 결론을 내리고, 두 가지 물질의 배출량 감축을 권유했다. "많은 이들이 중국에서 날아오는 오염물질에 신경을 곤두세우고 있는 가운데, 이번 연구결과는 국내의 오염물질 배출을 관리하는 것도 중요하다는 사실을 강조했다"라고 김 사무관은 말했다.

"NOx에 초점을 맞춘다는 것은, 이번 계획에 종전보다 진일보했음을 의미한다"라고 GIST의 민경은 박사(대기화학)는 말했다. 그러나 그녀를 비롯한 다른 과학자들은, 이번 계획이 VOCs 감축 문제를 거의 거론하지 않았다는 문제점을 지적하고 있다. VOCs는 페인트 칠, 인쇄, 드라이클리닝 등의 활동에서 나오는 전형적인 방향성 분자(aromatic molecule)다. KORUS-AQ에 따르면, 그중에서 산업용 용재로 사용되는 톨루엔이라는 화합물은 미세먼지와 오존을 생성하는 주범이다. VOCs들은 생산과정이나, 중소기업에 의해 저장되거나 사용되는 과정에서 종종 누출된다.

2. 오존 상승은 어쩔 건대?

"아이러니하게도 VOCs를 감소시키지 않고 NOx만 감소시킬 경우, 한국의 많은 지역에서 오존이 상승할 가능성이 높다"고 민 박사는 말했다.

VOC의 배출을 추적하는 것은 특히 어려운데, 그 이유는 도장업이나 세탁소와 같은 중소기업들을 감시하거나 규제할 방법이 명확하지 않기 때문이다. "1단계 조치는 데이터를 수집하여 '한국의 VOCs가 어디에서 나오는지'를 파악하는 것이다. 장기적으로는, VOCs가 배출되는 곳에서 더러운 먼지를 포집하여 일정한 장소에서 정화 처리를 해야 한다. 마치 하수처리장처럼 말이다"라고 민 박사는 말했다.

"한국에서는 향후 5년간 오존과 미세먼지 수준이 더욱 악화될 것으로 생각된다. 내 생각에, 환경부장관은 KORUS-AQ의 결과에서 진지한 교훈을 얻지 못한 것 같다"라고 KORUS-AQ의 저자인 이화여대의 김용표 교수(환경과학)는 말했다.

한국의 환경부장관은 이상과 같은 비판에 대해 논평을 해달라는 《Nature》의 요청에 아무런 반응을 보이지 않았다.

양병찬(약사, 번역가), 서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로 활발하게 활동하고 있다. 풍부한 인생경험을 살려 의약학, 생명과학, 경영경제, 스포츠, 소설에 이르기까지 다양한 분야의 서적들을 번역 출간했다. 매주 Nature와 Science에 실리는 특집기사 중에서 바이오와 의약학에 관한 것들을 엄선하여 실시간으로 번역 소개한다.

Despite huge clean-up effort, scientists say country’s pollution problem could get worse over next five years.

In a major attempt to clean its increasingly dirty air, South Korea’s government last week unveiled a five-year, 7.2 trillion won ($6.3 billion) plan to close down old coal plants, get diesel vehicles off the road and curb polluting emissions from industrial plants, construction sites and ships.

Although much of the spending had already been pledged, researchers say that the new strategy, announced on 26 September, is the country’s most ambitious attempt yet to scrub its air. But because it omits controls on a class of chemicals called volatile organic compounds (VOCs), the initiative might make air quality worse before it improves.

The plan fulfils a key campaign pledge by President Moon Jae-in, who was elected in May by a Korean public increasingly concerned about their country’s worsening air quality. At times this year, Seoul ranked among the world’s top three most polluted cities. And the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), based in Paris, reports that in 2015 South Korea’s average exposure to fine-dust particles under 2.5 micrometres in size was the highest of all OECD member nations. This particulate matter, known as PM2.5, is small enough to enter the lungs and can cause respiratory illnesses.

NOx-ious crackdown

But the new strategy also aims to crack down on emissions of nitrogen oxides (NOx), which can react with other atmospheric compounds, including VOCs, sulfides and ammonia, to form ozone and fine-dust particles. Large industrial facilities such as steel plants and petroleum refineries will be fitted with monitoring equipment and held to a cap on their NOx emissions starting in 2019, the environment ministry’s deputy director JaeHyun Kim says.

That approach has been informed in part by data released in July from a joint US–South Korean study called KORUS-AQ1, says Kim. The most comprehensive examination of air quality in the region, it involved more than 580 researchers from the United States and South Korea, as well as several research aircraft, including a NASA DC-8 jet that flew across the Korean peninsula and the Yellow Sea. Researchers found that South Korea was emitting more NOx and VOCs than its own ministry estimated, and recommended reductions in these chemicals. This highlighted the importance of addressing South Korea’s domestic pollution, says Kim, at a time when many in the country were more concerned about pollution blowing over from China.

The focus on NOx means the new plan is “a lot better than before”, says Kyung-Eun Min, an atmospheric chemist at the Gwangju Institute of Science and Technology. But she and other scientists point out that it says little about curbing VOCs. These are typically aromatic molecules produced for activities such as painting, printing and dry cleaning. A compound called toluene, used to manufacture solvents, is particularly instrumental in producing fine dust and ozone, the KORUS-AQ study found. The VOCs often leak during production, or while being stored or used by small businesses.

Ozone up?

Paradoxically, Min says, reducing NOx without reducing VOCs is likely to increase ozone across much of South Korea. That is because, according to the KORUS-AQ results and Min’s own work, relative levels of NOx are so high in Korea — especially in car-filled Seoul — that they restrict the efficiency of ozone production, much as an over-rich fuel mixture makes an engine sputter. The quickest way to cut ozone is to starve it of both NOx and VOCs, “but the VOC part is not really there,” Min says. However, regions downwind of Seoul may benefit more quickly from NOx reductions, says Rokjin Park, an air chemist at Seoul National University.  

Tracking VOC emissions is particularly difficult, because there is no clear way to monitor or regulate small businesses such as painters and dry cleaners. A first step would be to collect data to nail down where South Korea’s VOCs are coming from, Min says. In the longer term, she suggests developing technology that can capture dirty air from such emissions sites so that it can be purified at treatment facilities — in a process analogous to sewage treatment.

Yong Pyo Kim, an environmental scientist at Ewha Womans University in Seoul and an author of the KORUS-AQ report, says he thinks that both ozone and fine dust could get worse for the next five years. “In my opinion, the environment ministry did not learn from the KORUS-AQ results seriously,” he says. The South Korean environment ministry has not responded to requests for comment from Nature about the criticisms.

※ Journal name : Nature

 

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