‘평균 수치에 가려진 고위험군 포착’ 대기오염 통합 분석 기술 개발

산업단지에서 주로 발생하는 발암물질인 다환방향족탄화수소(PAHs)의 노출 위험을 더 정확하게 평가할 수 있는 통합 대기오염 분석 기술이 나왔다. 기존 분석 방법이 놓치기 쉬운 유해물질 노출 사각지대를 찾아내고, 과학적 근거에 기반한 산업단지 환경관리 정책 수립에 도움이 될 전망이다.

울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 최성득 교수팀은 수동대기채취, 3차원 확산모델, 확률 기반 위해성 평가 기법을 통합한 대기오염 분석 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

수동대기채취(PAS) 기법은 스펀지처럼 생긴 다공성 매체에 공기 중 오염물질을 자연적으로 흡착시켜 샘플을 채취하는 방법이다. 경제적이고 효율적이라 넓은 지역에 수동대기채취 장치를 촘촘히 설치해 고해상도의 오염 지도를 그릴 수 있다는 장점이 있지만, 측정된 오염물질이 어디서 어떤 경로로 날아왔는지를 파악하기는 힘들다.

연구팀은 3차원 확산모델을 이용해 이를 보완했다. 굴뚝에서 나온 연기가 바람을 타고 퍼져나가는 모양을 컴퓨터로 시뮬레이션하는 기술이다. 이를 통해 각 지점의 단순 오염도만 확인하는 것을 넘어 공장 굴뚝 높이와 바람 방향 등에 따라 오염 물질이 상공으로 확산한 뒤 수 ㎞ 떨어진 지점까지 하강하는 과정을 파악할 수 있다.

또 확률 기반 위해성 평가 기법을 활용해 평균값 중심 평가에서 놓치기 쉬운 고노출 집단의 위험도까지 반영했다. 통상적으로 위해성 평가는 “성인은 하루 평균 9시간 외출한다”와 같이 평균값을 기준으로 이뤄진다. 반면 확률기반 평가 기법은 외출 시간이나 빈도 등을 고정된 숫자가 아닌 0부터 100까지의 ‘확률 분포’로 계산해, 운 나쁘게 오염도가 높은 날 장시간 야외 활동으로 위해 물질에 노출되는 ‘상위 1% 고위험군’의 발암 위험을 산출할 수 있다.

최성득 교수는 “이번 기술은 평균적인 수치에 가려져 있던 산업단지 인근 주거지의 숨겨진 건강 위험을 규명하고 향후 굴뚝 높이 조정, 배출경로 관리, 완충 구역 설정 등 주민 건강 보호를 위한 환경정책 수립에 중요한 과학적 근거가 될 것”이라고 밝혔다.

제 1저자인 이상진 박사는 “PAHs뿐만 아니라 휘발성유기화합물(VOCs), 잔류성유기오염물질(POPs), 중금속 등 다양한 유해대기오염물질의 이동 경로와 노출 특성 분석에도 이 통합 분석법을 쓸 수 있다”고 설명했다.

연구 수행은 국립환경과학원과 한국연구재단의 지원으로 이뤄졌으며, 연구 결과는 환경 분야 최상위 학술지인 ‘유해물질저널(Journal of Hazardous Materials)’에 11월 14일자로 온라인 공개됐다.