<사이언스>
인류는 지금 미세먼지 잡는 기술과 전쟁 중
이제는 공해라는 말을 모르는 사람이 없다. 전문가들은 21세기 한국의 대표적 공해병 사례로 미세먼지를 꼽고 있다. 우리 몸에 서서히 침입한 미세먼지가 호흡기에 탈을 일으키는가 하면 피부에 염증을 일으키는 등 각종 피해를 주고 있는 것. 우리나라 사람 10명 중 3명은 미세먼지 때문에 다양한 질환을 앓고 있다는 보고도 있다. 이쯤 되면 염려를 넘어 공포 수준이다.
집진판에 부착시키고, 인공강우로 씻겨 내리고, 정전기장으로 끌어당기고…
‘봄철 불청객’이라 불리던 미세먼지. 최근 1~2년 사이엔 계절에 국한되지 않고 미세먼지로 몸살을 앓는 사람들이 부쩍 늘었다. 왜 그럴까. 미세먼지의 발생 원인은 한마디로 정의하기 어렵다. 하지만 최근의 상황은 중국의 공업화 원인이 크다. 우후죽순 격으로 늘어나는 공장지대에서 배출된 각종 오염물질이 바람에 실려 한반도로 날아오는 것. 특히 석탄 사용량이 급증했기 때문이다. 중국은 석탄 의존도가 70%나 된다.
중국의 미세먼지는 서풍이나 북서풍 계열의 바람을 타고 우리나라로 날아와 국내의 미세먼지와 결합한다. 기상청에 따르면 서풍이나 북서풍이 불 때 국내의 미세먼지 농도는 평균 44.5% 증가하는 것으로 나타났다. 물론 국내 자체 오염원도 상당 부분 차지한다. 하지만 중국의 경제발전 속도로 볼 때 국내의 미세먼지 피해는 갈수록 심해질 전망이다.
미세먼지는 지름이 10㎛(마이크로미터, 1㎛=1000분의 1㎜) 이하의 먼지를 말한다. 머리카락 굵기의 1/10 정도다. 미세먼지 중 특히 입자의 크기가 작은 지름 2.5㎛ 이하의 미세먼지를 초미세먼지라 부른다. 눈에 보이지 않을 정도로 크기는 작지만, 미세먼지의 성분은 복잡하다. 질소산화물(NO), 황산화물(SO) 등의 유해성분이 대부분이고 카드뮴, 비소, 납 같은 중금속이 섞여 있다. 인체에 독성을 일으키기 좋은 성분들이다.
미세먼지가 위험한 이유는 작은 크기 때문이다. 입자의 크기가 작을수록 건강에 미치는 영향이 크다. 공기 중에 떠다니는 일반적인 먼지는 코털이나 기관지 점막에서 대부분 걸러져 배출된다. 하지만 미세먼지는 코, 구강, 기관지에서 걸러지지 않고 몸에 축척된다. 그렇다고 공상과학소설처럼 매일 마스크 쓰고 살 수는 없는 일. 미세먼지를 최대한 우리 몸속으로 침투하지 못하게 하는 과학기술은 없을까.
과학계에서는 다양한 기술을 이용해 해결 방안을 찾고 있다. 그 중의 하나가 포스코ICT가 개발한 마이크로펄스하전(MPS) 방식의 전기집진기. MPS란 고전압 펄스로 발생된 정전기력을 이용해 미세먼지를 집진판에 부착시켜 제거하는 기술이다. 방전극에서 코로나 방전이 발생돼 음이온이 생성되고, 이때 만들어진 음이온이 먼지와 결합돼 마이너스 극성을 나타내면 정전기력으로 통로벽에 있는 집진판에 미세먼지가 부착돼 걸러진다. 주로 발전소 등 산업현장의 미세먼지가 모이는 집진실에 설치한다. 현재 중국의 대형 발전·철강 공장과 국내의 여수 칼텍스 정유공장, 포스코 포항 소결공장과 광양공장에 설치돼 대기오염 원인을 제거하고 있다.
인공강우를 이용해 대기 중에 떠 있는 미세먼지를 씻겨 내리는 것도 하나의 방법이다. ‘없는 물을 만들어 내는’ 첨단기술이 인공강우다. 구름은 있지만 빗방울을 만드는 응결핵이 적어 구름방울이 빗방울로 자라지 못할 때, 인공 ‘구름씨앗’을 뿌려 인위적으로 비를 내리게 하는 것.
미세먼지가 ‘구름씨앗’ 역할을 하고, 비행기나 로켓, 지상발생기 등을 이용해 강우촉진제로 쓰이는 요오드화은을 쏘아 올려 공기 내 수증기를 뭉치게 해 빗방울을 만든다.
미세먼지의 극성을 이용한 기술도 눈길을 끈다. 땅속에 코일을 묻은 뒤 정전기장을 발생시켜 미세먼지가 땅에 달라붙도록 끌어당기는 것. 정전기를 띤 책받침에 먼지가 잘 달라붙는 것과 같은 원리다. 네덜란드 발명가인 단 로세가르더가 낸 아이디어로, 이 기술을 적용할 경우 약 7m의 탑 높이에서 시간당 3만 ㎥의 공기를 정화할 수 있다는 게 그의 주장이다.
미세먼지는 한 나라에 국한된 문제가 아니다. 그런 만큼 미세먼지 저감 기술은 세계의 협력 연구가 필요하다. 세계가 관심을 갖고 다양한 미세먼지 예방 기술들을 개발해 낸다면 앞으로의 하늘은 항상 맑지 않을까.
김형자 과학칼럼니스트 bluesky-pub@hanmail.net
