[과학을읽다]각종 미세먼지 저감대책 효과 있을까?

인공강설을 위해 대공포에 요오드화은이 든 탄환을 채우고 있는 중국 기상국 관계자. [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]미세먼지를 줄이기 위한 다양한 대책들이 나오고 있습니다. 인공강우로 비를 내려 미세먼지가 씻겨 내려가게 하거나, 공기정화탑을 세우거나, 물을 뿌리는 등의 방법들이죠. 그런데 이렇게 하면 실제 미세먼지를 줄이는데 효과가 있을까요?

미세먼지가 가장 많이 발생하는 국가 중 하나인 중국은 인공강우 방식을 즐겨 사용합니다. 인공강우는 염화칼슘이나 요오드화은을 수분이 많은 구름에 빗방울의 씨앗으로 뿌려 인위적으로 비를 내리게 하는 방식입니다. 중국 당국의 인공강우 기술은 세계 최고로 인정받고 있습니다.

주로 대공포나 지대공 미사일을 이용하고, 항공기로 직접 구름 속에다 살포하기도 합니다. 요오드화은을 담은 포탄을 구름에 쏴서 살포하는 방식의 경우 성공률이 절반 정도인데 이마저도 상당히 높은 수준이라고 합니다.

티베트고원의 능선과 높은 산봉우리에도 굴뚝 달린 연소실에서 고체연료를 태워 요오드화은 연기가 구름 속으로 올라가도록 하는 인공강우 장치도 수만개가 설치돼 있을 정도로 인공강우를 즐깁니다. 그러나 높은 성공률과 달리 강수량이 적어 미세먼저 저감에는 큰 도움이 되지 않는다고 합니다.

한국은 중국보다 인공강우 기술이 떨어집니다. 그래도 미세먼지 저감을 위한 실험은 여러 차례 시도됐습니다. 2010년부터 2017년까지 경기도와 충청도 등에서 모두 14차례의 인공강우를 실험했지만 그중 4번만 성공했다고 합니다. 그나마 강수량도 1㎜에 그쳐 효과가 미미했습니다.

지난해 1월에도 서해상에서 인공강우를 시도했지만 효과가 별로 없었습니다. 미세먼지를 해소하기 위해서는 최소 시간당 5~10㎜의 비가 내려야 하는데 강수량이 적었던 것입니다. 특히 한국에서 미세먼지가 심한 날은 고기압의 영향을 받는 날입니다.

이런 날은 대기가 안정돼 바람이 약하고 먼지가 제대로 확산되지 않는데다 비구름 자체도 적습니다. 그래서 인공강우 성공률이 크게 낮아집니다. 결국 한국에서 미세먼지를 줄이기 위한 인공강우 대책은 효과가 거의 없다고 봐야 합니다.

또 중국의 지나친 인공강우 시도는 자연스러운 대기의 흐름을 방해해 기상이변을 일으킬 수 있고, 요오드화은이 함유된 눈비는 인체에 나쁜 영향을 미칠 수도 있다고 합니다. 특히 잦은 인공강우는 한국 등 주변국의 기상이변을 유발할 수 있다는 우려마저 제기됩니다. 그다지 바람직하지 않다는 얘깁니다.

중국 시안시에 설치된 초대형 공기정화탑. [사진=유튜브 화면캡처]

그마나 효과를 거두고 있는 방식이 '공기 정화탑'입니다. 중국 시안의 거대한 공기정화탑이 단연 화제입니다. 높이가 60m에 달하는 이 공기정화탑은 거대한 필터가 설치된 탑 내부를 통과한 공기를 외부로 내보내는 간단한 원리입니다. 중국 지구환경연구소는 하루에 1000만㎥ 수준의 공기를 정화할 수 있다고 합니다.

충분하지는 않지만 나름 효과를 거두고 있는 것입니다. 문제는 비용입니다. 시안시는 약 20억원을 들여 이 탑을 지었는데, 연간 유지비가 최소 3000만~5000만원 정도가 든다고 합니다. 그래서 중국 내부에서는 비용 대비 효과가 미흡하다고 주장하는 과학자도 많다고 합니다. 많이 짓고 싶어도 비용이 너무 많이 들어 더 짓지도 못하고 겨우 유지만 해나가는 형편이라고 합니다.

미세먼지를 줄이기 위해 공중에 물대포를 쏘거나 물을 뿌리기도 합니다. 먼지가 많은 공중에 물을 뿌려 먼지를 제거한다는 발상인데 중국이나 인도 등에서 실제로 시도되고 있는 방법입니다. 비용이 적게 들고, 기술적 난이도가 낮아 두루 사용할 수 있다는 것은 장점입니다.

그러나 효과는 불분명합니다. 물을 뿌리는 순간에는 미세먼지 농도가 약간 낮아지지만, 물뿌리기를 그만두면 다시 상태가 나빠지는 등 장기적 관점에서는 효율적이지 못하다고 합니다. 효과를 볼 수 있는 범위가 좁은 것도 단점입니다.

최근에는 드론을 활용합니다. 필터를 장착한 드론을 특정 지역에 날려 공기를 정화하는 것이지요. 공중에서 수백대의 공기청정기를 가동해 공중의 미세먼지를 줄인다고 합니다. 수백대의 드론에 공기정화 장치가 장착돼야 합니다.

국립기상과학원에서 인공강우를 위해 요오드화은을 뿌리는 모습을 시뮬레이션으로 표현한 모습. [사진=유튜브 화면캡처]

드론에 화학물질을 싣고 가 공중에서 살포하기도 합니다. 미세먼지를 응고시키는 화학물질을 살포해 응집된 먼지를 땅으로 떨어뜨리는 것입니다. 다만, 드론 용량이 아직은 작은 편이어서 고도나 중량에 한계가 있고, 공중에서 살포한 화학물질이 지상까지 닿을 경우의 부작용도 우려되는 만큼 쉽사리 선택할 수 있는 방법은 아닙니다.

그밖에도 제트엔진을 분사해 미세먼지를 흩어지게 하거나, 자동차에 미세먼지 정화장치를 장착하거나, 서해에 포집 장치를 설치해 국내로 유입되는 미세먼지를 줄이는 등의 다양한 대책이 논의되고 있습니다. 실현될 가능성이 낮거나 효과도 기대에 못미친다는 지적을 받고 있는 것이 한계이긴 합니다.

공기정화탑 운영 비용이 현실적으로 낮아질 수만 있다면, 중국 전역과 한국에 공기정화탑 설치가 늘어날 수 있겠지요. 공기정화탑처럼 실질적으로 미세먼지를 정화할 수 있는 방법이 하루빨리 개발될 수 있기를 기대합니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr