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직경 머리카락 7분의 1… 황산염·질산염 등 배기가스 성분이 절반이상
●황사
고비사막·내몽골고원 발원… 칼슘·마그네슘 비율 높고 모래에 나무껍질까지 포함
7일 서울 하늘이 희뿌옇게 변했다. 길거리에는 갑갑한 공기에 기침을 하는 사람들이 적지 않았다. 원인은 미세먼지. 이날 미세먼지 농도는 평소의 3~4배인 200㎍/㎥까지 치솟았다. 미세먼지는 하늘이 희뿌옇게 뒤덮이고 목이 칼칼하다는 점에서는 황사와 비슷하지만 황사는 엄연히 다르다. 미세먼지와 황사는 어떤 차이가 있을까.
◇미세먼지는 배기가스, 황사는 흙 성분 많아=최근 들어 공기가 텁텁할 때면 어김없이 미세먼지나 'PM10' 같은 생소한 단어들이 신문지면을 장식한다. 미세먼지는 말 그대로 눈에 잘 보이지 않을 정도로 작은 먼지로 크기가 10마이크로미터(㎛)보다 작아 입자물질(PM)10이라고도 부른다. 직경이 머리카락 굵기의 7분의1에 불과하다.
이보다 더 작은 먼지도 있다. 크기 2.5㎛ 이하 미세먼지는 PM2.5 또는 '초미세먼지'라고 부르는데 밀가루 입자와 크기가 비슷하다.
평소 우리가 들이 마시는 공기 속에도, 봄의 불청객 황사에도 미세먼지는 섞여 있다. 황사는 미세먼지보다는 입자 크기가 큰 모래는 물론 가벼운 나무껍질까지 아우른다. 황사는 중국이나 몽골 등 이웃 나라에서 넘어온 흙먼지가 대부분을 차지하기 때문이다.
미세먼지는 주로 배기가스 성분인 황산염이나 질산염이 절반 이상을 차지하는데 황사는 칼슘이나 마그네슘 등 흙에서 주로 발견되는 성분 비율이 비교적 높다. 미세먼지 중 입자가 큰 PM10 농도가 PM2.5보다 매우 높게 나타난다는 점도 황사의 특징이다.
미세먼지 주의보는 PM10 농도가 시간당 평균 200㎍/㎥ 이상인 상태가 2시간 이상 지속될 경우 발령된다. 황사주의보는 시간당 미세먼지 농도가 400㎛/㎥인 상태가 두 시간 이상 지속될 것으로 예상될 때, 황사경보는 농도가 800㎍/㎥ 이상일 때 발령된다.
그렇다면 역대 최악의 황사는 언제였을까. 2010년 3월20일 흑산도에서는 PM10 농도가 무려 2,712㎍/㎥까지 치솟아 가장 심한 황사로 기록됐다. 같은 날 대구는 2,684㎍/㎥, 진도는 2,408㎍/㎥까지 미세먼지 농도가 올랐다.
◇황사 발원지 한반도의 4배 규모=우리나라에 영향을 주는 황사 발원지는 몽골과 중국 접경지역에 걸친 고비사막과 바단지린사막ㆍ황토고원ㆍ내몽골고원 등 아시아 대륙 중심에 자리잡고 있는 사막들이다. 황사 발원지의 넓이는 사막 48만㎢, 황토고원 30만㎢로 주변지역까지 합하면 한반도 면적의 약 4배에 이른다.
이 가운데 우리나라에 가장 큰 영향을 미치는 황사 발원지는 내몽골고원과 고비사막 일대다.
기상청이 2002~2012년 황사를 분석한 결과 우리나라 황사의 80%는 내몽골고원과 고비사막에서 날아온 것으로 나타났다. 중국 북동 지역에서는 19%, 비교적 멀리 떨어져 있는 황토고원에서는 1%로 황사에 미치는 영향력이 작았다.
황사 발원지는 바다와 멀리 떨어진 내륙인데다 식물도 거의 없고 바람이 강해 먼지가 쉽게 날린다. 사막 일부 지역에는 1년 동안 내리는 비가 200㎜도 채 안 된다. 폭염과 가뭄으로 전국토가 바짝바짝 타들어갔던 지난 여름 한철 우리나라의 강수량(292.1㎜)에도 한참 모자란다. 메마르고 바람이 강한 이들 발원지에서는 일단 모래 폭풍이 시작되면 1㎞ 앞을 분간할 수 없을 만큼 위력적이다.
◇PM2.5관측까지는 앞으로 2년=미세먼지나 황사에 대한 관심이 늘어나면서 국내는 물론 중국과 몽골 지역에서도 PM10 농도를 측정하고 있다. 국내 미세먼지 농도 관측소는 총 28개다. 레이저로 입자의 이동을 측정하는 '라이다'는 백령도와 문산ㆍ안면도ㆍ군산 등 4곳, 입자를 세는 계수기도 10대 설치돼 있다.
황사 발원지인 중국에도 한중 황사공동관측망 15곳이 있다. 바람과 기온ㆍ습도와 높이에 따른 미세먼지 농도까지 관측할 수 있는 20m 높이의 황사감시기상탑은 몽골 에르덴과 놈곤, 중국 네이멍구 나이만 등 3곳에서 실시간으로 황사를 감시한다.
황사는 대부분 북한을 거쳐오기 때문에 2007년에는 금강산과 개성에도 황사 공동감시망을 설치했지만 아쉽게도 2009년 이후 남북관계가 얼어붙으면서 자료 공유가 어려워졌다.
이처럼 PM10을 비롯해 황사 감시는 비교적 활발하게 이뤄지는 데 비해 PM2.5 관측은 아직 갈 길이 멀다.
환경기술 선진국인 미국과 일본은 각각 1997년, 2009년 PM2.5에 대한 환경 기준치를 마련했다. 특히 가까운 일본은 중국발 PM2.5에 적극적으로 대응하고 있다. 중국에 미세먼지 방지 대책을 요구하는가 하면 중국 주재 일본대사관에서는 중국에 살고 있는 일본인을 대상으로 스모그 설명회를 열었다. 환경산업 분야에서 발 빠르게 움직이고 있는 중국도 1월부터 PM2.5농도를 공개하고 있으며 자체 검출기도 개발 중이다.
우리나라도 PM2.5 관측망이 아예 없는 것은 아니다. 기상청이 관리하는 PM2.5 관측망이 9군데 있고 환경부에서 운영 중인 관측망도 있다. 그러나 아직 관측 신뢰도가 낮아 전국 단위 예보는 2015년에야 가능하다.
전영신 국립기상연구소 황사연구과장은 "PM2.5 예보가 정확하게 이뤄지려면 중국의 데이터를 실시간으로 받아야 하지만 중국이 정보 공개를 하지 않고 있어 어려운 점이 있다"고 설명했다.