서울시, 오존 농도 관리·개선 위해
VOCs 목록화와 관리 방향 제안
서울시 환경기준물질 중 오존 농도만 증가…오존주의보 발령일수도 증가
2018년부터 2022년까지 전국과 서울시의 오존(O3) 농도는 꾸준히 증가하는 경향을 보였다. 서울시의 오존 농도는 2015년 0.022ppm에서 2022년 0.029ppm으로 증가하였다. 이러한 증가 추세는 오존 대기환경 기준 달성률에도 영향을 미치고 있으며, 서울의 경우 겨울철을 제외한 대부분의 달에서 환경기준을 초과하였다. 질병관리청에 따르면, 최근 10년간 오존 농도의 증가로 인해 오존 단기 노출에 따른 초과사망자가 급증하고 있다. 2010년 1,248명이었던 초과사망자는 2019년 2,890명으로 2.3배 증가하였다. 특히 기온 상승이 오존 농도의 증가와 직접적으로 연관되어 있으며, 이는 기후변화가 오존 농도를 더욱 악화시킬 수 있음을 의미한다.
오존생성 주요 원인물질 VOCs는 배출량 많지만 관리는 상대적 미흡
휘발성유기화합물(VOCs)은 대기 중에서 오존과 초미세먼지(PM2.5)의 2차 생성에 중요한 역할을 하는 주요 전구물질이다. 특히 오존은 VOCs와 질소산화물(NOx)의 광화학 반응을 통해 형성되며, 이 과정에서 VOCs가 주요한 인자로 작용한다. VOCs는 대기 중에서 오존의 농도가 증가하는 주요 원인 중 하나로 특히 서울시와 같은 고농도 오존 발생 지역에서 VOCs 저감이 매우 중요한 문제임에도 불구하고, 미세먼지 관리 정책 및 사업에 비해 관리는 상대적으로 미흡한 상황이다.
이 연구, 광화학대기오염물질인 VOCs와 오존 농도 간 관계를 분석해
오존은 화학적으로 불안정한 구조로 인해 자외선을 흡수하게 되면 산소분자와 산소원자로 쉽게 분해되고 주위의 물질들과 쉽게 반응한다. 또 대기오염물질과 오존이 2차 반응하여 산화유기물질이 증가하며, 이로 인해 광화학스모그가 발생할 수 있다. 오존생성 관련 연구 동향을 살펴보면 과거에는 NOx, VOCs 농도 변화에 따른 오존 농도 변화에 대한 연구가 진행된 바 있으나, 최근 연구에서는 VOCs 계열별 또는 화학종별 오존생성민감도 및 기여도에 따른 연구 결과 등이 보고되고 있다. 따라서 국내에서도 오존형성에 중요한 역할을 하는 VOCs와 오존생성과 어떠한 관계가 있는지 과학적으로 분석하고 해석하는 과정이 필요하다.
이 연구에서는 오존과 VOCs의 관계 분석을 위해 오존 농도는 일일 측정값 중 연속된 8시간 평균값의 최댓값으로 계산한 MDA8을 일 대푯값으로 사용하였다. VOCs 농도는 56종 개별물질(화학종) 농도, 이를 Alkanes, Alkenes, Alkynes, Aromatic 계열로 그룹화한 그룹농도, 그리고 56종 총합인 Total VOCs 합계 농도 등의 세 가지로 구분하여 분석하였다.