고분해능 에어로졸 질량분석기(HR-ToF-AMS) 사진

서울시보건환경연구원(이하 연구원)은 7차 미세먼지 계절관리제(2025년 12월~2026년 3월) 기간동안 초미세먼지(PM2.5) 고농도 원인을 더 정확히 진단하기 위해, 전국 시·도 보건환경연구원 중 유일하게 고분해능 에어로졸 질량 분석기(HR-ToF-AMS)를 활용한 초미세먼지 성분 심층분석을 수행하고 있다고 밝혔다.

 연구원은 2021년 HR-ToF-AMS를 도입해 계절관리제 기간 동안 초미세먼지 데이터를 실시간 측정·축적하고 있다.

 ※ HR-ToF-AMS : High-Resolution Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer의 약자로 ‘고분해능 비행시간 에어로졸 질량 분석기’를 의미하며, 입자크기가 작을수록 인체에 유해하므로 PM1 (직경이 1㎛ 이하인 초미세먼지)에 대해 측정함

연구원은 이러한 심층분석을 바탕으로 지난 11월 24일 발생한 초미세먼지(PM2.5) 고농도 사례 원인을 조사한 결과, 산불 기인 성분인 BBOA를 검출해 국외에서 발생한 산불이 고농도 발생 원인 중 하나임을 확인하였다.

 BBOA(Biomass Burning Organic Aerosol)는 산불, 농업부산물 연소, 목재 난방 등 바이오매스 연소 과정에서 직접 배출되는 유기 에어로졸로, 대기 중 유기 에어로졸의 발생원 중 하나이며 인체 건강 및 기후에 영향을 미친다. 연구원은 초미세먼지 고농도 현상은 국외 유입 요인과 국내 배출 요인이 복합적으로 작용하는 만큼, 서울의 생활권 특성을 반영해 수용모델을 활용한 유기 에어로졸 성분 분리·측정도 수행하고 있다.

 유기 에어로졸은 ▴조리 시 발생하는 유기 에어로졸 ▴자동차에 의한 유기 에어로졸 ▴산불 등 생물 연소에 의한 유기 에어로졸 ▴장거리 이동 및 산화에 기인한 유기 에어로졸 등으로 나눠 측정한다. 서울은 인구 밀집 지역이자 상업음식점이 균일하게 많이 분포돼 있어 음식 조리 시 발생하는 유기 에어로졸(Cooking Organic Aerosol, COA)이 대표적인 지역배출원으로 꼽히며, 이에 대한 시민 관심이 높아지고 있다.

한편 서울시는 지난 2019년 1차 미세먼지 계절관리제 시행 후 매년 12월~이듬해 3월까지를 계절관리제 기간으로 운영해 초미세먼지 저감을 위해 노력 중이며, 그 결과 계절관리제 시행 전보다 초미세먼지 농도가 약 30% 정도 낮아졌다. 대기 중 초미세먼지 성분은 유기 에어로졸과 무기 에어로졸인 질산염, 암모늄염, 황산염으로 이루어져 있다.

미세먼지는 액상 또는 고상으로 이뤄진 입자 혼합물로, 성분별 발생원이 달라 정밀 성분분석을 통한 발생원 파악이 정책 효과를 높이는 핵심이므로 연구원은 고농도 사례 분석과 상시 모니터링을 통해 과학적 근거를 생산할 예정이다. 연구원은 미세먼지 농도가 낮아져 시민들의 관심이 다소 줄었으나, 겨울철에는 고농도 사례가 발생할 수 있어 전문적인 모니터링과 지속적인 관리가 필요하다고 전했다.

박주성 서울시보건환경연구원장은 “11월 24일 고농도 사례 성분분석 선제조사에서 국외 산불 영향이 확인됐고, 서울의 생활권 특성과 연관된 조리 기인 유기 에어로졸 등도 함께 파악되는 등 고농도 발생 요인이 보다 구체화되고 있다.”라며 “연구원은 최첨단 분석장비를 활용한 대기 측정자료를 지속 생산해 시민에게 제공하고, 계절관리제 기간 대기질 관리에 과학적으로 기여하겠다.”라고 말했다.