T S P (총부유물질)

가. 정의 및 성상

(1) 먼지

(가) 정의 : 먼지란 대기중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질의 하나로 일명 분진이라 함.

보통 0.1∼500㎛의 입경범위를 가지며, 입자의 크기에 따라 무거워서 침강하기 쉬운 것을 강하분진

이라 하고, 입자가 미세하고 가벼워서 좀처럼 침강하기 어려워 장기간 대기중에 떠다니는 것을 부유

분진이라 한다.

(나)성상 : 먼지는 주로 고체상 물질이지만, 액체상 물질로 이루어질수도 있으며 그 안에 납, 구리, 크롬, 아연,

카드뮴 등과 같은 중금속물질이 들어 있기도 하고, 황산염, 질산염등과 같은 산성 유해물질이 함유

되어 있기도 하다. 이러한 조성은 먼지가 어느 발생원으로부터 나왔는가에 따라 달라지므로 먼지의

성상을 한마디로 정의하는 것은 매우 어렵다.

(2) 미세먼지

(가) 우리나라는 대기중에 부유하고 있는 총부유분진(TSP)과 별도로 인체에 흡입되어 폐포에 침착될 가능성이

큰 입자영역을 가진 미세한 먼지를 관리하기 위해 직경이 10 m이하인 먼지(PM10)를 대기환경기준항목

으로 설정하여 관리하고 있음.(1995.1)

(나) 외국에서는 인체영향 측면을 고려하여 PM10에서 직경이 2.5 m이하인 입자(PM2.5)를 새로운 관리대상

먼지로 설정하기 위한 연구를 시행 중이며, 이들 PM2.5는 2차 생성 먼지들이 중요 구성성분으로 알려져

있다.

나. 주요 발생원

(1) 먼지

(가) 화석연료를 사용하는 각종 연소시설(0.5∼30㎛) 및 소각시설(1∼50㎛)

(나) 유리, 도자기 및 금속의 용융.용해.열처리 시설(0.3∼10㎛)

(다) 화학비료, 석유정제 및 석유화학제품 제조시설 중 소성, 건조, 가열, 탈황시설(3∼50㎛)

(라) 시멘트, 코크스, 석탄, 연탄 제조시설등(3∼50㎛)

(마) 각종 토목, 건축공사장, 채석장, 비포장 도로 및 나대지등에서도 발생.

(바) 자동차도 또한 먼지의 주요 발생원인데 직접적인 것은 자동차에서 배출되는 매연이고, 간접적으로는 자

동차의 운행에 따라 타이어 및 도로의 마모에 의해서도 발생한다.

(2) 미세먼지

(가) 일반적으로 대기중에 부유하고 있는 입자중 조대입자들은 주로 지면에서 비산된 토양입자나 화산재 등과

같은 자연적으로 발생한 입자들이다.

(나) 반면에 미세입자들은 주로 산업, 운송, 주거활동 등에의한 연소나 기타 공정으로 부터 직접 배출되거나,

1차 배출된 가스상 오염물질이 변환되어 생성된다. 따라서 PM2.5는 황산염, 질산염, 암모니아 등의 이온

성분과 금속화합물, 탄소화합물, 그리고 수분등으로 이루어져 있다.

다. 독성 및 영향

(1) 오염경로

발생된 먼지는 공기중에 부유상태로 존재하면서 식물의 잎에 부착되어 잎의 기공을 막고 햇빛을 차단하여

동화작용, 호흡작용, 증산작용등을 저해하여 식물생육에 악영향을 미치며 또 호흡에 의하여 인체에 침입하여

기관지 및 폐에 부착된다. 이들 입자중 일부는 기침, 재채기, 섬모운동등에 의하여 제거되나 일부는 폐포등에

침착.축적되어 인체에 유해한 영향을 나타낸다.

(2) 인체영향

(가) 입자상 물질들은 가스상물질에 비해 인체의 폐에 침착되기 쉽기 때문에 다른 대기오염물질보다 인체 건

강에 더 큰 악영향을 초래할 가능성이 있는 것으로 알려져 있다. 특히 사람이 호흡할 때 직경이 10 m이하

인 미세입자들은 호흡기를 통하여 폐에까지 도달하여 침착될 수 있다고 한다. 미국에서는 이를 근거로

대기환경기준 항목에 PM10을 추가하였다.

(나) 먼지는 단독으로 있을때보다도 아황산가스와 함께 있을 때 인체에 대한 피해를 가중시키는 것으로 알려져

있다. 그 입자조성과 크기에 따라 영향을 미치는 범위와 정도가 다르다. 먼지중의 규소는 규폐증을 일으

키기 쉬우나 철분은 비교적 양성이다. 납이나 카드뮴같은 중금속을 함유하는 먼지는 다른 영향을 줄 수도

있다. 먼지가 아황산가스와 복합적으로 작용할 경우에 인체에 미치는 영향을 표 2.1.2에 나타내었다.

표 2.1.2 부유분진과 아황산가스의 장기폭로시 인체의 영향

분 진( g/m3)

아황산가스(SO2)

영 향

( g/m3)

(ppm)

250

250

0.095

가래의 양이 늘어남

240

130

0.05

호흡기계질환 증가

180

120

0.046

호흡기계질환이 늘고, 폐기능이 약해짐

230

120

0.046

하부기도질환 증가

93

90

0.037

FVC, FEV0.75 치의 감소

110

23

0.009

FEV0.75 치의 감소

195~85

425~50

0.162~0.019

하부기도질환의 이환율 증가

180

55

0.021

호흡기계의 모든 증상이 증가, 폐기능 저하

131

37

0.014

영향 없음

80

66

0.025

영향 없음

* FVC : 강제폐활량 * FEV0.75 : 0.75초간의 폐의 배기량

(다) 폐의 각 부위에 어느 정도까지 도달할 수 있는가는 입자의 크기에 좌우되는 데 작은 미세입자일수록 폐 깊

숙이 유입될 수 있다. 1㎛이상의 큰 먼지는 대부분 코나 기도의 점막과 섬모에 걸려 객담으로서 배출된다.

이때 기관지를 통과할 수 있는 0.1∼1㎛크기의 먼지가 폐포내 침착율이 가장 높다. 이러한 경로로 폐포내에

먼지가 많이 침참되면 진폐증이나 규폐증이 발생될 수 있다. 우리나라에서도 탄광지역의 일부 근로자에

진폐증이 발생된 것으로 언론에 보도되어 사회문제를 야기 시킨바 있다. 또한 최근 연구결과에 의하면 미세

입자농도의 증가가 주민들의 사망률 증가와 밀접한 관계가 있다고 하며, 이밖에도 폐질한으로 인한 통원

치료의 증가, 병가로 인한 학생들의 결석률 증가, 성인들의 활동 제한, 가벼운 순환기 질환등을 초래한다고 한다(Canada MOE, 1995).

(라) 특히, 기존의 폐나 심장에 질환을 갖고 있는 성인이나 어린이들의 경우 PM10에 의해 쉽게 영향을 받는

것으로 보고되고 있다. 아직 어떤 성분의 입자가 건강에 해로운 병을 초래하는 지 과학적인 검증은 되지

않았지만, 바람에 의해 비산된 자연발생원의 입자들 보다는 화석연료와 같은 인위적인 배출원에서 발생한

입자들이 더 해로운 것으로 알려져 있다.

                                                              표 2.1.3 먼지가 인체 및 환경에 미치는 영향 (단위 : ㎍/m3)

농   도

폭로시간

영             향

비   고

10

30

80∼100

100

100

100∼135

130이상

150∼350

150

75∼300

300

300

300이상

300∼1,200

1,000

-

-

년

년

장기간

-

-

-

24시간

-

-

1시간

-

-

-

시정감소 120Km 이하

시정감소 40Km 이하

사망율 증가

만성기관지염 발병률 증가

시정감소 12Km 이하

만성호흡기 질환자 사망율증가

어린이 (15세미만) 기도질환의 발생빈도

및 중증도 증가

노출집단 폐기능손상, 객담량증가

병약자, 노인의 사망증가

시정감소 8Km 이하

시정감소 4Km 이하

병약자,노인의 사망수 증가

기관지염 환자증상의 급성악화

시정감소 2Km이하, 불쾌,교통사고 증가

시정감소 1.2Km 이하

직경 0.2∼1.0㎛

SOx 130㎍/m3이상

SOx 123∼300㎍/m3

이상시

SOx 630㎍/m3 이상

및 고온시

(3) 시정악화에 대한 영향

(가) 미세한 입자상 물질이 대기중에 부유할 때에는 빛을 흡수, 산란시키기 때문에 시정을 악화시킨다

(Si Duk Lee, 1995).

(나) "수도권지역 시정장애현상 규명을 위한 조사연구('94-'96)" 결과 빛의 흡수, 산란 기여율이 입자상물질 95%, 가스상물질 5%로 나타났으며, 시정이 나쁠 때 미세입자(2.5 m 이하의 미세입자 ; PM2.5)의 농도가 증가함을 보였다(최덕일, 1994).

마. 규제 법규 및 각종 기준

(1) 환경기준

환경정책기본법 시행령 제 3조에 의거하여 미세먼지(PM-10)에 대해서 환경기준항목으로 설정되어 있다.

한국 및 각국의 먼지에 대한 환경기준을 비교하여 보면 표 2.1.4와 같다. 외국의 경우 대기환경기준 이외에도

대기오염 정도에 따라 비상대책을 강구하기 위하여 대기오염에 대한 경보기준을 정하여 만약의 사태에 대

비하고 있다.

(2) 배출허용기준

환경기준을 달성·유지시키기 위하여 배출허용기준을 두게 되는 데, 우리나라는 대기환경보전법 제9조와

관련하여 시설을 구분하여 단계별로 배출허용기준을 설정하고 있으며. 먼지의 경우 배출부과금 대상오염

물질로 정해져 있어 배출가스중 먼지의 농도가 허용기준을 상회할 때에는 1차적으로 개선명령을 받게되고

이 개선기간 중 배출되는 먼지에 대해서는 엄격한 배출부과금을 지불하게 되어있다. 일부 배출시설에 대한

주요 국가의 배출허용기준은 표 2.1.5에서 보는 바와 같다.

표 2.1.4 주요 국가별 먼지의 환경기준 (단위 : /m3)

한국('96)

일본('90)

미국('90)

네덜란드('86)

독일('86)

대만('75)

WHO('87)

연 평균

80

-

50

-

24

240

-

1달평균

-

-

-

-

-

210

-

24시간평균

150

100

150

150

-

-

-

1시간평균

-

200

-

-

-

-

-

30분평균

-

200

-

-

300

-

-

주1) 1시간 및 24시간 평균치는 연간 3회 이상 기준을 초과하여서는 안됨

바. 오염현황

(1) 우리나라

'94년의 경우 대구와 안양에서 미세먼지(PM10)가 환경기준(80 g/m3/년)을 초과하였으나, 서울,

인천, 부산 등 대부분의 도시에서 환경기준에 근접하고 있다. '94년 11월에 서울지역에서 국립환경연구원이

측정한 PM10과 TSP의 구성비를 분석한 결과, PM10이 TSP의 60∼70% 정도를 차지하고 있는 것으로

나타났다.

(2) 외국

'94년 미국 LA의 년평균 농도는 31.4∼45.3 g/m3이었고, 다른 지역은 21.8∼65.7 g/m3 으로 보고 되었다.

영국의 '96년 3월 최근의 측정자료에 의하면 에딘버러(Edinburgh)등 각 도시별로 5.9∼ 31.6 g/m3의 수준을

보였다.

사. 방지대책

(1) 비산먼지

공사장 출입차량의 세륜, 석탄 등과 같은 야적장에 주기적 물분사 및 비산방지망 설치, 도로의 주기적 청소,

비포장도로의 포장 등

(2) 배출먼지

전기집진기, 여과집진기, 세정기, 중력식 집진기 등과 같은 방지시설을 배출되는 입자의 특성에 따라 설치,

운영

(3) 미세먼지

PM10은 바람에 의해 비산된 토양 먼지 등 자연적인 입자들이 많이 포함되어 있고, 이러한 입자들은 PM2.5

보다 건강학적인 측면에서 덜 중요하므로 앞으로 입자상 오염물질의 효율적 관리를 위해서는 PM2.5를 환경

기준에 포함시켜 측정하고 감시하는 것이 요구 된다.

참고문헌

1. British Columbia Ministry of Environment, Health effects of inhalable particles; Private

implications for British Columbia - overview and conclusions, (1995).

2. Dr. Luigi Parmeggiani, (1983).

3. Si Duk Lee, Particulate matter regulatory trend in US, Korea-America joint seminar on the

source of visibility reduction and counter-measures in the metropolitan area. 21-50, (1995).

4. 최덕일 등, 수도권 지역의 시정장애 현상규명을 위한 조사연구 (Ⅰ) - 시정감소 원인물질 및

메카니즘 규명 - 200pp, (1994).