아스팔트 발원 오염물질, 경유차 배출가스보다 심하다

[이근영의 기상천외한 기후이야기]
높은 온도와 강한 햇볕의 여름에 많이 발생
40도서 60도로 상승하면 배출량 두배 증가
“온난화 가속화하면 주요 대기오염원 될 것”

아스팔트는 뜨거운 여름철 맑은 날에 자동차 배기가스보다 많은 대기 오염물질을 배출한다고 미국 예일대 연구팀이 밝혔다. 미국 예일대 제공

아스팔트는 여름철에 경유차와 휘발유차를 합한 것보다 더 많은 대기 오염물질을 배출하는 것으로 분석됐다.

미국 예일대 연구팀은 2일(현지시각) “아스팔트가 도시지역에서 공기 오염의 주요한 배출원이며, 특히 뜨겁고 맑은 날 오염물질 배출이 심하다”며 ““아스팔트 배출 오염물질은 기후변화로 온난화가 심해지면서 도시 지역에서 영향력이 더 커지고 있다”고 밝혔다. 연구팀은 평범한 도로와 지붕의 아스팔트가 해로운 오염물질을 포함한 복합 유기화합물의 배출원이라는 사실을 발견해 논문을 과학저널 <사이언스 어드밴시스> 이날치에 실었다.

아스팔트는 자동차 도로뿐만 아니라 지붕이나 마을 안의 작은 길에도 쓰인다. 미국의 경우 아스팔트로 된 포장도로와 지붕이 각각 도시 표면 전체의 약 45%와 20%를 차지하고 있다. 하지만 산업계는 아스팔트 제조공정중 잠재적인 오염물질들을 제거한다고 주장하고 있고, 실제로 아스팔트 접합제는 오염물질 관리 대상 목록에서 빠져 있다.

자동차나 다른 내연기관 발원의 오염물질에 대한 수십년간의 연구와 규제는 도시 공기질을 개선하는 데 크게 기여했다. 이런 노력에도 불구하고 최근 연구들은 미국 캘리포니아 로스앤젤레스 도심에서 상당량의 휘발성 유기화합물이 자동차 이외 오염원에서 여전히 발생하고 있음을 밝혀냈다. 이들 오염물질은 사람의 건강에 해를 끼치는 미세먼지(PM2.5)를 생성하는 2차유기에어로졸(SOA)로 전환된다. 하지만 연구팀들은 범인이 무엇인지는 특정하지 못했다.

이를 밝히기 위해 예일대 연구팀은 아스팔트를 모아 여러 온도로 가열했다. 논문 제1저자인 예일대 드루 겐트너 화학환경공학과 교수 연구실의 대학원생 피유시 카레는 “연구 결과의 핵심은 아스팔트 관련 제품들이 대기중에 막대한 다양한 유기화합물들을 배출하며, 특히 온도 등 환경 조건과 밀접하게 연관돼 있다는 사실”이라고 말했다.

연구팀은 아스팔트를 관으로 된 가마에 넣고 40도에서 시작해 200도까지 가열하면서 관찰했다. 실험 시작 조금 뒤에 여름철 온도까지 가열되자 오염물질 배출 비율은 일정하게 유지됐다. 실제 상황에서 여름철에 아스팔트의 오염물질 배출이 장기간 계속된다는 것을 의미한다. 겐트너 교수는 “관찰 결과를 해석하기 위해 우리는 예상되는 오염배출 속도를 계산했다. 그 결과 지속적인 오염배출 비율은 화합물들이 고점도 아스팔트 혼합물을 통해 확산되는 시간에 의해 결정된다는 것을 알아냈다”고 말했다.

아스팔트 배출 오염물질 비율은 40도에서 60도로 올리자 두 배가 됐다. 전체적으로는 평균적으로 20도 올라갈 때마다 70%가 증가했다.

또 연구팀은 아스팔트가 따뜻한 햇볕에 노출됐을 때 오염물질 배출이 자동차도로의 경우 300%까지 크게 증가한다는 것을 알아냈다. 이는 온도뿐만이 아니라 햇볕이 오염물질 배출을 증가시킬 수 있다는 것을 보여준다. 카레는 “뜨겁고 햇볕이 강한 여름철에는 아스팔트가 공기질 측면에서 중요하다는 것을 말해준다”고 말했다.

이근영 기자 [e-mail]