안녕하십니까, 박원순 시장님.
저는 고1짜리 아들을 둔 아빠입니다. 
그동안 희뿌연 하늘을 볼때마다 염려되던 중에 아들이 학교의 연구과제로 냈던 리포트의 내용이 나름 생각해볼 여지가 있을 것 같아
시장님께 제안해봅니다. 

1. 머리말
 미세먼지(PM, Particulate Matter)는 사람의 눈에 보이지 않을 정도로 작은 먼지 입자를 말한다. 주로 연료를 태우는 등의 인위적인 원인으로 발생하며, 호흡과정에서 폐에 들어가 폐질환 등의 원인이 되고 입자의 크기에 따라 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)로 분류된다. 중국으로부터 우리나라 방향으로 부는 편서풍의 영향력이 확대되는 시기에는 그 피해의 정도 또한 커져 미세먼지가 사회적으로 심각한 문제가 되고 있다. 그러나 미세먼지의 발생원이 공사장, 연소과정, 공장과 도로 등과 같이 매우 다양해 미세먼지를 집약적으로 관리하는 효율적 처리가 힘든 것이 현실이다.
 한편 도로 위에 물을 뿌려서 도로에 쌓여있는 미세먼지를 제거하는 ‘물청소’ 작업이 실행되는 등 공기의 오염도를 개선하기 위한 다양한 시도가 행해지고 있지만, 실제 미세먼지 농도에 대해서는 미미한 개선 효과를 보이고 있다. 현재의 물청소가 도로 위의 미세먼지 제거에만 초점을 맞춰 진행되고 있기 때문에 나타날 수밖에 없는 한계라고 할 수 있다.
 이에 본 연구의 초점은 물에 의한 미세먼지 저감 방식의 실제적 효과를 도모해 시민들의 쾌적한 일상생활을 조성하는 데에 두고자 한다. 즉, 서울시 미세먼지 오염상태를 알아보고 낙하하는 물의 흡착력을 이용한 저감 효과를 분석하기 위해 실험을 실시해 보게 되었다.

2. 미세먼지 관리 현황
 2-1. 미세먼지의 개념 및 영향
 미세먼지가 인체 내에 그 양이 점차적으로 누적되다 보면 심각한 질환으로 이어질 수 있다. 미세먼지는 질산염 (NO3-), 암모늄 이온 (NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이온 성분과 탄소 화합물 (carbon compounds), 금속(elements) 화합물 등으로 이루어져 있고, 세계보건기구(WHO)는 미세먼지 중 디젤에서 배출되는 BC(black carbon)을 1급 발암물질로 지정한 바 있다. 장기간 미세먼지에 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종질병에 노출될 수 있다. 특히 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지(PM2.5)는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다. (PM 2.5 환경기준 설정연구, 국립환경과학원, 2006)

 2-2. 국내 미세먼지 오염의 원인

earth.nullschool.net
 
 위의 왼쪽 사진은 미세먼지의 대부분이 중국으로부터 야기된 대기오염 물질이 바람을 타고 수평적으로 이동하는 모습이다. 이에 대한 가장 근본적인 해결 방법은 오염물질 발생지역에서부터 공기 청정기를 가동시키거나 서해 쪽에 먼지차단 시스템을 구축하는 것이지만 중국이 우리나라의 피해 예방에 대해 협조적이지 않고 넓은 바다를 막을 차단 시스템은 서해 상에서 이미 오염물질이 분산되기 때문에 처리 효율성이 떨어지게 된다. 따라서 앞의 두 방식은 실현 가능성이 적다고 할 수 있다.
 하지만 미세먼지의 발생 자체를 막을 수는 없어도 최소한 우리나라 사람들이 숨쉬는 공간만큼은 조금 더 먼지로부터 깨끗한 공기를 만들자는 취지로 미세먼지의 수평적인 대류현상에 의한 이동성질을 이용해 공기의 미세먼지 농도를 저감시킬 수 있는 방법을 구상해보았다.

 3. 탐구 내용 및 방법
 3-1. 연구논리
 가) 미세먼지는 공기흐름이나 바람에 따라 발생지점이 어디든지 수평적으로 이동한다. 그러므로 미세먼지의 길목에 공기 청정기 필터를 세울 수 있다면 상당한 효과를 볼 수 있다는 생각이 연구의 중심논리이다. 실험에 사용할 필터를 선정할 때에는 시중의 공기청정기 필터 3가지의 유형- 촘촘한 소재의 필터, 물의 흡착력을 이용한 필터, 전기적인 성질을 이용해 먼지를 포집하는 필터-를 고려해 선정하였다. 그래서 구상한 모델을 실제 사이즈로 규모를 확대시켜 효율성과 비용 등의 조건을 따져보았을 때 그 중 물의 흡착력을 이용한 필터가 본 연구의 목적에 가장 부합한다고 생각해 다음과 같은 실험을 설계해 수행해 보았다.
 나) 오염물질로 인한 피해를 감소시키는 방법 중의 하나는 오염원으로부터의 흐름을 차단해 피해지역의 오염물질 농도를 줄이는 것이다. 그렇기 때문에 미세먼지로 인한 피해의 경우에도 미세먼지의 흐름에 수직인 방향으로 물로 공기를 거르면 공기가 필터를 한번 거친 효과가 발생해 미세먼지가 저감될 수 있을 것이다. 따라서 높은 건물들이 밀집해있는 도시의 환경을 이용하기로 하였다. 건물의 꼭대기에서 건물 사이의 통로에 물을 분사하면 각 단지마다 물 커튼의 블록을 형성하게 된다. 
 다) 우선 실험을 성공적으로 진행하려면 몇 가지 조건을 만족하는 장소가 필요하다. 일정한 높이에 마주한 건물사이로 적당한 길이의 통로가 필요하다. 하지만 높은 아파트의 옥상은 잠겨있으며 물 사용도 쉽지 않고, 특히 사람들이 지나는 통로에서의 실험은 제약이 많다. 실험은 미세먼지의 농도가 높은 날에 일정시간동안 양쪽 통로 끝에서 물을 뿌리며 일정한 시간마다 통로의 여러 곳과 통로 이외의 미세먼지 농도를 기록하며 진행한다. 또한 분사하는 물의 양도 점차적으로 늘려가며 변화를 관찰하고 물을 뿌리는 높이에도 변화를 주어 측정한다. 실험은 사람이 숨 쉬는 최소한의 높이인 지상에서 2-3 미터 공간을 청정하게 만드는 것을 목표로 한다. 만약 한 통로에서 실험이 성공한다면 그 옆 통로에서도 할 수 있을 것이고 물 커튼이 늘어날수록 그 시너지 효과는 늘어날 것이다. 다만 말한대로의 제약으로 실험은 작은 모형으로 대체한다.
 3-2. 실험준비 
 준비물: 미세먼지 측정기, 빨대, 종이컵, 투명 플라스틱 A4 SIZE, 스카치 테이프, 줄자, 가위, 휴대폰(사진기, 타임워치), 물
 4. 실험 과정
 4-1. 실험과정
 가) 건물 역할을 할 원기둥 4개를 만들고 0.5cm 간격으로 미세한 구멍을 뚫어놓은 빨대들을 이어 붙여 긴 것 2개 짧은 것 2개를 만든다. 
 나) 빨대에 공급할 물을 저장해 둘 종이컵의 맨 아래쪽에 알맞게 구멍을 뚫어 빨대를 연결한 후 테이프로 물이 새지 않게 붙인다. 
 다) 만들어 놓았던 기둥들을 세우고 빨대가 연결된 컵들을 기둥위에 설치한 다음 물을 차례대로 공급해 빨대에 뚫린 구멍에서 물방울들이 떨어지게 한다. 
     (이때 빨대의 양끝이 한쪽으로 기울어지지 않도록 평형을 맞추어 설치해 물방울들이 서로 뭉쳐져 흐르지 않도록 특별히 유의한다.)
 라) 빨대의 길이에 따라 가로 60cm, 세로 85cm, 기둥높이 52cm의 직사각형 공간을 만든다.
 마) 중앙에 미세먼지 측정기를 설치해 둔다. 
 4-2. 실험배경
 실험일시는 2018.11.25 오후 2시 30분 이었으며 같은 날의 서울시 중구 측정소에서의 측정치는 아래와 같고 실험 장소에서의 측정기 값은 PM25—78 였다. 중구 측정소의 값과 본 실험의 값에 차이가 있는 것은 측정 방식과 측정 장소의 차이가 있기 때문인 것으로 이해할 수 있겠다.

 
시간 평균
일 평균
최고값
최저값
PM25
37
30
58
11

 
 4-3. 실험결과
 측정기는 지면에서 약 20cm의 높이에 설치해두었고, 실험과정을 1번 반복할 때마다 초기값, 30초 후, 1분 후, 총 3번을 측정했다. 바람의 강도에 따라 아래의 측정값에서 오차 ±3 의 값 정도가 발생했기 때문에 보다 정확한 결과를 얻고자 전 과정을 반복해 총 2번 결과를 측정했다.
PM25
시작
30초 후
1분 후
측정값 1
76
71
66
측정값 2
78
68
62

 5. 결론
 5-1. 결과
 미세먼지의 흐름에 수직인 방향으로 물로 공기를 거르면 공기가 필터를 한번 거친 효과가 발생하기 때문에 이에 따라 미세먼지가 저감되는 정도를 측정해 보는 실험을 진행하였다. 실험 결과 물줄기가 분사되면서 공기 중의 미세먼지 농도를 일정 부분 감소시키는데 물 커튼이 기여하는 바가 있다는 결론이 나왔지만 측정값에 무시할 수 없는 범위의 오차가 지속적으로 발생하는 것으로 보아 분사되는 물이 공기의 흐름을 타고 흐르는 미세먼지의 흐름을 막기 쉽지 않다는 최종 결론을 얻었다. 하지만 고르지 않은 물 분사량, 측정공간의 협소로 인한 수증기 물방울들의 오측정 등 준비과정에서 생각하지 못했던 부분들이 있었지만 연구 목적에 부합한 측정값의 변화를 만들었다는 데에서 연구의 희망을 본 듯하다.

# 이상으로 제 아들의 과제연구입니다. 가족이나 아들은 부끄럽다며 이렇게 여러 사람이
보는 곳에 올리지 말라고 하지만 제 사견으로 아들의 작은 생각이 사회의 변화에 조금이나마 보탬이 될 수 있지 않을까 하는 마음입니다. 
6,70년대 봉제공장의 열악한 환경에서 일했던 어린 여공들과 희뿌연 하늘아래 마스크를 쓰고 다니는 우리 아이들의 모습이 오버랩 되는 느낌이 드는건 저만이 아닐겁니다. 

공감

전체인원50 공감수1

비공감

전체인원50 비공감수0

투표기간 2018.12.08. ~ 2019.01.07.

공감수 : 공감하시면 눌러주세요 비공감수 : 비공감하시면 눌러주세요