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논밭에 뿌린 퇴비·액비 미세먼지가 돼 날아온다

수도권 미세먼지 비상저감조치가 이틀 연속 발령된 27일 오후 서울 서초구 반포대로 일대가 뿌옇다. [뉴스 1]

수도권 미세먼지 비상저감조치가 이틀 연속 발령된 27일 오후 서울 서초구 반포대로 일대가 뿌옇다. [뉴스 1]

농촌에서 퇴비와 액비 형태로 논밭에 뿌린 축산분뇨가 미세먼지 생성을 부채질하는 것으로 확인돼 대책이 시급한 것으로 지적됐다. 농경지에 뿌려진 액비 등에서 대기로 배출된 암모니아가 다른 물질과 결합, 미세먼지로 바뀌기 때문이다.

특히, 수도권 지역에서 암모니아 배출량을 줄인다면 초미세먼지 (PM2.5) 연평균치도 상당히 낮출 수 있다는 분석 결과도 제시됐다.
 
아주대 김순태 환경안전공학과 교수는 27일 "가스 상태의 암모니아 배출로 인해 수도권 초미세먼지의 연평균 농도가 ㎥당 4~5㎍(마이크로그램) 정도 높아지는데, 다른 오염물질보다 초미세먼지 생성에 대한 영향이 크다"고 밝혔다. 김 교수는 이 같은 분석 결과 담은 논문을 지난해 한국대기환경학회지에 게재했다.
암모니아 배출이 수도권 지역 초미세먼지 농도에 미치는 영향을 나타낸 지도, 붉은색 지역일수록 암모니아가 초미세먼지 생성에 더 많이 기여한다. [자료 아주대 김순태 교수]

암모니아 배출이 수도권 지역 초미세먼지 농도에 미치는 영향을 나타낸 지도, 붉은색 지역일수록 암모니아가 초미세먼지 생성에 더 많이 기여한다. [자료 아주대 김순태 교수]

초미세먼지 생성에서 암모니아 영향이 큰 것은 암모니아 농도가 줄어들면 암모늄뿐만 아니라 황산염·질산염이 초미세먼지로 전환되는 것도 줄기 때문이라는 것이다. 이에 따라 수도권의 암모니아 배출량을 절반으로 줄이면, 초미세먼지 연평균치는 대략 3㎍/㎥ 정도 낮아질 것으로 예측됐다. 지난해 서울의 초미세먼지 연평균치(24㎍/㎥)를 고려하면, 오염도의 10% 이상 줄일 수 있는 셈이다.

대기 중에 배출된 암모니아는 아황산가스 등과 반응해 황산암모늄을, 질소산화물과 반응해서는 질산암모늄으로 바뀐다. 이들 황산암모늄과 질산암모늄이 바로 초미세먼지다.
김 교수는 "동북아 지역에서는 암모니아 농도가 높은 편이어서 질소산화물과 황산화물만 줄이는 기존 대책으로는 부족하다"며 "암모니아를 줄이는 것이 비용 측면에서 훨씬 낫다는 미국의 연구 결과도 있다"고 말했다.
한국 환경정책·평가연구원(KEI)의 "2차 생성 미세먼지 저감을 위한 암모니아 관리 정책 마련 기초 연구" 보고서에서도 암모니아 대책의 중요성을 강조하고 있다.

27일 중앙일보가 입수한 이 보고서는 "국내 미세먼지의 75% 이상은 자동차나 공장 굴뚝에서 직접 배출되는 것이 아니라 배출된 기체 상태의 오염물질이 대기 중에서 뭉쳐 미세먼지로 전환된 것"이라며 "미세먼지 2차 생성에서 암모니아는 중요한 역할을 한다"고 지적했다.
보고서에 따르면 국내 암모니아 배출량의 대부분(79%)은 농업 부문이 차지하고 있다. 산업·에너지 부문이 15%, 자동차 등 도로 부문이 3.5% 등을 차지했다.

농업부문에서 암모니아 배출되는 경로는 ▶가축이 배설한 축사 내 분뇨 ▶가축분뇨 저장시설 ▶가축분뇨로 만든 비료의 농경지 살포 ▶방목된 가축의 분뇨 등이 지적됐다.
현재 국내에서는 유기·화학비료, 액비 등의 형태로 농경지에 뿌려지는 질소와 인산 농도가 적정 수준을 넘고 있다. 적정 수준을 초과한 질소와 인의 양이 1㏊당 각각 158㎏과 91.6㎏에 이르는 것으로 농촌경제연구원은 파악하고 있다. 국내 농경지에 투여하는 질소의 양은 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중에서 최고 수준이다. 농경지에 뿌려진 질소와 인은 강과 하천의 부(富)영양화와 녹조 발생 등 수질오염을 일으키기도 하지만 암모니아 배출을 통해 대기오염을 유발하는 셈이다.
지난 18일 충남 천안시 농촌진흥청 국립축산과학원 축산자원개발부에서 관계자가 초지에 퇴비를 뿌리고 있다.[연합뉴스]

지난 18일 충남 천안시 농촌진흥청 국립축산과학원 축산자원개발부에서 관계자가 초지에 퇴비를 뿌리고 있다.[연합뉴스]

신 박사는 "유럽연합(EU) 28개 회원국은 각국의 암모니아 배출량을 2020년까지 2000년 대비 평균 68% 삭감하는 목표를 세우고 추진 중"이라고 덧붙였다.
이와 함께 중국에서 배출한 암모니아가 국내에 영향을 줄 가능성도 제기됐다. 암모니아는 대기 중에서 4일 정도 머무는데, 황산암모늄·질산암모늄으로 전환되면 체류 시간이 약 15일로 늘어난다. 중국에서 생성된 암모니아나 암모니아가 전환된 초미세먼지가 국내로 유입될 가능성이 높다.
베이징대 연구팀이 최근 국제학술지에 제출한 논문에 따르면 2008년 기준으로 중국에서 배출되는 암모니아의 양은 연간 1170만t에 이른다. KEI의 신동원 박사는 "중국의 남서부 지역 농촌에서는 2~3모작이 가능하기 때문에 이곳에서 배출되는 암모니아는 1년 내내 한반도에 영향을 줄 수 있다"고 말했다.
중국 암모니아 배출량 (2008년 기준). 여름철에는 한달에 1000만t 이상의 암모니아가 배출되고 있으며, 한반도에 가까운 지역에서 암모니아 배출이 많은 편이다. [자료: 북경대 (Atmospheric and Chemistry and Physics. 2018)

중국 암모니아 배출량 (2008년 기준). 여름철에는 한달에 1000만t 이상의 암모니아가 배출되고 있으며, 한반도에 가까운 지역에서 암모니아 배출이 많은 편이다. [자료: 북경대 (Atmospheric and Chemistry and Physics. 2018)

최열 이사장(가운데) 등 환경재단 미세먼지센터 관계자들이 27일 오전 서울 여의도 국회 앞에서 기자회견을 열고 옐로우 카드 퍼포먼스를 하고 있다. 이들은 이날 정부에 미세먼지에 관한 보다 적극적 대응 및 감축을 촉구했다. [연합뉴스]

최열 이사장(가운데) 등 환경재단 미세먼지센터 관계자들이 27일 오전 서울 여의도 국회 앞에서 기자회견을 열고 옐로우 카드 퍼포먼스를 하고 있다. 이들은 이날 정부에 미세먼지에 관한 보다 적극적 대응 및 감축을 촉구했다. [연합뉴스]

한편, 도시의 자동차에서 암모니아가 배출된다는 지적도 나오고 있다. 삼원 촉매장치를 단 휘발유 차량에서 질소산화물을 환원시킬 때 암모니아가 나올 수 있다는 것이다.

또 선택적 촉매 환원장치(SCR)를 장착한 경유차나 SCR 장치를 가동하는 공장·소각장 등에서도 대기 중으로 암모니아를 배출한다.
전문가들은 "국내 암모니아 배출량과 대기 중의 농도를 체계적으로 분석, 암모니아 배출량을 줄이는 정책을 수립할 필요가 있다"고 강조했다. 
 
강찬수 환경전문기자 kang.chansu@joongang.co.kr
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