울산과학기술원(UNIST)은 산업단지에서 주로 발생하는 발암 물질인 다환방향족탄화수소의 노출 위험을 정밀하게 평가할 수 있는 통합 대기 오염 분석 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

최성득 UNIST 지구환경도시건설공학과 교수팀이 개발한 이 기술은 수동 대기 채취, 3차원 확산 모델, 확률 기반 위해성 평가 기법을 결합한 것으로, 기존 분석 방법으로는 파악하기 어려운 유해물질 노출 사각지대를 찾아낼 수 있다.

수동 대기 채취 기법은 스펀지 형태의 다공성 매체에 공기 중 오염 물질을 자연 흡착시켜 샘플을 수집하는 방식이다. 경제적이고 효율적이어서 넓은 지역에 장치를 촘촘히 배치해 고해상도 오염 지도를 만들 수 있지만, 오염 물질의 발생원과 이동 경로는 추적하기 어렵다는 한계가 있다.

연구팀은 3차원 확산 모델로 이런 단점을 보완했다. 굴뚝에서 배출된 연기가 바람을 따라 퍼지는 양상을 컴퓨터로 시뮬레이션하는 이 기술을 활용하면, 각 지점의 오염도뿐 아니라 공장 굴뚝 높이와 바람 방향에 따라 오염물질이 상공으로 확산된 후 수 ㎞ 떨어진 곳까지 하강하는 과정을 파악할 수 있다.

확률 기반 위해성 평가 기법도 적용했다. 일반적인 위해성 평가는 성인 하루 평균 외출 시간 9시간 등 평균값을 기준으로 하지만, 이 기법은 외출 시간과 빈도를 0부터 100까지 확률 분포로 계산한다. 오염도가 높은 날 장시간 야외 활동으로 위해물질에 노출되는 상위 1% 고위험군의 발암 위험까지 산출할 수 있다.

최 교수는 "이번 기술은 평균적인 수치에 가려져 있던 산업단지 인근 주거지의 숨겨진 건강 위험을 규명하고 앞으로 굴뚝 높이 조정, 배출 경로 관리, 완충 구역 설정 등 주민 건강 보호를 위한 환경 정책 수립에 중요한 과학적 근거가 될 것"이라고 밝혔다.

제1저자인 이상진 박사는 "다환방향족탄화수소뿐만 아니라 휘발성유기화합물, 잔류성유기오염물질, 중금속 등 다양한 유해대기오염물질의 이동 경로와 노출 특성 분석에도 이 통합 분석법을 쓸 수 있다"고 설명했다.

연구는 국립환경과학원과 한국연구재단의 지원으로 수행됐으며 연구 결과는 환경 분야 최상위 학술지인 유해물질저널에 11월 14일자로 온라인 공개됐다.