본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
흑탄소 센서는 큰 관찰 공백을 메울 수 있다.
리사 포터 - 유타 대학교 커뮤니케이션 연구 전문가
[2024년 2월27일 = ENN] 블랙 카본(흑탄소, Black carbon, 석탄과 석유 등 지하에 묻힌 화석 연료에 들어 있는 탄소)은 여러분이 들어본 적도 없는 가장 위험한 대기 오염 물질이다.
두 가지 주요 원인인 디젤 배기가스, 산불 및 가정용 난방으로 인한 나무 연기는 다른 유형의 미립자 물질에 비해 단위당 최대 25배 더 많은 건강 위험을 초래하는 초미세 공기 입자를 생성한다.
이런 위험에도 불구하고 흑탄소는 모니터링 장비가 부족하여 연구가 부족하다. 규제 표준 센서는 배포 및 유지 관리 비용이 매우 높기 때문에 유타주의 솔트레이크시티 대도시 지역과 같이 대기 질이 좋지 않은 지역에서는 적용 범위가 희박하다.
유타 대학이 주도한 연구에 따르면 휴대용 센서인 에쓰랩스(AethLabs microAeth) MA350은 실시간으로 흑탄소를 모니터링하는 데 가장 널리 사용되는 에어로졸 마지 사이언티픽 AE33만큼 정확하게 흑탄소 농도를 기록했다.
연구원들은 2021년 8월 30일부터 2022년 8월 8일까지 바운티풀 유타 대기질 부서 현장의 기존 규제 센서 옆에 이 휴대용 센서를 배치했다.
에쓰랩스 기술은 거의 동일한 양의 흑탄소를 일일, 월간 및 계절별 시간 척도로 기록했다. 저자들은 또한 마이크로에쓰가 더 긴 시간 척도에서 AE33뿐만 아니라 산불과 이동 근원을 구별할 수 있다는 것을 보여주었다.
흑탄소는 근원 근처에 머물기 때문에 정확한 측정값을 얻기 위해서는 장비를 국지화해야 한다. 마이크로에쓰센서는 휴대성이 뛰어나서 멀리 떨어져 있거나 접근할 수 없는 고정된 장소에서 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 이동식으로도 사용할 수 있다.
"다양한 지역에 걸친 블랙카본 노출에 대한 더 나은 생각을 갖는 것은 환경 정의 문제이다," 라고 유타 대학의 대기 과학 연구 조교수이자 이 연구의 주요 저자인 다니엘 멘도사(Daniel Mendoza)가 말했다.
“솔트레이크 밸리의 서쪽은 오염원에 가장 가깝기 때문에 지역에서 대기 질이 가장 나쁜 곳 중 하나이지만, 흑탄소 농도를 정확하게 측정할 수 있는 능력이 부족하다. 신뢰할 수 있고 강력한 센서로 데이터를 대중화하는 것은 위험한 대기 오염으로부터 모든 지역 사회를 보호하는 중요한 첫 번째 단계이다.”
이 연구는 2024년 2월 1일 센서스 저널에 게재되었다.
흑탄소 오염물질은 미세먼지(PM2.5)의 한 종류로, 폐로 흡입되어 혈류로 흡수될 수 있을 정도로 작은 공기 입자이다. 흑탄소는 탄화수소가 완전히 연소되지 않을 때 생성되는 진정한 그을음이며 심장, 뇌, 태아 조직 및 기타 생물학적 시스템으로 이동하는 것으로 나타났다.
이번 연구의 공동저자인 서부 텍사스 A&M 대학의 환경 과학 조교수이자 에릭 크로스먼(Erik Crosman)은 "인성 기후 변화로 인한 산불 증가와 와사치(Wasatch) 선을 따라 지속적인 인구 증가가 결합되면 유타주가 직면해야 할 새로운 오염 문제가 발생할 것"이라고 말했다.
"휴대용 MA350 '마이크로' 풍속계는 정확하고 저렴한 흑탄소 센서의 더 나은 공간 관측 네트워크를 구축하는 데 활용될 수 있을 것이다."
연구에 따르면 흑탄소 노출은 다른 PM2.5에 비해 호흡기 및 심혈관 건강에 10~25배 더 위험하지만 장기적인 건강 결과는 거의 알려지지 않았다.
정확한 관찰 네트워크는 질병 위험을 설정하고 효과적인 공중 보건 정책을 수립하는 첫 번째 단계이다. 솔트레이크시티 공사(Salt Lake City Corporation)가 자금을 지원한 이 연구의 목적은 대기 질이 좋지 않은 지역에서 흑탄소 분포의 기준선을 설정하도록 돕는 것이다.
에쓰랩스의 데이터 과학 및 응용 연구 작업을 이끄는 연구 공동저자인 드류 힐(Drew Hill)은 "가장 크고 관련성이 높은 흑탄소의 근원을 식별하기 위해 정을 목표로 하는 것이 중요하다."라고 말했다.
"우리는 물리적 원리에 뿌리를 둔 기능을 추가하여 화석 연료 연소와 목재 연소에 의해 측정된 블랙카본의 양을 실시간으로 추정하여 연구자와 정책 입안자들이 이러한 소스를 삼각 측량할 수 있도록 했다."
휴대용 센서의 정확성과 지역적 관련성을 확립한 후 연구원들은 학교 건물 내부에 존재하는 농도 테스트를 포함하여 솔트레이크 밸리 주변의 흑탄소 수준을 측정하고 있다.
"먼저, 여러분은 판독값을 얻을 필요가 있다. 일부 지역에서는 대기의 질 농도를 확인한 다음, 그 지역의 암이나 다른 질병률을 확인할 수 있다," 라고 유타 보건 대학의 폐 의학부의 겸임 조교수이기도 한 멘도사가 말했다.
"높은 정확도로 측정값을 얻으면 이제 모든 사람의 폐 건강을 실제로 보호하기 위한 건강 및 정책 방안에 대해 실제로 생각할 수 있다.“
다음은 ENN과 UNIVERSITY OF UTAH 가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.enn.com/articles/74183-black-carbon-sensor-could-fill-massive-monitoring-gaps
https://attheu.utah.edu/facultystaff/black-carbon-sensor-could-fill-massive-monitoring-gaps/
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
