초미세먼지, 더 정확한 '측정' 가능해진다
초미세먼지, 더 정확한 '측정' 가능해진다
  • 강지희
  • 승인 2019.12.12 17:30
  • 조회수 1970
  • 댓글 0
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내 손 안의 미세먼지, 정확히 측정할 수 있을까? 출처: pixabay
내 손 안의 미세먼지, 정확히 측정할 수 있을까? 출처: pixabay

한국표준과학연구원(KRISS)이 초미세먼지 농도 수치의 신뢰성을 한 단계 높일 수 있는 평가기술을 개발했습니다. KRISS 가스분석표준센터 연구진은 초미세먼지 측정기의 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 새로운 성능평가시스템을 개발했습니다. 그동안 초미세먼지 측정기는 기술이 부재해 평가가 어려웠는데요. 이번에 개발한 시스템은 측정기의 핵심 부품, 입경분립장치의 효율을 정확히 평가할 수 있게 된 것이 특징입니다. 이번 기술은 시판 중인 국내·외 초미세먼지 측정기 평가에 활용됐습니다. 또한 고성능 측정기 국산화에도 기여한다고 합니다.

 

초미세먼지 측정기, 검증의 한계

 

매년 겨울, 초미세먼지는 역대급 수치를 경신하며 전국을 뒤덮고 있습니다. 초미세먼지는 PM2.5(지름 2.5µm)이하의 먼지를 의미합니다. PM10인 미세먼지의 4분의 1 규모로 입자 크기가 매우 작습니다. 때문에 코나 기관지에서 잘 걸러지지 않고 인체에 축적돼 각종 질병을 유발하죠.

초미세먼지 측정기의 일반적인 구조 및 원리. 출처: KRISS
초미세먼지 측정기의 일반적인 구조 및 원리. 출처: KRISS

그러다보니 사업장에서 주로 쓰이던 초미세먼지 측정기는 이제 일상에서도 없어서는 안 될 장비가 됐습니다. 하루에도 수차례 체크하는 초미세먼지 농도가 전국 수백여 곳의 측정소마다 설치된 측정기의 수치를 바탕으로 정해지기 때문인데요. 그만큼 측정기의 정확도 향상이 급선무인 실정입니다.

 

초미세먼지 측정기는 PM2.5 이하의 입자만 분리하는 입경분립장치와 분리된 초미세먼지의 총량을 측정하는 센서로 구성돼 있습니다. 먼저 입경분립장치가 초미세먼지만 걸러내야 센서가 정확한 농도를 측정할 수 있는 구조입니다. 입경분립장치가 먼지를 PM10 이하로 걸러내면 미세먼지 측정기가 됩니다. PM2.5 이하로 걸러내면 초미세먼지 측정기가 됩니다.

 

현재 초미세먼지 측정기가 정부의 형식승인을 받기 위해서는 입경분립장치의 분리 효율이 2.5µm에서 50 ± 5 %를 만족시켜야 합니다. 하지만 기존에는 실제 먼지를 이용해 입경분립장치의 효율을 평가할 수 있는 기술이 없었습니다. 측정기의 실제 성능을 검증하는 데 한계가 있었던 것입니다.

 

먼지 크기별로 분리, 효율적인 측정 가능

초미세먼지 입경분립장치 성능평가시스템 구성 도면.
초미세먼지 입경분립장치 성능평가시스템 구성 도면. 출처: KRISS

KRISS 가스분석표준센터의 정진상 책임연구원과 이재용 책임연구기술원은 실제 먼지를 평가에 활용했습니다. 연구팀은 먼지 크기별로 입경분립장치의 분리 효율을 측정하고 산정하는 시스템을 개발했습니다. 시스템은 입자발생부, 입경분립장치, 입경별 농도 측정부로 구성됩니다. 입자발생부를 통해 크기별로 발생된 먼지는 입경분립장치를 통과하는 부분과 통과하지 않는 부분 두 갈래로 나뉩니다. 이 부분을 통과한 먼지를 순차적으로 측정하면 먼지 크기별로 분리 효율을 측정할 수 있죠. 

이번 연구를 주도한 KRISS 가스분석표준센터 연구진. 출처: KRISS

연구진은 이번 시스템을 통해 국내·외 업체에서 의뢰한 14건의 입경분립장치의 효율을 평가했습니다. 또한 현재는 맞춤형 기술지원을 강화해 국내 측정기 업체가 개발 단계서부터 고성능 사양을 확보할 수 있도록 노력하고 있습니다. KRISS 정진상 책임연구원은 "이번 연구를 통해 국민들이 일상에서 접하는 초미세먼지의 농도 수치를 더욱 믿고 볼 수 있게 됐다"며 "기술지원을 통해 외산 장비에 의존하던 초미세먼지 측정기의 국산화에도 기여하고 있다"고 말했습니다.


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