POSTECH, 대기오염 추적의 새로운 장을 열다

POSTECH(포항공과대학교) 환경공학부 이형주 교수, 통합과정 김나래·신민영 씨 연구팀은 세계 최초의 가스상 대기오염 물질 추적 정지궤도위성 자료를 활용해 이산화질소(NO₂)의 시간대별 농도 변화를 예측할 수 있는 새로운 모델링 기법을 제시했다. 

이번 연구는 환경 분야 국제 학술지인 ‘환경 연구(Environmental Research)’에 최근 게재됐다.

이산화질소는 자동차 배기가스, 산업 시설, 난방 보일러 등에서 배출되는 대표적인 대기오염 물질이다. 이 물질은 호흡기 질환을 유발하는 등 인체에 직접적인 해를 끼칠 뿐만 아니라 오존과 같은 2차 오염 물질을 생성하는 주요 원인이기도 하다. 

이러한 이유로 현재 환경부에서도 이를 규제하고 있지만 기존 위성들은 하루에 한 번만 자료를 제공하는 극궤도 위성이기 때문에 시간과 지역에 따른 농도의 변화를 추적하는 데 한계가 있었다.

이형주 교수 연구팀은 국립환경과학원 환경위성센터에서 제공하는 ‘GEMS’ 위성 자료를 활용해 이산화질소 농도를 시간대별로 예측하고, 이를 통해 대기오염 정보를 정확하게 분석하는 데 성공했다. 

GEMS는 지난 2020년 발사된 국내 환경위성으로 세계 최초로 준실시간으로 가스상 대기오염 물질을 추적하는 정지궤도 위성이다.

이번 연구의 가장 큰 의의는 GEMS로 수집한 자료를 활용해 시간대별로 달라지는 고농도 지역을 확인하고, 이를 바탕으로 국민들의 시간대별 이산화질소 노출 수준을 훨씬 정확하게 평가했다는 것이다. 

특히, 기존에 대기오염 측정소가 없는 지역에서도 위성 기반의 준실시간 대기오염 정보를 제공해 해당 지역 주민의 대기오염 노출 수준을 줄이고, 지역 맞춤형 대책 마련의 가능성을 열었다. 

예를 들어, 대도시의 교통·공장 밀집 지역에서 발생하는 고농도 대기오염 문제를 효과적으로 파악하고, 이를 통해 주민 건강을 보호할 맞춤형 방안을 수립할 수 있다.

이형주 교수는 “위성 빅데이터와 대기오염 모델링 기술을 결합해 신뢰성이 높은 대기오염 농도 자료를 확보함으로써 이산화질소 배출원을 정확히 추적하고, 효과적인 저감 대책 수립에 크게 기여할 것”이라며 “이번 연구가 인공위성 원격탐사 분야에서 중요한 이정표가 되기를 바란다”고 전했다.    

한편, 이 연구는 환경부 재원으로 국립환경과학원의 지원과 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.