기후변화 물질인 블랙카본의 물리적 특성 관측 

공과대학 환경공학과 임세희 교수가 단수명 기후변화 물질인 블랙카본 (black carbon, BC)의 미세 물리적 특성을 관측함으로써 블랙카본 혼합상태 변화의 상세 기작을 이해하는 중요한 근거를 제시했다.

이번 연구 결과는 환경과학분야 상위 10% 저널 ‘Science of The Total Environment’(IF: 10.754) 10월 온라인판에 게재됐다. (논문 제목: Size distributions, mixing state, and morphology of refractory black carbon in an urban atmosphere of northeast Asia during summer)

블랙카본은 화석연료 (자동차 등) 및 식생의 불완전연소 과정에서 배출되는 에어로졸로서 지구를 냉각화시키는 역할을 하는 대부분의 에어로졸과 달리, 블랙카본은 빛을 강하게 흡수해 온난화를 야기하는 중요한 단수명 기후변화 물질이다. 

블랙카본의 복사강제력은 메탄과 유사해 이산화탄소 다음으로 강력하다고 알려져 있지만, 입자 단위 정밀관측의 어려움으로 이 성분으로 인한 기후변화 예측의 불확도가 크다. 

이에 임세희 교수 연구팀은 레이저 유도 백열 방법을 이용한 Single Particle Soot Photometer (SP2)라는 첨단기술로부터 산출한 원자료와 Mie 이론을 적용함으로써 서울 여름철 블랙카본 single particle의 질량, 입경뿐 아니라 코팅 두께를 산출했으며, 코팅 두께가 두꺼워질수록 블랙카본의 광흡수도는 대체로 증가했다.

출퇴근 시간 자동차 배기구로부터 직접 배출된 블랙카본의 입경과 shell-to-core ratio는 최소였으며, 오후에는 광화학반응으로 산화된 기체(예: 질소산화물, 휘발성 유기화합물 등)가 코팅돼 밤 시간 높은 상대습도 조건에서 흡습성장함이 관측됐다.

임세희 교수는 "이번 연구 결과 여름철 서울 도심의 블랙카본 입경은 제주, 중국 도심보다 작아 인체영향이 클 것으로 예상된다"며, "미세먼지 계절관리제는 겨울뿐 아니라 여름 자동차 배출에도 초점을 맞출 필요가 크다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 개인연구 세종과학펠로우쉽 사업의 지원을 받아 수행되었다. 

□ 논문 링크: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722055358