깨끗한 공기는 건강한 삶에 필수적이지만, 세계보건기구(WHO)에 따르면 전 세계 인구의 거의 99%가 기준치를 초과하는 대기 오염 물질을 마시고 있습니다. NASA 에임스 연구센터의 연구 과학자인 크리스티나 피스톤은 "대기 질은 공기 중에 있는 물질의 양을 측정하는 것으로, 여기에는 미세 입자와 기체 오염 물질이 포함됩니다."라고 말했습니다. 피스톤의 연구는 대기 및 기후 분야를 아우르며, 특히 대기 입자가 기후와 구름에 미치는 영향에 초점을 맞추고 있습니다. 피스톤은 "대기 질은 우리의 건강과 삶의 질, 그리고 일상생활에 직접적인 영향을 미치기 때문에 이해하는 것이 중요합니다."라고 강조했습니다. 우리는 피스톤을 만나 대기 질에 대해 더 자세히 알아보고, 대기 질이 인간의 건강과 환경에 어떤 영향을 미치는지 살펴보았습니다.
대기질은 무엇으로 구성되는가?
미국 환경보호청(EPA)에서 규제하는 주요 대기 오염 물질은 미세먼지(PM), 질소산화물, 오존, 황산화물, 일산화탄소, 납 등 6가지입니다. 이러한 오염 물질은 산불이나 사막 먼지에서 대기 중으로 올라가는 미세먼지와 같은 자연 발생원과, 햇빛이 자동차 배기가스와 반응하여 생성되는 오존과 같은 인간 활동에서 발생합니다.
대기질은 왜 중요한가요?
대기 질은 건강과 삶의 질에 영향을 미칩니다. 피스톤은 "우리가 물을 마셔야 하는 것처럼 공기를 마셔야 합니다."라고 말했습니다. "우리는 깨끗한 물이 살아가고 건강하게 지내는 데 필수적이라는 것을 알기에 깨끗한 물을 기대하는 것처럼, 공기도 마찬가지로 깨끗한 것을 기대해야 합니다."
대기 질 악화는 인체의 심혈관 및 호흡기 질환과 관련이 있습니다. 예를 들어, 이산화질소(NO2)에 단기간 노출되면 기침과 천명과 같은 호흡기 증상이 나타날 수 있으며, 장기간 노출될 경우 천식이나 호흡기 감염과 같은 호흡기 질환 발병 위험이 증가합니다. 오존에 노출되면 폐가 악화되고 기도가 손상될 수 있습니다. PM2.5(2.5마이크로미터 이하의 미세먼지)에 노출되면 폐 자극을 유발하며 심장 및 폐 질환과 연관이 있는 것으로 알려져 있습니다.
대기 오염은 인간 건강에 악영향을 미칠 뿐만 아니라, 산성화와 부영양화를 통해 수질을 악화시켜 환경을 파괴할 수 있습니다. 이러한 과정은 식물을 죽이고 토양의 영양분을 고갈시키며 동물에게 해를 끼칩니다.
대기질 측정: 대기질 지수(AQI)
대기 질은 날씨와 비슷하게 몇 시간 만에도 급변할 수 있습니다. 미국 환경보호청(EPA)은 대기 질을 측정하고 보고하기 위해 미국 대기질 지수(AQI)를 사용합니다. AQI는 6가지 주요 대기 오염 물질 각각을 "양호"에서 "위험"까지의 척도로 측정하여 0에서 500까지의 수치로 나타내는 지표입니다.
피스톤은 "일반적으로 대기 질에 대해 이야기할 때는 대기 중에 인간이 항상 호흡하기에 좋지 않은 물질이 있다는 것을 의미합니다."라고 말했습니다. "따라서 좋은 대기 질을 유지하려면 특정 오염 기준치 이하이어야 합니다." 전 세계 여러 지역에서는 '좋은' 대기 질에 대한 서로 다른 기준치를 사용하며, 이는 측정 시스템에 따라 달라지는 경우가 많습니다. 미국 환경보호청(EPA) 시스템에서는 대기질지수(AQI)가 50 이하이면 좋은 대기 질, 51~100이면 보통 대기 질로 간주됩니다. AQI가 100~150이면 민감한 사람들에게는 건강에 해로운 수준이며, 그 이상이면 모든 사람에게 건강에 해로운 수준입니다. AQI가 200에 도달하면 건강 경보가 발령됩니다. 300을 초과하는 수치는 위험한 수준으로 간주되며, 이는 주로 산불로 인한 미세먼지 오염과 관련이 있습니다.
NASA의 대기질 연구 및 데이터 제품
대기질 센서는 지역 수준의 대기질 데이터를 수집하는 데 매우 유용한 자원입니다.
2022년 NASA 에임스 연구센터의 미량가스그룹(TGGR)은 저비용 대기질 센서 네트워크인 INSTEP(Inexpensive Network Sensor Technology for Exploring Pollution)을 구축했습니다. 이 센서들은 다양한 오염물질을 측정하며, 캘리포니아, 콜로라도, 몽골의 특정 지역에서 대기질 데이터를 수집하고 있습니다. 특히 캘리포니아 산불 시즌 동안 대기질을 모니터링하는 데 유용한 것으로 입증되었습니다.
2024년 아시아 대기질 항공 및 위성 조사(ASIA-AQ) 임무는 항공기, 위성, 지상 플랫폼에서 수집한 센서 데이터를 통합하여 아시아 여러 국가의 대기질을 평가했습니다. NASA 에임즈 대기과학부의 기상측정시스템(MMS)과 같은 여러 장비에서 수집된 데이터는 대기질 모델을 개선하고 대기질 상황을 예측 및 평가하는 데 사용됩니다.
NASA는 기관 전체적으로 다양한 지구 관측 위성과 기타 기술을 활용하여 대기 질 데이터를 수집하고 보고합니다. 2023년에는 북미 지역의 대기 질과 오염도를 측정하는 TEMPO(Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution) 임무를 시작했습니다. NASA의 LANCE(Land, Atmosphere Near real-time Capability for Earth Observations) 도구는 다양한 NASA 장비에서 수집한 측정값을 관측 후 3시간 이내에 대기 질 예보 담당자에게 제공합니다.
건강한 공기질 환경을 조성하기 위해서는 실시간으로 공기질 데이터를 모니터링할 수 있습니다. 다음은 다양한 공기질 매개변수를 측정할 수 있는 센서들입니다.
게시 시간: 2024년 12월 4일