국내외 기후환경의 변화에 따른 건강영향을 최소화하기 위해 국민이 안심하고 호흡할 수 있는 ‘숨 쉬는 도시’를 만들기 위해 환경부에서는 고농도 오존발생에 대한 대응을 오존 오염 발생·확산 경로분석과 사후관리의 상호 연계성을 분석하고 있다.

또한 오존오염의 발생 메커니즘을 고려한 과학적 관리를 기반으로 사전 예방적 관리체계로 전환하여 시행중이다.

특히 서울의 경우에는 오존오염의 평균농도 증가경향 및 기후환경 변화에 따른 2차 생성 가능성 증대, 오존형성 원인물질 배출량 감축비용 부담, 국지 고농도 단기노출의 건강 피해 영향증가 등 오존관리의 4중고(四重苦)에 직면해 예방적 차원의 오존오염 관리체계의 개선이 필요했다.

참고로 해외 도시들은 오존 생성 메커니즘의 정량분석으로 효과적인 정보 전달 체계를 구축, 관리하고 있으며 오존 상시모니터링 측정시스템을 갖춰 오존생성 메커니즘을 정량적으로 분석하고 고농도 오존의 사후 관리 체계를 마련하고 있다.

이와 같이 도시의 기후변화와 관련돼 주 관심대상이 된 오존(O₃)은 대기 중에 배출된 NOx와 휘발성유기화합물(VOCs) 등이 자외선과 광화학 반응을 일으켜 생성된 PAN, 알데하이드, Acrolein 등의 광화학 옥시던트의 일종으로 2차 오염물질에 속한다.

오존에 반복 노출 시에는 폐에 피해를 줄 수 있는데 가슴의 통증, 기침, 메스꺼움, 목 자극, 소화 등에 영향을 미치며 기관지염, 심장질환, 폐기종 및 천식을 악화시키고, 폐활량을 감소시킬 수 있다.

특히 기관지 천식 환자나 호흡기 질환자, 어린이, 노약자 등에게는 많은 영향을 미치며 농작물과 식물에 직접적으로 영향을 미쳐 수확량이 감소되기도 하며 잎이 말라죽게도 한다.

이에 따라 환경부에서는 주 도시 오존발생의 원인으로 작용하는 석유 출하시설 및 주유소 저장시설의 유증기 회수장치(StageⅠ) 설치를 의무화한 바 있으며 연이어 주유 시 발생하는 휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)을 회수할 수 있도록 유증기 회수 장치 설치(Stage Ⅱ)를 의무화했고 설치대상 범위를 점차적으로 확대시키고 있다.

LG환경연구원 연구결과에 따르면 StageⅡ 도입에 따라 주유소 1개소당(주유기 7개) 약 1750만원이 비용이 소요되지만 연간 67억원의 휘발유 회수, 연간 130억원의 VOCs 저감 편익이 발생해 향후 15년간 주유소 1개소당 순편익이 5000~7000만원 발생할 것으로 추정하고 있다.

더 나아가 StageⅠ·Ⅱ을 통해 회수된 VOCs를 Stage Ⅲ 또는 베이퍼 캡춰(Vapor Capture)라 불리는 VOCs 재생시스템을 통해 가스상의 휘발유를 액화시켜 연료로 재사용하는 신기술을 개발 및 상용화하고 있다.

참고로 탱크로리 한 대(2만리터 용량) 기준으로 하역 시 발생되는 VOCs를 액화시켜 약 25리터에 육박하는 휘발유를 재생해 사용할 수 있다.

Stage Ⅲ(Vapor Capture) 시스템은 의무화 시설은 아니지만 StageⅠ·Ⅱ시스템과 연계되어 VOCs로 인한 오존(O₃)발생을 미연에 방지하는 대기오염 방지효과와 더불어 연료로의 재사용을 통한 에너지 회수라는 두 가지 효과를 동시에 볼 수 있다.

특히 국내 유해대기오염물질(Hazardous Air Pollutants : HAPs)을 비산배출하는 시설·공정 등의 대기오염방지시스템으로도 활용되고 있고 최근에는 중국, 이란, 태국 등 산유국을 포함한 다양한 국가들이 Stage Ⅲ(Vapor Capture) 시스템에 큰 관심을 보이고 국가차원의 시범사업 등이 진행되고 있다.

Stage Ⅲ(Vapor Capture) 시스템의 자발적인 설치 및 활용을 통한 대기환경보전과 에너지 재활용이 활성화되기를 기대해 본다.

※ 휘발성유기화합물(VOCs) : 대기 중으로 쉽게 휘발하는 탄화수소류로서 태양광에 의해 질소산화물(NOx)과 광화학반응을 일으켜 오존농도를 증가시켜 광화학스모그를 일으키는 물질. 우리나라는 탄화수소류 37종 규정

<에너지칼럼 기고 : (재)자연환경연구소 김주영 이사>