터널 안 창문 열어도 될까, 5곳 가보니.../ 터널 미세먼지 '플라즈마'기술로 잡는다

터널 안 창문 열어도 될까, 5곳 가보니 "생각보다···" 

    터널을 지나갈 때 미세먼지 수치가 얼마나 증가하는지 궁금합니다! 터널을 도보로 걸으면 건강에 많이 안 좋을까요? (이**) 

 

중앙일보 디지털 서비스 ‘먼지알지’에 이모 독자가 터널 속 미세먼지에 관한 질문을 보냈습니다. 궁금증을 풀어보기 위해 취재팀이 직접 실험을 진행했습니다

총 길이가 2km 되는 남산3호터널을 차로 달리며 미세먼지 수치를 측정했다. 1km 이상 터널에는 환풍시설을 설치해야하는 규정이 있다. 박해리 기자

 

서울의 터널 중 도보가 가능하며 개통 시기와 길이가 각각 다른 3곳(금화터널·서리풀터널·호암1터널)을 골라 직접 걸으며 공기 질을 측정해봤습니다. 또 1000m 이상 긴 터널(남산2호·3호 터널)은 자동차로 지나가며 간이측정기로 공기 질을 측정했습니다. 측정 항목은 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5), 기온, 습도입니다.

 

서울시내에서 보행이 가능한 금화터널과, 서리풀 터널에서 측정한 미세먼지 수치. 이희수 인턴, 김남경 인턴

차단벽 유무 따라 같은 터널도 미세먼지 차이

신촌과 도심을 연결하는 금화터널은 1979년에 개통했다. 총 길이가 555m다. 특히 출퇴근 시간대에 차량 이동이 많다. 걸어 다니는 사람들도 종종 볼 수 있다. 터널 내부 인도와 차도 사이에는 유리 차단벽이 설치돼 있다. 금화터널 입구(독립문 인근)에서 측정한 미세먼지 수치는 PM2.5 기준으로 ㎥당 29㎍이었다. 터널에 진입하자 미세먼지 수치는 47㎍까지 치솟았다. 온도는 19도, 습도는 52%였다. 터널 내부에서 잰 미세먼지 수치 평균은 38.2㎍이었다.

 

서리풀터널에서도 실험을 진행했다. 올 4월 개통해 서울 36개 터널 중 가장 최근 건설됐다. 서리풀터널은 길이 400m로 도보가 가능하며 차단벽도 설치돼 있다. 터널 초입 5~6m에서 측정한 미세먼지 수치는 37㎍이었다. 최고는 41㎍이었다. 터널 내부 평균 수치는 35.3㎍였다. 금화터널보다 40년 늦게 개통했지만 미세먼지의 차이는 눈에 띄게 나지 않았다.

 

서울에서 가장 짧은 터널인 호암1터널도 걸어봤다. 총 길이 90m로 2000년 개통했다. 이곳은 한쪽 방향에만 차단벽이 설치돼 있다. 차단벽이 없는 곳은 50.2㎍이었으며 차단벽이 있는 곳은 48㎍이었다. 큰 차이는 아니었지만 달리는 차량의 영향을 직접 받지 않는 차단벽이 있는 곳의 미세먼지 농도가 다소 낮게 나타났다.

 

서울 터널 속 미세먼지 농도는 얼마일까?. 그래픽=신재민 기자 shin.jaemin@joongang.co.kr

창문 열고 달릴 때보다 미세먼지 낮아

차를 타고 1000m가 넘는 긴 터널을 지나 가봤다. 용산구 이태원동과 중구 장충동을 잇는 1620m의 남산2호터널을 양쪽 창문을 열고 주행하며 농도를 측정했다. 이 터널은 현재 안전상 이유로 도보 이동을 제한하고 있다. 남산2호터널의 미세먼지 수치는 35㎍이었다.

 

이보다 길이가 짧은 남산3호터널(1280m)은 남산의 북서쪽부터 남동쪽을 가로지르며 용산구와 중구를 연결한다. 1970년 개통된 2호터널보다 8년 늦게 개통했다. 창문을 열고 주행해 보니 미세먼지 수치는 26㎍이었다.

 

창문을 닫고 공기를 외부순환 모드로 터널을 주행하며 미세먼지 농도를 측정했다. 19㎍이었다. 다시 차를 돌려 이번에는 창문을 닫은 채로 공기를 내부순환 모드를 하고서 측정했다. 농도는 17~18㎍으로 외부순환 모드일 때보다 다소 낮았다. 두 상황 모두 차 문을 열고 달리는 경우보다 수치가 낮게 나왔다.

 

 

서울에서 가장 짧은 터널인 호암1터널에서 측정한 미세먼지 수치. 호암1터널은 한쪽 방향에만 차단벽이 설치돼 있다. 차단벽의 유무에 따라 미세먼지 수치도 차이났다. 이희수 인턴, 김남경 인턴

1000m 이하 터널에는 환풍시설 설치 규정 없어

터널마다 미세먼지 농도는 다르지만 대부분 외부 공기보다 수치가 높게 나왔다. 금화터널 밖에서 잰 미세먼지 수치는 29㎍로 터널 내부 평균 38.3㎍보다 9㎍ 낮았다. 서리풀터널도 내부 평균은 35.3㎍이었으며 바깥 31㎍보다 높았다. 호암1터널의 외부 수치는 42㎍으로 터널 내부 차단벽 안과 밖에서 잰 평균 두 수치보다 낮았다. 서울 도시대기 측정소에 따르면 이날 미세먼지 평균 수치는 25㎍이었다. 

 

하지만 모든 터널에 공기정화 장치가 돼 있지는 않다. 국토교통부의 ‘도로터널 방재시설 설치 및 관리지침’에 따라 1000m 이상 터널에는 환풍·제연 시설 설치가 의무화돼 있다. 그 외에는 설치 의무 규정이 없다.

 

서울 시내 터널은 총 36곳으로 1000m 이상의 터널은 남산 1·2·3호 터널과 홍지문·정릉·구룡·위례 터널 7곳이다. 이 가운데 남산·위례 터널을 제외한 곳은 서울시설공단이 관리하고 있다. 도로 종류에 따라 관리 주체가 다른 탓이다. 자동차전용도로와 연결되는 터널은 시설공단이, 그외 도로와 연결되는 터널은 동부·서부 등 각 도로사업소에서 관리한다.

 

서울에서 가장 긴 1890m 홍지문 터널에는 상행·하행별 각 4대씩 송풍기가 설치돼 있다. 이종태 서울시설공단 홍보팀장은 “터널 내 매연이 증가할 때 송풍기를 가동하는 강제 배기 방식과 터널 외부 맑은 공기를 내부로 들여보내는 방식으로 환기한다”며 “마장 방향 터널엔 초당 250㎥ 용량 4대, 성산 방향에는 그보다 좀 더 용량이 작은 4대가 설치 돼 있다”고 말했다. 이 외에도 시설공단이 관리하는 터널 2곳에도 4대씩 환기시설이 설치돼 있다. 주 2회 터널 내 노면 청소를 하고 연 2회 분진 청소를 한다. 시설공단에 따르면 1월 터널 내부 미세먼지(PM10) 측정 결과는 평균 111㎍, 2월 88㎍, 6월 22㎍이었다. 일산화탄소(CO)는 2.4ppm, 질소화합물(NOx)은 1.147이다.

 

 

남산 2호터널을 차를 타고 주행하며 창문을 열었을 때와 닫았을때 미세먼지 농도가 얼마나 다른지 측정했다. 박해리 기자

한때 홍지문터널에서 미세먼지 저감을 위한 플라스마 실험을 하기도 했다. 윤재삼 서울시 대기정책과장은 “지난해 11월 서울시 보건환경연구원에서 실험을 진행했으나 더는 해당 실험을 확장하지는 않기로 했다”고 말했다. 실험 당시에는 미세먼지 농도가 감소했으나 일정 시간이 지난 후 다시 원래대로 돌아왔기 때문이다.

 

서울 시내 1000m 이하의 터널에는 별도의 환풍시설이 없다. 김호성 서울시 도로시설과 터널전기팀장은 “규정에 따라 1000m 이상에만 환풍시설이 설치된 상태이며 1000m 이하 중 가장 길이가 긴 810m인 북악터널에는 현재 환풍설비를 공사 중이며 연내 완공된다”며 “국토부에 500m 이상 터널에 대해서도 환기설비를 설치하는 규정 마련을 요구한 상태다”고 말했다. 김 팀장은 “내년에는 금화터널을 시작으로 서울 내 500m 이상 터널에 대해서 규정과 상관없이 순차적으로 환풍시설 설치를 할 예정이다”고 말했다.

박해리 기자 park.haelee@joongang.co.kr 중앙일보

터널 미세먼지 '플라즈마'기술로 잡는다

엔아이티코리아, 마이크로펄스하전 정전기술 미세먼지 포집처리 장치

    신도시개발과 도심 간선 교통망의 확충에 따라 도시 내에서의 장대터널이 증가하고 있다. 이는 교통흐름 개선에 이바지하는 측면과 더불어 주거 밀집 지역에 대한 환경 영향 역시 증가되는 문제점이 있다.

 

도로터널의 환기시스템은 종류식과 횡류식, 그리고 조합식으로 대별되며 주변 환경을 감안할 경우에는 횡류식 환기시스템의 채용이 많지만 터널 단면적의 증대로 인한 토목공사비 및 환기공사비의 증대라는 단점이 발생해 최근에는 종류식 환기시스템과 공기정화설비를 설치하는 하이브리드 시스템을 적용하는 추세에 있다.

PVC 공장설치 예시.

 

하지만 공기정화설비의 경제성이 크게 떨어지는 단점이 있어 공사비의 증대가 초래되고 대부분의 공기정화설비가 수입에 의존하게 되므로 유지관리의 어려움이 발생되고 있다. 도심터널에서는 환경성과 경제성을 동시에 해결하는 것이 매우 중요한 과제이며 최근 증가하고 있는 민자 사업의 경우에는 경제성이 더욱 중시되는 경우가 많다. 그러나 님비현상의 증가와 환경에 대한 국민의 관심이 날로 증대되고 있으므로 적정한 선에서 절충점을 찾는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다.

10 여년 연구 끝에 최종 개발 단계... 터널용 전기필터 구조 집진장치

번개 칠때 지구내 공기 정화되는 원리 응용 '정전기술'로 먼지 정화

지하상가·주차장 등 공기질 개선...필터 교체 비용 없어 비용 절감도

이에 엔아이티코리아는 마이크로펄스하전 정전기술을 이용한 터널 및 지하도로 미세먼지 포집처리장치를 10여년간 연구 끝에 개발을 앞두고 있다.

마이크로펄스하전 정전기술을 이용한 터널 및 지하도로 미세먼지 포집처리장치는 번개가 칠 때 지구 내 공기가 정화되는 이론을 응용해 정전기술을 통해 터널 내 미세먼지를 정화시키는 기술이다.

이 기술은 지하 터널용 전기 필터 구조의 집진장치에 관한 것이고, 구체적으로 터널 내 부의 이물질을 포함하는 공기를 다수 개의 전기필터로 유도해 이물질이 집진이 되도록 하는 것에 의해 터널 내부의 순환 공기의 정화가 가능하도록 하는 지하 터널용 전기 필터 구조의 집진장치다. 

지하 터널용 전기 필터 구조의 집진장치는 유동 경로가 형성된 다수 개의 양극 유닛과 각각의 양극 유닛의 내부에 배치되는 선형 음극 유닛으로 이루어진 다수 개의 전기 집진 필터, 각각의 전기 집진 필터로 공기를 유도하는 균일 유닛으로 유도되는 공기의 유동 상태를 조절하는 유입 조절 모듈 및 각각의 전기 집진 필터로부터 배출되는 공기의 유동 상태를 조절하는 배출 조절 모듈을 포함한다. 상기 다수 개의 전기 집진 필터는 서로 전기적으로 연결돼 동일한 전계를 형성한다.

본 발명의 일실시예에 따른 미세먼지 집진용 다층구조 액적은 내층과 상기 내층 외주면을 감싸는 외층으로 형성된 다층 구조의 액적으로, 상기 내층은 용매 및 비이온 계면활성제를 포함하고, 상기 외층은 고분자 전해질을 포함해 전기적으로 하전되도록 형성된다.

상기 액적은 전체 액적의 중량을 기준으로 비이온 계면활성제를 0.1중량% 내지 20중량%, 상기 고분자 전해질을 0.1중량% 내지 20중량%를 포함한다. 전기적으로 하전된 액적의 외층인 고분자 전해질로 미세먼지를 전기적으로 집진할 뿐만 아니라 외층은 내층의 외주면을 감싸도록 형성돼 내층의 증발을 효과적으로 방지함으로써 특정 공간에서 액적의 부유 시간을 보다 연장시켜 미세먼지 집진의 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

장정흡 기자 기계설비신문

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