터널 안의 미세 먼지를 잡는 정전기

도로의 곳곳에는 터널이 있다. 많은 운전자들이 터널을 지날 때 창문을 닫는다. 터널 안에서는 자동차 매연이 밖으로 쉽게 빠져나가지 못해 공기가 오염되어 있기 때문이다. 그런데 얼마전, 국내 연구진이 터널 내부의 오염된 공기를 정화할 수 있는 시스템을 개발했다는 소식이 전해졌다. 이 시스템에 숨겨진 원리가 바로 정전기라고 하는데, 이 연구에 참여했던 박사님을 만나 그 원리에 대해 들어 보자.

안녕하세요, 박사님. 얼마 전 TV에서 박사님 연구팀이 터널 안의 공기를 정화하는 시스템을 개발하셨다는 뉴스를 들었습니다. 아버지께서 터널을 지나실 때마다 창문을 닫으시는 이유가 평소에 궁금했었는데요. 터널 안의 공기는 실제로 얼마나 오염되어 있나요?

오염도를 측정하기 위해서는 각 변이 1m인 상자만한 크기에 얼마나 많은 먼지가 들어 있는지를 측정하면 되는데요. 실제로 서울의 미세 먼지 농도를 측정하면 그 상자 크기만한 공기에 먼지가 약 0.2mg정도 들어 있습니다. 이 정도의 양은 작게 느껴질 수도 있지만, 장시간 노출되면 호흡기에 치명적인 손상을 줄 수 있는 수준입니다. 한 예로, 서울시에서는 0.2 mg정도면 유치원과 초등학교에서의 야외 수업을 금지시킬 정도죠. 차가 많이 막히는 출퇴근 시간에는 더 많은 매연이 뿜어져 나오므로 터널 안은 이보다 훨씬 더 오염되어 있겠죠.

Q. 터널 안 미세 먼지를 없애는 데 정전기를 이용한다고 들었는데, 정말인가요?

네, 터널과 연결되는 공기 통로를 만들고 중간에 먼지를 잡아내는 집진 장치를 설치했습니다. 집진 장치 내부에 강한 전압을 걸어 주는데, 이 경우 공기 속의 오염된 입자들이 (-)전기를 띠면서 (+)전기를 띤 벽에 달라붙게 됩니다. 다시 말해서 정전기를 일으켜 미세먼지를 모두 벽에 달라붙게 하는 것이지요.

Q. 박사님께서 개발하신 시스템을 이용하게 되면 미세먼지를 없애는 데 얼마나 효과가 있나요?

오염된 공기를 80% 정도 정화시킬 수 있습니다. 이정도라면 운전자의 건강에 아무 지장을 주지 않을 정도로 공기가 정화되는 거죠. 실제로 집진 장치에 모인 먼지를 보세요. 30여 분 정도 가동한 것인데 손으로 닦아 내면 시커먼 오염 물질이 묻어 나옵니다. 우리 연구진은 내년까지 이 시스템의 정화 능력을 90% 수준으로 끌어올릴 계획입니다.

Q. 박사님께서는 도시의 오염된 환경을 개선하는 일을 하고 계신데요. 앞으로 이러한 분야에서 일을 하고 싶다면, 대학에서 어떤 전공을 선택하면 좋을까요?

산업이 발전하고 사람들이 도시로 모여 들면서 앞으로 점점 환경을 개선하는 연구의 필요성이 강조될 것입니다. 오염된 환경을 개선하는 연구는 하나의 학문 분야로만 이루어질 수 없고, 여러 분야의 전문가들이 힘을 합쳐 연구할 필요가 있습니다. 이 분야에서 일하고 싶은 학생들이라면 대학에서 환경 공학을 비롯하여 기계, 전기, 전자, 건축 분야 등의 공부가 필요합니다. 물론 물리, 화학 등 기초 과학 분야의 전문가도 필요합니다.

Q. 저는 환경 문제에 많은 관심을 갖고 있습니다. 오염된 환경을 개선할 수 있는 다른 직업들에는 어떤 것들이 있는지 소개해 주시겠어요?

오염된 환경을 개선할 수 있는 직업은 많이 있습니다만, 그중 하나는 우리 주변에서도 쉽게 볼 수 있는 쓰레기 처리와 관련된 직업입니다. 각 가정에서 배출되는 쓰레기로 인하여 여름에는 심한 악취와 해충들이 우리의 생활 환경을 오염시키고 있지요. 쓰레기로 인해 오염된 환경을 개선하기 위하여, 쓰레기를 자동으로 안전하게 처리할 수 있는 설비를 개발하는 데 많은 인력이 필요하답니다.