장경순 한국기초과학지원연구원(KBSI) 디지털오믹스연구부 책임연구원 연구진은 한국·중국·몽골의 동북아 3개국 수도에서 동시에 포집한 초미세먼지 시료에서 총 646종의 유해 다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAH)를 식별하고, 도시별로 나타나는 조성과 생태독성 차이를 규명했다고 22일 밝혔다.
기존의 초미세먼지 연구는 주로 미국 환경청(EPA)이 지정한 16종 PAH를 중심으로 배출원 확인이나 위해성 평가를 수행해 왔다. PAH는 2개 이상의 방향족 고리로 구성된 유기 화합물이다. 하지만 실제 대기 중에는 훨씬 더 다양한 유기 성분이 존재해 유해 물질 특성과 독성 실태를 정확히 파악하는 데 한계가 있었다. 시료 포집 시기와 분석 조건이 달라 도시 간 비교가 어렵고, 독성까지 종합적으로 고려한 성분 분석도 매우 제한적이었다.
이에 연구진은 한국이 주도한 국제공동관측 'FRIEND 캠페인'을 통해 2020년 12월부터 2021년 1월까지 서울, 베이징, 울란바토르에서 초미세먼지(PM2.5) 시료를 동시에 포집해, 동일 조건에서 비교 분석할 수 있도록 했다.
수집한 시료는 고분해능 분석 장비를 활용해 분석했다. 그 결과 총 646종의 PAH와 관련 유기화합물을 정밀 분리해 식별할 수 있었다. 이후 분자구조를 기반으로 생태독성을 예측하는 '구조 기반 독성 예측(QSAR)' 모델로 검출된 화합물의 생태 위해도를 산출하고, 도시별로 유해성이 높은 주요 PAH 성분을 찾았다.
장경순 책임연구원은 "이번 연구는 동북아 주요 도시의 초미세먼지에서 수백 종의 유해 PAH를 분자 수준에서 정밀 분석하고, 지역별로 독성이 어떻게 다른지를 과학적으로 밝혀낸 데 의미가 있다"며 "도시별 맞춤형 대기오염 관리 전략 마련과 국제 공조 체계 강화에 실질적으로 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
연구 결과는 국제 학술지 '유해 물질 저널(Journal of Hazardous Materials)' 온라인판에 지난 7일 게재됐다.
참고 자료
Journal of Hazardous Materials(2025), DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138536