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미세먼지, 왜 드론으로 잡을까?
지난 달 서울시는 우리나라 최초로 ‘미세먼지’를 자연재난으로 정하고 대책을 발표했어요. 그만큼 미세먼지 문제가 심각하단 말이지요. 미세먼지 해결에 가장 어려운 점은 미세먼지의 발생 원인을 밝히는 일이에요.

더스트 버스터즈는 서강대학교 화학과 신관우 교수팀을 중심으로 카이스트 나노팹센터와 미국 애리조나대학교, 국내외 고등학생이 함께 미세먼지를 조사하기 위해 만든 프로젝트팀이에요. 미세먼지의 원인을 밝히기 위해 ‘드론’을 활용하지요.

프로젝트를 주도한 신 교수는 “현재 대부분의 측정기가 건물에 설치돼 있어서 미세먼지가 생활 매연 때문인지 해외로부터 비롯된 건지 정확히 알기 어렵다”며, “드론을 이용해 낮은 고도와 높은 고도의 미세먼지를 동시에 포집하면 미세먼지의 발생 원인을 파악할 수 있다”고 말했어요.

미국 애리조나대학교 이자민 연구원은 지난 달 12일부터 약 2주 간 국내외 고등학생들과 함께 지상 20m와 76m 상공에 드론을 날리는 한편, 현미경으로 미세먼지의 형태와 크기를 관찰했어요. <;어린이과학동아>; 기자단 임소정, 이동원 학생은 6월 20일 하루 동안 더스트 버스터즈의 실험에 참여했답니다.
 

 

출동! 더스트 버스터즈
“미세먼지 포집기에 필터를 단 뒤, 포집기를 드론에 고정시켜 주세요. 그 뒤 운동장으로 나가서 드론으로 미세먼지를 포집할 거예요.”

<;어린이과학동아>; 기자단 친구들은 지상 20m 상공에 있는 미세먼지를 포집하는 일에 함께 참여했어요. 더스트 버스터즈 연구원들은 사전에 여러 테스트를 통해 미세먼지를 포집하기에 가장 적합한 필터를 찾았지요.

“드론 바로 밑에 포집기를 달면 드론이 포집기를 장애물로 인식해요. 그래서 드론에 포집기를 줄로 매달아 날린답니다. 참, 드론이 안전하게 비행할 수 있는 시간은 20분 이내예요. 그래서 미세먼지를 포집하는 시간은 16분으로 제한했지요. 이제 드론을 날릴 거예요. 모두 뒤쪽으로 물러서 주세요!”

이자민 연구원의 지시에 따라 고등학생들과 기자단 친구들이 드론으로부터 10m 정도 떨어진 안전거리 뒤쪽으로 물러섰어요. 드론 비행 교육을 받은 고등학생 형, 누나들은 능수능란하게 드론을 조종해 미세먼지를 포집했지요.

이날 서울의 미세먼지 농도는 보통이었어요. 미세먼지가 보통인 날에도 포집기에는 미세먼지가 잡혔을까요?

“어! 여기, 미세먼지가 보여요!”

드론 비행을 마친 뒤 다시 연구실로 돌아와 현미경으로 포집기에 단 필터를 조사했어요. 그 결과 현미경에서 동그란 미세먼지가 보였지요. 이렇게 필터에서 미세먼지가 관찰되면 훨씬 배율이 높은 전자현미경으로 세밀하게 형태를 관찰한 뒤, 시약으로 화학 성분을 분석한답니다.

 

더스트 버스터즈는 이번 연구를 통해 어떤 결과를 얻었을까요? 놀랍게도 76m 상공에서 기존에 미세먼지 성분으로 알려지지 않은 ‘울라스토나이트’라는 물질이 주로 발견됐어요. 이 물질은 폐질환을 일으킬 수 있는 물질로, 오래된 건물이나 중국 길림성 등에 위치한 울라스토나이트 광산 등에서 왔을 가능성이 높다고 해요.

이자민 연구원은 “76m 상공에 머무르는 물질이라 지표에 있는 인체 건강에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 오해할 수 있다”며, “하지만 비가 내릴 때 물방울에 섞여 지표로 내려오면 피부에 닿거나 코로 흡입될 가능성이 있다”고 경고했어요.

한편 지표와 가까운 20m 상공에서는 탄소, 나트륨등 다양한 화학물질이 들어 있는 것으로 확인됐어요. 미세먼지가 ‘보통’인 날이었지만 생각보다 다양한 화학 성분들이 발견됐지요.
신관우 교수는 “앞으로 대기 환경 조건에 따른 높이별 미세먼지 성분을 꾸준히 분석할 계획”이라고 밝혔어요.

높이별 미세먼지 성분을 밝히면 발생 원인을 밝히는 데 큰 도움이 될 거예요. 앞으로 더스트 버스터즈의 활약이 계속 이어지기를 응원할게요!

 

신관우 교수님께 수료증을 받은 임소정 기자. ▶