건국대 그린패트롤사업단, ‘미세먼지 자동측정기’ 국산화 성공

건국대학교 그린패트롤측정기술개발사업단(단장 김조천 교수, 사회환경공학부)이 미세먼지(PM2.5) 농도를 자동으로 측정하는 장비를 국산화하는 데 성공했다.

그동안 국가에서 운영되는 대기오염 측정소(2018년 9월 말 기준 443곳)에서 사용 중인 미세먼지(PM2.5) 농도 자동측정기는 외국산 장비를 쓰고 있었다.

건국대 그린패트롤측정기술개발사업단(이하 사업단)은 환경부와 한국환경산업기술원의 국가 연구개발(R&D) 사업 지원을 받아 베타선(β-ray) 흡수방식의 미세먼지(PM2.5) 농도 연속 자동측정기의 국산화 개발에 최초로 성공했다.

사업단은 2019년 약 310억 원의 수입대체 효과를 거둘 것이라고 밝혔다.

베타선 흡수방식은 베타선이 여과지에 채취된 먼지를 통과할 때 흡수되는 베타선의 세기를 측정하여 대기 중 미세먼지의 질량농도를 측정하는 방법이다.

건국대 그린패트롤 측정기술개발사업단은 환경부의 ‘글로벌탑 환경기술개발사업’을 수주해 2015년 1월부터 2018년 4월까지 정부 출연금 약 10억 원을 지원받아 이번 미세먼지 연속 자동측정기를 개발했다.

사업단 김조천 교수는 “이번 측정기는 측정방식이 저가의 센서 방식이 아닌 검출기 기반의 정밀 측정 방식을 사용하는 것이 특징”이라며 “시료채취부, 검출부, 신호처리부 등 측정기에 쓰이는 90% 이상의 부품을 국산화했고 2018년 5월 환경부로부터 국내 형식승인을 취득했다”고 말했다.

아울러 국내 기준뿐만 아니라 해당 기술을 인도, 베트남 등 해외에서 진행 중인 현지적용실험(Test-bed)에도 적합하게 개발했다.

기존 저가의 센서 방식은 장치 내로 유입된 공기에 빛을 쏘고 공기 중 미세먼지에 의해 산란된 빛을 감지하여 질량농도로 환산하는 방식이다.

사업단에 참여한 연구기관인 켄텍(대표 황병한)은 이번 미세먼지 연속 자동측정기의 생산을 본격적으로 추진하여 2018년 12월 인천 교육청에 5대, 같은 달에 인천국제공항공사에 7대를 판매했다.

또 광주광역시 도시철도공사에도 2018년 10월 1대가 공급되어 시험 중에 있으며 2022년까지 추진 중인 광주광역시 내 지하철 역사 측정망 구축 사업에도 보급될 예정이다.

특히 환경계측시장의 해외 진출 교두보를 마련하기 위해 올해부터 인도의 실라 인프라 테크(Seela Infratech Pvt.,Ltd.), 베트남의 IEA(Institute of Environment and Automation)와 업무협약을 체결하는 등 해외 시장에도 진출을 추진하고 있다.

이번 미세먼지 연속 자동측정기는 환경부와 지자체에서 운영하는 대기오염자동측정망과 실내공기질 자동측정망에 설치되면 실시간으로 대기질 및 실내공기질 미세먼지 측정에 활용할 수 있다.

기존 미세먼지 자동측정기가 1시간 단위로만 측정하는 데 반해 이번에 개발된 자동측정기는 5분 단위로 측정하여 단기간 농도 변화 관측이 가능하여 순간적인 미세먼지 고농도 유입 시 신속한 대응이 가능하다.

특히 미세먼지가 고농도로 단기간에 발생할 경우 다중이용시설인 지하철, 터미널, 쇼핑몰 등에서 환기시설의 자동 가동이나 대피경보 등에 활용할 수 있다.

기존 외산장비(2500만 원/1대) 대비 60~70%(1500만 원/1대)대의 초기 구축비용이 드는 등 저렴한 유지·관리 비용이 장점이며 고장이 발생할 경우 신속한 애프터서비스(A/S)도 가능하다.

또한 2019년 기준으로 대기오염 측정소와 지하철 역사에 설치되는 측정기기가 국산화된다면, 약 310억원의 수입대체 효과 발생을 기대할 수 있다.

장비의 소형화·경량화를 통해 장소에 구애받지 않고 활용이 가능하며 사물인터넷(IoT)과 연계하여 국민에게 신속한 정보를 제공하는 국민체감형 스마트 장치 기술이 될 것으로 기대되고 있다.

조현수 환경부 환경연구개발과장은 “이번 국산화 성과를 바탕으로 국내외 환경계측시장을 선도할 수 있도록 국내 측정기 개발 분야에 지속적인 지원을 할 것”이라고 말했다.

<조혜영 기자>