[생활 속 기계설비이야기]  지하철 터널 미세먼지 괜찮을까?
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[생활 속 기계설비이야기]  지하철 터널 미세먼지 괜찮을까?
  • 김민지 기자
  • 승인 2020.10.19 06:00
  • 댓글 0
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“열차풍에도 끄떡없다” 미세먼지 잡아내는 ‘양방향 전기집진기’
터널 내 급기구·배기구에 설치… ‘정전기 원리’로 작동
쉼없이 오가는 열차들속 초속 13m 풍속에서 90% 이상 집진
2022년까지 레일 밀링차 도입…친환경 미세먼지 제거차량도
실시간 스마트 공기질 관리 시스템 구축 각종 장치 관리

바쁜 일상을 살아가는 현대인의 ‘발’이 되어주는 지하철은 우리 일상의 중요한 부분을 차지합니다.

서울 지하철의 경우 하루 평균 700만명이 이용하는 세계 최고 수준의 대중교통수단이지만, 지하철 내부 미세먼지 오염이 심각하다는 분석이 나오면서 지하역사 내 공기질에 대한 관심은 나날이 뜨거워지고 있어요.

서울시도 다중이용시설 실내 공기질 유지기준을 강화하고 나섰는데요.

지하역사 및 지하상가, 도서관, 대규모 점포 등 11개 시설군의 미세먼지(PM10) 농도를 140㎍/㎥에서 100㎍/㎥으로, 전동차 및 지하역사의 초미세먼지(PM2.5) 농도는 50㎍/㎥으로 강화했답니다. 또 서울교통공사는 2022년까지 7958억원을 투입해 지하역사, 터널, 전동차 등의 미세먼지 농도를 50% 이상 저감하겠다고 밝히기도 했고요. 환경부 또한 지하역사 공기질 개선 5개년 대책을 내놓기도 했죠.

그렇다면 지하역사 내 미세먼지는 어떻게 관리되고 있을까요?

◇ 지하철 미세먼지 어디서 오나

환경부 실태조사 결과에 따르면 지하철 객실 미세먼지 농도는 객실 밖보다 미세먼지가 3배 더 나쁜 것으로 분석됐습니다.

객실 내부 미세먼지가 나쁜 원인으로는 강한 ‘열차풍(열차로 인해 발생하는 바람)’이 지목을 받고 있어요.

지하철은 지하 깊숙한 곳에 만들어진 터널에서 수 백번 이상 주행을 해요. 이때 열차 바퀴와 선로의 마찰로 인한 마모로 짙은 농도의 비산먼지가 만들어지고 쌓이게 됩니다.

엎친 데 덮친 격으로 열차가 지나다닐 때마다 발생하는 열차풍으로 인해 가라앉아있던 먼지들이 공기 중으로 떠돌아다니게 되죠.

실제로 터널 내부 공기 중에는 미세분진, 질소산화물(NOx), 황산화물(Sox), 포름알데히드, 휘발성 유기화합물질(VOC) 등과 같은 인체에 유해한 오염물질이 다수 포함됐다고 해요. 이런 오염물질이 더해진 미세먼지들이 열차 틈새로 파고들어 객실 내부로 유입되고 환기되지 않은 공기가 실내에서 돌고 돌다 보니 객실 내부는 그야말로 ‘미세먼지 굴’이 되는 거죠. 여기서 궁금증이 생길 거예요.

터널 안 먼지들은 차곡차곡 쌓여만 갈 텐데, 환기는 전혀 이뤄지지 않을까요? 해답은 ‘환기구’에 있습니다.

지하철 환기구는 일반적으로 역사 주변에 하나, 역과 역 사이 선로에 하나씩 설치되어 있어요. 터널 내부에서 발생한 미세먼지는 환기구를 통해 외부로 배출됩니다.

환기구에는 지하 공기를 지상으로 강제 배출하는 환기송풍기가 있는데요. 하지만 지하철이 건설될 때 함께 설치됐기 때문에 노후화가 심하고 관리가 되질 않아 먼지가 가득하다고 해요.

최근 한국환경공단이 발표한 자료에 따르면 강제배출 환기구의 평균 미세먼지 농도는 290㎍/㎥로 ‘매우 나쁨’ 기준인 150㎍/㎥보다 2배 가까이 높았어요. 특히 열차가 지날 땐 최대 984㎍/㎥까지 농도가 치솟았다고 합니다. 이 정도 농도면 숨도 못 쉴 정도라고 해요.

또 환기송풍기를 통해 지하에서 지상으로 배출되는 먼지들은 환기구를 지나가는 시민들의 건강을 위협하죠.

아마 보도 위 환기구를 지나갈 때마다 올라오는 쾌쾌한 바람으로 인해 불쾌감을 느낀 경험을 한 번씩은 해본 적이 있을 거예요.

◇ 터널 속 미세먼지를 잡아라

지하역사 내부 위치별 미세먼지 농도는 터널>승강장>대합실 순으로 높다고 합니다.

현재 지하철 터널 내 미세먼지 문제가 화두로 떠오름에 따라 미세먼지를 잡기 위한 기술들이 활발하게 개발돼 적용되고 있어요.

먼저 ‘미세먼지 양방향 전기집진기’를 살펴보도록 할게요.

‘양방향 전기집진기’는 미세먼지의 진원지인 지하철 본선 터널 내의 급기구와 배기구에 설치해 양방향의 미세먼지를 잡는 기능을 합니다.

일반적인 공기정화기가 사용하는 필터 방식이 아닌 정전기 원리를 이용해 먼지를 포집하는 설비에요.

집진기는 터널 내부의 오염된 공기를 정화해 외부로 배출시키고, 외부의 오염된 공기는 걸러 터널 내부로 들어오게 합니다. 그동안 터널 환기구에는 미세먼지 정화장치가 없었지만, 집진기를 통해 공기정화까지 할 수 있는 것이죠.

특히 열차들이 빠른 속도로 쉴새 없이 오가는 터널 속에서 테스트를 진행한 결과, 초속 13m의 풍속에서 90% 이상의 미세먼지 집진 효율을 보여주었어요.

열차풍에도 거의 영향을 받지 않고 본래의 기능을 수행한다고 하니 똑 소리 나는 기술이죠?

터널 내 미세먼지 발생 주요인으로 꼽히는 레일 관리도 미세먼지를 막기 위해서는 필수적이죠.

서울교통공사는 최근 미세먼지 대책의 일환으로 2022년까지 레일 밀링차를 도입한다고 해요.

손상된 레일의 단면을 연마하고 재생하는 기존 방식에서 절삭 칩 포집까지 할 수 있는 밀링 방식으로 전환한다고 합니다.

쉽게 말해 레일에 생긴 흠을 연마해 매끄럽게 만들고 연마 과정에서 발생한 미세먼지를 한곳으로 모으는 겁니다.

또 터널 내 쇳가루와 분진을 제거할 수 있는 친환경 미세먼지 제거차량도 도입한다고 해요.

기존 지하철 분진흡입차량은 열차가 영업을 끝내면 터널에 전기가 공급되지 않기 때문에 디젤 엔진으로 작동했었는데요. 분진을 흡수하는 차량이 다시 분진을 내뿜는 모순이 있었기 때문에 강화된 대책을 내놓았어요.

이 외에도 실시간 스마트 공기질 관리 시스템을 구축해 각종 공기질 저감 장치를 최적으로 관리한다고 해요. 사물인터넷(IoT) 기반 미세먼지 측정기로 미세먼지 추이를 실시간으로 파악해 원인을 분석하고 환기 가동시간 조정 등 미세먼지 대응에 나선다고 합니다.

◇ 대중교통 개인위생 지키고 환기 철저히

올 초 중국에서 발생한 코로나19로 이제는 마스크가 필수가 됐어요. 미세먼지만으로도 괴로운데 코로나19라는 신종 바이러스로부터 내 몸을 지켜야 하니 갑갑하기만 한데요.

특히 지하철, 버스 등 대중교통에서 코로나19 확진자가 나올 경우 집단 감염으로 번지는 매우 혼란스러운 상황이 될 수 있어 개인위생을 철저히 해야 해요.

전문가들은 말을 하지 않아도 숨을 쉬면 바이러스가 나오기 때문에 지하철 등 사람이 많은 곳에서 마스크 착용은 의무라고 합니다. 또 다중이용시설에서 코로나19를 막기 위해서는 주기적인 ‘환기’가 필수라고 입을 모아요.

주기적으로 창을 열어 자연환기를 하거나 그럴 수 없는 경우에는 환기장치 등 기계설비를 통해 환기를 하면 비말 제거에 효과가 있다는 연구 결과도 나오기도 했죠.

또 이달 13일부터 ‘감염병예방법’ 개정안이 시행됨에 따라 대중교통, 의료기관, 요양시설 등에서 마스크 착용이 의무화되고, 이를 위반할 경우 과태료가 부과된다고 하니 코로나19로부터 자신과 타인을 함께 지키도록 해요.

 


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