카본블랙, PAH, 중금속… 디젤 엔진이 뿜는 독성 물질의 실체

디젤 배출물과 초미세먼지의 주요 성분

디젤 엔진에서 나오는 배기가스는 수백 가지 물질로 이루어진 복합 혼합물입니다. 특히 디젤 배출물의 입자상 물질(Diesel Particulate Matter, DPM)은 카본블랙 중심에 각종 유기 화합물이 응축된 형태로 존재합니다. 참고로 카본블랙(Carbon Black)은 탄소(Carbon)로 이루어진 미세한 입자 형태의 분말로, 주로 불완전 연소 또는 열분해 과정을 통해 생성되는 물질입니다. 주로 산업용으로 활용되니다. 이 카본블랙은 생체내에서는 분해되기 어렵습니다. 이 카본블랙에 다환방향족탄화수소(PAHs)와 니트로-PAH 같은 발암성 유기물질들이 다량 흡착되어 있으며, 미량의 황산염(sulfate), 질산염(nitrate), 금속 등 무기 성분도 포함됩니다. 이러한 디젤 미립자는 대부분 지름 2.5µm 이하의 초미세먼지(PM2.5)에 해당하며, 그중 상당수가 0.1µm 이하의 울트라파인 입자일 정도로 매우 작습니다.

  

이러한 미세 입자들은 육안으로는 보이지 않을 만큼 작아서, 사람 머리카락 굵기(약 50~70µm)와 비교하면 PM2.5는 지름 2.5µm 이하로 20분의 1 이하 크기에 불과합니다. PM10은 지름 10µm 이하의 입자로 정의되는데, 이 중 PM2.5가 연소 과정에서 많이 생성되는 더욱 작은 입자입니다.

 

PM2.5는 주로 석유나 경유, 목재 등의 연소 과정에서 발생하며, 디젤 차량의 배기가스는 도시 환경의 PM2.5 오염의 큰 비중을 차지합니다. 반면 PM10에는 건설현장 먼지, 황사나 꽃가루, 세균 조각 등 비교적 큰 입자들도 포함되지만, PM2.5는 그보다 훨씬 인위적이고 복합적인 화학 성분을 지닙니다. 요컨대 미세먼지는 단순한 먼지가 아니라, 탄소 입자에 유해 화학물질이 달라붙은 복합 오염물질입니다.

주요 성분인 PAH류는 벤젠 고리가 여러 개 붙은 다환 방향족 탄화수소로, 디젤 연료의 불완전 연소에서 많이 생성됩니다. 예를 들어 벤조[a]피렌 같은 PAH는 강력한 발암 물질로 알려져 있으며, 디젤 입자의 독성에 큰 기여를 합니다. 그밖에 디젤 배출물에는 연소 중 생긴 검댕(탄소 입자), 연료/윤활유 기원의 휘발성 유기화합물(VOCs), 그리고 연료나 윤활유에 섞여 있던 납, 니켈, 철 등의 금속 미립자도 검출됩니다. 이러한 성분들은 대기 중에서 반응하여 2차 오염물질을 만들기도 하며, 미세먼지의 화학적 조성은 시기와 장소에 따라 복잡하게 변합니다. 중요한 점은, 디젤 초미세먼지가 단순 먼지가 아니라 유기화합물과 중금속 등이 결합된 유해 입자라는 것입니다.

 

 

  

 

디젤 가스는 얼마나 위험한가?

디젤의 배기가스는 생각보다 위험합니다. 우리나라는  미세먼지가 많이 줄어들어 작년에는 연평균 16 ug/m3 이었습니다. 그리고 아마도 디젤 배기가스의 양은 상당히 줄었을 것입니다. 그런데 미국은 최근 우리가 볼 때는 매우 적은 양임에도 불구하고 심각한 피해를 입힌다는 보고서를 발표했습니다. 

 

 

디젤 오염, 미국의 보이지 않는 살인자

디젤 엔진은 현대 운송과 물류의 핵심 동력원입니다. 그러나 클린 에어 태스크포스(CATF)의 분석에 따르면, 디젤에서 배출되는 초미세먼지(PM2.5)는 매년 수만 명의 생명을 앗아가고 있으며, 특히 저소득층과 유색 인종 커뮤니티에 큰 피해를 주고 있습니다. 이 글에서는 디젤 오염이 미국 내에서 얼마나 심각한 건강 문제를 일으키고 있는지, 그리고 이를 해결하기 위한 정책적 대응이 어떤 방향으로 나아가야 하는지 살펴보겠습니다.

디젤 매연이 건강에 미치는 영향

디젤 연소 시 배출되는 입자는 크기가 매우 작아 폐 깊숙이 침투하며, 장기적으로는 호흡기 질환, 심혈관 질환, 심지어 폐암까지 유발할 수 있습니다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)는 디젤 배출가스를 1군 발암물질로 분류하고 있습니다.

CATF의 분석에 따르면 미국에서는 매년 약 21,000명이 디젤 매연에 의해 조기 사망하고 있으며, PM2.5로 인한 전체 조기 사망은 약 45,000명에 달합니다. 이는 교통 사고나 총기 사고보다 훨씬 많은 수치로, 일상적인 디젤 노출이 사실상 '조용한 대량 살상'임을 보여줍니다.

어느 지역이 가장 위험한가

고속도로 주변, 항만, 물류창고 밀집 지역은 디젤 오염도가 특히 높습니다. 뉴욕시, 뉴저지, 필라델피아, 워싱턴 D.C. 등 동부 대도시권을 중심으로, I‑80 및 I‑95 고속도로 연선 지역에서는 디젤 입자 농도가 평균보다 수배 높은 수준을 보입니다.

예를 들어, 뉴욕 카운티는 디젤 입자 농도가 0.538 μg/m³로 추정되며, 뉴저지의 일부 지역은 0.673 μg/m³에 달합니다. 이는 일반적인 도시 평균보다 훨씬 높은 수치입니다.

불평등한 피해 분포

디젤 오염은 단순한 대기오염 문제가 아닙니다. 물류 인프라가 밀집된 지역에는 저소득층, 유색 인종 커뮤니티가 밀집해 있으며, 이들은 더 자주, 더 오랜 시간 동안 오염에 노출됩니다. 트럭 정차장이나 화물터미널 주변에 위치한 학교, 병원, 주택은 이러한 문제의 중심에 있습니다. 그 결과, 디젤 오염은 건강 불평등을 더욱 심화시키는 요인으로 작용하고 있습니다.

해결을 위한 정책 제안

CATF는 디젤 오염 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 정책적 개입이 필요하다고 제안합니다.

1. 무배출 차량 전환 지원
   전기 트럭, 수소 연료전지 차량 등 무공해 운송수단에 대한 보조금과 인프라 투자가 필수적입니다.
2. Zero‑Carbon Fuel Standard 도입
   이산화탄소와 공해물질을 함께 고려한 연료 기준을 통해 산업계의 전환을 유도해야 합니다.
3. 피해 지역에 대한 우선 지원
   Justice40 Initiative 같은 프로그램과 연계하여, 피해가 집중된 지역에는 정책적·재정적 우선순위를 부여해야 합니다.
4. 연방 및 주정부의 협력
   연방 정부는 인프라 투자법 등을 통해 기술 전환 비용을 보조하고, 주정부는 이를 실제 적용할 수 있도록 지역별 계획을 세워야 합니다.

디젤 오염은 미국 내에서 조용히 사람들의 생명을 앗아가는 건강 위협 요인입니다. 특히 사회적 약자가 더 큰 피해를 입는다는 점에서, 이는 단순한 대기오염이 아니라 '환경 정의'의 문제입니다. 기술 전환과 정책 변화는 더 이상 미룰 수 없는 과제가 되었으며, 정부와 산업계, 지역 사회가 함께 행동에 나서야 할 시점입니다.

 

미세먼지는 의외로 점점 그 문제의 심각성이 드러나고 있습니다. 

참고로 WHO의 연간 평균 미세먼지 허용량이 5ug/m3 인데, 우리나라는 16ug/m3으로 3배 정도 됩니다.