[환경일보] 박선영 기자 = 과학기술정보통신부는 5월2일 인천시 서구 지역 일원을 강소연구개발특구로 지정했다. 서구가 강소특구로 지정된 것은 정보통신기술(ICT) 융복합 환경 기술과 제품을 발전시키기 위한 조치다.

5월18일 한화진 환경부 장관의 취임 후 첫 현장 행보는 인천 서구 종합환경연구단지 내 국립환경과학원 환경위성센터를 방문하고, 환경산업연구단지 입주기업 대표 간담회를 개최한 것이었다. 이 자리에서 한 장관은 과학기술과 환경이 융합해 동반상승 효과를 낼 수 있는 녹색산업 역할을 강조했다.

한 장관은 5월11일 취임식에서도 “과학기술과 혁신에 기반한 환경정책을 확립해 나가야 한다”며 “데이터와 논리에 기반한 정책을 수립하고 인공지능, 사물인터넷(loT) 등 첨단기술을 접목해 최적의 해결책을 도출하겠다“고 말했다.

한 장관이 이처럼 강조한 환경과학 연구 핵심에 환경부 소속 국가연구기관 국립환경과학원이 있다. 환경과학원은 우리나라 환경제도 및 정책 수립을 지원하고 환경 현안 해결과 미래 환경 연구를 주도적으로 수행하는 연구기관이다.

환경과학원은 지난 2월 환경부, 환경공단, 인천시, 인천 서구청, 한국환경산업기술원, 수도권매립지관리공사, 국립환경인재개발원, 국립생물자원관 등과 종합환경연구단지를 세계 최고 수준의 환경연구단지로 만들기 위한 협약식을 가졌다.

김동진 국립환경과학원 원장은 “종합환경연구단지에 입주한 각 기관들은 글로벌 연구단지 조성을 위한 세부 방안을 내년 초까지 마련할 계획”이라고 밝혔다.

종합환경연구단지를 20년 후 ‘세계적인 환경 연구와 사업화의 메카’로 만들 계획을 주도하는 김동진 원장을 국립환경과학원 집무실에서 만났다.

과학적 기반 근거한 기후변화 연구 매진

Q. 지난해 10월 취임 이후 IT기술, 빅데이터, 인공지능을 활용한 과학적 조사·연구, 지원활동을 지속해 오고 있다. 이와 연계해 지난 8개월간 이뤄낸 성과라면

환경·건강 분야에서는 국민환경보건기초조사, 국가산단지역·폐금속 광산지역 건강영향조사를 수행해 전 국민 환경보건 빅데이터를 구축했다.

기후대기 분야에서는 대기질 예보 정확도 개선을 위해 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능 기법을 활용한 예측 모델을 개발하고 있다. 현재는 개발 단계에 있으나, 3차 계절관리제 기간(2021.12.1.~2022.3.31.)인 지난해 겨울과 봄 시기의 예측 성능을 분석해 보면 기존 전통적 예측 도구인 수치모델(CMAQ)에 비해 고농도 미세먼지 예측 정확도가 당일 14%p, 전전일 7%p 향상됐다. 인공지능을 활용해 높은 예측 기반을 마련한 것은 대기질 예보에 큰 성과로 볼 수 있다.

또한, 환경위성 분야에서도 인공지능 기법을 적용해 대기 전체층을 관측하는 환경위성 자료와 기상 등 다양한 자료와의 연계를 통해 지상 미세먼지 및 초미세먼지 농도를 변환하는 기법을 개발했으며, 관련 영상자료를 누리집을 통해 공개하고 있다.

물환경 분야에서는 기후변화 등에 따른 물환경의 변화를 신속하게 모니터링하기 위해 지난해부터 정보통신 기반 실시간 수질 측정시스템 도입을 추진하고 있다.

실시간 센서기반의 수질(수온, DO, pH, 전기전도도, 탁도) 측정 및 전송을 위한 시스템을 지난해 도입해 한강 1개소, 금강 3개소 총 4개소를 시범적으로 운영하고 있다. 시스템 내에 자가발전용 태양광 패널을 설치해 연간 측정소당 34kg의 온실가스 저감효과를 볼 수 있는 탄소중립 시스템이며, 향후 수질측정망이 설치되지 않은 319개 소권역 지점으로 확대할 계획이다. 올해는 생산한 실시간 수질 빅데이터에 대해 인공지능 기법을 적용해 수질 영향 요인을 규명하고 최적의 수질관리 방안을 도출할 계획이다.

자원연구 분야에서는 스마트 통합환경관리체계 구축 시범사업, 환경영향평가정보지원시스템 고도화 등의 사업을 추진하고 있다. 오염물질의 간접관리인자를 도출하고 사물인터넷을 활용해 실시간 감시체계를 구축함으로써 시설운전인자와 오염물질 상관성을 분석하고, 사업장과의 연구교류 업무협약 체결 등을 통해 굴뚝자동측정기기(TMS) 미설치 시설의 효과적인 오염물질 관리를 도모할 수 있을 것으로 보인다. 아울러 환경영양평가정보지원시스템의 기능 개선 및 고도화를 통해 사업정보, 협의이력, 평가서 원문 등을 제공하고 주민의견을 수렴함으로써 현장 조사 정보 관리 강화, 지능형 환경영향평가를 위한 데이터베이스를 갱신하고 있다.

환경 기반 분야에서는 축산분뇨, 가축매몰지 등 지하수 오염물질에 대해 실시간 자동모니터링감시 및 예측 시스템 운영관리를 진행한다. 지하수 오염물질의 시료채취 및 분석을 통한 사후적 오염관리는 지하수 조사와 정화에 천문학적인 비용을 초래한다. 이에 정보통신-사물인터넷-빅데이터-인공지능 기반의 사전 대응이 가능한 지하수 오염물질 감시 및 예측 시스템 구축을 목적으로 축산분뇨(제주 한림읍), 가축매몰지(안성), 유류(횡성), 양산단층대(경주, 양산) 등에 센서 기반 실시간 자동 모니터링 시스템을 구축해 운영하고 있다.

인공지능을 활용한 지하수 오염물질의 실시간 측정 신뢰도는 전기 전도도(EC) 약 95%, 염소이온 97%, 암모니아성 질소 약 90%를 보이고 있으며, 향후에도 지속적인 기능개선을 통해 다른 오염물질(질산성 질소 등)에 대해서도 90% 이상의 신뢰도 확보를 목표로 하고 있다.

Q. 취임사에서 기후변화와 대기오염 문제를 통합적으로 관리할 수 있는 제도 도입 가속화를 강조했다. 이와 관련해 정부, 민간과 추진 중인 협력 사안이 있다면

온실가스와 미세먼지는 발생원이 동일하고, 에너지 사용 및 산업 활동을 고려한 대책이 필요하며, 환경 전 분야에 악영향을 미치는 유사점을 가지고 있다. 온실가스 감축은 기후 영향 혜택 외에 대기질 및 건강이 개선되는 효과(공편익, Co-benefits)를 가져오지만, 대기질에 악영향을 주는 경우가 있어 통합 효과 분석이 반드시 필요하다.

지난 4월6일 국립환경과학원은 국제 심포지엄을 개최해 기후정책과 대기정책의 정합성을 높여 기후변화와 대기질 문제에 동시적이고 효과적인 대응 방안을 논의한 바 있다. 또한, 온실가스 감축에 따른 공편익 규모를 산정하고 통합 효과 분석을 통해 정책 간 균형점을 찾고 국외 온실가스 감축 시나리오에 따른 국내 대기질 영향을 파악하며 대기질 목표를 만족하는 비용과 효과적인 온실가스 저감 시나리오 개발 연구를 진행하고 있다.

이를 위해 국내 대학 연구팀과 공동으로 기후·대기 통합 모형을 개발·운영하고 있으며, 모형 검증 및 연구 자문을 위한 전문가 포럼도 운영 중이다. 더불어 한·중 대기질 공동연구 범위를 대기오염과 기후변화 동시 관리 연구로 확대해 추진할 예정이다.

경제 규모 확대, 개발 수요 증대 따른 환경평가 수요 대처

Q. 지난해 말 환경영향평가센터가 문을 열었다. 기존 환경영향평가를 일부 대행하는 것인가, 아니면 대형 국책사업의 환경영향평가를 맡게 되는 것인지

국가나 지자체, 사업자 등이 정책이나 사업을 시행하기 위해서는 미리 환경에 미치는 영향을 평가해야 하고, 이를 위해 환경부는 협의부처로서 해당 내용을 검토한다. 환경영향평가센터에서는 이러한 평가과정에서 필요한 평가지침과 작성기준을 마련해 제공하고, 협의기관의 평가서와 사후관리 보고서의 적정성을 검토하고 문제점과 해결 방안 등 전문가의 의견을 제안한다. 또한 환경영향평가와 관련된 정보를 국민들이 쉽고 편하게 활용할 수 있도록 환경영향평가정보지원시스템 관리도 담당하고 있다.

환경영향평가센터는 경제 규모 확대와 개발 수요 증대에 따라 늘어난 평가 및 검토 수요에 대처하고, 일부 기관에 편중된 업무를 분산해 검토 품질을 제고하며, 제도 운영상의 취약점을 해소해 우리나라 환경영향평가 기반 강화에 기여할 것이다.

환경위성으로 기후변화 유발물질 관측

Q. 정지궤도 환경위성이 서비스를 시작한 지 2년이 넘었다. 성과와 한계라면

2020년 2월 정지궤도 환경위성 발사 후 1년의 준비과정을 거쳐 지난해 3월부터 누리집을 통해 위성 관측 영상을 차례로 공개해 왔다. 국내외 전문가와 공동으로 위성자료 검증 및 개선 과정을 거쳐 현재 대기질 정보 14종을 공개하고 있다. 아울러 환경위성의 활용을 높이기 위해 개발된 에어로졸 이동량 영상과 지상 초미세먼지 및 미세먼지 추정농도 영상도 공개하고 있다.

위성영상 공개뿐 아니라 고농도 미세먼지 및 황사 사례 분석, 화산 분화 및 산불 사례에 대한 분석자료를 제공하는 등 대기질 감시에도 총력을 다하고 있다. 환경위성 기반 대기오염물질의 시공간 변화를 분석해 대기질 예보를 지원하고, 산간 및 해상지역 등 지상 관측망이 없는 지역의 지상 (초)미세먼지 추정농도 정보를 제공한다. 환경위성은 지난 3월 경북 울진 산불과 이탈리아 에트나, 일본 아소산, 인도네시아 시나붕 화산 분화 등 재난에 대한 전 지구적 대기오염 감시를 성공적으로 수행하고 있다.

2050 탄소중립 달성을 위한 온실가스 감시 위성의 역할이 주목받고 있지만, 현재 정지궤도 환경위성은 일부 기후변화 유발물질의 관측은 가능하나, 온실가스 관측 기능은 수행하지 못하고 있다. 이를 위해 온실가스와 대기오염물질을 동시 관측 가능한 후속 정지궤도 환경위성 개발을 추진 중이다.

Q. 지난 2월 국가기후위기적응센터가 문을 열었다. 기후변화 적응은 워낙 범위가 넓어 부처 간 협력이 필수적인 요소라고 보는데

기후변화는 극단적인 날씨뿐만 아니라 물·식량 부족, 해수면 상승 등 다양한 형태의 ‘기후위기’로 다가올 수 있기 때문에 기후변화 적응을 위한 부처 간 협력은 필수다. 이에 국가기후위기적응센터는 환경부(홍수·가뭄), 산림청(산불), 농림축산식품부(병충해 등), 기상청(기상정보) 등 여러 부처의 기후위기 적응정보를 종합적으로 제공·관리할 수 있도록 ‘국가 기후위기 적응정보 종합플랫폼’을 새로 구축하고, 국립환경과학원 내외의 부문별 전문가들이 참여하는 ‘적응 전문가 협력체계’ 운영을 통해 적응 관련 연구와 정책을 보다 효과적으로 지원할 수 있는 체계를 마련하고 있다.

구체적으로 부문별 산재한 적응 관련 정보들을 표준화하고 관련 정보시스템 간 연계를 통해 ‘국가 기후위기 적응정보 종합플랫폼’에서 적응 관련 정보를 통합 제공함으로써 국가와 지자체·공공기관은 물론 일반 국민들이 쉽고 빠르게 이용할 수 있도록 할 예정이다.

또한, 대내적으로 다매체 전문가 운영위원회와 적응 연구 TF를 운영해 다분야(건강, 대기질, 물관리, 생태 등)의 전문의견을 수렴하고, 대외적으로는 적응정보를 생산, 활용, 이용하는 기관들을 대상으로 ‘기후위기 적응연구 협의체’를 구축해 상호교류와 협력을 단계적으로 확대함으로써 과학 기반의 적응 연구와 효율적인 정책지원이 이뤄질 수 있도록 추진할 계획이다. 올해 상반기 내에는 기후대기, 물, 농업, 산림, 해양수산, 건강보건, 재난안전 등 부문별 적응정보를 생산하는 대표 연구기관을 대상으로 1단계 적응 연구협의체 구축을 위한 다자간 업무협약을 추진할 예정이다.

Q. 국립환경과학원 주도로 환경국가표준(KS)과 국제표준(ISO) 일치·개선 작업이 진행 중이다. 현재까지 진행 성과와 기대효과는

국가표준을 국제표준과 일치화하는 것은 국내에서 시험한 결과가 국외에서도 동등한 효력을 인정받는 것을 의미하며, 이는 환경분야 제품 기술 개발 비용의 절감과 더불어 국내기술의 해외 사업 진출에도 유리하게 작용할 것으로 기대된다.

환경분야 국가표준 심의체계를 구축하고 국제표준화 활동 지원을 통해 지난해 다양한 환경분야의 국가표준(KS) 193종을 국제표준(ISO)과 일치시켰다. 올해는 국가표준 67종에 대해 일치화 작업을 진행하고 있다. 2021년에 제정된 국가표준 중 제품환경성 분야의 종이 제품 내 비스페놀 A 측정방법(KS I 9246)은 친환경제품 인증 시 표준시험법으로 활용되는 등 정책 활용도가 높을 것으로 예상된다. 토양 분야 시료 채취, 운송 및 보존 관련 표준(KS I ISO 18000-100~107, 201~206)은 시료 채취 효율성을 높이고 토양검정의 신뢰성을 높일 수 있을 것이다.

환경과 생명살리는 데이터 수집·예측 기관

김동진 원장은 환경부에서 멸종위기종 보호 업무를 맡은 적이 있다. 그 뒤로 한참이나 시간이 흘렀지만 아직 그의 명함에는 멸종위기 1급 보호종 산양그림이 있다. 지난해 12월 국립환경과학원은 국내 최초로 어린이, 청소년의 몸속 파라벤 농도가 국외보다 높다는 것을 밝혀냈다. 이 국민 몸속 환경유해물질 농도 대푯값 빅데이터는 환경보건 분야 기초자료로 활용되고 있다. 김동진 원장은 인터뷰 중 첨단 과학을 여러번 강조했다. 국립환경과학원 원장인 그가 말하는 첨단 과학은 환경과 생명을 살리는 정책 결정에 도움을 주는 더 정확한 모니터링을 위한 수단을 뜻한다.

[김동진 국립환경과학원 원장이 전하는 ‘기후위기 시대’ 지구를 살리는 한마디]

환경보건, 기후·대기, 물, 자원·에너지, 생활환경 등 다양한 환경연구 분야에서 기후위기를 줄일 수 있는 과학적 기반에 근거한 연구에 더욱 매진하는 것이 지구를 살리는 가장 중요한 실천 방법이 아닐까 생각한다.