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초미세먼지, 서해상에서 상당부분 노화 진행
- 박기홍 교수팀기상 관측선에서 4년간 동일시기 관측…노화․혼합 과정 추적
- 노화 진행에 따른 인체 유해성과 한반도 기후변화에 영향 변화 가능성 제시
※ 아래 연구 성과와 관련해 보도에 활용할 수 있는 영상 파일을 함께 
배포해 드리니 참고하시기 바랍니다.
□ 서해(西海) 바다 위에서 관측한 초미세먼지는 어떠한 특성을 지닐까? 
국내 연구진이 4년에 걸친 서해상 관측을 통해 중국 등 한반도 서쪽으
로부터 유입되는 다양한 초미세먼지 단일 입자의 발생 기원별 노화(老
化, aging) 정도와 그에 따른 특성 변화를 국내 최초로 규명했다.
  ∘ 상당수가 한반도에 유입될 가능성이 높은 해상 초미세먼지 입자를 서
해의 선상(船上)에서 관찰해 DB로 구축한 것은 국내 최초로, 국민 건
강과 기후변화에 영향을 주는 초미세먼지의 이동에 따른 물리화학적 
변화를 보다 세밀히 규명하는 데 기여할 것으로 기대된다.
□ 서해는 다양한 기원을 가진 장거리 이동 초미세먼지가 한반도로 유입
되기 전에 거치는 중요한 관문이면서, 초미세먼지의 다양한 혼합 및 
노화 과정을 경험할 수 있는 곳이다. 
지스트(광주과학기술원) 보도자료
http://www.gist.ac.kr 
보도 일시
배포 즉시 보도 부탁드립니다.
배포일
2022.05.04.(수)
보도자료
담당
홍보팀 이석호 팀장
062-715-2061
홍보팀 이나영 선임행정원 
062-715-2062
연구자 
지구‧환경공학부 박기홍 교수
062-715-3279
지구‧환경공학부 이해범 박사과정학생
062-715-2463
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   하지만 어려운 현장 접근성과 지속적인 관측이 어려워 지금까지 서해
상에서 초미세먼지의 특성 및 변환 과정을 파악하기에는 많은 어려움
이 있었다. 
□ 지스트 박기홍 교수(지구‧환경공학부, 초미세먼지 진단센터 센터장) 연
구팀은 국립기상과학원과 함께 기상1호 관측선*을 이용해 2015~2018년 
4년 동안 (초)미세먼지가 기승을 부리는 봄철 동일한 시기(4-5월)에 서
해상에서 초미세먼지를 관측하고, 다양한 장거리 이동 입자 종류와 이
동에 따른 물리화학적 특성 변화를 관찰하는 데 성공했다. 
   * 기상1호 관측선: 고층 해상, 해양, 대기 환경을 종합적으로 관측할 수 있는 10여 
가지의 관측 장비를 탑재한 기상 관측선
  ∘ 연구 결과, 중국과 몽골 등에서 발생한 장거리 이동 공기괴(공기덩어
리)가 관찰되었을 때는 주로 먼지(dust)와 황산화물 입자 타입이 증가
했고, 서해에서 가까운 중국이나 한국 내륙에서 기원한 지역적인 공기
일 경우 검댕(soot)과 비산회(fly ash) 입자 타입이 많아졌다. 서해에
서 발생한 바다 기원 공기괴에서는 해양비말(sea spray) 입자가 주로 
관찰되었다. 이는 서해상에 바다 기원 입자뿐만 아니라 다양한 이동 
경로의 입자들이 존재하고 있음을 제시해 준다. 
   연구팀은 서해상에서 지속적인 노화 및 혼합과정을 겪는 초미세먼지 
입자들의 모양 변화와 화학적 성분들의 혼합을 다수 관찰했으며, 
다 위에서 노화된 입자들은 처음 발생했을 때와 비교해 그 크기와 화
학적 구성성분, 광학적 특성 등에서 다르게 변화하게 된다. 
  ∘ 이렇게 노화된 입자들은 산화도 증가로 인해 인체에 더 유해할 가능
성이 있으며, 대기 중 수분을 잘 흡수하는 특성을 가지게 되어 구름 
형성 및 지구 복사 열평형에도 영향을 주게 된다. 
□ 박기홍 교수는 “이번 관측 결과는 입자 노화가 서해상에서 상당히 진
행되고 있고, 이는 외부 유입 초미세먼지가 국민의 건강과 기후변화 
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영향에 전혀 다르게 작용할 수 있다는 가능성을 제시한 것”이라며 
“향후 지속적인 선박 관측과 다양한 지상 및 항공 관측을 통해 외부 
유입 초미세먼지 감시망을 좀 더 촘촘하게 구축해 한반도로 유입되는 
초미세먼지의 기원과 다양한 특성, 그 변화를 신속하고 종합적으로 파
악하는 것이 중요하다”고 말했다. 
□ 지스트 박기홍 교수팀이 수행한 이번 연구는 한국연구재단/과학기술정
보통신부 기초연구사업 등의 지원을 받아 수행되었고, 연구 성과는 환
경 과학 분야 상위 5.7% 논문인 국제학술지 Environmental Pollution 
(IF=8.071)에 2022년 4월 18일자로 온라인 게재되었다.  <끝>
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논문의 주요 내용
1. 논문명, 저자정보 
 - 저널명 : Environmental Pollution (IF: 8.071) (2020년 기준)
 - 논문명 : Morphological and chemical classification of fine particles over the 
Yellow Sea during spring, 2015-2018
 - 저자 정보 : 곽노현 (공동 제 1저자, 광주과학기술원), 이해범 (공동 제 1저자, 
광주과학기술원), 맹현옥 (공저자, 광주과학기술원), 서아롬 (공저자, 
광주과학기술원), 이광열 (공저자, 광주과학기술원), 김서정 (공저자, 
광주과학기술원), 이미혜 (공저자, 고려대학교), 차주완 (공저자, 
기상청), 신범철 (공저자, 기상청), 박기홍 (교신저자, 광주과학기술원)  
1.
초미세먼지 (PM2.5)
 ○ 대기 중 부유하고 있는 고체 및 액체상의 입자상 물질 (particulate matter 
(PM))로, 그 입자의 직경이 2.5 μm (마이크로미터) 이하인 모든 입자들을 말함.
2.
입자 노화 (particle (or aerosol) aging)
 ○ 대기 중 입자가 다른 화학적 구성성분을 가진 입자와 혼합되어 산화되거나, 
입자가 대기 중 라디칼 (radical (e.g., OH‧)) 또는 산화제 (oxidants (e.g., 
O3))와 광화학 반응에 의해 산화되는 과정을 통해 기존의 입자가 가진 
물리적/화학적 특성이 변하는 것을 말함.
용 어 설 명
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그 림 설 명
[그림1] 서해상 선박 관측을 통한 초미세먼지 종류 분류 및 DB 구축서해상에서 
선박이 이동하는 동안 포집된 초미세먼지를 전자투과현미경(TEM: Transmission 
Electron Microscope)과 에너지 분산 X선 분광법(EDS: Energy Eispersive 
X-ray Spectroscopy)을 통해 단일 입자의 모양과 화학적 원소성분 데이터를 얻
을 수 있었다. 이렇게 확보된 데이터를 이용하여 다양한 분류 기준을 적용하여 
입자 타입을 분류하고 DB를 구축하였다. 
[그림2] 단일 입자의 모양과 화학적 원소성분에 따라 분류된 입자 타입 예시: 입자
의 모양에 따라 구형과 비구형입자로 분류하고, 구형입자에서 화학적 원소성분
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에 비산회(fly ash)와 황이 풍부한(sulfur-rich) 입자로 나눈다. 비구형 입자에
서 사슬형태의 응집과 비응집입자로 분류하고, 응집 모양으로 분류된 입자를 검
댕(soot)으로 분류한다. 비응집 입자들 중에서 탄소(C)와 산소(O) 성분이 높으
면 유기물이 풍부한(organic-rich) 입자로, 규소(Si)와 알루미늄(Al)이 많다면 
더스트(dust), 나트륨(Na)와 염소(Cl)가 많으면 해양비말(sea spray), 니켈 
(Ni)과 아연(Zn) 등의 (중)금속 성분이 많으면 금속(metals) 입자로 분류된다. 
또한 다양한 혼합형 입자도 상당히 관측되었고 노화 입자로 분류하였다. 이렇게 
분류된 입자들의 DB를 본 관측을 통해 구축하게 되었고 선박 항로, 유입 공기
괴, 기상, 초미세먼지 고농도 등에 따는 입자 타입 변화를 규명하였다.
 
[그림3] 기상1호 관측선: 고층 해상, 해양, 대기 환경을 종합적으로 관측할 수 있
는 10여 가지의 관측 장비를 탑재한 기상 관측선이다. (출처: 기상청)