미세먼지와 산림, 숲, 나무

1. 먼지

  먼지라는 용어는 보통 대기 중에 떠다니는 작은 입자들을 가리키며, 이러한 입자들은 다양한 원천과 환경에서 유래한다. 일반적으로 먼지는 대기 중에 떠다니며 바람에 의해 날리는 흙, 화산 폭발, 산불, 꽃가루 등과 같은 자연적인 현상으로 발생할 수 있으며, 또한 피부 조직, 머리카락, 의류, 섬유 및 내연기관의 연소와 같은 인간 활동에 의해서도 생성된다.

먼지는 입자의 크기에 따라 부유먼지와 에어로졸로 구분된다. 부유 먼지는 주로 직경이 50㎛ 이하인 입자를 나타내며, 에어로졸은 기체 중에 분산된 고체나 액체 입자를 의미한다. 에어로졸 예로는 먼지, 안개, 구름 등이 있다.

 

2. 미세먼지

  미세먼지란 공기 중에 떠다니는 작은 고체나 액체 입자를 지칭하며, 보통 직경이 10㎛보다 작은 입자를 포함한다. 이 중에서도 PM10은 직경이 10㎛보다 작지만 2.5㎛ 이상인 입자를, PM2.5는 2.5㎛부터 1.0㎛까지의 입자를 나타내며, PM1은 1.0㎛ 이하의 미세 입자를 가리킨다. 더 작은 입자인 초 미세먼지는 주로 직경이 2.5㎛보다 작은 입자를 의미한다.

 

  미세먼지는 다양한 원천에서 생성되며, 먼지폭풍, 황사, 토양이나 도로의 먼지, 바다 소금, 화산재, 산불, 화석연료의 연소, 냉각탑, 볏단소각, 꽃가루 등에서 나올 수 있다. 꽃가루의 직경은 2-200㎛까지 다양하지만, 목본식물의 꽃가루는 직경 10㎛부터 98㎛까지 있어 좁은 의미에서는 미세먼지로 분류되지 않을 수도 있다. 버드나무 화분은 인간에게 알레르기를 유발하지만 침엽수 화분은 그렇지 않다. 미세먼지는 인체 호흡기에 영향을 미칠 수 있으며, 세계보건기구(WHO)에 의하면 1급 발암물질로 분류되어 있다.

 

3. 나무와 미세먼지

  나무와 숲은 미세먼지를 흡착하거나 정화하는 기능을 갖고 있다. 수목의 잎과 수피 표면은 거칠고 불규칙하여 미세먼지를 흡착할 수 있으며, 기공 내부로 끌어들여 흡수되는 경우도 있다.

잎의 큐티클층에 부착된 미세먼지는 그 속으로 함몰되거나 광합성을 하면서 기공 안으로 들어가 흡수되어 정화되기도 한다. 수목의 기공 크기는 단풍나무의 경우 17㎛부터 은행나무의 경우 56㎛까지 다양하지만 대부분의 미세먼지가 기공을 통해 안으로 들어갈 수 있다.

 

수목이 미세먼지를 흡착하는 능력은 잎과 수피의 구조와 숲의 형태에 따라 상당히 차이가 있다.

상록성이며, 잎이 작고 엽량이 많으며, 털이 많고 표면이 거칠고, 가장자리에 굴곡이 많으면 흡착능력이 커진다. 따라서 잎이 작은 침엽수가 활엽수보타 흡착능력이 더 크다. 침엽수 중에서 주목, 측백나무, 낙우송, 엽초가 있는 소나무류, 활엽수 중에서 처진자작나무 느릅나무 팥배나무가 흡착능력이 우수하다. 수피의 흡착능력은 거친 수피를 가진 참나무류가 매끈한 수피를 가진 전나무보다 더 우수한 것으로 알려져 있다. 숲의 형태도 큰 영향을 미치는데, 초본, 관목, 교목으로 복층림을 이루고 있는 우거진 숲은 식생의 표면적이 넓기 때문에 단순한 숲보다 흡착능력이 크다.

 

  미세먼지가 수목에 미치는 영향에 대해서는 미세먼지의 크기와 농도에 따라서 차이가 있다. 미세먼지는 수목의 증산작용을 촉진하고 건조저항성을 감소시키는 것으로 알려 있다. 황사와 같이 입자가 크고 고농도로 작용할 경우 소나무, 잣나무, 참나무류 묘목의 수고와 직경생장을 크게 감소시킨다. 잎의 미세먼지 흡착능력이 큰 수종일수록 기공전도도와 엽록소의 감소로 인해서 광합성이 더 감소한다. 이러한 현상은 봄과 가을에 미세먼지의 농도가 높을 때 주로 나타난다. 반대로 여름철 미세먼지 농도가 낮을 때에는 미세먼지가 햇빛을 산란시켜 수관 하부의 음엽이 광합성을 더 많이 하는 경향이 관찰되기도 한다(김현석, 2019).

 

  도로변이나 도시공원의 나무는 높은 중금속 미세먼지와 같은 오염물질에 노출될 가능성이 더 크다. 그러나 미세먼지로 인한 나무의 고사 현상은 비교적 드물며, 일반적으로 나무가 미세먼지를 정화하는 기능을 수행한다.

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)