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새해 첫날부터 불청객 ‘겨울 황사’가 찾아왔었습니다. 1월 1일에 서울 지역에서 황사가 관측된 것은 2002년 황사 관측 이후 처음이었다는데요. 또 지난달 17일 서울시의 초미세먼지 평균농도는 74㎍/㎥로 WHO(세계보건기구) 기준치인 일일 평균 25㎍/㎥보다 약 50㎍/㎥이나 많았습니다.
하버드대 연구보고서에 따르면 이러한 농도의 초미세먼지는 재채기, 침, 코 점막 등에 의해 제거되지 않고 폐 속에 축적돼 심혈관이나 호흡기계 질병에 의한 사망률을 두 배 가까이 높이는 것으로 나타났습니다.
이렇듯 인체에 매우 해로운 초미세먼지가 중국발 황사나 스모그에 다량 포함돼 우리나라로 불어온다는 사실이 알려지면서 가정용 공기청정기에 고성능필터인 HEPA필터(High Efficiency Particulate Air filter) 방식을 적용한 제품의 판매가 증가하고 있다는데요. 가정용 공기청정기의 먼지집진 방식이 그동안 ‘전기집진 방식’에서 ‘HEPA필터 방식’으로 바뀌면서 HEPA 관련 특허출원도 지속적으로 증가하고 있다고 합니다.
특허청에 따르면 최근 10년(2003~2012년) 동안 가정용 공기청정기 관련 특허출원은 총 370건인데 이중 전기집진방식이 222건, HEPA필터 방식이 148건으로 전기집진방식의 출원량이 더 많은 것으로 조사됐습니다. 하지만 연도별 출원동향을 보면 2009년 이후 전기집진방식의 출원은 점차 줄어드는 반면 HEPA필터 방식의 출원은 꾸준히 증가하는 추세라고 합니다.
기존에 선호되던 전기집진방식은 공기 속의 먼지에 양(+) 또는 음(-)의 전기극성을 부여한 다음 그와 반대 극성의 전극판을 통해 먼지를 흡착하는 방식으로 먼지의 직경이 작을수록 제거효율이 떨어지고 가동 과정에서 인체에 해로운 오존가스가 발생한다는 약점을 안고 있는데요.
이에 반해 HEPA필터 방식은 큰 입자를 제거하는 ‘프리(PRE)필터’, 초미세먼지를 제거하는 ‘HEPA필터’ 그리고 냄새 제거를 위한 ‘탈취필터’를 기본 구성으로 하고 있습니다. 여기서 HEPA필터는 1940년대 미국에서 ‘방사성 먼지를 제거’하기 위해 불규칙한 배열의 섬유조직을 이용해 개발한 것으로 0.3μm 이하의 입자를 99.7% 이상 제거할 수 있다는 군요. 또 진드기, 바이러스, 곰팡이 등의 제거성능도 우수한 것으로 평가받고 있습니다.
이러한 높은 성능 때문에 세계 최대 가정용 공기청정기 시장인 미국에서 출시된 제품의 93%가 HEPA필터 방식을 채택하고 있다고 합니다.
HEPA필터를 제조하는 기술로는 유리섬유(Glass wool) 소재를 이용한 기술이 대표적인데요. 이는 제조공정이 간단하고 원가가 저렴해 1960년대에 개발된 이후 현재까지 가장 많이 쓰이고 있습니다. 그러나 유리섬유로 이뤄진 필터는 균열이 발생하기 쉽고 사용 후 처리가 곤란해 이를 해결할 수 있는 소재 개발에 관심을 기울이고 있다는 군요.
최근 HEPA필터 제조 관련 주요 특허로는 세라믹스소재, 금속소재(Metal Fiber) 및 고분자(Polymer)소재를 이용한 제조 방식 등이 있다고 합니다. 여기서 금속소재로 이뤄진 HEPA필터는 기존 HEPA필터에 비해 내열성, 내압성 및 기계적 강도 등이 매우 우수할 뿐 아니라 필터의 재사용도 가능합니다. 이러한 이유로 미국, 일본을 중심으로 한 대부분의 선진국에서 개발 및 제품화를 시도하고 있는 것으로 알려졌습니다.
올겨울 수시로 미세먼지주의보가 발령되는 등 초미세먼지로 인한 건강상의 문제가 앞으로도 심각할 것 같습니다. 봄철 황사 피해뿐만 아니라 향후 중국발 미세먼지 문제까지 해결하는데는 상당기간이 소요될 것으로 예상됩니다.
국내 가전업체들이 동북아 시장을 겨냥해 초미세먼지 제거를 위한 공기청정기를 개발, 판매에 나선다면 지난 여름 축축한 날씨때문에 제습기가 빅 히트상품이 된 것처럼 새로운 시장창출이 가능하지 않을까요.
 김태환 온케이웨더 기자 kth1984@onkweather.com 
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