우리나라는 폐기물 발생량이 지속적으로 증가하면서도 매립시설은 점차 포화되고 있다. 환경부는 폐기물 관리의 한계를 극복하고자 지난 2020년 "생활폐기물 직매립 금지" 규정을 발표하였다. 수도권은 2026 년부터, 그 외 지역은 2030 년부터 종량제봉투 등으로 분리배출되는 생활계폐기물을 반드시 소각한 후에 발생한 소각재만 매립이 가능해진다. 2020년 기준 가동중인 소각시설의 용량은 17,124 ton/d 로 2025년까지 5,748 ton/d 를 추가로 증설할 계획이다. 따라서 본 연구에서는 수도권 지역을 대상으로 생활폐기물 직매립 금지 시행에 따라 증가한 소각시설의 PM2.5와 NO₂ 배출량이 수도권 대기질에 미치는 영향에 대해 분석하였다.
수도권 시나리오는 환경부가 소각시설을 설치할 것을 촉구한 수도권 행정구역을 대상으로 소각시설을 추가하였으며, 국가 대기오염물질 배출량 산정방법 편람 (Ⅴ)의 생활폐기물 소각 배출량 산정방법을 적용하였다. 산정한 총 배출량은 Base 시나리오와 비교하여 CO 0.9 %, NOx 1.4 %, SOx 0.4 %, TSP 0.5 %, PM10 0.6 %, VOCs 0.2 %, NH₃ 0 %, PM2.5 0.7 % 증가하였다. 모델링 결과, 수도권 생활폐기물 직매립 금지에 따라 소각시설을 추가하였을 때 소각시설의 용량과 해당 지점에서의 평균 농도 증가량 사이에 관계가 없는 것으로 나타났다.
반면 수도권 대기질은 광범위하게 농도가 증가하였다. NO₂ 평균 농도는 경기도 1.76 ppb (14.7 %) > 인천 0.61 ppb (5.9 %) > 서울 0.27 ppb (1 %) 순으로 증가하였고, PM2.5 평균 농도는 경기 1.45 μg/m³ (4.5 %) > 서울 1.37 μg/m³ (4.5 %) > 인천 0.45 μg/m³ (1.7 %) 순으로 증가하였다. NO₂는 소각시설과 가까운 권역에서, PM2.5는 소각시설의 동남쪽에 위치한 권역에서 고농도 현상이 나타났다. NO₂는 체류시간이 짧고 대기 중에서 산화되어 질산염을 생성하고, 대기 중 PM2.5는 2차 생성물질이 약 70 % 를 차지하는 만큼 소각시설에서 직접 배출되어 소각시설 지점에서 측정되는 증가량보다 상대적으로 긴 체류시간에 따라 장거리 이동 및 화학반응을 통해 생성되어 다른 곳에서 높은 증가량으로 보이는 것으로 사료된다. 또한, 고농도 PM2.5 발생 기간에는 최대 11 배의 농도 증가를 일으킬 수 있음을 확인하였다. 이에 따라 소각시설의 추가 설치 이후 고농도 PM2.5 현상의 빈도와 강도 모두 증가할 것으로 전망된다.