최종보고서

타이어 및 브레이크 패드 마모에 의한

비산먼지 배출량 및 위해성 조사

2012. 11.

환 경 부

수도권대기환경청

제 출 문

수도권대기환경청장 귀하

본 보고서를 “타이어 및 브레이크 패드 마모에 의한 비산먼지 배출량 및

위해성 조사” 사업의 최종보고서로 제출합니다.

2012. 11.

연 구 기 관 : 수원대학교

(주)에코피엔지

연 구 책 임 자 : 강 헌

공동연구책임자 : 박기학

참 여 자 : 김은수

황윤빈

임승빈

조상범

최성봉

- i -

요 약 문

I. 서론

1. 연구배경 및 목적

도심지의 대기오염현상은 인구의 도시 집중으로 인해 악화되고 있으며, 특히 계

속적으로 증가하는 자동차와 도로 확장으로 인해 도로 비산먼지가 지속적으로 늘

어남에 따라 국민 건강 등에 큰 영향을 미치고 있다. 자동차의 배기가스 이외에

타이어 및 브레이크 패드의 마모에 의해 다량의 비산먼지가 동시에 배출되고 있

으며, 그 비산먼지 발생률은 약 12%(‘08년)이며, 타이어 재료 성분(Cd, Cr, Pb 등

인체에 유해한 중금속이 일부 함유) 특성상 일반먼지에 비해 유해성이 큰 것으로

알려져 있다. 또한, 브레이크 패드는 비산먼지 배출량 자료(국립환경과학원

CAPSS 배출량 통계 시 ‘브레이크 패드 마모량’은 제외)가 구축되어 있지 않으나,

입자 크기가 작아 국민 건강에 직접적인 영향을 미칠 것으로 추정하고 있다.

현재 타이어 및 브레이크 패드에 관련된 미세먼지의 특성 연구는 거의 없는 실

정이다. 따라서 본 연구에서는 타이어 및 브레이크 패드 마모로 인해 발생하는 미

세먼지에 대해 문헌 및 국가 통계 자료와 국내외 배출계수 비교분석을 통하여 합

리적인 배출량을 산정하고자 한다. 또한, 타이어 및 브레이크 패드에서 발생하는

마모물질에 위해성을 살펴보고, 이를 통해 국민의 건강권을 보호하기 위한 정책적

⋅제도적 활용 방안을 모색하고자 한다.

II. 국내외 비산먼지 관련 현황

1. 국내 현황

가. 비산먼지 현황

정부의 지속적인 대기오염물질 저감 대책에도 불구하고 미세먼지에 의한 대기

오염은 악화되고 있으며 특히 인구와 산업, 교통량이 밀집한 수도권의 경우 선진

국 대도시 보다 대기오염이 높은 실정이다.

- ii -

수도권에서 배출되는 비산먼지 발생현황을 살펴보면 도로이동오염원에 대한 배

출량이 가장 많으며, 그 중 타이어 및 브레이크 패드 마모에 의한 배출량이 상당

량 차지하고 있음을 알 수 있다.

대분류년도별 배출량(톤)

2006년 2007년 2008년 2009년합계 14,659 48,367 50,755 68,289

에너지산업 연소 1,024 586 538 1,957비산업 연소 1,085 544 517 490제조업 연소 983 958 845 4,938생산공정 327 411 286 214

도로이동오염원 9,170 7,771 6,023 5,392비도로이동오염원 1,960 4,347 2,262 3,062폐기물처리 110 129 143 144기타면오염원 - 113 122 115비산먼지 - 33,508 40,019 51,977

자료 출처 : 국립환경과학원, 대기오염물질 배출량 통계자료

수도권의 대기오염물질 배출량 통계자료

PM10

배출량(톤/년)

PM2.5

배출량(톤/년)도로재비산 35,314 8,075건설공사 5,755 576나대지 5,151 773

하역 및 야적 2 0.3타이어 마모 1,399 979

브레이크 패드 마모 2,191 872도로표면 마모 1,333 720

자료 출처 : 국립환경과학원, 도시지역 PM2.5 생성과정에 관한 연구(2010)

수도권 비산먼지 배출량(2007년)

나. 도로 비산먼지 배출량 산정

본 연구에서 타이어 및 브레이크 패드에 대한 마모물질 배출량을 산정하고 이

중 도로에서 비산되는 미세먼지 배출량을 재산정하였다. 도로 비산먼지 배출량 산

정은 국립환경과학원에서의 도로 비산먼지 배출량 산정 연구를 참고하였다.

다. 타이어 및 브레이크 패드 마모 현황

도로에서 발생하는 비산먼지는 도로 재비산먼지 이외에도 도로를 주행하는 차

량의 타이어 마모, 브레이크 패드 마모, 도로표면 마모에 의해 발생된다. 현재 국

내에서는 CAPSS에서 타이어 마모에 의한 비산먼지 배출계수만을 제시하고 있다.

- iii -

미국 EPA의 경우 이동오염원 배출량 산정 모델인 Mobile 6.2를 이용하여 배기

가스 중 먼지배출량과 함께 타이어와 브레이크 마모에 의한 배출량을 산정하고

있다. 유럽의 경우는 EPA AP-42의 도로 재비산먼지 배출계수가 불확도가 높다

고 판단하여 도로 재비산먼지 배출량은 산정하지 않고 타이어 및 브레이크 패드,

도로표면 마모에 의한 먼지 배출량만을 산정하고 있다.

라. 선행 연구 사례

▪서울시 고농도 미세먼지 오염현상의 원인분석 및 지역별 맞춤형 관리대책

(서울연구원, 2011)

▪국가 대기오염물질 배출량 산정방법편람(국립환경과학원, 2010)

▪도시지역 PM2.5 생성과정에 관한 연구(국립환경과학원, 2010)

▪비산먼지 배출량 산정방법 개선 및 도로재비산 먼지 실시간 측정방법 개발

(국립환경과학원 2008)

▪도로 재비산 먼지 저감 시범사업 타당성 조사 연구(환경부, 2008)

▪미세먼지 배출원 분석 및 배출자료 개선을 위한 기획연구(국립환경과학원, 2007)

▪인천지역 미세먼지의 주요 발생원 파악 및 도로 청소에 따른 미세먼지 저감

방안(인천지역환경기술개발센터, 2007)

▪서울시 미세먼지 배출량 조사․분석 및 관리방안 연구(서울시정개발연구원, 2004)

2. 국외현황

국외현황은 유럽과 독일, 미국, 일본의 타이어 및 브레이크 패드 마모 배출계수

에 대해서 정리를 하였다. 유럽의 경우 배출계수에 대해서 연구가 가장 활발하며,

EEA의 가이드라인을 보면 차량 속도와 마모물질 입자크기를 고려하여 배출계수

를 산정하고 있다.

가. EU

1) 배출량 산정 방법론(Tier 1)

브레이크와 타이어 마모, 그리고 도로 표면 마모에 의한 TSP, PM10, PM2.5의

배출량을 계산하기 위해서는 다음 식을 사용할 수 있다. 이 식은 차종과 주행거

리, 배출계수를 이용하여 배출량을 산정할 수 있다. 배출 계수는 차량의 종류에

- iv -

따라 주어진다.

× ×

TE : 특정 기간과 공간에 대한 TSP, PM10 또는 PM2.5의 총 배출량(g)

Nj : 특정 공간에 대한 카테고리 j의 차량 수

Mj : 특정 기간 동안 카테고리 j의 차량당 평균 주행 거리(km)

EFi,j : 오염물질 I와 차량 종류 j에 대한 물질 배출 계수(g/km)

i : TSP, PM10 또는 PM2.5

j : 차랑 종류(이륜차, 승용차, 소형 트럭, 대형 차량)

다음 표는 타이어 및 브레이크 패드에 대해서 입자크기별로(TSP, PM10, PM2.5)

배출 계수를 나타낸 표이다.

차종타이어․브레이크 패드 마모 배출계수(g/km)

TSP PM10 PM2.5

2륜차 0.0083 0.0064 0.0034

승용차 0.0182 0.0138 0.0074

트럭소형 0.0286 0.0216 0.0177

대형 0.0777 0.0590 0.0316

자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

Tier 1 타이어․브레이크 패드 마모 배출계수(유럽)

2) 배출량 산정 방법론(Tier 2)

Tier 2 방법론은 타이어와 브레이크 마모를 주행 속도를 고려하여 Tier 1 방법

론을 확장한 것이며, 가이드북의 이전 버전에 있는 ‘세부 방법론’을 기반으로 하

고 있다. 추가적인 입자 크기의 측정(PM1 및 PM0.1)에 대한 배출 역시 이 방법을

통해 계산된다. 다음과 같은 일반적인 식은 타이어 마모와 브레이크 마모의 배출

량을 각각 추정하는데 사용된다.

- v -

× × × ×

TE : 특정 기간 동안 특정 범위에 대한 총 배출량(g)

Nj : 특정 공간에 대한 카테고리 j의 차량 수

Mj : 특정 기간 동안 카테고리 j의 차량당 평균 주행 거리(km)

EFTSP,i,j : 카테고리 j의 차량의 TSP 물질 배출 계수(g/km)

Fs,i : TSP의 질량 분율은 입자 크기 분류 i에 속할 수 있음

Ss(V) : 평균 이동 속도 V에 대한 보정 계수

차종에 따른 타이어 및 브레이크 패드 마모의 TSP 배출 계수는 실험 데이터를

기반으로 하였으며 이에 대한 배출계수는 아래의 표로 나타내었다.

차종TSP 배출계수(g/km)

타이어 마모 브레이크 패드 마모

이륜차 0.0046 0.0037

승용차 0.0107 0.0075

트럭소형 0.0169 0.0117

대형 식으로 계산 식으로 계산자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

타이어 및 브레이크 패드 마모에 대한 TSP 배출계수

문헌 정보를 이용하여 타이어 마모에 의해 배출된 TSP에 대한 일반적인 크기에

대해서 PM10, PM2.5, PM1, PM0.1의 질량 분율을 구할 수 있다. 이러한 정보를

토대로 다양한 입자 크기 분류에 따른 TSP의 질량 분율을 나타내었다.

입자 크기(i)TSP의 질량 분율(fT,i)

타이어 마모 브레이크 패드 마모

TSP 1.000 1.000

PM10 0.600 0.980

PM2.5 0.420 0.390

PM1 0.060 0.100

PM0.1 0.048 0.080자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

타이어 및 브레이크 패드 마모의 입자크기별 질량 분율

- vi -

속도 보정은 주행 속도에 따라 타이어의 마모가 다르다는 것을 설명하기 위한

것이다. 아래의 그래프는 Luhana 등(2002)의 연구에 의한 속도 보정을 보여준다.

이것은 배출 계수와 같이 주행 속도와 관련되어 있다. 고속도로 운행은 도시 내

운행에 비해 제동이나 코너링을 덜 하기 때문에, 평균 이동 속도가 증가하여 타이

어 마모는 줄어든다.

브레이크 패드의 경우, 속도 보정은 65km/h의 속도에서 표준화 되어있고, 경사

에서는 일반적으로 타이어 마모보다 크다. 이는 브레이크 마모가 고속도로의 높은

속도에서는 브레이크를 제한적으로 사용하기 때문에, 무시할 수 있다. 다시 말하

지만, 제안된 식은 승용차를 통한 측정에서 얻은 것이지만, 모든 차량 종류에서

사용할 수 있다.

타이어 마모에 대한 속도 보정 브레이크 패드 마모에 대한 속도 보정

≤ ≤ ·

≤ ≤ ·

나. 독일

German Informative Inventory Report에서는 EEA의 ⌜1.A.3.b.vi Road vehicle

tyre and brake wear⌟를 참고하여 타이어 및 브레이크 패드에 대한 배출계수와

중금속 배출량을 산정하고 있다.

- vii -

Material Tyre Wear Brake Wear

Vehicle

typePCs LDVs HDVs Buses MCs PCs LDVs HDVs Buses MCs

Pollutant(Unit)

Particulate Matter[㎎/㎞]

PM2.5 4.49 7.10 18.90 18.90 1.93 4.56 12.74 12.74 12.74 1.44

PM10 6.40 10.10 27.00 24.30 2.80 11.47 32.00 32.00 28.80 3.63

TSP 10.70 16.90 45.00 45.00 4.60 11.70 32.65 32.65 32.65 3.70

Heavy Metals[㎍/㎞]

Pb 1.31 2.18 8.70 7.25 0.58 120.00 249.00 12.00 12.00 53.00

Hg 0.002 0.003 0.012 0.010 0.001 0.00 0.00 1.68 1.68 0.00

Cd 0.18 0.30 1.20 1.00 0.08 0.15 0.32 0.00 0.00 0.07

As 0.14 0.24 0.96 0.80 0.06 0.13 0.26 2.81 2.81 0.06

Cr 0.16 0.27 1.08 0.90 0.07 1.82 3.77 361.80 361.80 0.80

Cu 0.25 0.42 1.68 1.40 0.11 1,588.00 3,289.00 15,477.00 15,477.00 4,213.00

Ni 0.15 0.27 1.08 0.90 0.07 3.36 6.96 22.45 22.45 1.49

Se 1.80 3.00 12.00 10.00 0.80 0.28 0.58 1.34 1.34 0.12

Zn 1,035.00 1,725.00 11,700.00 9,750.00 459.00 512.00 1,061.00 620.00 620.00 226.00

자료 출처 : IIR DE 2012, German Informative Inventory Report(2012)

차종별 배출계수와 중금속 배출량

다. 미국

미국 EPA에서는 2003년 이전의 포장도로 재비산먼지 산정식을 적용하고 있어,

마모입자와 관련한 배출계수를 별도로 제시하지 않고 있다. 미국 EPA의 경우 이

동오염원 배출량 산정 모델인 Mobile 모델을 이용하여 타이어 및 브레이크 마모

물질에 대해서 별도로 구분하여 산정하지 않고 배기가스 중 먼지배출량에 포함하

여 산정하고 있다.

라. 일본

일본의 경우, 환경성에서는 자동차의 타이어마모분진의 배출계수로 SPM

(Suspended Particulate Matter)메뉴얼의 값을 적용하고 있다. 일본은 다른 국가와

는 다르게 SPM을 사용하고 있는데, 이 입자 크기는 7㎛ ∼ 8㎛ 정도이다. 국립환

경연구소는 자동차의 타이어마모분진의 배출 계수로 미국 EPA 수치를 채용하고

있다.

III. 연구내용 및 방법

1. 배출량 산정

가. 차종별 연도별 차량등록대수 및 주행거리

- viii -

2006년부터 2010년까지의 수도권 자동차등록대수의 증가추이를 살펴보면 지난

5년간 연평균 2.1%의 증가율을 보였으며, 차종별로는 승용자동차가 2006년

5,598,983대에서 2010년 6,256,705대로 연평균 2.8% 증가, 승합자동차가 2006년

530,891대에서 2010년에 501,271대로서 연평균 -1.4%로 감소하였으며 화물자동차

는 2006년 1,172,876대에서 2010년에 1,187,678대로 연평균 0.3%의 증가율을 보이

고 있다.

연도 합계차종별

승용차 승합차 화물차 특수차

2006년 7,317,628 5,598,983 530,891 1,172,876 14,878

2007년 7,565,482 5,828,527 530,643 1,190,381 15,931

2008년 7,684,716 5,945,651 530,253 1,192,466 16,346

2009년 7,748,383 6,030,811 521,902 1,179,094 16,576

2010년 7,962,797 6,256,705 501,271 1,187,678 17,143

연평균 증가율 2.1 2.8 -1.4 0.3 3.6

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2007∼2011)

※ 주 : 연평균증가율 :

× (b : 당해연도 값, a : 기준년도 값, n : 당해연도-기준년도)

연도별 자동차등록대수 변동추이

자동차 등록대수에 따른 주행거리를 산출하면 2010년도의 수도권 연간 총 자동

차주행거리는 114,277백만km로 나타나 2006년도에 비하여 -0.5%가 감소하고 있어,

자동차의 평균 주행거리가 자동차 등록대수와는 다르게 감소하고 있음을 알 수가

있다. 이는 수도권의 교통체증과 유가 상승 등 여러 요인들의 영향으로 해석될 수

있다.

2. 위해성 및 사회적 비용 분석

가. 위해성 평가 및 위해 요인 분석

1) 비산먼지 위해성

비산먼지는 입자 크기가 작을수록 인체에 많은 영향을 준다. 입자직경이 10㎛

이상인 경우, 인체 유입시 코의 점모나 기도 등에서 걸러져 폐 깊숙히 침투되지

못하는 것이 보통이다. 그러나 직경 10㎛ 미만인 PM2.5와 같은 경우에서는 자체로

서의 인체피해 뿐만 아니라 금속․유기물․이산화질소, 기타 다른 오염물질 등과

- ix -

결합하여 2차 오염물질로 변화한 후 인체 흡입 시 기관지 또는 폐포부위에 침착

하기 쉬운 특징으로 인하여 미세한 먼지는 인체의 폐기능을 저하시키고 폐암 발

생율을 증가시키는 요인이 된다.

하지만 현재 국내에서의 미세먼지에 관한 연구는 단순한 측정수준에 그치고 있

는 실정이며 구체적인 물리․화학적인 특성을 규명하거나 계절적인 변이성 혹은

기상현상과 연관한 정성적인 추정은 아직 미진한 수준이다. 한편 미국 EPA는 대

기환경 기준에서 국민건강과 환경영향을 보전하기 위해 1997년 PM2.5(24시간 평균

65㎍/㎥, 연평균 15㎍/㎥) 기준을 신설하여 PM10과 함께 관리하고 있다.

최근의 연구결과에 따르면, 현재의 PM10 기준치 이하 먼지 농도에서 단기(1일

∼ 5일 이하)와 장기(1년 ∼ 수년) 노출에 따른 인체 건강상의 피해가 입증되고

있다.

영향정도 노출정도 단기․직접 기준 장기․간접 기준

소아 폐기능 저하

24시간 농도기준

140㎍/㎥ 350㎍/㎥

기관지염의 악화 및

사망률 증가350㎍/㎥ 600㎍/㎥

폐기능 저하

1년 농도기준140㎍/㎥ 350㎍/㎥

기관지염의 악화

사망률 증가 350㎍/㎥ 600㎍/㎥※ 주 : 1)인체영향의 안정수준 : 100㎍/㎥∼150㎍/㎥(일), 40∼60㎍/㎥(년)

2) 한국기준 : 150㎍/㎥(일평균), 80㎍/㎥(연평균)

미세먼지 노출정도에 따른 위해 가능성

건강상의 피해로는 조기사망, 병원․응급실 출입빈도의 증가 등이 대표적이며,

이의 내용으로는 호흡기 증상관련 질환(어린이와 천식과 같은 심폐질환을 가진

환자)의 증가, 어린이와 천식환자의 폐기능 감소, 허파조직과 구조 그리고 호흡기

계통의 방어기작의 이상변화 등을 지적할 수 있다.

2) 대상 물질별 유해 영향 평가

가) 대상 물질별 인체 유해 영향 특성 및 위험성 분류

일반적으로 유해물질로 인한 인체 위해성 평가 시 필요한 독성 및 용량-반응

평가 자료는 발암성 및 특정 기관 독성을 중심으로 수집, 선정하게 된다. 그러나

어린이와 같이 생애 초기 시기 노출로 인한 독성 영향을 평가할 때는 고전적인

발암성 및 기관 독성 자료 수집도 중요하지만, 그와 더불어 소아암, 돌연변이원성,

- x -

생식독성, 발달독성, 신경독성 등 어린이와 관련된 독성 영향에 대한 집중적인 자

료 수집 및 고찰이 필요하다. 또한 동물실험 자료 조사 시에는 생물종별 생애 초

기시기에 대한 자료 조사가 요구되며, 각 동물종별 유사 연령대를 고려한 독성 영

향 검토가 필요하다.

본 연구에서는 타이어 트레드 성분에 대해 US IRIS, IARC, 및 ATSRD, WHO

IPCS, ICSC 및 각 국가별 공식 보고서를 토대로 발암성, 돌연변이원, 생식독성

(Carcinogenicity, Mutagenicity, Toxicity to Reproduction, CMR) 등 주요 독성 영

향 정보를 수집, 정리하였다. 특히 대상 물질별 어린이와 관련된 특정 독성 영향

(생식 독성, 발달 독성, 신경독성 등)에 대해 정보를 수집하여 이를 근거로 하여

생애 주기별(임신 전, 태아, 유아, 어린이, 청소년 및 성인) 독성 정보를 수집하였

다. 대상 물질 중 발암성 물질에 대한 정량적인 용량-반응 값을 작성하였으며, 대

상 발암성 물질 중 어린 시기 노출에 의한 정량적인 용량-반응 자료가 존재하는

물질은 없었다. 이에 성인 발암성 자료를 이용하여 어린이 노출 민감성을 고려한

보정 계수를 적용하여 어린이에게 맞는 용량-반응 정보를 도출하였다.

납은 미국 EPA IRIS 정보에 따르면 유력한 발암성물질로 분류되고 있으나, 현

재 정량적인 발암성 정보가 제고되고 있지 않다. WHO에서는 납의 어린이에 대

한 인지능력, 신경행동학적 이상 및 발당장애를 유발시킬 수 있다고 확인되었다.

수은의 경우에는 발암성이 확인된 바 없으나, 태아에게 노출될 경우 체중감소,

기관의 손상과, 어린이들에게 노출 시 위, 십이지장애에 영향을 주며, 신장독성과,

신경독성에 영향을 미칠 수 있다고 보고되었다.

카드뮴은 폐암이나, 기관지암을 유발하고, 생식기관 및 생식력에 유해 영향을

미치는 생식독성물질이며, 어린이에게 노출 시 발달 장애와, 호흡질환을 일으킨다

고 확인되었다.

크롬 6가의 경우 폐암, 유전자 손상, 생식력 저하 등을 유발할 수 있는 생식독

성물질로, 동물실험에서 기형 유발이나 기타 발달상의 영향이 우려되며, 만성 노

출 될 경우 폐암, 호흡기 천공이나 위축증 또는 피부 궤양 등을 유발할 수 있는

것으로 보고되었다

Di(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP)의 경우 동물 실험을 통해 간, 신장, 고환, 뇌에

영향을 주어 성장 독성 및 생식독성을 유발할 수 있는 것으로 확인되었다. Di-n

- xi -

butyl phthalate의(DBP) 경우 내장기관에 영향을 미치며, 생식독성이 유발되며, 태

아의 신경조직에 영향을 주어 지능발달이 저하 증상이 유발할 수 있는 것으로

확인되었다. Butyl benzyl phthalate(BBP)는 모체로부터 영향을 받게 되면 태아의

생식기관에 영향을 주며 근육발달 저해, 성장 독성이 있는 것으로 알려져 있고,

고농도로 노출 시 설사, 발열, 구토 증상이 유발할 수 있는 것으로 확인되었다.

나) 대상 물질 독성 영향 특성 용약 및 위험성 분류

중금속 오염물질은 5종 모두 태아, 유아 및 어린이에게 민감한 독성 영향이 관

찰된 물질로 평가되었다. 납은 태아시기부터 노출될 경우 성장 및 생식독성, 신경

행동학적 이상 및 발달 장애를 유발할 수 있어, 성인 시기에 생식독성, 신장 종양

을 유발시킬 수 있는 것으로 조사되었다. 수은(Hg)은 태아시기 체중감소를 유발

하며, 유아시기에는 신경행동학적 이상, 신경독성이 유발 시킬 수 있다. 구리(Cu)

는 태아시기에는 성장 및 발달 장애를 일으킬 수 있으며, 그로 인해 생애 주기에

서는 간 독성 유발 가능성이 있다. 카드뮴(Cd), 크롬 6가(Cr6+)의 경우 태아시기

에 체중감소 및 성장 독성이 보고된 바 있으나, 그로 인해 생애 주기에 어느 정도

영향을 미치는지에 대한 정보는 없다. 아연(Zn)은 태아시기에 과다 섭취 시 체중

감소를 유발하며 생식 독성, 성장 독성이 있다.

프탈레이트(DEHP)는 잠재적으로 어린이에게 면역 및 신경, 성장, 생식 독성 등

어린이 민감 영향 물질이라고 사료되었다.

물질별 생애주기의 독성영향비교

- xii -

다) 대상 물질의 인체 유해 영향의 노출량 반응값 결정

납은 US IRIS 정보에 따르면 발암성 물질로 분류되고 있으나, 정량적인 발암성

의 증거가 부족하다고 제시되었다. 비발암 독성 참고치에 대해서도 결과를 정립하

지 않았다. WHO에서는 NOAEL 30 ㎍/dl blood이며 어린이에 대한 TDI를

0.0035 ㎎/㎏/day으로 제안하였다.

수은의 경우는 US IRIS에서 인체발암성 물질로 분류되고 있지 않기 때문에, 발

암성 정보는 제공 되지 않고 있다. 비발암 독성 참고치 대해서는 LOAEL 0.025

㎎/cu/m, 불확실성 상수 값은 30으로 적용하여 흡입 참고치 용량 값은 0.0003으

로 산출하였다.

카드뮴은 US IRIS 정보에 따르면 발암성 물질로 분류되고 있으나 섭취 노출에

대한 발암성 정보는 정립되어 있지 않았다. 비발암 독성 참고치에 대해서는 먹는

물을 통한 노출 결과에 기초하여 NOAEL 0.005 ㎎/㎏/day, 불확실성 상수 10을

적용하여 참고치 0.0005 ㎎/㎏/day으로 산출하였다. WHO에서는 식품노출에 의

한 신장 축적되지 않도록 하는 수준으로 카드뮴에 대한 TDI를 0.007 ㎎/㎏/day

으로 설정하였다.

크롬의 경우 US IRIS 정보에 따르면 랫드를 이용한 섭취 독성 연구 결과 확인

된 NOAEL 2.5 ㎎/㎏/day에 불확실성 상수 300으로 적용하여, 경구 노출 경로에

대한 참고치 0.003 ㎎/㎏/day로 도출하였다.

프탈레이트류물질 중 DEHP는 US IRIS정보에 따르면 섭취 노출한 결과가

LOAEL 19 ㎎/㎏/day 이며, 불확실성 상수 1000(종간외삽 10, 종내외삽 10, 아만

성 10)을 적용하여 참고치 0.02 ㎎/㎏/day을 산출하였다. He Canada에서는 경구

경로 노출실험 결과에서 NOAEL 130 ㎎/㎏/day 불확실성 상수 1,000을 적용하여

TDI 0.044 ㎎/㎏/day 제시하였다.

라) 대상 물질 어린이 위해성 평가를 위한 용량-반응값 결정

대상 물질 중 발암성 물질에 대한 정량적인 용량-반응값은 다음과 같이 정리하

였다. 대상 발암성 물질 중 어린 시기 노출에 의한 정량적인 용량-반응 자료가 존

재하는 물질은 없었다. 이에 성인 발암성 자료를 이용하여 어린이 노출 민감성을

고려한 보정 계수를 적용하여 어린이에게 맞는 용량-반응 정보를 도출하였다.

- xiii -

대상 비발암성 물질 중 어린 시기 노출에 의한 정량적인 용량-반응 자료가 존

재하는 물질은 없었다. 성인에 대한 독성 값은 확인할 수 있었지만, 어린이에게

특이적인 독성 값은 없었다. 어린이에 대한 위해성 평가 시, 대부분 성인의 자료

를 사용하고 있다. 따라서 비발암성 물질은 어린이에 대한 자료가 없으므로 EPA

에 제시하고 있는 성인에 대한 값과 동일하다고 가정하여 어린이 민감성 용량-

반응 정보를 산출하였다.

크롬은 대부분 흡입을 통해 피해가 나타나며, 노출이 심할 경우 폐암이 일어날

수 있다.

발암독성물질을 보면 카드뮴과 아연은 아직까지 어린이에 대한 용량 반응 결과

가 없고, 납과 프탈레이트에 노출될 시 신경행동 장애와 생식 및 성장에 많은 영

향을 줄 수 있다. 크롬과 카드뮴은 섭취를 통해 영향을 받으며 납과 아연, 프탈레

이는 모든 경로를 통해 피해를 받을 수 있으므로 이런 물질에 대해서 지속적인

관리가 필요하다.

나. 환경․사회적 비용 분석

환경․사회적 경제가치를 추정하기 위해서는 우선 자연환경이 제공하는 경제적

가치란 무엇을 의미하는지를 개념화할 필요가 있다.

자연환경의 다양한 기능이 제공하는 경제적 편익은 몇 가지 범주로 분류될 수

있다. 우선 자연환경의 이용과 관련된 불확실성을 고려하지 않을 경우에는 자연환

경의 가치는 사용가치와 존재가치, 혹은 비사용가치로 대별된다. 사용가치란 개인

이 환경재를 물리적으로 이용하기 때문에 환경재에 부여하는 가치이고, 존재가치

혹은 비상용가치란 개인이 물리적으로 환경을 이용하지 않음에도 불구하고 환경

재에 대해 부여하는 가치이다.

사용가치는 자연환경이 제공하는 동식물이나 수자원 등을 직접 소비함에 따른

직접 사용가치와 자연경관을 감상하는 행위 등과 같은 간접 사용가치를 합한 것

으로서, 자연환경을 물리적으로 이용함에 따라 얻게 되는 가치이다. 반면 존재가

치란 개인이 자연환경을 물리적으로 이용하지 않음에도 불구하고 자연환경에 대

해 부여하는 가치이다. 존재가치가 실제로 존재하느냐에 대해서는 많은 논란이 있

으나, 대부분의 환경경제학자들은 많은 사람들이 환경단체에 가입하거나, 자신이

직접 감상할 수도 없는 야생동물의 보호 등을 위해 기부행위를 하는 것을 고려할

- xiv -

때 이러한 존재가치를 인정하여야 한다고 생각한다.

자연환경의 파괴는 대개 비가역적이어서 한 번 파괴된 생태계는 다시는 원래대

로 복구될 수 없다. 자연환경이 미래에 가져다 줄 편익이 불확실한 상황 하에서는

자연환경의 파괴행의를 뒤로 미루어야 하며, 이와 관련된 자연환경의 가치가 준선

택가치이다. 자연환경은 이상과 같이 다양한 종류의 편익을 제공하고 있으며, 자

연환경의 총 가치는 이상의 모든 경제적 가치의 합으로 정의된다. 자연환경의 가

치 평가는 자연환경이 제공하는 이상의 다양한 편익들을 종합적으로 평가하여 이

루어져야 하며, 평가를 위해 사용되는 방법 역시 이러한 다양한 가치들을 적절히

평가할 수 있는 것이라야 한다.

1) 환경․사회적 비용 분석 방법론

가) 경제학적 편익측정 방법론

시장을 통한 거래가 이루어지지 않아 가격을 관찰할 수 없는 비시장재의 가치

를 측정하는 방법은 크게 물질연관방법(Physical Linkage Methods)와 행동연관방

법(behavioral Linkage Methods)으로 구분될 수 있다.

물질연관방법은 환경오염이 인간의 건강이나 농작물, 건축물 등에 미치는 피해

를 분석해서 간접적으로 편익을 추정하는 방법으로 피해함수 접근법(Damage

function approach)내지는 복용-반응 접근법(Dose-response)이라 한다. 이 방법의

기본적인 가정은 환경재 또는 공공재와 소비자 사이에 어떤 기술적 관련이 존재

한다는 것이다. 그러나 후생경제학의 입장에서 볼 때 물질적 연관 방법은 이론적

인 타당성을 결여하고 있다. 왜냐하면 경제학적으로 후생이나 편익이라는 것은 재

화와 그 재화로부터 소비자가 느끼는 효용간의 관계에서 정의되는 것이기 때문이

다. 즉, 피해함수는 소비자의 효용함수와 직접적으로 관련되어 있지 않다는 것이

다. 게다가 피해함수 접근법으로 편익을 측정할 때 그것은 어디까지나 직접사용가

치만을 의미하며 간접사용가치나 비사용가치는 측정할 수 없다. 따라서 피해함수

로 측정된 편익은 편익측정에 있어서 1차적인 근사치 정도의 의미만을 가진다고

볼 수 있다.

반면, 행동연관방법은 환경질의 변화가 실제 사람들의 후생에 미치는 영향을 분

석한다. 시장에서 거래가 이루어지지 않아 가격을 관찰할 수 없는 비시장재화에

대한 경제적 가치를 측정하는 이 방법은 다음의 두 기준에 의해 <표 71>과 같이

- xv -

분류될 수 있다.

첫 번째 기준은 가치측정에 사용되는 정보가 사람들의 행동을 실제로 관찰함으

로써 얻어지는가, 아니면 기상적인 질문에 대한 응답을 통해 얻어지는가에 관한

것이다. 두 번째 기준은 화폐적 가치를 직접적으로 측정하는가, 아니면 어떤 간접

적인 방법을 통해 측정하는가이다. 직접적으로 측정하는 방법은 제약조건하의 효

용극대화 행동을 관찰함으로써 이루어진다. 즉, 환경자원의 가격이 주어졌을 때

소비자의 선택을 직접 관찰함으로써 화폐단위로 나타낸 가치가 측정된다. 간접적

인 방법의 경우 가치는 시장재와 환경재간에 존재하는 관계를 토대로 측정된다.

이 경우 환경재와 시장재간에는 대체적인 관계나 보완적인 관계를 갖는 것이 일

반적이다.

구 분 직접 시장을 관찰하는 방법 가상시장을 이용하는 방법

직접적인

측 정 법⦁적용사례는 거의 없음

⦁조건부 가치측정법

⦁다속성 효용평가법

간접적인

측 정 법

⦁헤도닉 가격기법⦁회피행동분석법 ⦁진술선호기법

비시장 재화의 가치측정 방법 분류

나) 비경제학적 편익측정 방법론

환경질 개선 등의 정부정책의 타당성은 서론에서 언급한 바와 같이 비용과 편

익을 비교함으로써 결정되어야 한다. 우리 인간에게 주어진 부존자원이 무한하다

면 편익이 발생하는 사업은 어느 것이라도 사회적으로 바람직한 결과를 가져올

수 있다. 하지만 우리는 유한한 자원만 가지고 있기 때문에 제한된 자원을 운용하

여 보다 많은 편익을 가져다주는 사업을 우선적으로 시행해야 한다.

대개 비용은 현재 시장에서 거래되는 토지와 노동과 같은 자원의 시장가격을

이용하여 추정이 가능하다. 편익의 경우 일반적으로 재화나 용역이 시장의 작용에

의해 조정될 때는 수요곡선으로부터 유도될 수 있다. 그러나 시장이 없거나 시장

의 실패가 존재하는 경우에는 앞에서 설명한 헤도닉 가격기법, 회피행동분석법,

여행비용접근법, 조건부 가치측정법, 다속성 효용평가법 등과 같은 특별한 경제학

적 접근방법을 이용하여 가치를 측정해야 한다. 하지만 이러한 접근방법은 경제이

- xvi -

론상의 완결성을 갖고 있지만 그 적용이 다소 어렵고 시간과 경비가 많이 요구되

는 문제를 가지고 있다. 예컨대, 가장 범용적으로 사용될 수 있는 기법인 조건부

가치측정법의 경우 무작위 추출된 표본에 대해 일대일 면접을 실시하는 것이 가

장 바람직한데 이를 위해서는 상당한 설문조사비가 필요하며, 설문조사원 등의 많

은 인력도 요구된다.

따라서 시간과 경비의 제약이 크게 있을 경우에는 차선의 방법으로 간이 편익

측정 방법론을 생각할 수 있다. 비록 경제이론상의 완결성은 부족하지만 실용적인

방법에 의해 사전적이고 실험적인(pilot) 값을 도출해 낸다면 아무 근거도 없이 탁

상공론을 벌이는 것 보다는 나을 것이기 때문이다. 본 절에서는 바로 이러한 간이

편익측정 방법론을 개략적으로 살펴보고 각각의 접근방법에 있어 장점과 한계 등

을 고찰하고자 한다.

2) 사회적 비용 산출 방법

대기오염물질에 의한 건강위해성 평가를 위한 연구들은 일반적으로 대기오염물

질에 대한 피해유무를 농도-반응함수(concentration-response function)를 통해 판

단하고, 그 이후에 피해에 대한 비용을 추정하는 과정을 거치게 된다. 기존의 많

은 연구들은 피해유무만을 판단한 것이며, 최근에 들어서야 그 피해비용을 추정하

는 연구들이 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대기오염물질 중 일반적으로 아황

산가스(SO2), 일산화탄소(CO), 부유분진(TSP), 이산화질소(NO2), 오존(O3), 등을

분석대상으로 하며, 사용되는 종속변수로는 사망률(mortality), 질병률(morbidity),

결근일수(work loss days, WLD) 등을 사용한다. 사망률을 종속변수로 추정하는

연구가 선행되었으나, 이럴 경우 사망 이전의 질병에 대해선 과소추정하게 되므

로, 최근 들어서는 종속변수로서 사망률이 아닌 질병률, 결근일수, 호흡기관련 증

상의 유무 등을 고려한다. 사회경제적인 변수들로는 소득, 교육수준, 나이, 흡연유

무, 성별, 인종 등을 고려한다.

IV. 연구결과

1. 배출계수 비교

국내외 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출계수를 비교한 결과, 국내 배출

계수는 유럽의 배출계수에 비해 8배 이사 차이가 나며 브레이크 패드에 대한 마

- xvii -

모물질 배출계수는 없는 실정이다. 이는 1991년 국립환경과학원에서 개발된 이후

에 개정 된 적이 없어 현실상 국내 배출량 산정 시 사용을 할 수 없을 것으로 판

단되며, 향후 국내 실정에 맞는 배출계수 개발이 필요하다.

2. 배출량 산정

가. 타이어 마모물질 배출량

유럽의 Tier2 방법론을 이용하여 유럽의 배출계수와 국내 배출계수를 통해 배

출량을 산정할 결과, 국내 배출계수를 적용하여 산정한 결과가 유럽 배출계수를

적용하여 산정한 값에 약 9 ∼ 10배 많은 것으로 나타났다. 이는 국내의 타이어

마모 배출계수를 적용할 경우 미세먼지 배출량이 과대평가될 가능성이 있는 것으

로 사료된다. 그러므로 1991년에 만들어진 국내 배출계수를 최근 자료를 통해 개

정할 필요가 있을 것으로 보인다.

(단위 : 톤)

년도

유럽 배출계수 국내 배출계수

서울 인천 경기 합계 서울 인천 경기 합계

2010년 820 271 1,365 2,456 7,205 2,184 11,009 20,399

2009년 967 317 1,561 2,845 8,273 2,463 12,154 22,889

2008년 921 330 1,526 2,776 7,949 2,487 11,861 22,296

2007년 1,079 371 1,681 3,131 9,133 2,754 12,949 24,835

2006년 1,009 361 1,645 3,016 8,245 2,627 12,613 23,486

Tier 2 방법론을 이용한 타이어 마모물질 배출량 비교(TSP)

나. 브레이크 패드 마모물질 배출량

브레이크 패드는 국내 배출계수가 없어 유럽의 배출계수를 적용하여 서울, 인

천, 경기에 대한 배출량을 각각 산정하였다. 또한 입자크기별로도 배출량을 산정

하였다. 그 결과, 서울에서 728톤, 인천 246톤, 경기 1,066톤으로 경기에서 가장 많

이 배출되었다. 그리고 연도별로 보면, 2006년에서 2010년으로 갈수로 배출량이

감소하는 것을 볼 수 있는데, 이는 자동차 한 대당 총 주행거리 감소로 인한 영향

으로 보인다.

- xviii -

(단위 : 톤)

년도유럽 배출계수

서울 인천 경기 합계

2010년 738 246 1,066 2,050

2009년 869 282 1,225 2,377

2008년 836 297 1,187 2,320

2007년 972 334 1,305 2,611

2006년 915 326 1,274 2,514

유럽배출계수(Tier 2)를 이용한 브레이크 패드 마모물질 배출량 비교(TSP)

3. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량 전망 예측

교통안전공단에서 작성한 2006년에서 2010년까지의 자동차 주행거리 실태 분석

보고서 분석한 결과, 승합차가 0.4% 감소하는 것을 제외하고, 승용차, 화물차, 특

수차가 각각 2.8%, 0.3%, 3.6%로 증가하는 것으로 나타났다. 이 증감율을 이용하

여 2024년까지 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량을 전망 예측하였다.

배출량 전망예측시 배출량 산정은 유럽의 배출계수를 이용하여 산정하였다. 그

결과 2024년에는 2010년에 비해 타이어 및 브레이크 패드 마모물질이 각각 약

81% 증가하는 것을 알 수 있다.

년도타이어 마모 배출량(톤) 브레이크 패드 배출량(톤)

TSP PM10 PM2.5 TSP PM10 PM2.52011년 2,491 1,495 1,046 2,075 2,034 8092012년 2,527 1,516 1,061 2,102 2,060 8202013년 2,564 1,539 1,077 2,129 2,086 830

2014년 2,603 1,562 1,093 2,157 2,114 8412015년 2,642 1,585 1,110 2,186 2,143 8532016년 2,683 1,610 1,127 2,217 2,172 8642017년 2,725 1,635 1,144 2,248 2,203 8772018년 2,768 1,661 1,163 2,280 2,234 8892019년 2,812 1,687 1,181 2,313 2,266 902

2020년 2,858 1,715 1,200 2,347 2,300 9152021년 2,905 1,743 1,220 2,382 2,334 9292022년 2,954 1,772 1,241 2,418 2,370 9432023년 3,003 1,802 1,261 2,455 2,406 9582024년 3,055 1,833 1,283 2,494 2,444 973

타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량 전망 예측(∼2024년)

- xix -

또한 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 전량이 도로에 쌓인다는 가정 하에

2011년부터 2024년까지의 양을 살펴보면, 타이어 마모물질의 경우 약 38,590톤, 브

레이크 패드 마모물질의 경우 31,803톤으로 총 70,393톤이 발생한다. 따라서, 타이

어 및 브레이크 패드에 대한 미세먼지 대책을 수립하지 않을 경우 2024년에는 타

이어 마모에 의한 TSP가 3,055톤, PM10이 1,833톤, PM2.5가 1,283톤 발생할 것으

로 예측된다.

4. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량에 대한 유해성분 양

타이어 및 브레이크 패드 마모물질의 유해성분 분석은 해외 문헌자료를 참고하

여 국내 주행거리에 따른 연도별 유해성분 양을 산출하였다.

유럽 ⌜German Informative Inventory Report⌟의 자료를 보면 차종별 중금속

의 양을 산정하고 있다. 이를 통해 2010년 국내 주행거리 자료를 이용하여 타이어

에 대한 배출량을 산정한 결과, 납이 220.94kg, 수은이 0.32kg, 카드뮴이 30.39kg,

크롬이 27.18kg, 아연이 208,739kg이 산정되었다.

브레이크 패드의 유해성분 분석자료는 국내의 경우 브레이크 패드에 대한 연구

가 전무한 상태이며, 유럽의 문헌자료를 이용하여 국내 브레이크 패드에 대한 유

해성분 양을 산정하였다. 그 결과, 납이 15,790kg, 수은이 13kg, 카드뮴이 19kg,

크롬이 3,047kg, 아연이 71,757kg이 산정되었다. 브레이크 패드 역시 아연이 많이

배출되었으며, 특히 납이 15,790kg으로 타이어에 72배 많이 배출되어 납에 대한

관리 대책이 시급한 것으로 분석되었다

5. 사회적 비용 추정결과

가. 인체 위해성에 대한 사회적 비용

본 연구에서는 사회적 비용 추정에 대한 ⌜대기중 미세먼지의 건강위해성 평가

기법 개발⌟선행 연구 결과를 참고로 의료비용접근법에 근거하여 의료비용을 추정

하였다. 일반적으로 의료비용접근법은 질병에 직접 지출된 진료비와 질병에 따른

임금상실분, 시간에 대한 기회비용 등을 고려하여 추정하여야 하나 본 연구에서는

임금상실분, 시간의 기회비용 등을 고려하지 않는 경제활동인구가 아닌 어린이와

노인을 대상으로 분석하였다.

- xx -

(단위 : 백만 원)

대상호흡기계 관련 질병1) PM2.5에 의한

호흡기질환총 진료비 약국소계 총지출2) 총지출

합계 2,871,234 5,064,898 7,936,132 134,914

유

아

․

어

린

이

0세 78,572 32,190 110,762 1,883

1세∼4세 1,030,624 524,390 1,555,014 26,435

5세∼9세 604,663 371,386 976,049 16,593

10세∼14세 309,497 237,815 547,312 9,304

노

인

65세∼69세 225,866 1,270,663 1,496,529 25,441

70세∼74세 222,862 1,194,669 1,417,531 24,098

75세 이상 399,150 1,433,785 1,832,935 31,160자료 출처 : 국민건강보험공단, 건강보험통계연보(2010)

1) 질병의 22대 분류중 하나로서, 기관지염, 천식 등 총 15개 포함함.

2) 여기에서 총 진료비와 약국소계를 합한 의료비를 간주함.

유아․어린이․고령자의 호흡기계의 질병 관련된 의료비용의 추정 결과

위의 표에서 우리나라 유아․어린이․노인 인구의 호흡기계의 질환으로 외래

및 입원한 총 진료비는 2,871,234백만 원이며, 처방조제 및 직접조제를 포함하는

약국소계는 약 5,064,898백만 원이다. 이러한 총 진료비 및 약국소계를 질병에 대

한 총지출이라 간주하면, 우리나라 유아․어린이․노인 인구의 호흡기계의 질환에

대한 의료비 총지출은 약 7,936,132백만 원. 이 중 PM2.5에 의한 호흡기관련질환 의

료비 총지출은 약 134,914백만 원이다.

이에 대해서 2010년 국립환경과학원에서 연구한 ⌜도시지역 PM2.5 생성과정에

관한 연구⌟에서 CAPSS의 자료를 적용하여 수도권 지역 비산먼지 배출량을 산

정한 결과 PM2.5 중 타이어 및 브레이크에서 배출되는 PM2.5가 전체 배출량 중

15%를 차지하고 있다. 이는 앞서 산출한 PM2.5에 의한 호흡기관련 질환 의료비

총지출 134,914백만 원 중 약 20,237백만 원을 차지는 금액이다.

이 중 타이어와 브레이크 패드 마모물질 배출 비율에 따라 타이어 한 본, 브레

이크 패드 한 개에 대해서 국민 건강 부담비용을 산출하였다.

- xxi -

구분 타이어(본) 브레이크패드(개)

마모 배출 비율(%) 54.5 45.5

의료비 총지출 비용(백만 원) 11,029 9,208

한 본당․한 개당

부담비용(원)346 289

타이어 및 브레이크 패드 마모물질 처리비용 산출(2010년)

나. 도로 청소에 대한 사회적 비용

인체 위해성에 대한 사회적 비용 외에 타이어와 브레이크 패드에 의해 발생한

비산먼지에 대한 처리비용을 산정하였다. 타이어와 브레이크 패드 마모로 배출되

는 비산먼지는 바로 대기 중으로 확산되기도 하고, 일부는 도로 주변에 머물러 있

거나 재비산되어 인체에 영향을 미치게 된다. 이에 대해서 도로를 청소하는데 사

용되는 비용을 산정하여 타이어 한 본당, 브레이크 패드 1개당 처리비용을 산출하

였다.

구분 타이어 브레이크패드

마모 배출량(톤) 2,456 2,050

처리비용(억 원) 184.2 153.8

한 본당․한 개당

처리비용(원)578 483

타이어 및 브레이크 패드 마모물질 처리비용 산출(2010년)

다. 사회적비용의 분담 재원 조달 방안

인체의 위해성에 대한 사회적 비용과 도로 청도에 대한 처리비용을 합산한 결

과 타이어 한 본당 부담해야할 금액은 924원이고 브레이크 패드 한 개당 부담해

야할 금액은 772원으로 산출되었다.

- xxii -

구분 타이어(본) 브레이크패드(개)

합계 924 772

인체 위해성에 대한 사회적 부담비용 346 289

도로청소에 대한 부담비용 578 483

타이어 및 브레이크 패드 마모물질에 대한 부담비용(2010년)

2009년 타이어 및 브레이크 패드 판매량 기준으로 보았을 때 타이어가 약

22,590천본(재생 및 수입은 제외)이 판매되었으며, 브레이크 패드가 약 1,400만 세

트가 판매되었다. 이를 통해 계산한 결과 타이어 판매로 약 209억 원, 브레이크 패

드 판매로 약 108억 원으로 총 317억 원의 재원을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

라. 자동차와 관련된 세제 현황

우리나라의 경우 자동차세제 현황을 취득, 보유, 운행 단계로 구분되어져 자동

차 취득단계에서는 자동차 구입가액에 따라 개별 소비세와 그에 부가되는 교육세,

부가가치세, 취․등록세가 부과되고 있다. 보유단계에서는 자동차 배기량에 따라

자동차세와 그에 부과되는 기방교육세가 부과되고 있으며, 자동차세의 경우 CO2

배출량이 아니라 배기량 기준으로 정해져 친환경 자동차에는 다소 불리하게 설계

되어 있다. 자동차의 운행단계에서는 교통․에너지․환경세와 그에 부가되는 교육

세 및 주행세, 그리고 부가가치세가 부과되고 있는 상황이다. 국내의 경우 타이어

및 브레이크 등에 의한 미세먼지 발생량에 대한 특별한 세금부과는 없는 상황이

며, 수도권에 대기오염과 자동차의 집중도를 고려하여 세제관련 부분이 보완되어

져야 할 것이다. 특히, 타이어의 경우 운행거리에 따라 미세먼지 발생량이 많이

발생됨에 따라 영업용차량, 개인용 차량 등 주행거리에 따른 세제 개편 보완이 이

루어 져야 할 것이다.

미국에서는 연방정부의 경우 취득단계에서 개별소비세(타이어에 대한 제조업자

세, 중형 트럭 및 트레일러에 대한 소매세, Gas Guzzler Tax)를, 보유단계에서는

도로사용세를, 운행단계에서는 유류세를 부과하고 있는 상황이다. 취득단계에서

부과되는 타이어 제종업자세의 경우 전부 또는 일부가 고무로 만들어진 도로용

자동차에 사용되는 타이어에 대해서 제조업자 또는 수입업자에게 제조업자세가

- xxiii -

부과되는 조항을 갖고 있다.

이탈리아의 경우 타이어 구입 시 최대 4유로의 환경세를 부과하는 방안을 검토

하고 있으며, 이는 폐타이어 100% 재활용이라는 미션을 위해 만들어진 법령이다.

Ecopneus와 이탈리아 타이어협회 Assogomma의 자료에 따르면, 이탈리아에서는

연간 35만 톤의 폐타이어가 발생하며 2009년에는 약 2800만 개의 새 타이어가 판

매 되는 것으로 보고하고 있으며, 이러한 수치를 통해 예상되는 환경세 규모는 연

간 약 1억 7000만 ~ 1억 8000만 유로에 이를 것으로 전망하고 있다. 이중 일반

승용차 타이어에서 약 1억 1000만 유로, 나머지는 산업용 차량 또는 이륜차에서

충당될 것으로 전망하고 있다.

이처럼 타이어에 대한 환경세 부과는 대기오염 개선 및 재활용 측면에서 매우

중요한 요소이다. 현재 국내에서 대기환경 개선을 위한 정책 활용 시 생산자 부담

원칙 하에 타이어 제조업자에 대한 환경개선 의무를 도입해야 할 것이다.

V. 정책제언 및 추가 연구의 필요성

1. 정책제언

도심지역에서 시민의 쾌적하고 청정한 생활공간을 조성하기 위한 방안으로 미

세먼지의 발생량을 줄이는 것이 매우 중요하며, 그 가운데 가장 큰 비중을 차지하

는 것이 생활주변에 가까이 있는 도로의 비산먼지를 줄이는 것이 매우 중요할 것

이다. 수도권 대기환경에 대한 서울시민의 의식조사결과 서울 시민 10명중 8명은

서울시 대기환경 문제에 관심을 갖고 있는 것으로 나타났다(서울시 대기환경 개

선목표 달성을 위한 오염물질 저감대책 수립연구. 서울시정개발연구원 2011)

생활주변의 배출원 관리강화를 위해 고효율 도로청소장비에 의한 정기적인 청

소의 경우 16 ∼ 26% 수준의 미세먼지 저감효율을 나타내는 것으로 보고하고 있

으며, 특히 분진청소와 병행하여 물청소를 사계절 도로청소에 적용함으로써 도로

비산먼지 저감효과를 제고할 수 있다. 포장도로 비산먼지의 상당부분은 타이어마

모, 브레이크마모에 의한 것으로 저마모 타이어, 저마모 브레이크의 보급을 확대

하여야 할 것이며, 최근 개발된 타이어는 일반타이어에 비해 17%의 미세먼지 저

감효과가 있는 것으로 보고하고 있다.

타이어 및 브레이크 패드에 의한 대기오염 및 중금속 발생 억제를 위해 정책적

- xxiv -

으로 수반되어질 수 있는 사항으로, 생산자 책임 기반 체계를 구축할 수 있다. 이

는 관련 법에 의하여 법적 근거를 마련하고 생산자(제조자 및 수입자)에게 제품의

폐기물 단계에 대한, 특히 체계적인 폐타이어 수거 및 회수, 이를 위한 비용에 대

한 포괄 혹은 부분적 책임을 부과한다. 국영 회사 혹은 조합을 신설하여 생산자들

이 폐공기 타이어 수거, 회수/처분 비용을 충당하기 위한 공동자금을 조성하는

방안이 있을 수 있다.

세금 기반 체계로는 생산자 혹은 소비자가 정부에 관련 세금을 내는 제도이다.

국가는 타이어 수거 및 폐기를 위한 체계를 조직하고 이를 운영할 회사를 선택하

여 징수된 세금으로 비용을 지불한다. 예를 들어 미국에서는 (연방 정부 기관 대

신) 주(州) 정부 기관이 폐타이어관리를 규제하고 있다. 미국 대부분의 주에서는

타이어 구매 가격에 소비자 세금이 포함되어 폐타이어 관리를 지원한다. 일부 주

에서는 페타이어 관리 프로그램을 시행하기 위하여 막대한 자금을 사용하며 다른

일부 주에서는 폐타이어 수거 및 최종 활용을 자유 시장 체계에 맡기기도 한다.

타이어의 경우 세금기반체계로 운영될 경우 타이어의 특성상 자동차의 부품으로

사용되는 것으로 타이어공급자가 생산자가 되며, 자동차 판매자가 소비자의 역할

을 해야 할 것이다.

타이어 및 브레이크 패드 마모물질에 대한 부담금 도입 시 예상되는 문제점은

부담금 산정방식을 결정하는 과정에 타이어나 브레이크 패드 등 부과 대상 제품

의 차별성을 충분히 반영하기가 쉽지 않다는 것이다. 제품별 특성을 고려한 부과

방식을 결정하기 위해서는 타이어 및 브레이크 패드 제품의 마모 특성이나 미세

먼지 발생량 등의 정보를 확보하여야 하기 때문이다. 이를 해소하기 위해서는 타

이어나 브레이크 패드 제품의 생산자에게 마모 특성 및 교체 시기까지 사용 시

발생하는 미세먼지의 양과 성분을 보고하도록 의무화하는 방안이 있다. 하지만 이

보다 우선적으로 정확한 배출량 산정과 성분 분석에 대한 연구들이 선행되어져야

할 것이다.

2. 추가 연구의 필요성

최근 자동차 산업과 관련하여 저마모 타이어, 에코타이어 등 연료의 효율성과

연계하여 많은 연구 개발이 이루어지고 있으나. 비산먼지와 연계된 연구는 미흡한

실정이다. 환경부 연구 결과에 따르면, 타이어내 다양한 중금속을 포함하고 있어

- xxv -

대기환경의 악화뿐만 아니라 인체의 위해성을 위협받고 있는 사항이다. 그러나 현

재 타이어에 의한 미세먼지 발생량을 추정하는 국내 배출계수가 부정확하며 구축

년도가 오래되어 현실성이 결여되어 있어 이에 따라 대부분의 연구자는 유럽의

배출계수를 적용하여 배출량을 산정하고 있다. 수도권 대기환경 개선을 위해 우선 현재 배출되고 있는 배출량의 산정을 위해

국내 실정에 맞는 타이어 및 브레이크 패드의 마모배출계수 개발이 시급한 상황

이다. 둘째, 타이어 및 브레이크 패드의 규제 가능한 위해 중금속의 함량 기준 마

련이다. 셋째, 배출계수의 개발과 중금속 규제 함량 기준설정을 통한 수도권 대기

질 개선 성과 분석이 수반되어져야 할 것이다.

- i -

<제목 차례>

I. 서론 ··············································································································1

1. 연구의 배경 및 목적 ··································································································1

가. 연구배경 ······················································································································1

나. 연구목적 ······················································································································1

2. 연구범위 및 방법 ········································································································2

가. 연구내용 ······················································································································2

나. 연구방법 ······················································································································3

II. 국내외 비산먼지 관련 현황 ·································································4

1. 국내 현황 ·······················································································································4

가. 비산먼지 현황 ············································································································4

나. 도로 비산먼지 배출량 산정 ····················································································5

다. 타이어 및 브레이크 패드 마모 현황 ··································································10

라. 선행 연구 사례 ········································································································19

2. 국외 현황 ·····················································································································36

가. EU(EEA, emission inventory guidebook) ························································36

나. 독일 ····························································································································45

다. 미국 ····························································································································48

라. 일본 ····························································································································49

III. 연구내용 및 방법 ················································································54

- ii -

1. 배출량 산정 ················································································································54

가. 차종별 연도별 차량등록대수 ················································································54

나. 차종별 연도별 총 주행거리 ··················································································58

2. 위해성 및 사회적 비용 분석 ·················································································61

가. 위해성 평가 및 위해 요인 분석 ··········································································61

나. 환경․사회적 비용 분석 ························································································78

IV. 연구결과 ······························································································107

1. 배출계수 비교 ··········································································································107

가. 타이어 배출계수 비교 ··························································································107

나. 브레이크 패드 배출계수 비교 ············································································111

2. 배출량 산정 ··············································································································111

가. 타이어 마모물질 배출량 ······················································································111

나. 브레이크 패드 마모물질 배출량 ········································································113

3. 타이어 및 브레이크 패드 배출량 전망 예측(∼2024년) ····························· 116

4. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량에 대한 유해성분 양 ············ 119

가. 타이어 유해성분 분석 결과 ················································································119

나. 브레이크 패드 유해성분 조사 결과 ··································································120

5. 사회적 비용 추정결과 ··························································································· 122

가. 인체 위해성에 대한 사회적 비용 ······································································122

나. 도로 청소에 대한 사회적 비용 ··········································································123

다. 사회적비용의 분담 재원 조달 방안 ··································································124

라. 자동차와 관련된 세제 현황 ················································································125

마. 자동차와 관련된 제도 ··························································································126

- iii -

V. 정책제언 및 추가 연구의 필요성 ··················································128

1. 정책제언 ····················································································································128

2. 추가 연구의 필요성 ································································································130

VI. 참고문헌 ······························································································131

- i -

<표 차례>

표 1. 수도권의 대기오염물질 배출량 통계자료 ····························································5

표 2. 수도권 비산먼지 배출량(2007년) ···········································································5

표 3. 입자 크기에 따른 보정계수(k) ···············································································7

표 4. 자동차 배기가스, 브레이크 및 타이어 마모에 의한 먼지배출계수 ···············7

표 5. 제설제의 hot spot 기여를 포함한 기본 silt loading 값 ··································8

표 6. ADT(vehicles/day)에 따른 기본 silt loading 값 ···············································9

표 7. 타이어 고무의 일반적인 구성 ··············································································12

표 8. 타이어 마모의 종류 ································································································14

표 9. 타이어 마모에 의한 차종별 비산먼지(TSP) 배출계수 ···································15

표 10. 브레이크라이닝 및 패드의 구성재질 ································································17

표 11. 일반브레이크 라이닝의 납 함유율 ····································································18

표 12. 서울시 포장도로의 비산먼지 배출량 ································································19

표 13. 비산먼지부문 배출원 분류체계 ··········································································22

표 14. 비산먼지부문 배출원 분류체계(계속) ·······························································23

표 15. 유럽 EEA의 배출계수 적용을 위한 차종 분류 ··············································24

표 16. 타이어, 브레이크 및 도로표면 마모 배출량(2007년) ····································25

표 17. 수도권 비산먼지 배출량(2007년) ·······································································26

표 18. 배출량 산정방법에 따른 타이어 마모 미세먼지 배출량 비교(2005년) ····· 26

표 19. 수도권 타이어․브레이크․도로표면 마모비산먼지 배출량(PM10) 산정(2005년) ···27

표 20. 입자 크기에 따른 보정계수(k) ···········································································29

- ii -

표 21. 차종별 평균무게(W) ·····························································································29

표 22. 도로 등급별 silt loading 측정결과 ····································································30

표 23. 차량 평균무게 3.5톤일 경우 포장도로에서의 비산먼지 배출계수 ·············30

표 24. 타이어 마모에 의한 차종별 먼지 배출계수 ····················································31

표 25. 차종별 타이어 브레이크 도로표면 먼지 배출계수(CORINAIR) ·················31

표 26. 배출량 산정방법에 따른 타이어 마모 미세먼지 배출량 비교 ····················32

표 27. 인천시 타이어 브레이크 도로표면 마모에 의한 비산먼지 배출량 ············32

표 28. 비산먼지 오염원별 발생량 산정방법 ································································33

표 29. 국내 타이어 마모 배출계수 ················································································34

표 30. 서울시 미세먼지 배출량(2002년) ·······································································35

표 31. 서울시 도로교통부문에 의한 미세먼지 배출량(2002년) ·······························35

표 32. Tier 1 타이어․브레이크 패드 마모 배출계수(유럽) ···································38

표 33. Tier 1 도로표면 마모 배출계수(유럽) ·····························································39

표 34. 타이어 마모에 대한 TSP 배출계수 ··································································40

표 35. 타이어 마모의 입자크기별 질량 분율 ······························································41

표 36. 브레이크 패드에 대한 TSP 배출계수 ······························································42

표 37. 브레이크 패드의 입자크기별 질량 분율 ··························································43

표 38. 타이어 마모물질 구성 성분 ················································································44

표 39. 브레이크 패드 마모물질 구성 성분 ··································································45

표 40. 차종별 배출계수와 중금속 배출량 ····································································46

표 41. 타이어 마모 PM 배출 계수 ················································································48

표 42. PART5 모델을 이용한 국내 차종별 타이어마모 PM 배출계수 ················49

- iii -

표 43. 배출계수를 구성하는 차종별 등의 구분 ··························································51

표 44. 일본의 타이어 마모 배출계수 ············································································52

표 45. 자동차에서 발생한 NOx와 PM의 연간 배출량(미에현, 2010년) ···············52

표 46. 연도별 자동차등록대수 변동추이 ······································································54

표 47. 수도권 차종별 등록대수 현황(2006년) ·····························································55

표 48. 수도권 차종별 등록대수 현황(2007년) ·····························································56

표 49. 수도권 차종별 등록대수 현황(2008년) ·····························································56

표 50. 수도권 차종별 등록대수 현황(2009년) ·····························································57

표 51. 수도권 차종별 등록대수 현황(2010년) ·····························································57

표 52. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2006년) ·······················································58

표 53. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2007년) ·······················································59

표 54. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2008년) ·······················································59

표 55. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2009년) ·······················································60

표 56. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2010년) ·······················································60

표 57. 미세먼지 노출정도에 따른 위해 가능성 ··························································61

표 58. 미세먼지(PM10) 오염수준에 따른 예방조치 ···················································62

표 59. 납에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응 ············································65

표 60. 수은에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응 ········································66

표 61. 카드뮴에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응 ····································67

표 62. 크롬에 대한 생애주기별 독성 영향 및 용량반응 ··········································68

표 63. 프탈레이트류에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응 ························70

표 64. 독성특성을 고려한 평가대상 물질 위험성 분류 ··········································72

- iv -

표 65. 납에 대한 정량적 독성 시험 결과 ····································································73

표 66. 수은에 대한 정량적 독성 시험 결과 ································································74

표 67. 카드뮴에 대한 정량적 독성 시험 결과 ····························································75

표 68. 크롬에 대한 정량적 독성 시험 결과 ································································76

표 69. 발암성 대상 물질별 정량적 용량-반응 결과 ··················································77

표 70. 비발암독성물질 중 어린이민감영향 물질별 정량적 용량-반응 결과 ········78

표 71. 비시장 재화의 가치측정 방법 분류 ··································································81

표 72. 헤도닉 가격기법이 적용된 연구 ········································································83

표 73. 회피행동분석법이 적용된 연구 ········································································84

표 74. 다속성 효용평가법이 적용된 연구 ··································································86

표 75. 환경비용 측정방법론의 개념적 구분 ······························································90

표 76. 유럽의 타이어 마모 배출계수(CORINAIR) ···················································108

표 77. 독일의 타이어 마모 배출계수(IIR DE 2012) ················································108

표 78. 미국의 타이어 마모 배출계수(PART5) ··························································109

표 79. 일본의 타이어 마모 배출계수 ··········································································110

표 80. 국내의 타이어 마모 배출계수 ··········································································110

표 81. 유럽의 브레이크 패드 마모 배출계수(CORINAIR) ·····································111

표 82. 독일의 브레이크 패드 마모 배출계수(IIR DE 2012) ··································111

표 83. Tier 2 방법론을 이용한 타이어 마모물질 배출량 비교(TSP) ·················112

표 84. 수도권 입자크기별․연도별 타이어 마모물질 배출량(유럽배출계수이용) ·· 113

표 85. 유럽배출계수(Tier 2)를 이용한 브레이크 패드 마모물질 배출량 비교(TSP) ···114

표 86. 수도권 입자크기별․연도별 브레이크 패드 마모물질배출량(유럽배출계수이용) ·· 115

- v -

표 87. 연도별 자동차등록대수 변화추이 ····································································116

표 88. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량 전망 예측(∼2024년) ···········117

표 89. 차종별 타이어 마모물질에 대한 중금속 배출계수 ······································119

표 90. 2010년도 타이어 마모물질에 대한 유해성분 배출량 ··································120

표 91. 차종별 브레이크 패드에 대한 중금속 배출계수 ··········································121

표 92. 2010년도 브레이크 패드 마모물질에 대한 유해성분 배출량 ····················121

표 93. 유아․어린이․고령자의 호흡기계의 질병 관련된 의료비용의 추정 결과 ···122

표 94. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 처리비용 산출(2010년) ·····················123

표 95. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 처리비용 산출(2010년) ·····················124

표 96. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질에 대한 부담비용(2010년) ·················124

- vi -

<그림 차례>

그림 1. 타이어의 구조 ······································································································11

그림 2. 타이어 마모 영향 요소 ······················································································13

그림 3. 타이어 마모 배출량에 대한 속도 보정값 계수 ············································41

그림 4. 브레이크 패드 배출량에 대한 속도 보정값 ··················································43

그림 5. 연도별 납 배출량 ································································································46

그림 6. 연도별 카드뮴 배출량 ························································································47

그림 7. 연도별 수은 배출량 ····························································································47

그림 8. 일본환경성, 국립환경연구소, 산업종합기술연구소의대기오염물질농도데이터···50

그림 9. 연도별 자동차등록대수 변화추이 ····································································55

그림 10. 물질별 생애주기의 독성영향비교 ··································································71

그림 11. 헤도닉 가격기법의 운용 절차 ······································································82

그림 12. 다속성 효용평가법 운용 절차 ········································································85

그림 13. 생산성 접근법 운용절차 ··················································································91

그림 14. 가상가치평가법의 5단계 ··················································································93

그림 15. Tier 2 방법론을 이용한 타이어 마모 배출량 비교(TSP) ·····················112

그림 16. 수도권 입자크기별․연도별 타이어 마모물질 배출량(유럽배출계수이용) ·· 113

그림 17. 유럽배출계수(Tier 2)를 이용한 브레이크 패드 마모물질 배출량 비교(TSP) ···114

그림 18. 수도권입자크기별․연도별브레이크패드마모물질배출량(유럽배출계수이용) ·· 115

그림 19. 타이어 마모물질 입경별 배출량 전망 예측 ··············································118

그림 20. 브레이크 패드 입경별 배출량 전망 예측 ··················································118

- 1 -

I. 서론

1. 연구의 배경 및 목적

가. 연구배경

도심지의 대기오염현상은 인구의 도시 집중으로 인해 악화되고 있으며, 특히 계

속적으로 증가하는 자동차와 도로 확장으로 인해 도로 비산먼지가 지속적으로 늘

어남에 따라 국민 건강 등에 큰 영향을 미치고 있다. 자동차의 배기가스 이외에

타이어 및 브레이크 패드의 마모에 의해 다량의 비산먼지가 동시에 배출되고 있

으며, 그 비산먼지 발생률은 약 12%(‘08년)이며, 타이어 재료 성분(Cd, Cr, Pb 등

인체에 유해한 중금속이 일부 함유) 특성상 일반먼지에 비해 유해성이 큰 것으로

알려져 있다. 또한, 브레이크 패드는 비산먼지 배출량 자료(국립환경과학원

CAPSS 배출량 통계 시 ‘브레이크 패드 마모량’은 제외)가 구축되어 있지 않으나,

입자 크기가 작아 국민 건강에 직접적인 영향을 미칠 것으로 추정하고 있다.

본 연구에서는 타이어 및 브레이크 패드 마모에 의한 비산먼지 배출량 산정을

통해 국민 건강 등에 미치는 위해성을 조사하고 저감 방안을 모색하고자 한다.

나. 연구목적

미세먼지는 크게 점오염원, 면오염원, 도로⋅비도로이동오염원, 자연오염원 등에

서 배출되며, 오염원에서 직접 배출되는 1차 먼지(primary PM)와 대기 중에서 광

화학반응 등에 의해 형성되는 2차 먼지(secondary PM)로 구성되어 있어 이에 따

른 과학적이고 합리적인 다양한 저감대책이 수립되어야 한다.

현재 타이어 및 브레이크 패드에 관련된 미세먼지의 특성 연구는 거의 없는 실

정이다. 따라서 본 연구에서는 타이어 및 브레이크 패드 마모로 인해 발생하는 미

세먼지에 대해 문헌 및 국가 통계 자료와 국내외 배출계수 비교분석을 통하여 합

리적인 배출량을 산정하고자 한다. 또한, 타이어 및 브레이크 패드에서 발생하는

마모물질에 위해성을 살펴보고, 이를 통해 국민의 건강권을 보호하기 위한 정책적

⋅제도적 활용 방안을 모색하고자 한다.

- 2 -

2. 연구범위 및 방법

가. 연구내용

1) 비산먼지(미세먼지 구분) 배출 현황 조사

- 총 비산먼지 배출량(발생원별 구분) 조사

- 타이어 및 브레이크 패드의 비산먼지 배출 기여도 조사(국외 비교)

2) 수도권지역 타이어 및 브레이크 패드 마모에 인한 비산먼지(미세 먼지

구분) 배출량 산정 및 전망 예측(∼ 2024년까지)

- 주행거리에 따라 차종별(승용, 승합, 화물, 특수 등)․용도별(자가, 영업)․배

기량별(이륜차 해당) 구분하여 배출량 산정(문헌 및 국가통계 자료 이용)

- 국내․외 다양한 배출계수(국내, 미국, 유럽 등)를 비교·적용하여 합리적 배

출량 산정

3) 타이어 및 브레이크 패드 마모물질의 위해성 및 사회적 비용 산출

- 공기 중 확산을 알아보기 위한 마모 입자 크기(PM10, PM2.5)별 분석

- 타이어 및 브레이크 패드에 대한 성분 분석(문헌조사)

- 타이어 및 브레이크 패드 마모물질의 독성 및 위해성 평가 사례 조사

- 타이어 및 브레이크 패드 마모물질로 인한 사회적 비용 추산

4) 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 저감을 위한 정책 제안

- 생산 및 운행과정 등에서의 저감 대책 및 기대효과

- 정책적 활용 방안 마련(소요예산 및 재원확보방안 등)

- 3 -

나. 연구방법

1단계 : 문헌조사

- 타이어 및 브레이크 패드 마모에 의한 비산먼지 배출 현황 조사

- 국내․외 비산먼지 배출량 및 사례 조사

- 국가 통계 분석

- 기타 학계 연구보고서

2단계 : 위해성 조사

- 유해화학물질 등 시험분석

▪마모 입자 크기에 따른 위해성

▪유해화학물 등의 위해성

- 타이어 및 브레이크 패드 마모물질의 독성 및 위해성 평가 사례 조사

3단계 : 활용방안 연구

- 차종별 배출량 산정

- 국내․외 배출계수를 이용하여 배출량 산정 후 비교 분석

4단계 : 제도적 보완

- 마모물질 저감을 위한 정책제안

- 타이어 및 브레이크 패드로 인해 발생하는 환경오염에 대한 부담금 재원확보 방안 마련

- 4 -

II. 국내외 비산먼지 관련 현황

1. 국내 현황

가. 비산먼지 현황

1) 비산먼지 배출 현황 조사

정부의 지속적인 대기오염물질 저감 대책에도 불구하고 미세먼지에 의한 대기

오염은 악화되고 있으며 특히 인구와 산업, 교통량이 밀집한 수도권의 경우 선진

국 대도시 보다 대기오염이 높은 실정이다.

미세먼지는 크게 점오염원, 면오염원, 도로․비도로이동오염원, 자연오염원 등에

서 배출되며, 오염원에서 직접 배출되는 1차 먼지(primary PM)와 대기 중에서 광

화학반응 등에 의해 형성되는 2차 먼지(Secondary PM)로 구성되어 있어 이에 따

른 과학적이며 합리적이고 다양한 저감대책이 수립되어야 한다. 현재 수도권 지역

을 대상으로 한 국내의 배출량 산정 관련 연구결과를 살펴 보면 비산먼지에 의한

PM10 배출량이 연료연소에 의한 배출량보다 클 수 있으며, 차량운행에 따른 포장

도로에서 재비산되는 미세먼지 발생량이 비산먼지의 많은 부분을 차지하고 있음

을 볼 수 있다. 수도권에서 배출되는 비산먼지 발생현황(2007)을 살펴보면 타이어

및 브레이크 패드에 의한 PM10, PM2.5의 발생량이 많은 부분을 차지하고 있어 향

후 관리ㆍ대책이 요구되어지고 있다.

- 5 -

대분류년도별 배출량(톤)

2006년 2007년 2008년 2009년합계 14,659 48,367 50,755 68,289

에너지산업 연소 1,024 586 538 1,957비산업 연소 1,085 544 517 490

제조업 연소 983 958 845 4,938생산공정 327 411 286 214

도로이동오염원 9,170 7,771 6,023 5,392비도로이동오염원 1,960 4,347 2,262 3,062폐기물처리 110 129 143 144기타면오염원 - 113 122 115

비산먼지 - 33,508 40,019 51,977자료 출처 : 국립환경과학원, 대기오염물질 배출량 통계자료

표 1. 수도권의 대기오염물질(PM10) 배출량 통계자료

PM10

배출량(톤/년)

PM2.5

배출량(톤/년)도로재비산 35,314 8,075

건설공사 5,755 576나대지 5,151 773

하역 및 야적 2 0.3타이어 마모 1,399 979

브레이크 패드 마모 2,191 872도로표면 마모 1,333 720

자료 출처 : 국립환경과학원, 도시지역 PM2.5 생성과정에 관한 연구(2010)

표 2. 수도권 비산먼지 배출량(2007년)

나. 도로 비산먼지 배출량 산정

본 연구에서 타이어 및 브레이크 패드에 대한 마모물질 배출량을 산정하고 이

중 도로에서 비산되는 미세먼지 배출량을 재산정하였다. 도로 비산먼지 배출량 산

정은 국립환경과학원에서의 도로 비산먼지 배출량 산정 연구를 참고하였다.

1) 포장도로 비산먼지 배출계수 산정 방법론

차량의 운행으로 포장도로에서 발생하는 비산먼지 배출계수는 일반적으로 미국

EPA AP-42의 산정식을 이용하여 계산한다. 이 산정식은 upwind-downwind

method를 사용하여 차량이 측정도로를 통과할 때 발생하는 flux 차이를 측정한

후 확산모델링(dispersion modeling)을 이용하여 배출계수를 산정하고 silt loading

- 6 -

값과 비교한 다음 회귀분석을 통해 1980년대에 미국에서 개발된 것이다. EPA의

최초 산정식은 차량운행에 의해 재비산된 먼지뿐만 아니라 자동차 배기가스 중의

먼지, 타이어나 브레이크의 마모에 의한 먼지가 포함된 포장도로에서 차량 주행

시 발생되는 먼지농도를 측정하여 만든 것으로, 차량의 배기가스, 브레이크 및 타

이어 마모, 도로 재비산 먼지의 배출량을 함축적으로 함께 포함하고 있다. 이로

인해 포장도로 비산먼지 배출량이 중복 산정(double count)되어 과대평가

(overestimation) 된다. 2003년 12월 EPA는 이러한 오류를 보완하고 재비산된 도

로먼지 배출량만을 산정하기 위해 AP-42 Section 13.2.1을 개정하였다. 차량의 배

기가스, 브레이크 및 타이어 마모에 의한 먼지배출량은 EPA Mobile 6.2를 이용하

여 분리되어 산정된다.

개정된 미국 EPA AP-42 Section 13.2.1(2011)의 포장도로에서 차량의 운행으로

인한 비산먼지 배출계수 산정식은 다음과 같다(EPA, 2011).

×

Q : 배출량(kg/yr)

VKT : 주행거리(km/yr)

E : 먼지 배출계수(g/km)

1000 : 단위환산계수(g→kg)

×

×

E = 배출계수(having units matching the units of k) (g/VKT)

k = 입자크기에 따른 보정계수

sL = 표면 silt loading (g/㎡)

W = 평균차중(톤)

C = 1980년대 자동차 배기가스, 브레이크 및 타이어 마모 배출계수(g/km)

위의 식은 건조한 날(dry paved road)에 해당되는 식이며, 강우가 있는 경우에

는 비포장도로와 같이 강우에 의한 저감 효과를 고려하여 보정한다. 다음 <표 3>

는 입자 크기에 따른 보정계수(k)를 나타낸다.

- 7 -

Size RangeMultiplier k

g/VKT1) g/VMT2) lb/VMT

PM 2.5 2.1 3.3 0.0073

PM 10 4.6 7.3 0.016

PM 15 5.5 9.0 0.020

PM 30 24 38 0.082

※ 1) g/VKT : grams per Vehicle Kilometer Traveled

2) g/VMT : grams per Vehicle Mile Traveled

표 3. 입자 크기에 따른 보정계수(k)

위 식에서 C는 산정식을 개발한 시기인 1980년대의 자동차 배기가스, 브레이크

및 타이어 마모에 의한 먼지 배출계수로, EPA Mobile 6.2 model을 사용하여 구

하였다. C 값은 다음 <표 4>와 같다.

Particle size rangeC, Emission factor for exhaust, brake wear, and tire wear

(g/VKT)PM2.5 0.1005PM10 0.1317PM15 0.1317PM30 0.1317

표 4. 자동차 배기가스, 브레이크 및 타이어 마모에 의한 먼지배출계수

식 은 PM10의 경우 65번의 실험 데이터의 회귀분석을 통해 만들어졌는데, 실험

은 일반 포장도로와 산업단지의 포장도로의 교통 흐름의 원활하여 거의 일정 속

도로 차량이 움직이는 평탄한 도로에서 수행되었다. 이러한 배출계수의 정확도의

질을 평가하면 silt loading 0.03 ∼ 400g/㎡, 평균 차량 무게 2.0 ∼ 42tons, 평균

차량속도 16 ∼ 88km/h와 같은 배출계수 개발 당시의 조건이 적용될 경우, PM10

의 경우 A의 quality rating을 가지며, PM2.5 의 경우에는 B의 quality rating을 가

진다.

가) 도로 표면의 silt loading

포장도로에서 비산먼지 배출량은 도로 표면 위의 silt loading과 도로를 주행하

는 평균 차량 무게에 따라 달라진다. Silt loading은 채취한 시료 중에 기하학적

직경이 75um 이하인 먼지(silt)의 도로 단위면적 당 무게를 말하는데, 이는 차량

운행으로 인한 도로 먼지의 재비산 가능 잠재력을 의미한다.

- 8 -

Silt loading은 포장도로에서의 차량운행으로 인한 비산먼지 배출계수에 관련된

인자로 배출량에 절대적인 영향을 끼치는 주요 인자이다. 일반적으로 silt loading

은 교통특성(속도, ADT, 대형차량 분율), 도로특성(곡률, 차로 수, 노변 유무), 토

지이용도(농업지역, 도시지역, 신설 주거지역)와 지역적ㆍ계절적 인자(강설, 결빙,

풍식) 등에 의해 변화한다.

미국 EPA는 silt loading의 측정을 강하게 권장하고 있으며, 측정값이 없어서

default value를 사용 시에는 산정된 배출계수의 정확도의 질(quality rating)을 두

단계 낮추어야 한다고 제시하고 있다. 따라서 비산먼지 발생에 있어 잠재적 척도

가 되는 silt loading 값을 가능한 한 정확하게 측정하는 것이 배출계수의 정확도

의 질을 좌우한다고 할 수 있다.

기존 AP-42 section 13.2.1(EPA, 1995)에서는 silt loading을 대상 도로의 일평균

통행량(ADT; average daily traffic)과 도로의 표면 상태(normal conditions,

worst-case conditions)에 따라 default value를 0.1 ∼ 3.0g/㎡으로 제시하였는데,

2011년 개정판에는 이를 <표 5>로 대체하였다.

(단위 : g/㎡)

ADT category

(vehicles/day)<500 500∼5,000 5,000∼10,000 >10,000

Ubiquitous baseline

(g/㎡)0.6 0.2 0.06

0.03

0.015 limited

accessUbiquitous winter baseline

multiplier during months

with frozen precipitation

X4 X3 X2 X1

Initial peak additive

contribution from application

of antiskid abrasive (g/㎡)

2 2 2 2

Days to return to baseline

conditions

(assume linear decay)

7 3 1 0.5

출처 :

표 5. 제설제의 hot spot 기여를 포함한 기본 silt loading 값

<표 5>와 같이 미국 EPA AP-42 section 13.2.1(2011)에서는 도로 표면의 silt

loading이 통행량에 따라 일반적인 조건에서는 0.03(0.015) ∼ 0.6g/㎡의 범위의

- 9 -

값을 제시하였고, 겨울철 결빙이 있을 경우 교통량에 따라 기본 silt loading에 1

∼ 4배 곱할 것을 제시하고 있다. 또한 제설제의 silt loading에 대한 기여를 2g/

㎡으로 제안하고 있다. 참고로 <표 6>는 미국의 여러 기관에서 제시한 기본 silt

loading 값을 교통량 및 도로 구분에 따라 정리한 것이다(Cowherd et al., 2002).

ADT

Source

Local

<500

Collector

500~10,000<5,000 >5,000

Major

>10,000

Freeway

>10,000

NEI1) 1.0 ← 0.2 0.04 → →

AP-42

(1993)← ←

0.4(normal)

3.0(worst)

0.1(normal)

0.5(worst)→ →

AP-42

(2003)0.6 ← 0.2 0.06 →

0.03

(0.015

limited

access)

CARB2)0.320

1.6(rural)0.035 → → 0.035 0.02

Utah DEQ3) 3.402 0.906 - - 0.280 0.124

※ 1) NEI(National Emissions Inventory(2001)

2) CARB(California Air Resources Board(1997)

3) Utah DEQ(Utah Department of Environmental Quality(2002), “Post-storm” default Values

표 6. ADT(vehicles/day)에 따른 기본 silt loading 값

1.2 도로를 통행하는 차량의 평균 무게(W)

포장도로의 비산먼지 배출계수를 산정하는데 있어 중요한 사항은 도로를 통행

하는 차량의 평균 무게(W)이며, 이는 대상 도로의 통행량과 그 구성비의 조사를

통해서 구할 수 있다. 예를 들면, 대상 도로의 통행차량 중 2톤 트럭이 99%의 비

율을 차지하고 나머지 1%를 20톤 트럭이 차지한다면 이 때 대상도로 통행 차량

의 평균 무게는 2.2톤이 된다. 즉, 미국 EPA AP-42 Section 13.2.1(2011)의 포장도

로에서 차량의 운행으로 인한 비산먼지 배출계수 산정식은 개개의 통행차량에 의

한 비산먼지 배출계수를 산출하기 위한 식이 아니라 특정 도로 구간을 통행하는

전체 차량에 의한 하나의 대표적인 배출계수를 산정하는 실험식이다. 참고로 미국

CARB(California Air Resources Board)의 경우 MRI(Midwest Research Institute;

Muleski, 1996)에서 조사한 차량의 평균 무게인 2.4톤을 적용하고 있다.

- 10 -

다. 타이어 및 브레이크 패드 마모 현황

1) 주요내용

도로에서 발생하는 비산먼지는 도로 재비산먼지 이외에도 도로를 주행하는 차

량의 타이어 마모, 브레이크 패드 마모, 도로표면 마모에 의해 발생된다. 현재 국

내에서는 CAPSS에서 타이어 마모에 의한 비산먼지 배출계수만을 제시하고 있다.

미국 EPA의 경우 이동오염원 배출량 산정 모델인 Mobile 6.2를 이용하여 배기

가스 중 먼지배출량과 함께 타이어와 브레이크 마모에 의한 배출량을 산정하고

있다. 유럽의 경우는 EPA AP-42의 도로 재비산먼지 배출계수가 불확도가 높다고

판단하여 도로 재비산먼지 배출량은 산정하지 않고 타이어 및 브레이크 패드, 도

로표면 마모에 의한 먼지 배출량만을 산정하고 있다.

가) 타이어 현황

(1) 타이어의 구조

타이어는 충격을 흡수하고 하중을 감당하도록 설계된 고기능성 고분자 복합체

이다. 타이어는 도로의 표면과 직접 접촉하므로 외부로 부터의 충격이나 손상으로

부터 보호되어야 하므로 레이온과 나일론 등의 섬유에 양질의 고무를 입힌 cord

를 여러 층으로 겹쳐서 황을 가하며 틀 속에서 성형한다. 타이어는 크게 트레드

(tread)부, 사이드월(sidewall)부, 쿠션(cushion)부, 카카스(carcass)부, 비드(bead)부

의 다섯 가지로 구분할 수 있다.

승용차의 타이어와 버스나 트럭용 타이어의 구조는 다르지만 기본적으로 타이

어는 고무로 피복된 표층(‘ply'라 함)을 포갠 카카스(carcass)가 골격이 되며, 노면

에 직접 접촉되는 부분은 그 골격을 보호하기 위해 트레드(tread)라는 두꺼운 고

무층으로 덮여 있다. 이것을 트레드부와 그 밑의 어깨에 해당되는 숄더(shoulder)

부, 측벽을 외상에서 보호하기 위해 얇은 고무층으로 뒤덮은 사이드월(sidewall)

부, 가장 끝에 림과 접촉되어 있는 비드(bead)부로 나뉘며 (그림 1)은 이에 대한

타이어의 구조를 나타낸 것이다.

- 11 -

그림 1. 타이어의 구조

트레드부는 직접 노면에 접촉하는 부분이며 내마모성을 좋게 하기 위해서 고무

에 양질의 카본 블랙을 많이 넣어서 제조되고 있으며, 타이어의 견인력을 키우고

또한 정지할 때에 미끄러지지 않고 주행 시에 열의 발산을 양호하게 하기 위해

여러 가지 모양으로 만들어지는 것이다. 쿠션부는 트레드와 카카스부 사이에 있으

며 한 장에서부터 네 장까지의 cord지에 고무층을 입힌(이것을 breaker라고도 한

다.)것으로서 외부에서의 충격을 완화하고 트레드부의 절상의 확대를 방지하며 또

상처로부터 수분 등의 이물질이 카카스부로 침입하는 것을 막는다.

Sidewall부는 카카스의 측면부를 보호하는 것이며 근래에는 타이어의 외관을

좋게 하기 위하여 여기에 백고무를 사용한 ‘white sidewall tire’가 유행되고 있다.

Carcass부는 타이어의 본체를 구성하는 부분이며 공기압을 지탱하고 있는 동시

에 타이어에 걸리는 하중을 부담하고 있는 것이다. 피로저항이 강한 타이어 cord

지에 배합고무를 입힌 것(이것을 ‘ply’라고 함)을 2 ∼ 20매까지 경사지게 절단하

여 서로 반대방향으로 붙여 성형한다.

Bead부는 타이어를 rim에 고정시키는 부분이며 하중은 이 부분을 통하여 카카

스에 전달된다. 또 공기압과 타이어의 주행 중의 원심력에 대하여도 충분히 견딜

수 있도록 제조되어야 한다. Bead부는 직경 1m/m 정도의 양질의 피아노선을 4

본에서부터 수십 본에 이르기까지 한데 모아 단단한 고무질로 고정되어 있다.

- 12 -

(2) 타이어를 구성하는 재료의 특성

타이어의 주요 구성성분은 천연고무(NR) 혹은· 합성고무(SBR, BR, IR, EPDM,

BIIR, CIIR 등), 카본블랙·탄산칼슘·SiO2·TiO2 등의 보강제 및 충진제, 스틸코드

(Brass 도금 Steel Cord, Bronze 도금 Steel Cord) ·패블릭 코드(나일론, 레이온, 폴

리에스테르), 내림촉진제·접착제·점착제·노화방지제 등의 유기배합물, 황·가황촉진

제·지연제 등의 가류제가 있다.

타이어를 구성하는 고무의 조성은 종류별로 많은 차이가 있으나 대략 무게비

백분율로 살펴보면 다음의 <표 7>과 같다.

구성 무게(kg) 무게비(%)

Rubber polymer(SBR) 6.09 62.1

Carbon black 3.04 31.0

Extender oil 0.19 1.9

Zinc oxide 0.19 1.9

Stearic acid 0.12 1.2

Sulphur 0.11 1.1

Accelerator 0.07 0.7

합계 9.81 99.9

자료 출처 : Willams et al., 1990

표 7. 타이어 고무의 일반적인 구성

(3) 타이어 마모

타이어의 마모는 타이어의 구조나 형상, 트레드 패턴과 같은 내부적인 요인들과

차량 특성, 운전 방법, 공기압이나 하중, 노면이나 온도 등과 같은 외부적인 요인

들과 같은 다양한 요인들에 의해 영향을 받는다. 실제 타이어의 사용 조건에서는

위와 같은 여러 요인들이 복합적으로 적용하기 때문에 아직 타이어 마모에 대한

명확한 규정은 이루어지지 않았다.

- 13 -

그림 2. 타이어 마모 영향 요소

타이어의 마모 성능을 순순한 기계적 마모에 의해 발생되는 고무의 물질적 특

성으로 본 Schallamach의 이론식은 다음과 같다.

···A : 주행거리당 마모율(abrasion per unit distance traveled)

r : 에너지손실당 마모량(abrasion per unit energy dissipation)

ρ : 타이어의 탄성(resilience of tire)

S : 슬림(slip)

F : 접지면 외력(reaction force in area of contact)

이 식에 의해서 타이어의 마모는 접지면에 걸리는 외력이 클수록 접지면에서

많이 미끄러질수록 마모가 많이 된다는 것을 알 수 있다. 그러나, 타이어의 마모

는 단순히 기계적인 마모에 의해서만 발생하는 것이 아니라 위에서 언급했듯이

여러 가지 요인들의 복합적인 원인들로 인해 발생한다.

타이어는 통상 크든, 작든 습관성을 지니고 마모하는데, 이것이 극심한 상태로

된 경우를 이상마모라고 한다. 또, 이상마모나 그 외의 원인들에 의해 타이어의

마모수명이 현저히 짧아진 경우를 조기마모라고 한다.

이상마모의 원인은 차량의 측면에서 차륜, 브레이크 등의 고장, 취부불량 또는

잘못된 Alignment(Toe-in, Camber 등)등에 기인하고, 타이어 사용상의 공기압,

- 14 -

부하 하중, Rim 접촉상태 등의 부적정성 및 타이어 고무의 변질 또는 불량 등에

기인하여 발생할 수 있다. 이를 예방하기 위해서는 얼라이먼트, 브레이크 및 휠

등 차량의 정기점검, 적정공기압 유지 및 정기적 위치교환 등 타이어의 올바른 사

용, 급발진, 급정지 및 급회전 등을 지양하는 올바른 운전방법이 필요하다.

마모 종류 현 상 원 인

불균일마모비정상마모로써 부적절한 공기압, Wheel

Alignment, Wheel Balance, Rotation에 기인

이상마모

한쪽 숄더부 리브 조기마모로써

- Camber 불량

- Toe 불량

편심마모

원주방향일부마모로써

-Shock/Strut 불량

-W/B 불량

다각형마모숄더부의 다각형마모로써

-전륜구동차량에서 Rear Toe 불량

불규칙마모숄더부의 불규칙마모로써

-공기압 불량(부족)이 원인

깃털마모 원주방향으로 일부마모로써 Toe 불량이 원인

표 8. 타이어 마모의 종류

- 15 -

타이어 마모 입자는 마모된 입자가 전부 대기 중으로 배출되는 것은 아니다. 타

이어 트레드의 마모는 기계적인 과정으로 조대입자 배출이 지배적인 것으로 인식

될 수 있지만 많은 연구 결과들은 배출된 타이어 마모 입자의 미세 및 조대 입자

분율에 상당히 큰 차이를 보이고 있다고 한다.

(4) 국내 타이어 배출계수

국내 CAPSS에서 적용하고 있는 타이어 마모에 의한 비산먼지 배출계수는 1991

년 국립환경과학원에서 제시한 배출계수이며, 총부유분진(TSP)에 대해서만 산정하

고 있다.

차종 배출계수(TSP)

승용차․택시․소형버스․소형트럭 0.118 g/km․대

대형버스, 대형트럭 0.23 g/km․대

자료출처 : 국립환경과학원, 도시대기질 개선에 관한 연구3(1991)

표 9. 타이어 마모에 의한 차종별 비산먼지(TSP) 배출계수

다음은 타이어 마모에 대한 배출량 산정방법이다.

····

여기서, N은 차종별 차량 대수이며, M은 주행거리, EFT는 타이어 마모에 의한

배출계수, fTi는 타이어 마모 입자크기(i)에 따른 분율로 PM10의 경우 0.6을 적용했

다. ST(V)는 평균 주행속도에 대한 타이어 마모 보정계수이다. 평균주행속도는 유

럽 CORINAIR를 적용하여 40km/h보다 작을 경우 ST(V)=1.39를 적용하였다.

나) 브레이크 패드

자동차의 부품, 소재 가운데 복합재료로 분류되는 자동차용 브레이크 패드는 다

른 부품과는 달리 주기적으로 교환해 주어야하는 소모성이 많은 제품으로 주행시

마찰에 의한 분진을 그대로 대기에 배출하므로 중금속이 함유되었을 경우 대기환

경 오염에 의한 인체의 직접적 영향을 미치는 것은 물론이고, 하수원을 통해 유입

됨으로서 상수원과 토양을 오염시키는 심각성을 가지고 있다.

자동차용 브레이크 패드는 차종 및 회사에 따라 내용물의 조성이 다르지만 브

레이크라이닝 및 패드는 석면재료 및 비석면 재료로 분류되고, 석면재료는 위해성

- 16 -

물질로 사용이 금지되고 있는 추세이며, 현재 일부 특수 차량에서만 사용되고 있

다. 브레이크패드는 세라믹, 탄소복합재료 등을 주체로 한 무기계 마찰재, 페놀 수

지 등의 유기화합물 결합재 등 복합재료로 구성되어져 있으며, 충진되는 금속산화

물의 양에 따라 다음과 같이 구분 된다.

∘ Metallic패드 : 금속산화물의 양이 80% 이상의 제품

∘ Semi metallic패드 : 금속산화물의 양이 30∼60% 이내의 제품

∘ Low metallic패드 :금속산화물의 양이 1∼10% 이내의 제품

∘ Super low metallic패드 : 금속산화물의 양이 1%이내의 제품

∘ Non Metallic패드 : 금속산화물의 양이 0%인 제품

일반적으로 사용되는 패드는 금속산화물의 양이 80% 정도인 메탈릭패드와 금속

산화물의 양이 30 ∼ 60% 이내의 제품인 세미메탈릭패드가 주종을 이루고 있다.

브레이크 마모 입자는 교통관련 PM의 주요 배출원으로 언급되고 있지만, 현재

브레이크 라이닝과 패드 마모 배출 입자에 대한 물리적 특성과 화학조성에 대한

이해는 부족한 현실이다. 브레이크 라이닝에 이용되는 물질은 매우 다양하며 브레

이크 마모에 영향을 주는 많은 요인들이 있다. 또한 현재 연구에서는 브레이크 물

질에 대한 정확한 조성을 공개하지 않고 있어 브레이크 물질과 배출입자에 대한

연구를 어렵게 하는 요인으로 작용하고 있다. 브레이크 마모는 기계적인 작용이

지배적으로 조대입자 뿐만 아니라 미세입자를 포함한 수백 ㎚ ∼ 수십 ㎛ 범위의

입자를 발생시킨다. 이 입자들이 대기 중으로 비산될 경우 환경에 유해한 영향을

끼칠 수 있다.

- 17 -

항목 기능 재료구분 사용재료

결합재 마찰재료의 결합기능열경화성 수지

금속섬유

페놀수지 및

그 변성수지

기재

(보강재)마찰재보강기능

유기섬유

무기섬유

Kevelar섬유 및 펄프

Ceramic, 티탄산칼륨

충진제 및

마찰안정재

마찰재형상유지 및

초기마찰안정

유기계

무기계

카슈(Cashew dust) 고무

BaSO4, Sb2O3

마찰조정재경질미립물질에 의한

연마기능

금속산화물

탄화물Al2O3, MgO, SiC

윤활재로터보호와

마모절감기능

각종흑연

금속수화물

인조, 천연흑연, MoS2,

WS2, CaF2

표 10. 브레이크라이닝 및 패드의 구성재질

브레이크라이닝은 브레이크의 금속 캐리어의 표면에 사용되는 실제 마찰 물질

이다. 이것에는 납과 납화합물이 성능강화제로 포함되어 있고 더불어 브라스 쉐이

빙(brass shaving)이 사용되는데 납이 함유되어 있다. FEMFM(마찰재료 유럽 생산

자 협회)에 따르면 마찰재료 자체는 금속과 화합물의 형태로 중량의 평균 2% 납

을 포함한다. <표 11>은 FEMFM(2001)의 일반적인 브레이크 라이닝의 납 함유량

자료이다.

- 18 -

FormulaPortion in the

formula(%)

Portion of lead in

the raw material(%)

portion of lead in

the formula(%)Component without

lead(bonding agents,

fibres, friction modifiers

like graphite or coke)

30 - -

Brass chips 20 2.30 0.460

Iron power 10 0.35 0.035

Steel wool 22 0.35 0.077

Antimony compounds 10 0.60 0.060

Friction modifiers with

lead impurities8 0.60 0.048

Total 100 0.680

Completed Brake Lining

WeightWeight content of

lead(g)

Portion of

lead(ppm)

Formula 100 0.68 6,800

Backing plate 200 0.70 3,500

Total brake lining

weight300 1.38 4,600

표 11. 일반브레이크 라이닝의 납 함유율

(1) 브레이크의 종류

(가) 디스크식 브레이크(disk brake)

디스크식 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 디스크의 양쪽에 패드라고 하는 마

찰재를 유압에 의해 눌러서 제동력을 발생하는 브레이크이다. 캘리퍼형 브레이크

라고도 하며 바퀴와 함께 회전하는 디스크, 패드, 캘리퍼로 구성되어 있다.

디스크식 브레이크는 보통 승용차, 경트럭, 및 소형버스 등의 전륜에 사용되며,

특히 ABS를 장착한 승용차의 경우에는 후륜에도 사용된다. 최근에는 3.5톤 이상

의 대형차량에도 디스크식 브레이크를 장착하기 위하여 연구가 진행 중에 있다.

디스크에는 솔리드 타입과 벤틸레이티드 타입이 있다. 히트 페이드 방지와 패드

- 19 -

의 수명 향상을 목표로 냉각성이 우수한 벤틸레이티드 타입이 많이 쓰이고 있다.

(나) 드럼식 브레이크(drum brake)

회전하는 드럼에 통상 2개로 구성된 슈(shoe)를 한쪽 지점으로 하여 다른 쪽 끝

을 피스톤으로 밀어내 드럼에 접촉하여 제동력을 얻는 브레이크이며, 자기 작동

작용을 갖는다.

예전에는 주로 드럼식 브레이크가 주류를 이루었으나 드럼내부에 열이 쌓여 방

열성이 떨어져 페이드 현상이나 베이퍼록 현상이 일어나기 쉽고, 물과 같은 이물

질이 들어가면 마찰면에 침입해서 제동력을 저하시키는 단점 때문에 최근에는 소

형차의 후륜과 대형차의 전․후륜용으로 사용되고 있다.

(2) 국내 브레이크 배출계수

현재 국내에는 CAPSS에서 타이어 마모에 의한 비산먼지 배출계수만을 제시하

고 있을 뿐 브레이크 마모에 대한 배출계수는 없는 실정이다. 몇몇 연구에서 유럽

의 배출계수를 이용하여 배출량을 산정하고 있다.

라. 선행 연구 사례

1) 서울시 고농도 미세먼지 오염현상의 원인분석 및 지역별 맞춤형 관리대

책(서울연구원, 2011)

이 연구에서는 유럽의 EEA(Emission Inventory Guidebook)의 산정식을 이용하

여 서울시에 대한 타이어 마모 및 브레이크 마모, 도로표면 마모 배출량을 산정하

였다. 타이어 마모 배출량을 산출한 결과 2009년 560톤, 2010년 551톤으로 추정되

었으며, 브레이크 마모 배출량은 2009년 824톤, 2010년 811톤으로 산출되었다.

(단위 : 톤)

타이어

마모

브레이크

마모

도로표면

마모도로재비산 합계

2009년 560 824 455 10,511 12,350

2010년 551 811 450 10,491 12,303

표 12. 서울시 포장도로의 비산먼지 배출량

- 20 -

나) 배출량 산정방법

(1) 타이어 마모

타이어 마모에 의한 미세먼지 배출량은 차종별 등록대수, 총 주행거리(VKT), 입

경별 질량 분율, 평균 차속을 고려하여 산출한다. 차종별 평균 차속 ST(V)는 차속

범위에 따라 차이가 있으며, 평균 차속이 40km/시간 이하로 가정하여 1.39를 적

용하였다.

×××

×

TE : 총 배출량(g)

Nj : 차종 j의 자동차 등록대수

Mj : 차종 j의 총 주행거리(km)

EFTi : 차종 j의 타이어 마모 배출계수(g/km)

fTi : 타이어 마모에 의한 입경별 질량 분율

ST(V) : 평균 차속(km/hr)

(2) 브레이크 마모

브레이크 마모에 의한 미세먼지 배출량은 차종별 등록대수, 총 주행거리(VKT),

입경별 질량 분율, 평균 차속을 고려하여 산출한다. 차종별 평균 차속 SB(V)는 차

속 범위에 따라 차이가 있으나, 평균 차속이 40km/시간 이하로 가정하여 1.67을

적용하였다.

×××

×

TE : 총 배출량(g)

Nj : 차종 j의 자동차 등록대수

Mj : 차종 j의 총 주행거리(km)

EFBi : 차종 j의 브레이크 마모 배출계수(g/km)

fBi : 브레이크 마모에 의한 입경별 질량 분율

SB(V) : 평균 차속(km/hr)

(3) 도로표면 마모

도로표면에 의한 미세먼지 배출량은 차종별 등록대수, 총 주행거리(VKT), 입경

- 21 -

별 질량 분율을 고려하여 산출하며 식은 다음과 같다.

×××

TE : 총 배출량(g)

Nj : 차종 j의 자동차 등록대수

Mj : 차종 j의 총 주행거리(km)

EFRi : 차종 j의 도로표면 마모 배출계수(g/km)

fRi : 도로표면 마모에 의한 입경별 질량 분율

도로 재비산

포장도로의 비산먼지는 배출계수와 도로별 총 주행거리의 곱으로 산출되며, 배

출계수는 입자크기에 따른 보정계수와 도로별 silt loading, 평균 차중 및 연간

0.254mm 이상의 강우일수를 고려하여 산출한다.

×

Q : 배출량(kg/yr)

VKT : 주행거리(km/yr)

E : 먼지 배출계수(g/km)

1000 : 단위환산계수(g→kg)

××××

E : 배출계수(g/km)

k : 입자크기에 따른 보정계수

sL : 표면 silt 함량(%)

W : 평균차중(톤)

P : 0.254mm 이상의 강우일수자료 출처 : EPA, AP-42 13.2.1 Paved road(2006)

2) 국가 대기오염물질 배출량 산정방법편람(국립환경과학원, 2010)

국가 대기오염물질 배출량 산정방법편람에서는 비산먼지에 대해서 배출량을 산

정하고 있으며, CAPSS 비산먼지 배출원 분류체계는 다음과 같이 구분하고 있다.

- 22 -

배출원분류 대분류 중분류 소분류 세분류12000000 비산먼지12010000 비산먼지 도로재비산먼지12010100 비산먼지 도로재비산먼지 승용차12010101 비산먼지 도로재비산먼지 승용차 경형

12010102 비산먼지 도로재비산먼지 승용차 소형12010103 비산먼지 도로재비산먼지 승용차 중형12010104 비산먼지 도로재비산먼지 승용차 대형12010200 비산먼지 도로재비산먼지 택시12010201 비산먼지 도로재비산먼지 택시 소형12010202 비산먼지 도로재비산먼지 택시 중형

12010203 비산먼지 도로재비산먼지 택시 대형12010300 비산먼지 도로재비산먼지 승합차12010301 비산먼지 도로재비산먼지 승합차 경형12010302 비산먼지 도로재비산먼지 승합차 소형12010303 비산먼지 도로재비산먼지 승합차 중형12010304 비산먼지 도로재비산먼지 승합차 대형

12010305 비산먼지 도로재비산먼지 승합차 특수12010400 비산먼지 도로재비산먼지 버스12010401 비산먼지 도로재비산먼지 버스 시내버스12010402 비산먼지 도로재비산먼지 버스 시외버스12010403 비산먼지 도로재비산먼지 버스 전세버스12010404 비산먼지 도로재비산먼지 버스 고속버스

12010405 비산먼지 도로재비산먼지 버스 기타12010500 비산먼지 도로재비산먼지 화물차12010501 비산먼지 도로재비산먼지 화물차 경형12010502 비산먼지 도로재비산먼지 화물차 소형12010503 비산먼지 도로재비산먼지 화물차 중형12010504 비산먼지 도로재비산먼지 화물차 대형

12010505 비산먼지 도로재비산먼지 화물차 특수12010600 비산먼지 도로재비산먼지 특수차12010601 비산먼지 도로재비산먼지 특수차 구난차12010602 비산먼지 도로재비산먼지 특수차 견인차12010603 비산먼지 도로재비산먼지 특수차 기타12010700 비산먼지 도로재비산먼지 RV

12010701 비산먼지 도로재비산먼지 RV 소형12010702 비산먼지 도로재비산먼지 RV 중형12020000 비산먼지 타이어마모12020100 비산먼지 타이어마모 승용차12020101 비산먼지 타이어마모 승용차 경형12020102 비산먼지 타이어마모 승용차 소형

12020103 비산먼지 타이어마모 승용차 중형12020104 비산먼지 타이어마모 승용차 대형12020200 비산먼지 타이어마모 택시12020201 비산먼지 타이어마모 택시 경형

표 13. 비산먼지부문 배출원 분류체계

- 23 -

배출원분류 대분류 중분류 소분류 세분류12020202 비산먼지 타이어마모 택시 소형12020203 비산먼지 타이어마모 택시 중형12020300 비산먼지 타이어마모 승합차12020301 비산먼지 타이어마모 승합차 경형

12020302 비산먼지 타이어마모 승합차 소형12020303 비산먼지 타이어마모 승합차 중형12020304 비산먼지 타이어마모 승합차 대형12020305 비산먼지 타이어마모 승합차 특수12020400 비산먼지 타이어마모 버스12020401 비산먼지 타이어마모 버스 시내버스

12020402 비산먼지 타이어마모 버스 시외버스12020403 비산먼지 타이어마모 버스 전세버스12020404 비산먼지 타이어마모 버스 고속버스12020405 비산먼지 타이어마모 버스 기타12020500 비산먼지 타이어마모 화물차12020501 비산먼지 타이어마모 화물차 경형

12020502 비산먼지 타이어마모 화물차 소형12020503 비산먼지 타이어마모 화물차 중형12020504 비산먼지 타이어마모 화물차 대형12020505 비산먼지 타이어마모 화물차 특수12020600 비산먼지 타이어마모 특수차12020601 비산먼지 타이어마모 특수차 구난차

12020602 비산먼지 타이어마모 견인차12020603 비산먼지 타이어마모 특수차 기타12020700 비산먼지 타이어마모 RV12020701 비산먼지 타이어마모 RV 소형12020702 비산먼지 타이어마모 RV 중형12030000 비산먼지 건설공사

12030100 비산먼지 건설공사 주거시설12030101 비산먼지 건설공사 주거시설 단독주택12030102 비산먼지 건설공사 주거시설 공동주택12030200 비산먼지 건설공사 비주거시설12030300 비산먼지 건설공사 도로건설12040000 비산먼지 나대지

12040100 비산먼지 나대지 학교운동장12050000 비산먼지 하역 및 야적12050100 비산먼지 하역 및 야적 모래12050200 비산먼지 하역 및 야적 석탄12050300 비산먼지 하역 및 야적 복토재12050400 비산먼지 하역 및 야적 알갱이 성상

12050401 비산먼지 하역 및 야적 알갱이 성상 연소재12050402 비산먼지 하역 및 야적 알갱이 성상 소각재12050403 비산먼지 하역 및 야적 알갱이 성상 분진류12050404 비산먼지 하역 및 야적 알갱이 성상 주물사, 모래류

표 14. 비산먼지부문 배출원 분류체계(계속)

- 24 -

하지만 타이어 마모에 대해서 별도로 산정을 하지 않고 대분류로 정의만 하고

있을 뿐 도로 재비산먼지 배출량 산정 시 포함하여 산정하고 있다.

3) 도시지역 PM2.5 생성과정에 관한 연구(국립환경과학원, 2010)

도시지역 PM2.5 생성과정에 관한 연구에서는 도로에서 발생하는 비산먼지는 도

로 재비산먼지 이외에도 도로를 주행하는 차량의 타이어 마모, 브레이크 마모, 도

로표면 마모에 의해 발생량을 산정하였다.

이 연구에서는 유럽 EEA의 배출계수(Tier2)를 이용하여 타이어, 브레이크 및 도

로 표면 마모에 의한 미세먼지 배출량 산정방법을 검토하였다. 타이어, 브레이크

및 도로 표면 마모의 경우 활동도는 포장도로에서만 배출된다는 가정 하에 포장

도로 비산먼지 배출량산정과 동일한 주행거리 자료를 적용하였다. 유럽 EEA의 배

출계수를 적용하기 위해 국내 차량을 다음 <표 15>과 같이 분류하였다.

EEA 차종 분류 국내 차종 분류

Passenger cars 승용차, 택시, 승합차(경형, 소형, 특수)

Light duty trucks 승합차(중형), 화물차(경형, 소형), 특수차(견인차, 기타)

Heavy vehicles 버스, 승합차(대형), 화물차(중형, 대형, 특수), 특수차(구난차)

표 15. 유럽 EEA의 배출계수 적용을 위한 차종 분류

유럽 EEA 배출계수를 적용하여 산정한 타이어, 브레이크 및 도로표면 마모 배

출량은 <표 16>와 같다. 이들 마모에 의한 수도권 비산먼지 배출량은 PM10의 경

우 약 4,922 톤/년으로 CAPSS 도로이동오염원의 약 63%에 해당하는 양이다.

PM2.5 의 경우 약 2,571 톤/년으로 산정되었으며, 이는 CAPSS 도로이도오염원

PM2.5 배출량의 약 37%에 해당하는 양이다. 향후 재비산먼지 배출량 산정 방법

의 개정 검토와 함께 이와 같은 마모 먼지에 대한 배출량 산정방법을 마련하는

것이 필요하다고 보고하고 있다.

- 25 -

PM10 배출량(톤/년) PM2.5 배출량(톤/년)

타이어

마모

브레이크

마모

도로표면

마모

타이어

마모

브레이크

마모

도로표면

마모

합계 1,398.8 2190.8 1,332.9 979.1 871.8 719.8

서울 436.2 665.0 398.2 305.4 264.7 215.0

인천 154.6 239.6 145.7 108.2 95.4 78.7

경기 807.9 1,286.2 789.0 565.5 511.8 426.1

표 16. 타이어, 브레이크 및 도로표면 마모 배출량(2007년)

또한 CAPSS의 자료를 적용하여 수도권 지역 비산먼지 배출량을 산정하였다.

PM10 배출량의 경우 배출원별로는 도로재비산, 건설공사, 나대지(학교운동장), 브

레이크 마모, 타이어 마모, 도로표면 마모, 하역 및 야적 순으로 비중이 크며,

PM10 배출량의 경우는 타이어마모, 브레이크 마모, 나대지, 도로마모, 건설공사,

하역 및 야적 순으로 비중이 큰 것으로 나타났다. 비산먼지 PM10 배출량의 경우

PM10 배출량의 약 23% 수준인 것으로 나타났으며, 단순 합계를 비교할 경우

CAPSS 이동오염원 PM2.5 배출량보다 큰 것으로 계산되었다.

그러나 여기서 도로재비산먼지와 마모 먼지는 중복산정 가능성이 있다는 점에

유의해야 하며, 향후 도로재비산먼지 배출계수에 대한 개정검토가 필요하다고 보

고하고 있다. 또한 나대지 배출량이 크게 평가되고 있는 점도 함께 검토될 필요가

있다고 한다. 그리고 현재 타이어, 브레이크, 도로표면 마모에 대한 배출량을

CAPSS에서는 산정하고 있지 않는데, 도로교통에 의한 영향 및 마모 입자의 건강

에 미치는 영향 등을 고려할 때 국내 실정에 맞게 검토하여 도입하는 것이 필요

할 것으로 사료된다.

- 26 -

PM10 배출량(톤/년) PM2.5 배출량(톤/년)

합계 51,144 11,995

도로재비산 35,314 8,075

건설공사 5,755 576

나대지 5,151 773

하역 및 야적 2 0.3

타이어마모 1,399 979

브레이크 마모 2,191 872

도로마모 1,333 720

자료 출처 : 국립환경과학원, 도시지역 P㎡.5 생성과정에 관한 연구(2010)

표 17. 수도권 비산먼지 배출량(2007년)

4) 비산먼지 배출량 산정방법 개선 및 도로재비산 먼지 실시간 측정방법

개발(국립환경과학원 2008)

2008년 비산먼지 배출량 산정방법 개선 및 도로재비산 먼지 실시간 측정방법

개발에 대한 연구 보고서에서 수도권 타이어 및 브레이크 패드의 배출량 산정 결

과를 나타내었다. 2005년도 서울시, 인천시, 경기도의 타이어 마모 배출량은 <표

18>과 같다.

(단위 : 톤/년)

방법론 CAPSS(국내) CORINAIR(유럽)

입자크기 TSP PM10 TSP PM10

합계 16,523 7,270 1,590 954

서울시 5,584 2,457 510 306

인천시 1,848 813 180 108

경기도 9,091 4,000 900 540

자료 출처 : 국립환경과학원, 비산먼지 배출량 산정방법 개선 및 도로재비산 먼지 실시간 측정 방법 개발에 대한 연구(2008)

표 18. 배출량 산정방법에 따른 타이어 마모 미세먼지 배출량 비교(2005년)

산정결과 CAPSS에 의한 타이어 마모 배출량이 매우 높게 산정되었는데, 평균

적으로 PM10의 경우 약 8배, TSP의 경우 약 10배 정도 높았다. 따라서 유럽의 배

출계수를 적용한 결과와 비교할 때 국내의 타이어 마모 배출계수를 적용할 경우

- 27 -

미세먼지 배출량이 높게 평가되고 있음을 알 수 있다.

2005년 CORINAIR 방법으로 산정한 타이어, 브레이크 패드, 도로표면 마모에

의한 비산먼지 배출량은 다음 <표 19>과 같으며, 브레이크 마모>타이어 마모>도

로표면 마모 순으로 나타났다. 타이어, 브레이크 패드, 도로표면 마모 배출량의 합

은 국내 타이어 마모 PM10 배출량의 약 1/2수준으로 계산되었다.

(단위 : ton/year)

구분

타이어․브레이크패드․도로표면 마모에 의한 배출량

(CORINAIR)도로이동

오염원

(CAPSS)타이어

마모

브레이크

마모

도로표면

마모소계

합계 954 2,160 660 3,773 9,766

서울시 306 691 209 1,206 3,009

인천시 108 245 74 426 1,314

경기도 540 1,224 377 2,141 5,443

자료 출처 : 국립환경과학원, 비산먼지 배출량 산정방법 개선 및 도로재비산 먼지 실시간 측정 방법 개발에 대한 연구(2008)

표 19. 수도권 타이어․브레이크․도로표면 마모비산먼지배출량(PM10) 산정(2005년)

5) 도로 재비산 먼지 저감 시범사업 타당성 조사 연구(환경부, 2008)

2008년 환경부의 도로 재비산 먼지 저감 시범 사업 타당성 조사 연구에서는 배

출량 산정은 하지 않았지만 타이어 마모에 의한 비산먼지 배출계수는 국립환경과

학원에서 산정한 CAPSS의 배출계수를 이용하여 산정한다고 제시하고 있다. 또한

미국 EPA에서 이동오염원 배출량 산정 모델인 Mobile 6.2를 이용하여 배기가스

중 먼지배출량과 함께 타이어와 브레이크 마모에 의한 배출량을 산정하고 있다고

보고하고 있다.

다음은 타이어 마모에 먼지 배출량(ET) 산정방법이다.

××××

여기서, N은 차종별 차량대수이며, M은 주행거리를 나타낸다. EFT는 타이어 마

모에 의한 배출계수이며, fTi는 타이어 마모 입자크기(i)에 따른 분율로 PM10의

경우 0.6을 적용한다. ST(V)는 평균 주행속도를 나타내며, ST(V)=1.39를 적용하였

다. 그리고 i는 입자 크기 등급(TSP, PM10, PM2.5, PM1. PM0.1), j는 차량 등급이

- 28 -

다.

다음은 브레이크 마모에 먼지 배출량(EB) 산정방법이다.

××××

여기서, N과 M은 타이어 마모의 경우와 같다. EFB는 브레이크 마모에 의한 배

출계수이며, fBi는 브레이크 마모 입자크기(i)에 따른 분율을 나타낸다. SB(V)는 평

균 주행속도에 대한 브레이크 마모 보정계수이다.

6) 미세먼지 배출원 분석 및 배출자료 개선을 위한 기획연구(국립환경과학

원, 2007)

이 연구에서는 자동차 타이어 마모에 관한 배출계수에 대해서 국내 국립환경과

학원의 자료를 사용할 시 silt 부하량을 산출할 때 타이어 마모에 의한 부분이 이

중 계산될 수 있으므로 이를 적용하지 않는 것이 타당하다고 보고하고 있다.

도로에서의 비산먼지의 주요 배출원으로 건설현장 등에서 적절한 세륜작업을

거치지 않은 트럭, 운반 중에 날리는 토사, 토양의 침식, 겨울철 모래살포, 타이어

마모 등에 의하여 도로에 쌓인 먼지가 차량의 운행이나 바람으로 인하여 날리는

것을 들 수 있다. 포장도로에서의 비산먼지 배출량과 타이어 마모에 의한 비산먼

지 배출량을 산출하는 식은 아래와 같다.

미국 EPA의 포장도로에 관한 비산먼지의 일반적인 배출계수 산출식을 사용하

고 있으며 국내의 배출자료 대부분의 포장도로에 이 식이 적용되고 있다.

××E : 배출계수(g/km)

k : 입자크기에 따른 보정계수

sL : 표면 silt 함량(%)

W : 평균차중(톤)

C : 1980년대 자동차 배기가스, 브레이크 및 타이어 마모 배출계수

미국 EPA에서 제안하고 있는 입자 크기에 따른 보정계수(k)는 <표 20>과 같은

데 PM2.5의 보정계수는 2003년 개정되어 이전의 값의 1/3 정도로 작아졌다. 현재

국내에서 적용하는 도로를 통행하는 차량의 평균무게(W)는 <표 21>과 같다. 그러

나 이 표에서 제시하는 차량 무게 중 대형, 특수차의 경우는 5.0 톤으로 조정하는

- 29 -

것이 필요하다고 판단된다. 또한 비산먼지 배출계 수식을 살펴보면 차량의 평균

무게에 매우 예민함을 알 수 있는데 차량 무게는 개별적인 차량에 대하여 사용할

수 없으며 도로를 주행하는 차종들의 평균 무게가 입력되어야 함에 유의하여야

한다.

Size RangeMultiplier k

g/VKT1) g/VMT2) lb/VMT

PM2.5 2.1 3.3 0.0073

PM2.5(2003 개정) 0.66 1.1 0.0024

PM10 4.6 7.3 0.016

PM15 5.5 9.0 0.020

PM30 24 38 0.082

※ 1) g/VKT : grams per Vehicle Kilometer Traveled

2) g/VMT : grams per Vehicle Mile Traveled

표 20. 입자 크기에 따른 보정계수(k)

(단위 : 톤)

항 목 경형 소형 중형 대형, 특수

평균무게 1.0 1.5 3.5 3.5

자료 출처 : 국립환경과학원, 이동오염원 대기오염물질 배출량 산정방법 편람(2005)

표 21. 차종별 평균무게(W)

한편, 위에 식에 필요한 silt 부하량은 얼마 전까지 국내 현실에 맞는 측정 자료

가 없는 관계로 미국 EPA의 AP-42에서 제안하고 있는 포장도로에서의 silt

loading 평균치 0.4g/㎡를 이용하고 있었다. 이 수치는 일통행량이 5000대 이상인

비산업 지역의 포장도로에 대하여 백분위수 50%을 나타내는 값이다.

국내에서는 최근 인하대에서 도로 표면의 silt loading 값을 조사하고 있으며 정

용원에 의한 최근 조사(“비산먼지의 효율적 저감방안 마련을 위한 workshop",

2007. 6)에서 제시된 silt loading 값은 <표 22>과 같다. 이 수치들은 AP-42에서

제시하고 있는 조사 기간과 같은 계절인 1월- 6월의 silt loading 평균치 0.5g/㎡

보다 낮은 값이다.

- 30 -

특별시도 일반국도 고속국도

평균 silt

loading(g/㎡)0.079±0.047 0.071±0.003 0.011±0.002

도로구간 수서울, 인천

119개 구간

42번, 77번 국도

2개 구간

제1경인, 제2경인,

서울외곽, 경부고속국도

측정데이터 수 238 16 7

측정기간 2006년 1월 ∼ 6월

표 22. 도로 등급별 silt loading 측정결과

입자 크기별 보정계수를 이용하여 차량 평균무게가 3.5톤일 경우 포장도로의

PM10의 비산먼지 배출계수를 산출하면 <표 23>과 같이 약 0.2 ～ 0.7g/km의 값

을 갖는다. 차량운행으로 인한 비산먼지의 총배출량은 이와 같이 산정한 배출계수

에 차종별 연간 총 주행거리를 곱하여 계산한다.

차량의 운행에 따른 도로 비산먼지의 배출량 산출 방법은 도로의 실트부하량

값과 평균 차량 무게에 민감하게 배출계수가 산출되므로 유의할 필요가 있으며,

최근 외국과 국내의 연구에 의하여 배출계수가 많은 변동을 보이므로 이를 반영

하여 재산정하는 작업이 필요하다.

(단위 : g/km)

항목 고속도로 일반국도 특별시도로

PM2.5 0.090 0.302 0.324

PM10 0.197 0.662 0.710

표 23. 차량 평균무게 3.5톤일 경우 포장도로에서의 비산먼지 배출계수

자동차 타이어 마모에 관한 배출계수는 미국 EPA의 PM 배출모델인 PART5에

서는 PM10 배출에 대해서 브레이크 마모에 대해서는 0.013g/mile, 타이어 마모에

대해서는 0.002g/mile-wheel을 적용하고 있으며 이를 이용하여 국가 배출량을 산

출하고 있었다. 국내의 경우 얼마 전까지 자동차공해연구소(1991)의 <표 24>를 사

용하였으나 silt 부하량 산출시 타이어 마모에 의한 부분이 이중 계산될 수 있으

므로 최근에는 이를 별도로 적용하지 않는 것이 타당하다.

- 31 -

(단위 : g/km)

차종승용차/택시

소형버스/소형트럭대형버스/대형트럭 이륜차

배출계수 0.118 0.230 0.056

표 24. 타이어 마모에 의한 차종별 먼지 배출계수

7) 인천지역 미세먼지의 주요 발생원 파악 및 도로 청소에 따른 미세먼지

저감방안(인천지역환경기술개발센터, 2007)

이 보고서에는 인천지역 도로에서 발생하는 타이어 브레이크 도로 마모에 의한

비산먼지 배출량을 산정하였다. 현재 CAPSS에서는 타이어에 의한 비산먼지 배출

계수만을 제시하고 있어, 이 연구에서는 산정 가능한 비산먼지 배출원을 포함하기

위해 유럽의 배출계수 정의서인 CORINAIR(EEA, 2004)의 배출계수를 적용하여

타이어 브레이크 도로 표면 마모에 의한 미세먼지 배출량을 산정하였다. 타이어

브레이크 도로표면 마모의 경우 활동도는 포장도로에서만 배출된다는 가정 하에

포장도로 비산먼지 배출량산정과 동일한 주행거리자료를 적용하였다. 단 이륜차에

의한 배출량은 제외하였다.

차량 등급 국내 차량 등급

먼지 배출량(g/km)

타이어

마모

브레이크

마모

도로표면

마모

Passenger Cars승용차, 택시,

승합차(소 중형)0.0064 0.0073 0.0075

Light duty trucks

승합차(대형, 특수),

화물차(소형),

특수차(구난차, 견인차)

0.0101 0.0115 0.0075

Heavy vehicles

버스,

화물차(중형 대형 특수),

특수차(기타)

0.0270 0.0320 0.0380

표 25. 차종별 타이어 브레이크 도로표면 먼지 배출계수(CORINAIR)

유럽 CORINAIR 방법과 국내 CAPSS 방법에 따른 타이어 마모에 의한 미세먼

지 배출량 결과를 비교해 보면 다음과 같다.

- 32 -

방법론 CORINAIR(유럽) CAPSS(국내)

2004년 인천시

타이어 마모

배출량(ton/year)

PM10 109 817

TSP 182 1,857

자료 출처 : 인천지역환경기술개발센터, 인천지역 미세먼지의 주요 발생원 파악 및 도로 청소에 따른 미세먼지 저감방안(2007)

표 26. 배출량 산정방법에 따른 타이어 마모 미세먼지 배출량 비교

국내 CAPSS 방법의 경우 TSP에 대한 PM10 분율로 0.44를 적용하였다(EPA

speciate 참고). 산정결과 CAPSS에 의한 타이어 마모 배출량이 매우 높게 산정되

었는데, PM10의 경우 약 7.5배, TSP의 경우 약 10배 정도 높았다. 따라서 유럽의

배출계수를 기준으로 할 때, 국내의 타이어 마모 배출계수를 적용할 경우 미세먼

지 배출량이 과대평가될 가능성이 있는 것으로 사료된다고 보고하고 있다.

2003년과 2004년 타이어 브레이크 도로표면 마모에 의한 비산먼지 배출량은

<표 27>과 같다. 배출량 산정결과를 보면, 브레이크 마모 > 타이어 마모 > 도로

표면 마모 순이다.

구분

2003년 2004년타이어

마모

브레이크

마모

도로표면

마모

타이어

마모

브레이크

마모

도로표면

마모

인천시 100 225 68 109 247 74

중구 7 15 4 7 17 5

동구 3 7 2 3 8 2

남구 15 35 10 17 39 12

연수구 8 18 6 9 21 6

남동구 17 39 12 18 40 12

부평구 17 37 11 19 42 13

계양구 14 31 10 14 32 10

서구 15 34 10 17 38 11

강화군 3 7 2 4 8 2

옹진군 1 2 1 1 2 1

자료 출처 : 인천지역환경기술개발센터, 인천지역 미세먼지의 주요 발생원 파악 및 도로 청소에 따른 미세먼지 저감방안(2007)

표 27. 인천시 타이어 브레이크 도로표면 마모에 의한 비산먼지 배출량

- 33 -

8) 서울시 미세먼지 배출량 조사․분석 및 관리방안 연구(서울시정개발연

구원, 2004)

서울시 미세먼지 배출량 조사․분석 및 관리방안 연구에서는 2002년 자료를 이

용하여 비산먼지에 대해서 배출량을 오염원별로 산정하였다. 본 연구와 관련된 내

용을 다음과 같이 정리하였다.

다) 비산먼지

일반적으로 비산먼지의 개념은 규정된 배출구를 통하여 대기로 배출되는 것이

아니기 때문에 fugitive dust라고 하며, 분쇄 및 파쇄, 기류의 난류에 의한 먼지입

자들의 부유현상을 총칭한다.

비산먼지 발생원에는 먼지다량 배출업소, 도로에서의 차량운행, 건설활동, 농업

활동, 나대지, 황사현상에 의한 외부유입 등이 있다. 발생원별 비산먼지 발생량 산

정방법은 <표 28>과 같다.

발생원 비산먼지 발생량 산정방법

먼지다량배출업소 - 레미콘제조, 시멘트 저장․가공업소에 대해 산정함

도로 차량운행 - US EPA 계수 적용

건설공사장

- 토목굴정공사, 건축공사를 고려함

- 1.2ton/acre/month를 적용함

- 비산먼지 발생일은 강우 및 동절기 등을 고려하여 3개월로 계산함

나대지- 과세대상 사유지 및 시국유지 나대지에서 학교 용지 및 어린이

놀이터를 제외한 면적의 50%에서 먼지가 발생하는 것으로 계산

학교용지

어린이 놀이터

- 학교용지 면적의 50%, 어린이 놀이터 면적의 80%에서 먼지가

발생하는 것으로 계산

한강둔치 - 전체면적의 60%를 먼지발생면적으로 하여 계산

농업활동- US EPA 계수 적용

- 논, 밭, 과수원에서의 배출량 고려

타이어 마모 - 국립환경연구원에서 발표한 계수 적용

자료 출처 : 서울시정개발연구원, 서울시 미세먼지 배출량 조사 분석 및 관리방안 연구(2004)

표 28. 비산먼지 오염원별 발생량 산정방법

(4) 도로에서 차량운행으로 인한 비산먼지

- 34 -

도로에서의 비산먼지의 주요 발생원으로는 건설현장 등에서 적절한 세륜작업을

거치지 않은 트럭, 운반 중에 날리는 토사, 토양의 침식, 겨울철, 모래살포, 타이어

마모 등에 의하여 도로에 쌓인 먼지가 차량의 운행이나 바람으로 인하여 날리는

것을 들 수 있다.

이 연구에서는 서울시의 비포장도로의 비율이 매우 적다는 전제하에 포장도로

에서의 재비산 먼지의 배출량과 타이어 마모에 의한 비산먼지의 배출량만을 고려

하여 산정하였다.

(가) 타이어 마모에 의한 비산먼지 발생량

타이어 마모에 의한 비산먼지 배출계수는 1991년 국립환경연구원에서 제시한

배출계수와 도로 링크별․차종별 통행량과 주행거리 자료를 이용하여 산정하였다.

차종 배출계수(TSP) PM배출량(톤/년)

승용차, 택시, 소형버스, 소형트럭 0.118g/km․대3,304

대형버스, 대형트럭 0.23g/km․대

자료출처 : 국립환경과학원, 도시대기질 개선에 관한 연구3(1991)

표 29. 국내 타이어 마모 배출계수

라) 서울시 미세먼지 배출량 산정결과

2002년 서울시 미세먼지 배출량 산정결과, 연간 33,577톤이 배출되며, 연료연소

에 의한 배출량은 4,781톤/년(14.2%), 비산먼지 배출량은 28,796톤/년(85.8%)으로

나타났다. 또한 비산먼지를 제외한 미세먼지 배출량 산정결과 도로오염원에서

3,850톤/년으로 80%이상을 차지하고 있다. 이는 서울시 미세먼지 주 배출원이 자

동차에 의한 것임을 나타내고 있다.

- 35 -

구분 배출원 배출량(톤/년)

연료연소

에너지산업 12.6

비산업연소 280.5

제조업연소 9.4

폐기물소각 3.9

도로 이동 3,850.3

비도로 이동 624.3

소계 4,781.0

비산먼지

도로 재비산 18,836.8

타이어 마모 3,304.1

건설활동 5,515.0

농업활동 21.0

먼지다량배출업소 1,101.6

나대지 17.6

소계 28,796.1

총합 57,592.2

자료 출처 : 서울시정개발연구원, 서울시 미세먼지 배출량 조사 분석 및 관리방안 연구(2004)

표 30. 서울시 미세먼지 배출량(2002년)

도로교통부분에 의한 미세먼지 배출량은 서울시 총 배출량 33,577톤/년의 77%

인 25,991톤/년을 차지하고 있어 이 부분에 대한 관리가 중요함을 알 수 있다. 또

한 부문별로 살펴보면, 도로 재비산에 의한 배출비율이 72%, 연료연소에 의한 배

출비율이 15%, 타이어마모에 의한 배출비율이 13%를 차지하는 것으로 나타났다.

구분서울시

총 배출량

도로교통

소계 연료연소 타이어 마모 도로 재비산

PM배출량

(톤/년)33,577.1 25,991.0 3,850.3 3,304.1 18,836.8

자료 출처 : 서울시정개발연구원, 서울시 미세먼지 배출량 조사 분석 및 관리방안 연구(2004)

표 31. 서울시 도로교통부문에 의한 미세먼지 배출량(2002년)

- 36 -

2. 국외 현황

가. EU(EEA, emission inventory guidebook)

1) 타이어 및 브레이크 패드 현황

가) 타이어

타이어는 복잡한 고무 혼합물이며, 타이어의 정확한 구성물질은 상업적인 이유

에 의해 공개되고 있지 않다. Camatini 등(2001)이 측정한 결과로는 차량용 타이

어는 스티렌 부타디엔 고무가 75%, 천연 고무 15%, 폴리부타디엔이 10%로 구성

되어있었다. 금속 및 유기 첨가제는 제조과정과 도로에서의 성능을 위해 혼합되었

다고 한다. 가황제인 아연산화물(ZnO)은 매우 중요한 첨가제 중 하나이다.

Smolders와 Degryse 등(2002)에 따르면 타이어의 일반적인 ZnO 농도는 일반 자

동차가 1.2%, 트럭이 2.1%라고 한다.

타이어 마모는 운전 스타일, 타이어 위치, 차량 견인 구성, 타이어 재료 특성,

타이어 및 도로 상태, 도로 표면 상태, 날씨 등의 요인에 따라 많이 달라진다. 경

주용 차량과 같이 고성능 타이어는 심각한 운영 조건 때문에 수명이 대략

10,000km 정도이고 일반적인 자동차의 타이어는 50,000 ∼ 60,000km 정도이다.

이 중 타이어의 총 무게의 10% 정도가 마모된다고 한다.

타이어 마모 관련 연구들에 의하면 타이어의 수명 기간 동안 마모되는 물질의

총량은 차량마다 다르며, 자동차는 1 ∼ 1.5kg, 이륜차는 수백 g 트럭이나 버스는

최대 10kg 정도라고 한다.

타이어 마모 입자는 주로 타이어를 구성하는 화합물로 되어있다.

Hildemann(1991)에 따르면, 타이어 입자는 29%의 원소 탄소와 58%의 유기 물질

및 아연 등 금속을 포함하고 있다고 한다.

나) 브레이크 패드

브레이크 패드의 마모 또한 여러 요인에 따라 달라진다. Garg 등(2000)은 자동

- 37 -

차의 총마모량은 11 ∼ 18mg/km, 대형 트럭은 29mg/km으로 추정했다. Legret와

Pagotto(1999)는 구성요소 크기, 밀도, 그리고 수명을 기반으로 브레이크 라이닝

마모 계수에 대해 자동차는 20mg/km, 대형화물자동차는 29mg/km, HGVs는

47mg/km으로 계산하였다. 스톡홀름에서 Westerlund(2001)은 자동차, 대형트럭,

버스의 마모물질양이 각각 17mg/km, 84mg/km, 그리고 110mg/km으로 추정했

다. 자동차에 대해서 Luhana 등(2004)은 8.8mg/km의 평균 브레이크 라이닝 마모

계수를 결정하였고, 평균 주행속도에 따른 마모 계수의 부정적인 선형 의존도를

발견했다. 또한 강한 제동이 물질의 손실에 큰 영향을 미친다고 지적했다. 이러한

연구들을 통해 속도에 따른 일반적인 마모 계수는 40km/h에서 10mg/km이었고,

90km/h에서 2mg/km이었다.

Garg 등(2000)은 평균적으로 브레이크 마모물질 중 약 35%는 공기 중 PM으로

배출된다고 한다. 그러나 이것은 샘플링 중 손실을 고려하지 않았다. 만일 이러한

것을 포함할 경우 대기 중으로 64% 정도 배출된다고 한다. Sanders 등(2003)은 최

첨단 장비를 사용하여 실험한 결과, 제동의 상태에 따라 총 마모 물질은 50%와

90% 사이에서 대기 중에 입자 형태로 배출된다고 한다.

대기 중 입자의 비율은 차량 속도에 따라 증가하는 것으로 발견되었다. 미국

EPA(1995)와 Berdowski 등(1997)의 데이터에 의하면, 대기 중으로 배출되는 브레

이크 마모 입자의 98%는 PM10으로 분류할 수 있으며, PM10의 40%는 PM2.5이

며, 10%는 PM1, 그리고 8%는 PM0.1이라고 한다.

브레이크 마모 물질의 성분은 크게 제조업체, 적용 차량, 그리고 브레이크 특성

에 따라 다르다. 패드는 Si 기반 물질과 함께 금속을 중심으로 구성되어 있다.

Legret와 Pagotto(1999), Hildemann 등(1991)의 분석에 의하면 철 함량은 46%이

며, 구리는 14%, 유기 물질은 13%, 납 4%, 아연 2%외에도 칼슘, 바륨 등을 포함

하고 있다고 한다.

2) 배출량 산정 방법론

가) Tier 1

브레이크와 타이어 마모, 그리고 도로 표면 마모에 의한 TSP, PM10, PM2.5의

배출량을 계산하기 위해서는 다음 식을 사용할 수 있다. 이 식은 차종과 주행거

- 38 -

리, 배출계수를 이용하여 배출량을 산정할 수 있다. 배출 계수는 차량의 종류에

따라 주어진다.

× ×

TE : 특정 기간과 공간에 대한 TSP, PM10 또는 PM2.5의 총 배출량(g)

Nj : 특정 공간에 대한 카테고리 j의 차량 수

Mj : 특정 기간 동안 카테고리 j의 차량당 평균 주행 거리(km)

EFi,j : 오염물질 I와 차량 종류 j에 대한 물질 배출 계수(g/km)

i : TSP, PM10 또는 PM2.5

j : 차랑 종류(이륜차, 승용차, 소형 트럭, 대형 차량)

(1) 배출 계수

<표 32>과 <표 33>는 TSP, PM10, PM2.5의 배출 계수를 나타낸 것이다. Tier 1

의 배출계수는 타이어와 브레이크 패드에 대한 배출계수와 도로표면에 대한 배출

계수로 구분되어 있다.

차종타이어․브레이크 패드 마모 배출계수(g/km)

TSP PM10 PM2.5

2륜차 0.0083 0.0064 0.0034

승용차 0.0182 0.0138 0.0074

트럭소형 0.0286 0.0216 0.0177

대형 0.0777 0.0590 0.0316

자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

표 32. Tier 1 타이어․브레이크 패드 마모 배출계수(유럽)

- 39 -

차종도로표면 배출계수(g/km)

TSP PM10 PM2.5

2륜차 0.0060 0.0030 0.0016

승용차 0.0150 0.0075 0.0041

트럭소형 0.0150 0.0075 0.0041

대형 0.0760 0.0380 0.0205

자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

표 33. Tier 1 도로표면 마모 배출계수(유럽)

다) Tier 2

Tier 2 방법론은 타이어와 브레이크 마모를 주행 속도를 고려하여 Tier 1 방법

론을 확장한 것이며, 가이드북의 이전 버전에 있는 ‘세부 방법론’을 기반으로 하

고 있다. 추가적인 입자 크기의 측정(PM1 및 PM0.1)에 대한 배출 역시 이 방법을

통해 계산된다. 다음과 같은 일반적인 식은 타이어 마모와 브레이크 마모의 배출

량을 각각 추정하는데 사용된다.

× × × ×

TE : 특정 기간 동안 특정 범위에 대한 총 배출량(g)

Nj : 특정 공간에 대한 카테고리 j의 차량 수

Mj : 특정 기간 동안 카테고리 j의 차량당 평균 주행 거리(km)

EFTSP,i,j : 카테고리 j의 차량의 TSP 물질 배출 계수(g/km)

Fs,i : TSP의 질량 분율은 입자 크기 분류 i에 속할 수 있음

Ss(V) : 평균 이동 속도 V에 대한 보정 계수

(1) 배출 계수

(가) 타이어 마모 배출 계수

차종에 따른 타이어 마모의 TSP 배출 계수는 실험 데이터를 기반으로 하였다.

<표 34>은 차종별 TSP 배출계수를 나타내었다. 급정지 시 재비산되어 발생하는

타이어 고무 조각 같은 큰 입자들은 TSP 배출계수에 포함하지 않았다.

- 40 -

차종TSP 배출계수

(g/km)

불확실성 범위

(g/km)

이륜차 0.0046 0.0042∼0.0053

승용차 0.0107 0.0067∼0.0162

트럭소형 0.0169 0.0088∼0.0217

대형 식3으로 계산 0.0227∼0.0898

자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

표 34. 타이어 마모에 대한 TSP 배출계수

대형 차량에 대한 배출 계수는 차량 크기(차축의 수)와 하중을 고려하여 아래와

같은 식을 이용하여 배출계수를 구할 수 있다.

··

EFTSP,T, HDV = 대형 차량의 타이어 마모 TSP 배출 계수(g/km)

Naxle = 차축의 수

LCFT = 타이어 마모에 대한 부하 보정 계수

EFTSP,T,PC = 승용차의 타이어 마모 TSP 배출 계수

×

LF는 빈 트럭에 대한 부하 계수로 짐이 없을 때는 0, 짐이 가득 찬 차량에 대

해서는 1의 범위를 갖는다. 이 식은 트럭, 버스에 대해서 사용할 수 있다. 부하 보

정 계수는 실험 데이터의 회귀직선식에서 파생되었다.

문헌 정보를 이용하여 타이어 마모에 의해 배출된 TSP에 대한 일반적인 크기에

대해서 PM10, PM2.5, PM1, PM0.1의 질량 분율을 구할 수 있다. 이러한 정보를

토대로 다양한 입자 크기 분류에 따른 TSP의 질량 분율은 <표 35>에 정리하였다.

0.6의 값은 TSP 값을 도출하기 위해 문헌을 통해 알려진 PM10 배출 계수를 사용

하여, 타이어 마모에 대한 PM10/TSP 비율로 정해졌다.

- 41 -

입자 크기(i) TSP의 질량 분율(fT,i)

TSP 1.000

PM10 0.600

PM2.5 0.420

PM1 0.060

PM0.1 0.048

자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

표 35. 타이어 마모의 입자크기별 질량 분율

속도 보정은 주행 속도에 따라 타이어의 마모가 다르다는 것을 설명하기 위한

것이다. (그림 3)은 Luhana 등(2002)의 연구에 의한 속도 보정을 보여준다. 이것은

배출 계수와 같이 주행 속도와 관련되어 있다. 고속도로 운행은 도시 내 운행에

비해 제동이나 코너링을 덜 하기 때문에, 평균 이동 속도가 증가하여 타이어 마모

는 줄어든다.

그림 3. 타이어 마모 배출량에 대한 속도 보정값 계수

그림 3을 수식으로 표현하면 다음과 같다.

≤ ≤ ·

참고로 평균 이동 속도가 80km/h 일 때 ST(V) = 1이며, 40km/h 이하에서는

- 42 -

일정하지만, 90km/h 이상의 실험 데이터는 부족한 편이다. 또한 해당 식은 승용

차를 이용한 측정에서 얻은 결과이지만, 모든 차량에도 사용할 수 있다.

(다) 브레이크 마모 배출 계수

브레이크 마모 입자에 대한 TSP 배출 계수는 <표 36>에 나타내었다.

차종TSP 배출계수

(g/km)

불확실성 범위

(g/km)

이륜차 0.0037 0.0022∼0.0050

승용차 0.0075 0.0044∼0.0100

트럭소형 0.0117 0.0088∼0.0145

대형 식3으로 계산 0.0235∼0.0420

자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

표 36. 브레이크 패드에 대한 TSP 배출계수

대형 차량에 대한 배출 계수는 대형 차량 실험 데이터에 맞게 승용차의 배출

계수를 조절하여 계산한다.

··

위 식에서 3.13은 실험 데이터에서 파생된 경험적 계수이며, LCFB는 LCFT와

유사한 방식으로 정의되고, 식의 실험 데이터를 통해 회귀직선식으로 다시 정해진

것이다.

×

LF는 타이어와 마찬가지로 빈 트럭에 대한 부하 계수로 짐이 없을 때는 0, 짐

이 가득 찬 차량에 대해서는 1의 범위를 갖는다.

여러 입자 크기에 따른 TSP의 질량 분율은 <표 37>에 나타내었다.

- 43 -

입자 크기(i) TSP의 질량 분율(fT,i)

TSP 1.000

PM10 0.980

PM2.5 0.390

PM1 0.100

PM0.1 0.080

자료 출처 : 유럽, EMEP/EEA emission inventory guidebook

표 37. 브레이크 패드의 입자크기별 질량 분율

브레이크 마모의 경우에 대한 속도 보정 계수는 (그림 4)에 있으며, SB(V)의 수

학적 표현 식은 아래와 같다.

그림 4. 브레이크 패드 배출량에 대한 속도 보정값

≤ ≤ ·

이 경우, 속도 보정은 65km/h의 속도에서 표준화 되어있고, 경사에서는 일반적

으로 타이어 마모보다 크다. 이는 브레이크 마모가 고속도로의 높은 속도에서는

브레이크를 제한적으로 사용하기 때문에, 무시할 수 있다. 다시 말하지만, 제안된

식은 승용차를 통한 측정에서 얻은 것이지만, 모든 차량 종류에서 사용할 수 있

- 44 -

다.

3) 타이어 및 브레이크 패드 마모 물질의 구성 성분

가) 타이어

1983년에 Malmqvist가 타이어 마모물질에 대한 성분 분석을 연구를 시작한 이

래로 1990년에 Hewit와 Rashed, 1999년에 Legret와 Pagotto에 의해 타이어 마모

물질에 대한 성분 분석 연구들이 진행되었다. <표 38>은 고속도로의 유출수를 분

석하여 타이어의 마모물질에 대한 성분을 정리한 자료이다.

Metal Concentration range(mg/kg) Metal Concentration range(mg/kg)

Ag 0.08 Mg 32∼106

As 0.8 Mn 2

Al 81∼420 Mo 2.8

Ba 0.9∼4.1 Na 610

Ca 113∼562 Ni 0.9∼50

Cd 0.28∼4.96 Pb 1∼160

Co 0.88∼24.78 Sb 2

Cr 0.4∼6.73 Se 20

Cu 1.8∼29.3 Sr 1.16∼3.13

Fe 2.12∼533 Ti 195

K 180 V 1

Li 0.23∼2.3 Zn 8,378∼13,494

자료 출처 :EMEP, http://www.eng.auth.gr/mech0/lat/PM10/

표 38. 타이어 마모물질 구성 성분

나) 브레이크 패드

브레이크 패드의 마모 입자의 구성 성분을 <표 39>에 정리하였다. 이는 1997년

Brewer과 VROM, 1999년 Legret and Pagotto의 연구를 통해 얻은 자료이다. 브레

이크 라이닝에는 다양한 금속과 PAHs로 구성되어 있으며, 브레이크 마모로부터

배출되는 입자에서도 다양한 금속 및 탄소원소와 무기 화합물 등 화학물질들로

구성되어 있다.

- 45 -

Metal Concentration range(mg/kg) Metal Concentration range(mg/kg)

As 10 Mn 3,220

Al 3,770 Mo 10,000

Ba 2,640 Na 15,400

Ca 14,300 Ni 210∼850

Cd 2.7∼29.9 Pb 1,960∼3,900

Co 6.43 Sb 10,000

Cr 162∼1,200 Se 20

Cu 15,100∼142,000 Sn 7,000

Fe 115,000∼399,000 Sr 81.4∼740

K 857 Ti 3,600

Mg 6,140 V 660

Li 55.6 Zn 270∼21,800

자료 출처 :EMEP, http://www.eng.auth.gr/mech0/lat/PM10/

표 39. 브레이크 패드 마모물질 구성 성분

나. 독일

German Informative Inventory Report에서는 EEA의 ⌜1.A.3.b.vi Road vehicle

tyre and brake wear⌟를 참고하여 타이어 및 브레이크 패드에 대한 배출계수와

중금속 배출량을 산정하고 있다.

- 46 -

Material Tyre Wear Brake Wear

Vehicle

typePCs LDVs HDVs Buses MCs PCs LDVs HDVs Buses MCs

Pollutant(Unit)

Particulate Matter[㎎/㎞]

PM2.5 4.49 7.10 18.90 18.90 1.93 4.56 12.74 12.74 12.74 1.44

PM10 6.40 10.10 27.00 24.30 2.80 11.47 32.00 32.00 28.80 3.63

TSP 10.70 16.90 45.00 45.00 4.60 11.70 32.65 32.65 32.65 3.70

Heavy Metals[㎍/㎞]

Pb 1.31 2.18 8.70 7.25 0.58 120.00 249.00 12.00 12.00 53.00

Hg 0.002 0.003 0.012 0.010 0.001 0.00 0.00 1.68 1.68 0.00

Cd 0.18 0.30 1.20 1.00 0.08 0.15 0.32 0.00 0.00 0.07

As 0.14 0.24 0.96 0.80 0.06 0.13 0.26 2.81 2.81 0.06

Cr 0.16 0.27 1.08 0.90 0.07 1.82 3.77 361.80 361.80 0.80

Cu 0.25 0.42 1.68 1.40 0.11 1,588.00 3,289.00 15,477.00 15,477.00 4,213.00

Ni 0.15 0.27 1.08 0.90 0.07 3.36 6.96 22.45 22.45 1.49

Se 1.80 3.00 12.00 10.00 0.80 0.28 0.58 1.34 1.34 0.12

Zn 1,035.00 1,725.00 11,700.00 9,750.00 459.00 512.00 1,061.00 620.00 620.00 226.00

자료 출처 : IIR DE 2012, German Informative Inventory Report(2012)

표 40. 차종별 배출계수와 중금속 배출량

그림5∼그림7은 자동차의 주행거리에 따른 대입하여 연도별로 타이어와 브레

이크 패드 마모물질에 함유된 중금속의 배출량 나타내었다.

그림 5. 연도별 납 배출량

- 47 -

그림 6. 연도별 카드뮴 배출량

그림 7. 연도별 수은 배출량

- 48 -

다. 미국

미국 EPA에서는 2003년 이전의 포장도로 재비산먼지 산정식을 적용하고 있어,

마모입자와 관련한 배출계수를 별도로 제시하지 않고 있다. 미국 EPA의 경우 이

동오염원 배출량 산정 모델인 Mobile 모델을 이용하여 타이어 및 브레이크 마모

물질에 대해서 별도로 구분하여 산정하지 않고 배기가스 중 먼지배출량에 포함하

여 산정하고 있다.

PART5 모델에서는 타이어와 브레이크 패드에 의한 PM배출량을 별도로 산정하

고 있다. 다음 식은 EPA의 PART5 모델의 방법론에 근거하여 타이어 마모 배출

계수를 구하는 식이다.

×

EFTW : 타이어 마모 배출 계수(g/mi)

0.002 g/mi/wheel : 타이어 마모로 인한 미세먼지 배출량

WHLAVG : 차량 종류에 따른 휠의 수

위의 식을 통해 자동차의 종류에 따른 타이어 마모 배출 계수는 아래 표와 같다.

차종

(휘발유 & 디젤)휠의 평균 개수

타이어 마모

배출 계수

(g/mi)

LDA(Light Duty Automobiles) 4 0.008

LDT(Light Duty Trucks) 4 0.008

MDT(Medium Duty Trucks) 4 0.008

LHGT(Light-Heavy Gas Trucks)

LHDT(Light-Heavy Diesel Trucks)6 0.012

MHGT(Medium-Heavy Gas Trucks)

MHDT(Medium-Heavy Diesel Trucks)6 0.012

HHDT(Heavy Heavy Duty Trucks) 18 0.036

UDTB(Urban Diesel Transit Buses) 6 0.012

SCHOOL BUS 6 0.012

MOTOR HOME 6 0.012

MC(Motorcycles) 2 0.004

표 41. 타이어 마모 PM 배출 계수

- 49 -

브레이크 마모에 의한 배출 계수는 모든 차종에서 0.0206g/km(0.0128g/mi)이다.

하지만 미국의 브레이크 마모 배출계수는 과거 석면 브레이크를 대상으로 실험한

결과로 현재 적용하기에는 불확도가 큰 것으로 평가되고 있다.

위에 계산식을 이용하여 국내 차종별 타이어 마모 배출계수를 산정하면 다음과

같다.

차종 평균 휠 수배출계수

(g/km)비고

승용(가솔린, LPG) 4 0.00496

1mile

= 1.609km

버스

소형 4 0.00496

중형 6 0.00744

대형 6 0.00744

트럭

소형 6 0.00744

중형 6 0.00744

대형 10 0.01240

표 42. PART5 모델을 이용한 국내 차종별 타이어마모 PM 배출계수

라. 일본

일본의 경우, 환경성에서는 자동차의 타이어마모분진의 배출계수로 SPM

(Suspended Particulate Matter)메뉴얼의 값을 적용하고 있다. 일본은 다른 국가와는

다르게 SPM을 사용하고 있는데, 이 입자 크기는 7㎛ ∼ 8㎛ 정도이다. 국립환경연구

소는 자동차의 타이어마모분진의 배출 계수로 미국 EPA 수치를 채용하고 있다.

아래의 그림은 일본의 환경성과 국립환경연구소, 산업기술종합연구소의 발생원

인벤토리 중, NOx, VOC, SPM(국립환경연구소는 PM10)의 관동지방을 대상으로

한 연간 배출량을 비교한 결과이다.

- 50 -

그림 8. 일본 환경성, 국립환경연구소, 산업종합기술연구소의 대기오염물질 농도 데이터

PM의 연간배출량은 환경성 인벤토리가 국립환경연구소인벤토리의 약 1.5배정

도이다. 이러한 큰 차이가 발생하는 원인은, 환경성(SPM메뉴얼 배출계수)의 자동

차 타이어 마모분진의 배출계수가 국립환경연구소(EPA 배출계수)의 약 10배정도

이기 때문이다. 이 외에도 다른 원인으로는, 분진 발생시설의 고려 상황이나, 경위

분포의 유무를 들 수 있다.

1) 배출계수의 설정

일본에서 대표적으로 사용되는 자동차 마모분진 배출계수는, 환경성의 SPM매

뉴얼의 배출계수이다. 이는 배출가스 규제구분별 배출계수를 해당년도의 배출가스

규제구분을 구성별로 가중평균하고 8개의 차종으로 구분하여 작성하고 있다. 다음

<표 43>은 배출계수의 작성 시 적용되는 차종의 구분을 정리한 것이다.

- 51 -

항목 구분

차종

- 경차

- 승용차

- 버스

- 경화물차

- 소형화물차

- 화객차

- 보통화물차

- 특종차

연료 종류- 가솔린

- 경유

- LPG

- CNG

연소실 형태

(디젤 차량의 경우)

- 부실식

- 직접분사식

차량 총중량

(승용)

- 1.25t 이하 (소형)

- 1.25t 초과 (중형)

차량 총중량

(버스 화물)

- 1.7t 이하

- 1.7t ~ 2.5t

- 2.5t ~ 3.5t

- 3.5t ~ 5t

- 5t ~ 8t

- 8t ~ 12t

- 12t 초과

배출가스 규제년도 1973년 ~ 2010년

표 43. 배출계수를 구성하는 차종별 등의 구분

“SPM매뉴얼”의 타이어 마모 분진 배출 계수는 다음과 같다.

· ·

E(v) = 배출계수

v = 이동속도

a,b,c,d : 차종별․연료종별․연소형식별․중량별․규제년별 계수

일본의 타이어 마모분진 배출계수의 최근 수치는 다음과 같다.

- 52 -

타이어 마모 배출계수(2009∼2010) 배출계수 산출식

차종차속별 배출계수(g/km)

EF(g/km) =

A+B*V+C*V2+D/V,

V=차속(km/h)

10 20 30 40 50 60 70 80 A B C D

경차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.000 0.000 0.000

승용차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.000 0.000 0.000

버스 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.000 0.000 0.000

경화물차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.000 0.000 0.000

소형화물차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.000 0.000 0.000

화객차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.000 0.000 0.000

보통화물차 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.000 0.000 0.000

특종차 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.000 0.000 0.000

표 44. 일본의 타이어 마모 배출계수

배출 계수를 이용한 배출량의 산정은, 차종별․속도별 배출계수를 이용해, 평일

휴일별․시간대별 주행량을 헤아려 도로구간마다 산출하여, 차종별 및 시가별로

집계한다.

2010년 미에현에서 배출한 자동차의 NOx와 PM의 연간 배출량을 보면 다음

<표 45>와 같다.

(단위 : 톤)

도로 종류 NOxPM

계 배기로 타이어마모

간선도로 2521.6 450.3 212.0 238.4

좁은 길 23.4 4.7 1.5 3.1

합계 2545.0 455.5 213.5 241.5

표 45. 자동차에서 발생한 NOx와 PM의 연간 배출량(미에현, 2010년)

- 53 -

PM과 NOx의 99%가 간선도로에서 발생하였으며, PM의 47%가 배기로에서 직

접 배출되었고, 53%가 타이어마모로 발생되었다. 이를 통해 자동차 타이어에서

발생하는 분진의 양이 상당히 많은 영향을 미치는 것을 알 수 있다.

- 54 -

III. 연구내용 및 방법

1. 배출량 산정

가. 차종별 연도별 차량등록대수

2006년부터 2010년까지의 수도권 자동차등록대수의 증가추이를 <표 46>에서

살펴보면 지난 5년간 연평균 2.1%의 증가율을 보였으며, 차종별로는 승용자동차

가 2006년 5,598,983대에서 2010년 6,256,705대로 연평균 2.8% 증가, 승합자동차가

2006년 530,891대에서 2010년에 501,271대로서 연평균 -1.4%로 감소하였으며 화물

자동차는 2006년 1,172,876대에서 2010년에 1,187,678대로 연평균 0.3%의 증가율을

보이고 있다. <표 47> ∼ <표 51>에 최근 5년 간 수도권 차량등록 대수의 현황

을 자세히 정리하였다.

연도 합계차종별

승용차 승합차 화물차 특수차

2006년 7,317,628 5,598,983 530,891 1,172,876 14,878

2007년 7,565,482 5,828,527 530,643 1,190,381 15,931

2008년 7,684,716 5,945,651 530,253 1,192,466 16,346

2009년 7,748,383 6,030,811 521,902 1,179,094 16,576

2010년 7,962,797 6,256,705 501,271 1,187,678 17,143

연평균 증가율 2.1 2.8 -1.4 0.3 3.6

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2007∼2011)

※ 주 : 연평균증가율 :

× (b : 당해연도 값, a : 기준년도 값, n : 당해연도-기준년도)

표 46. 연도별 자동차등록대수 변동추이

- 55 -

그림 9. 연도별 자동차등록대수 변화추이

차종

등록대수(대)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

소형 2,256 661,017

122,245

447 232,139

17,025

1,875 956,831

50,117중형 1,169 928,313 257 231,507 710 1,102,514

대형 882 550,224 186 117,375 762 621,132

승합

소형 635 174,578

14,266

165 58,167

4,275

605 233,517

22,485중형 274 3,612 78 724 271 4,682

대형 279 2,331 85 584 266 3,331

특수 780 1,356 570 167 243 140 643 1,395 387

화물

소형

(1톤이하)1,822 276,112 27,922 462 107,886 6,001 1,954 454,136 26,216

중형

(5톤미만)360 26,640 13,504 94 11,863 4,942 435 55,137 23,798

대형

(5톤이상)88 4,212 6,866 30 3,185 4,331 132 13,093 13,866

특수 1,617 24,345 4,334 290 7,105 2,557 1,808 36,133 9,600

특수 321 860 1,850 72 402 3,695 325 1,612 5,741

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2007)

표 47. 수도권 차종별 등록대수 현황(2006년)

- 56 -

차종

등록대수(대)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 340 95,249

137,968

89 46,034

17,924

682 184,920

58,767소형 1,558 515,432 322 174,537 1,178 723,777

중형 1,523 982,897 338 259,940 9871,221,15

2

대형 952 611,839 199 126,446 811 662,666

승합

소형 624 170,333

15,023

174 58,026

4,631

615 233,160

25,301중형 315 3,664 89 732 308 4,925

대형 200 2,218 72 597 237 3,341

특수 850 1,473 576 204 293 78 699 1,444 441

화물

소형

(1톤이하)1,796 271,891 27,367 481 109,539 5,970 2,033 460,040 25,890

중형

(5톤미만)316 26,643 13,156 86 12,045 5,025 439 55,976 24,704

대형

(5톤이상)81 4,427 6,460 41 3,403 4,538 133 14,035 14,582

특수 1,631 26,418 5,443 313 7,920 2,699 1,853 41,344 11,663

특수 295 958 2,062 72 476 3,597 344 1,818 6,309

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2008)

표 48. 수도권 차종별 등록대수 현황(2007년)

차종

등록대수(대)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 311 102,208

145,153

96 49,467

18,419

716 200,465

62,095소형 1,446 489,632 315 167,018 1,206 693,032

중형 1,604 1,010,159 357 272,781 1,063 1,275,147

대형 951 638,526 200 130,759 847 681,678

승합

소형 640 168,523

15,451

182 57,908

4,586

631 232,990

25,601중형 326 3,641 96 757 310 4,986

대형 200 2,233 67 564 238 3,411

특수 919 1,522 529 220 264 256 694 1,462 1,046

화물

소형

(1톤이하)1,795 269,186 27,138 481 109,348 6,005 2,094 461,092 25,550

중형

(5톤미만)293 26,421 12,900 77 12,114 4,985 428 55,996 24,835

대형

(5톤이상)79 4,452 6,403 40 3,440 4,670 131 14,425 14,545

특수 1,598 27,072 5,998 314 8,259 2,877 1,836 43,302 12,287

특수 293 957 2,136 76 511 3,669 344 1,889 6,471

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2009)

표 49. 수도권 차종별 등록대수 현황(2008년)

- 57 -

차종

등록대수(대)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 349 109,654

142,931

163 53,090

18,502

876 217,161

65,639소형 1,251 440,469 285 150,811 1,363 630,647

중형 1,639 1,043,685 422 292,982 1,437 1,362,154

대형 930 646,045 192 136,877 881 710,376

승합

소형 810 163,215

15,887

226 56,254

5,012

763 229,526

27,765중형 333 3,600 104 779 345 4,975

대형 206 2,066 73 547 272 3,329

특수 ,1062 1,536 219 251 273 28 732 1,565 149

화물

소형

(1톤이하)1,767 259,486 26,515 487 107,736 5,866 2,112 45,5459 25,086

중형

(5톤미만)278 25,463 12,424 71 11,824 5,042 419 55,763 25,014

대형

(5톤이상)78 4455 6,319 30 3,378 4,838 135 14,667 14,433

특수 ,1735 27,942 6,829 360 8,637 3,035 1,960 46,161 13,290

특수 301 917 2,212 74 595 3,678 345 1,933 6,521

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2010)

표 50. 수도권 차종별 등록대수 현황(2009년)

차종

등록대수(대)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 363 119,322

147,083

188 59,392

20,608

944 244,479

71,476소형 1,061 387,216 273 135,022 1,270 569,416

중형 1,746 1,097,179 468 323,552 1,601 1,508,099

대형 868 659,709 180 145,692 863 758,635

승합

소형 868 153,939

13,044

255 53,826

4,656

843 224,569

26,878중형 341 3,563 103 813 364 5,016

대형 203 1,968 69 516 283 3,233

특수 1,100 1,682 269 306 770 1,794

화물

소형

(1톤이하)1,776 252,786 25,656 490 107,603 5,892 2,156 459,035 24,799

중형

(5톤미만)285 25,296 12,227 71 11,863 5,079 423 57,396 25,744

대형

(5톤이상)76 4,434 6,356 30 3,390 4,963 121 15,075 14,654

특수 1,667 30,048 7,337 361 9,697 3,100 1,973 51,193 14,626

특수 302 997 2,343 77 663 3,741 355 2,092 6,573

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2011)

표 51. 수도권 차종별 등록대수 현황(2010년)

- 58 -

나. 차종별 연도별 총 주행거리

자동차 등록대수에 따른 주행거리를 산출하면 2010년도의 수도권 연간 총 자동

차주행거리는 114,277백만km로 나타나 2006년도에 비하여 -0.5%가 감소하고 있어,

자동차의 평균 주행거리가 자동차 등록대수와는 다르게 감소하고 있음을 알 수가

있다. 이는 수도권의 교통체증과 유가 상승 등 여러 요인들의 영향으로 해석될 수

있다. <표 52> ∼ <표 56>에 수도권 차종별 총 주행거리를 자세히 정리하였다.

차종

총 주행거리(천km)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

소형 30,765 7,766,247

7,479,311

6,651 2,738,864

1,267,048

25,818 11,892,163

3,531,815중형 34,323 14,980,433 7,224 3,982,256 20,398 19,714,193

대형 22,369 10,094,853 2,772 2,294,765 14,723 12,483,056

승합

소형 6,887 3,368,596

1,100,992

2,134 1,119,763

312,829

8,221 4,760,399

1,886,367중형 2,902 69,571 660 12,440 2,968 95,718

대형 3,722 50,286 1,340 11,039 3,894 86,037

특수 12,339 26,868 11,342 2,792 3,104 - 12,686 26,258 6,209

화물

소형

(1톤이하)17,215 5,780,964 988,068 4,922 2,177,060 241,593 23,262 9,657,011 1,017,246

중형

(5톤미만)3,644 666,621 655,604 657 296,938 271,666 3,816 1,484,367 1,272,306

대형

(5톤이상)988 163,250 626,937 206 105,190 360,639 999 453,066 1,186,936

특수 16,973 597,577 172,300 2,109 174,699 172,079 17,639 952,107 429,262

특수 2,215 17,066 139,009 319 18,346 295,657 2,971 49,703 404,456

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2007)

표 52. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2006년)

- 59 -

차종

총 주행거리(천km)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 2,772 940,419

8,139,385

741 459,872

1,227,322

6,103 1,912,836

3,809,608소형 15,442 5,753,187 4,123 2,017,629 15,329 8,740,180

중형 30,921 14,157,333 8,079 3,980,223 23,713 19,510,002

대형 15,229 10,169,552 3,442 2,267,996 13,271 12,156,080

승합

소형 6,923 3,275,379

1,131,476

2,202 1,102,659

334,278

8,741 4,737,424

2,178,738중형 2,920 64,700 851 10,980 3,254 91,200

대형 2,584 47,194 1,075 10,387 3,627 80,278

특수 10,080 22,309 9,567 3,050 3,536 1,494 11,859 23,425 6,715

화물

소형

(1톤이하)16,327 5,077,772 925,548 4,940 1,961,334 231,818 23,793 8,681,703 958,521

중형

(5톤미만)3,007 610,553 603,968 630 266,173 272,375 3,636 1,360,564 1,318,915

대형

(5톤이상)483 155,384 565,862 522 107,896 391,735 943 437,805 1,229,473

특수 16,380 621,378 222,413 2,173 185,579 161,128 16,771 1,039,641 523,472

특수 1,516 16,333 165,363 290 17,624 296,572, 2,251 45,812 455,608

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2008)

표 53. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2007년)

차종

총 주행거리(천km)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 2,385 952,270

7,982,433

960 462,930

1,201,252

7,757 1,959,257

3,845,604소형 1,291 4,761,794 3,391 1,682,007 15,921 7,349,650

중형 25,555 12,640,375 4,969 3,662,278 18,696 17,894,826

대형 13,874 9,773,901 3,312 2,169,695 14,929 11,585,252

승합

소형 7,172 3,035,903

1,107,162

2,122 1,027,633

320,924

8,719 4,424,706

2,129,248중형 2,777 58,516 964 10,039 3,183 80,548

대형 2,835 46,889 982 9,689 3,406 77,962

특수 13,938 20,528 12,109 3,565 2,644 3,098 11,706 21,635 18,154

화물

소형

(1톤이하)16,457 1,957,248 825,627 4,949 1,713,655 202,706 24,844 7,617,790 859,200

중형

(5톤미만)2,687 539,263 512,675 501 231,989 237,687 3,582 1,142,490 1,214,308

대형

(5톤이상)487 118,533 411,035 401 81,509 301,419 942 324,489 963,712

특수 14,408 588,178 240,283 1,932 176,968 151,523 15,702 997,594 569,240

특수 1,340 14,830 135,261 262 14,655 230,084 1,936 36,849 374,758

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2009)

표 54. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2008년)

- 60 -

차종

총 주행거리(천km)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 2,624 1,016,602

7,710,699

1,577 488,322

1,205,452

9,368 2,068,784

4,024,983소형 10,457 4,307,982 3,023 1,499,507 17,552 6,499,275

중형 25,246 13,003,570 5,776 3,896,124 24,470 18,785,602

대형 13,698 10,098,598 3,860 2,277,792 15,839 12,036,804

승합

소형 9,195 2,948,887

983,031

2,730 973,250

276,997

10,861 4,339,648

2,611,688중형 2,832 58,210 1,029 9,866 3,501 79,899

대형 2,917 44,491 1,055 9,444 3,922 76,429

특수 16,668 21,248 5,172 4,077 2,740 331 11,970 22,906 2,578

화물

소형

(1톤이하)16,543 4,221,137 796,039 5,087 1,682,970 195,890 24,275 7,545,715 819,528

중형

(5톤미만)2,437 522,894 495,055 447 8,835 242,913 3,542 1,126,512 1,176,080

대형

(5톤이상)495 116,538 399,869 268 81,181 318,924 975 328,528 976,353

특수 15,199 607,850 265,959 2,155 184,737 156,196 16,526 1066,527 595,199

특수 1,417 14,359 134,671 254 17,874 227,146 1,889 37,041 374,400

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2010)

표 55. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2009년)

차종

총 주행거리(천km)

서울 인천 경기

관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용 관용 자가용 사업용

승용

경형 2,952 987,318

8,232,478

1,906 505,309

1,199,795

9,487 2,293,730

3,272,214소형 6,863 2,996,827 2,330 1,151,582 12,965 5,251,442

중형 16,487 11,761,150 5,867 3,854,696 21,196 19,438,948

대형 9,881 8,744,151 2,516 2,181,515 11,743 11,933,034

승합

소형 0 1,594,773

839,923

1,979 543,982

288,110

4,878 2,531,252

1,941,877중형 3,968 57,031 1,135 12,816 4,546 87,064

대형 2,675 37,931 791 9,568 3,807 64,470

특수 18,204 22,200 4,743 3,322 12,942 25,053

화물

소형

(1톤이하)16,765 4,034,721 703,990 5,572 1,598,799 177,191 26,690 7,497,824 794,009

중형

(5톤미만)2,446 439,095 437,062 550 191,069 215,540 4,282 1,044,787 1,180,421

대형

(5톤이상)426 104,862 328,286 260 70,351 277,877 966 302,109 877,404

특수 11,437 584,976 - 2,390 176,165 - 17,332 1,063,996 -

특수 1,152 9,989 - 254 12,516 - 2,072 34,434 -

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2011)

표 56. 수도권 차종별 총 주행거리 현황(2010년)

- 61 -

2. 위해성 및 사회적 비용 분석

가. 위해성 평가 및 위해 요인 분석

1) 비산먼지 위해성

비산먼지는 입자 크기가 작을수록 인체에 많은 영향을 준다. 입자직경이 10㎛

이상인 경우, 인체 유입시 코의 점모나 기도 등에서 걸러져 폐 깊숙히 침투되지

못하는 것이 보통이다. 그러나 직경 10㎛ 미만인 PM2.5와 같은 경우에서는 자체로

서의 인체피해 뿐만 아니라 금속․유기물․이산화질소, 기타 다른 오염물질 등과

결합하여 2차 오염물질로 변화한 후 인체 흡입 시 기관지 또는 폐포부위에 침착

하기 쉬운 특징으로 인하여 미세한 먼지는 인체의 폐기능을 저하시키고 폐암 발

생율을 증가시키는 요인이 된다.

하지만 현재 국내에서의 미세먼지에 관한 연구는 단순한 측정수준에 그치고 있

는 실정이며 구체적인 물리․화학적인 특성을 규명하거나 계절적인 변이성 혹은

기상현상과 연관한 정성적인 추정은 아직 미진한 수준이다. 한편 미국 EPA는 대

기환경 기준에서 국민건강과 환경영향을 보전하기 위해 1997년 PM2.5(24시간 평균

65㎍/㎥, 연평균 15㎍/㎥) 기준을 신설하여 PM10과 함께 관리하고 있다.

최근의 연구결과에 따르면, 현재의 PM10 기준치 이하 먼지 농도에서 단기(1일

∼ 5일 이하)와 장기(1년 ∼ 수년) 노출에 따른 인체 건강상의 피해가 입증되고

있다.

영향정도 노출정도 단기․직접 기준 장기․간접 기준

소아 폐기능 저하

24시간 농도기준

140㎍/㎥ 350㎍/㎥기관지염의 악화 및

사망률 증가350㎍/㎥ 600㎍/㎥

폐기능 저하1년 농도기준

140㎍/㎥ 350㎍/㎥기관지염의 악화사망률 증가 350㎍/㎥ 600㎍/㎥

※ 주 : 1)인체영향의 안정수준 : 100㎍/㎥∼150㎍/㎥(일), 40∼60㎍/㎥(년)

2) 한국기준 : 150㎍/㎥(일평균), 80㎍/㎥(연평균)

표 57. 미세먼지 노출정도에 따른 위해 가능성

- 62 -

건강상의 피해로는 조기사망, 병원․응급실 출입빈도의 증가 등이 대표적이며,

이의 내용으로는 호흡기 증상관련 질환(어린이와 천식과 같은 심폐질환을 가진

환자)의 증가, 어린이와 천식환자의 폐기능 감소, 허파조직과 구조 그리고 호흡기

계통의 방어기작의 이상변화 등을 지적할 수 있다.

미국의 151개 대도시의 성인 55만 명을 대상으로 조사한 결과에 의하면, 미세먼

지 오염수준 순위가 최상위인 도시는 최하위의 도시보다 사망률이 17%나 높은

것으로 분석되고 있다. 미국 캘리포니아주 지역에서는 자동차 미세먼지로 인하여

인구 100만 명 당 약 1,000명 정도가 매년 암에 걸려 추가 사망하는 것으로 추정

되고 있다. <표 58>은 미세먼지 오염 수준에 따른 예방조치를 서술한 것이다.

구분 환경기준 예방조치

건강위해

(위험)

500

▪ 위험수준 : 500㎛/㎥

▪ 예방조치 : 모든 실외활동억제 및 실내 체류 또는 육체활동

최소화

400

▪ 위험수준 : 420㎛/㎥

▪ 예방조치 : 실외활동 삼가며, 심장․폐질환 가능성이 있는

사람은 실내체류 권고

건강위해

(아주나쁨)300

▪ 위험수준 : 350㎛/㎥

▪ 예방조치 : 활발한 실외활동 자제 및 심장․폐․호흡기

질환자의 실내체류 권고

건강위해

(나쁨)100

▪ 위험수준 : 150㎛/㎥

▪ 예방조치 : 심장․폐질환, 그리고 호흡기계통 환장의 실외

활동 자제

적당 50 ▪ 인체건강상 영향무시

양호 0 ▪ 인체건강상 영향무시

자료 출처 : South Coast Air Quality Management District(1996)

표 58. 미세먼지(PM10) 오염수준에 따른 예방조치

2) 비대상 물질별 유해 영향 평가

가) 대상 물질별 인체 유해 영향 특성 및 위험성 분류

일반적으로 유해물질로 인한 인체 위해성 평가 시 필요한 독성 및 용량-반응

평가 자료는 발암성 및 특정 기관 독성을 중심으로 수집, 선정하게 된다. 그러나

- 63 -

어린이와 같이 생애 초기 시기 노출로 인한 독성 영향을 평가할 때는 고전적인

발암성 및 기관 독성 자료 수집도 중요하지만, 그와 더불어 소아암, 돌연변이원성,

생식독성, 발달독성, 신경독성 등 어린이와 관련된 독성 영향에 대한 집중적인 자

료 수집 및 고찰이 필요하다. 또한 동물실험 자료 조사 시에는 생물종별 생애 초

기시기에 대한 자료 조사가 요구되며, 각 동물종별 유사 연령대를 고려한 독성 영

향 검토가 필요하다.

독성 자료는 기본적으로 유럽의 위해성 평가 보고서(Risk Assessment Report,

RAR), 미국의 통합 위해성 정보 시스템(Integrated Risk Information System,

IRIS), 세계보건기구 화학물질 안전에 대한 국제 프로그램(International

Programme on Chemical Safety, IPCS), OECD의 초기 위해성 평가 보고서

(Screening Information Data Set, SIDS), 미국 질병관리센터(Centers for Disease

Control and Prevention Agency for Toxic Substances and Disease Registry,

ATSDR) 등에서 발간된 자료 등을 이용하고 있다.

본 연구에서는 타이어 트레드 성분에 대해 US IRIS, IARC, 및 ATSRD, WHO

IPCS, ICSC 및 각 국가별 공식 보고서를 토대로 발암성, 돌연변이원, 생식독성

(Carcinogenicity, Mutagenicity, Toxicity to Reproduction, CMR) 등 주요 독성 영

향 정보를 수집, 정리하였다. 특히 대상 물질별 어린이와 관련된 특정 독성 영향

(생식 독성, 발달 독성, 신경독성 등)에 대해 정보를 수집하여 이를 근거로 하여

생애 주기별(임신 전, 태아, 유아, 어린이, 청소년 및 성인) 독성 정보를 수집하였

다. 대상 물질 중 발암성 물질에 대한 정량적인 용량-반응 값을 작성하였으며, 대

상 발암성 물질 중 어린 시기 노출에 의한 정량적인 용량-반응 자료가 존재하는

물질은 없었다. 이에 성인 발암성 자료를 이용하여 어린이 노출 민감성을 고려한

보정 계수를 적용하여 어린이에게 맞는 용량-반응 정보를 도출하였다. 어린이 노

출 민감성 보정 계수는 미국 EPA에서 2005년에 제시하고 있는 값을 활용하였다.

미국 EPA에서 2세 미만의 ADAF (Age-Dependent-Adjust Factor)는 10, 2 ∼ 15

세는 3, 16세 이상은 1을 적용하도록 권고하고 있어, 본 연구에서는 7 ∼ 16세는

ADAF 3, 16세 이상은 1을 적용하였다.

대상 비발암성 물질 중 어린 시기 노출에 의한 정량적인 용량-반응 자료가 존

재하는 물질은 없었다. 성인에 대한 독성 값은 확인할 수 있었지만, 어린이에게

특이적인 독성 값은 없었다. 어린이에 대한 위해성 평가 시, 대부분 성인의 자료

- 64 -

를 사용하고 있다. 따라서 비발암성 물질은 어린이에 대한 자료가 없으므로 EPA

에 제시하고 있는 성인에 대한 값과 동일하다고 가정하여 어린이 민감성 용량-

반응 정보를 산출하였다.

또한 독성 영향 및 용량-반응 값을 확인할 수 있도록 ‘독성영향 및 용량반응 정

보표’를 작성하였다.

(1) 중금속류

납은 미국 EPA IRIS 정보에 따르면 유력한 발암성물질로 분류되고 있으나, 현

재 정량적인 발암성 정보가 제고되고 있지 않다. WHO에서는 납의 어린이에 대

한 인지능력, 신경행동학적 이상 및 발당장애를 유발시킬 수 있다고 확인되었다.

수은의 경우에는 발암성이 확인된 바 없으나, 태아에게 노출될 경우 체중감소,

기관의 손상과, 어린이들에게 노출 시 위, 십이지장애에 영향을 주며, 신장독성과,

신경독성에 영향을 미칠 수 있다고 보고되었다.

카드뮴은 폐암이나, 기관지암을 유발하고, 생식기관 및 생식력에 유해 영향을

미치는 생식독성물질이며, 어린이에게 노출 시 발달 장애와, 호흡질환을 일으킨다

고 확인되었다.

크롬 6가의 경우 폐암, 유전자 손상, 생식력 저하 등을 유발할 수 있는 생식독

성물질로, 동물실험에서 기형 유발이나 기타 발달상의 영향이 우려되며, 만성 노

출 될 경우 폐암, 호흡기 천공이나 위축증 또는 피부 궤양 등을 유발할 수 있는

것으로 보고되었다.

- 65 -

대

상

물

질

수

용

체

생애 단계 구분

임

신

전

태아 유아 어린이 청소년 성인

납 인체

․빈혈증, 신경장애(뇌질환), 신장,

산통 및 비타민 D 생성에 영향

(ATSDR)

․만성 노출 시, 세포괴사, 신경독

성, 고혈압, 생식독성, 신장종양

유발(IARC)

․장기 노출 시 세포

괴사, 암, 신장 종양

유발되거나, 생식독

성 유발 (US EPA

IRIS)

․신경 발달에 영향을 주며, IQ저하 및

성장발달이 둔화(ATSDR)

․손과 발에 신근마비, 복통, 간질

,안구 신경염 유발(WHO IPCS)

․납의 저 농도 노출 시 행동학적

이상 유발(US EPA IRIS)

용

량

반

응

정

보

End

point참고치 단위위해도 발암력

신경

독성

흡입

(㎎/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎍/ℓ)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1

- TDI:0.0035 - - - -

자료 출처: US EPA IRIS(Intergrated Risk Information System)

※ 주 : 1) ATSDR(Centers for Disease Control and Prevention Agency for Toxic Substances and Disease Registry)

- 미국 독성물질 질병등록국

2) IARC(International Agency for Research on Cancer) - 국제 암 연구기관

3) WHO IPCS(International Programme on Chemical Safety) - 국제화학물질 안전성계획

4) TDI(Tolerance Daily Intake) - 일일 허용섭취량

표 59. 납에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응

- 66 -

대

상

물

질

수

용

체

생애 단계 구분

임

신

전

태아 유아 어린이 청소년 성인

수

은

인체

․혈 액농도가

증가하며 폐,

위가 손상

(IARC)

․폐부종이 유발 및 위와

십이지장에 괴저성 점

막 증상(ATSDR)

․만성 노출 시 기

억력이나 운동 장

애가 유발 ,중추신

경계에 영향

(US EPA IRIS)

․발진, 열 및 안면홍조가

유발(ATSDR)

․만성 노출 시 불

면증, 신장에 영향

(IARC)

용

량

반

응

정

보

End

point참고치 단위위해도 발암력

신경

독성

흡입

(㎎/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎍/ℓ)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1

LOAEL:0.025

UF:30

RfC:0.0003

LOAEL:0.23

UF:100

TDI:0.002

- - -

자료 출처: US EPA IRIS(Intergrated Risk Information System)

※ 주 : 1) ATSDR(Centers for Disease Control and Prevention Agency for Toxic Substances and Disease Registry)

- 미국 독성물질 질병등록국

2) IARC(International Agency for Research on Cancer) - 국제 암 연구기관

3) WHO IPCS(International Programme on Chemical Safety) - 국제화학물질 안전성계획

4) TDI(Tolerance Daily Intake) - 일일 허용섭취량

5) LOAEL(Lowest Observable Adverse Effect Level) - 독성인정최저농도

6) UF(Uncertainty Factor) - 불확실성 상수

7) RfC(Reference Concentration) - 인간이 평생동안 같은 농도로 매일 흡입하였을 때 해를 일으키지 않는 수준의 농도

표 60. 수은에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응

- 67 -

대

상

물

질

수

용

체

생애 단계 구분

임신전 태아 유아 어린이 청소년 성인

카

드

뮴

인체

․만성 노출 시 폐부종,

호흡질환이

유발(US EPA IRIS)

․장시간 흡입 노출 시 폐

기종, 위장장애. 신장장

애 유발(US EPA IRIS)

․섭취 노출 시 구토와 급

성 위장염이 유발, 이타

이이타이병에 유발

(US EPA IRIS)

․장시간 노출 시 폐암증

가, 신장에 영향(US

EPA IRIS)

동물

․새끼몸무게감소와, 성

장 속도가 느리며, 뼈

형성 속도둔화

(US EPA IRIS))

․랫드에 흡입 노출 시

헤모글로빈 감소 및

정자세포 감소(IARC)

․만성 노출 시 폐암을 일으킬 수 있으며, 전립선

암이 유발(IARC)

․흡입 노출 시에는 폐염증, 폐부종, 자극성이 관찰

(ATSDR)

용

량

반

응

정

보

End

point참고치 단위위해도 발암력

폐암

단백

뇨증

흡입

(㎎/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎍/ℓ)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1

-

NOAEL:0.005

UF:10

RfD:0.0005

1.8×10-3 - - -

자료 출처: US EPA IRIS(Intergrated Risk Information System)

※ 주 : 1) ATSDR(Centers for Disease Control and Prevention Agency for Toxic Substances and Disease Registry)

- 미국 독성물질 질병등록국

2) IARC(International Agency for Research on Cancer) - 국제 암 연구기관

3) WHO IPCS(International Programme on Chemical Safety) - 국제화학물질 안전성계획

4) LOAEL(Lowest Observable Adverse Effect Level) - 독성인정최저농도

5) UF(Uncertainty Factor) - 불확실성 상수

6) RfD(Reference Dose) - 인간이 평생동안 같은 농도로 매일 섭취 하였을 때 해를 일으키지 않는 수준의 농도

표 61. 카드뮴에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응

- 68 -

대

상

물

질

수

용

체

생애 단계 구분

임신 전 태아 유아 어린이 청소년 성인

크

롬

인체

․구강 통증, 설사, 복통, 소화불량, 메스꺼움 증상 및 백혈구 수 증가, 폐암

및 위암 증상(US EPA IRIS)

․혈액과 혈장 단백질

통해 돌연변이원성이

유발

(US EPA IRIS)

․폐와 비장의 무게 증가(US EPA IRIS)

․흡입 노출 시, 코에 천공이 생기며, 만성

노출 시 신장, 간, 피부에 영향(WHO

IPCS)

동물

실험

․랫드에 고농도 노출 시 폐색성

호흡곤란 증상 및 체중 감소

(ATSDR)

․만성 노출 시 상기도기관지에

염증이 관찰 및 젖산염 탈수소

화효소가 증가(US EPA IRIS)

용

량

반

응

정

보

End

point참고치 단위위해도 발암력

폐암

흡입

(㎎/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎍/ℓ)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1

NOAEL:0.034

UF:300

RfC:1.4×10-4

NOAEL:2.5

UF:300

RfD:3.0×10-31.2×10-2 - - -

자료 출처: US EPA IRIS(Intergrated Risk Information System)

※ 주 : 1) ATSDR(Centers for Disease Control and Prevention Agency for Toxic Substances and Disease Registry)

- 미국 독성물질 질병등록국

2) IARC(International Agency for Research on Cancer) - 국제 암 연구기관

3) WHO IPCS(International Programme on Chemical Safety) - 국제화학물질 안전성계획

4 LOAEL(Lowest Observable Adverse Effect Level) - 독성인정최저농도

5) UF(Uncertainty Factor) - 불확실성 상수

6) RfD(Reference Dose) - 인간이 평생동안 같은 농도로 매일 섭취 하였을 때 해를 일으키지 않는 수준의 농도

7) RfC(Reference Concentration) - 인간이 평생동안 같은 농도로 매일 흡입하였을 때 해를 일으키지 않는 수준의 농도

표 62. 크롬에 대한 생애주기별 독성 영향 및 용량반응

- 69 -

(2) 프탈레이트

Di(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP)의 경우 동물 실험을 통해 간, 신장, 고환, 뇌에

영향을 주어 성장 독성 및 생식독성을 유발할 수 있는 것으로 확인되었다. Di-n

butyl phthalate의(DBP) 경우 내장기관에 영향을 미치며, 생식독성이 유발되며, 태

아의 신경조직에 영향을 주어 지능발달이 저하 증상이 유발할 수 있는 것으로

확인되었다. Butyl benzyl phthalate(BBP)는 모체로부터 영향을 받게 되면 태아의

생식기관에 영향을 주며 근육발달 저해, 성장 독성이 있는 것으로 알려져 있고,

고농도로 노출 시 설사, 발열, 구토 증상이 유발할 수 있는 것으로 확인되었다.

- 70 -

대상물질

수

용

체

생애 단계 구분임

신

전

태아 유아 어린이 청소년 성인

프

탈

레

이

트

류

DEHP동물

․선천성 결손 증 유

발 및 간, 신장 및

고환에 영향 줌

(ATSDR)

․섭취 노출 시 생식 독성 및

고환 조직에 영향(US EPA

IRIS)

․마우스에 투여한 결과, 간, 내

분비계조직에 영향(IARC)

DBP 동물

․신경조직 및 생식

기관에 영향

(ATSDR)

․랫드, 마우스에 노출 한 결과

간, 신장 무게 증가 및 비대

증 이 유발(US EPA IRIS)

BBP 동물

․마우스에 섭취 노

출 시 생식기관에

영향(IARC)

․랫드, 마우스에 노출시킨 결

과, 백혈병이 유발 및 간세포

괴사 유발(US EPA IRIS)

․고농도 노출 시 구토, 설사,

어지럼증이 관찰(ATSDR)

DE

HP

End

point참고치 단위위해도 발암력

혈액

독성

흡입

(㎎/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎍/ℓ)-1흡입

(㎍/㎥)

경구

(㎎/㎏-day)-1

-

LOAEL:19

UF:1000

RfD:0.02

- 4.0×10-7

- 1.4×10-2

DBP 간독성 -

LOAEL:6

UF:100

RfD:0.6

- - - -

BBP 간독성 -

LOAEL:20

UF:100

RfD:0.2

- - - -

자료 출처: US EPA IRIS(Intergrated Risk Information System)

※ 주 : 1) ATSDR(Centers for Disease Control and Prevention Agency for Toxic Substances and Disease Registry)

- 미국 독성물질 질병등록국

2) IARC(International Agency for Research on Cancer) - 국제 암 연구기관

3) WHO IPCS(International Programme on Chemical Safety) - 국제화학물질 안전성계획

4 LOAEL(Lowest Observable Adverse Effect Level) - 독성인정최저농도

5) UF(Uncertainty Factor) - 불확실성 상수

6) RfD(Reference Dose) - 인간이 평생동안 같은 농도로 매일 섭취 하였을 때 해를 일으키지 않는 수준의 농도

7) RfC(Reference Concentration) - 인간이 평생동안 같은 농도로 매일 흡입하였을 때 해를 일으키지 않는 수준의 농도

표 63. 프탈레이트류에 대한 생애 주기별 독성 영향 및 용량반응

- 71 -

나) 대상 물질 독성 영향 특성 요약 및 위험성 분류

중금속 오염물질은 5종 모두 태아, 유아 및 어린이에게 민감한 독성 영향이 관

찰된 물질로 평가되었다. 납은 태아시기부터 노출될 경우 성장 및 생식독성, 신경

행동학적 이상 및 발달 장애를 유발할 수 있어, 성인 시기에 생식독성, 신장 종양

을 유발시킬 수 있는 것으로 조사되었다. 수은(Hg)은 태아시기 체중감소를 유발

하며, 유아시기에는 신경행동학적 이상, 신경독성이 유발 시킬 수 있다. 구리(Cu)

는 태아시기에는 성장 및 발달 장애를 일으킬 수 있으며, 그로 인해 생애 주기에

서는 간 독성 유발 가능성이 있다. 카드뮴(Cd), 크롬 6가(Cr6+)의 경우 태아시기

에 체중감소 및 성장 독성이 보고된 바 있으나, 그로 인해 생애 주기에 어느 정도

영향을 미치는지에 대한 정보는 없다. 아연(Zn)은 태아시기에 과다 섭취 시 체중

감소를 유발하며 생식 독성, 성장 독성이 있다.

프탈레이트(DEHP)는 잠재적으로 어린이에게 면역 및 신경, 성장, 생식 독성 등

어린이 민감 영향 물질이라고 사료되었다.

그림 10. 물질별 생애주기의 독성영향비교

이상의 대상 물질에 대한 독성 정보를 바탕으로 본 연구에서는 대상 물질 6중

- 72 -

금속류(5종), 프탈레이트류(1종)>을 위험성분류를 통해 용량-반응자료를 검토하였

고, 최종 평가 자료가 충분한 6종 중금속류(5종), 프탈레이트류(1종)을 최종 위해

성평가 대상물질로 선정하였다.

구 분 내 용 (*중복평가물질)

발암성물질

분류평가물질

(2종)

카드뮴*, 크롬*

비발암성물질

분류평가물질

(4종)

납, 카드뮴*, 크롬*

프탈레이트류(DEHP)

표 64. 독성특성을 고려한 평가대상 물질 위험성 분류

다) 대상 물질의 인체 유해 영향의 노출량 반응값 결정

납은 US IRIS 정보에 따르면 발암성 물질로 분류되고 있으나, 정량적인 발암성

의 증거가 부족하다고 제시되었다. 비발암 독성 참고치에 대해서도 결과를 정립하

지 않았다. WHO에서는 NOAEL 30 ㎍/dl blood이며 어린이에 대한 TDI를

0.0035 ㎎/㎏/day으로 제안하였다.

수은의 경우는 US IRIS에서 인체발암성 물질로 분류되고 있지 않기 때문에, 발

암성 정보는 제공 되지 않고 있다. 비발암 독성 참고치 대해서는 LOAEL 0.025

㎎/cu/m, 불확실성 상수 값은 30으로 적용하여 흡입 참고치 용량 값은 0.0003으

로 산출하였다.

카드뮴은 US IRIS 정보에 따르면 발암성 물질로 분류되고 있으나 섭취 노출에

대한 발암성 정보는 정립되어 있지 않았다. 비발암 독성 참고치에 대해서는 먹는

물을 통한 노출 결과에 기초하여 NOAEL 0.005 ㎎/㎏/day, 불확실성 상수 10을

적용하여 참고치 0.0005 ㎎/㎏/day으로 산출하였다. WHO에서는 식품노출에 의

한 신장 축적되지 않도록 하는 수준으로 카드뮴에 대한 TDI를 0.007 ㎎/㎏/day

으로 설정하였다.

크롬의 경우 US IRIS 정보에 따르면 랫드를 이용한 섭취 독성 연구 결과 확인

된 NOAEL 2.5 ㎎/㎏/day에 불확실성 상수 300으로 적용하여, 경구 노출 경로에

대한 참고치 0.003 ㎎/㎏/day로 도출하였다.

- 73 -

No. 연구자 Study design 유해영향 용량-반응 자료

1 Trochl

ear et

al

(1992)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

Rat

암컷

평균 9마리/

섭취

반복투여(1일/2주)

30주

31주

CYP1A2 증가

신경행동

학적 이상

용량

NOAEL(Heq)

UF

RfD

TDI

반응(ug/mg

blood)

30

0.0035

2 Lustbe

rg and

silberg

eld

(2002)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

human

남성

4,292명

1년

1년

cancer

mortality증가

용량

(㎍/㎗)

20

29

반응

(㎍/㎗)

46%

64%

3 Hu et

al

(1996)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

human

남성

146

5년

5년

고혈압 영향 용량

(ppm)

24

반응

(ppm)

8-37(1.5odds

ratio)

4 Tola

et al

(1973)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

human(smelter

workers)

남성

98명

흡입

신경세포 괴사 용량

(㎍/㎗)

40-59

반응

(㎍/㎗)

60-79(14%)

80이상(36%)

표 65. 납에 대한 정량적 독성 시험 결과

- 74 -

No. 연구자 Study design 유해영향 용량-반응 자료

1 Roels

et. al

(1987)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

workers(Human)

남성

41

흡입

15년

lung cancer 용량(㎎/cu.m)

LOAEL

UF

RFC

반응(㎎/cu.m)

0.025

30

3×10-4

2 Druckr

ey et

al

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

rats

남성

39

구강

22개월

22개월

복막육종

발현

용량(㎖)

0.1

반응(%)

5/12발현

3 Smith

et al.

(1970)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

:workers(Human)

남성

567 명

흡입

10년

폐, 위 영향 용량

(㎎/cu.m)

0.01-0.05.

0.06-0.10.

0.24-0.27.

반응

(㎎/cu.m)

48.7%.

이상유발

25.6%이상

4.8%이상

4 Sandb

orgh-

Englun

d et

al.

(1998)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

:human

1명

흡입

흡입(증기)

15분

15분

수은 흡수

증가

혈액, urine

용량

(㎍Hg/㎥)

400

반응

(nmol Hg/㎏

body weight)

5.5

5 WHO 대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

Rats

경구

섭취

신경독성 용량(㎎/㎏/day)

LOAEL

UF

TDI

반응(㎎/㎏/day)

0.23

100

0.002

표 66. 수은에 대한 정량적 독성 시험 결과

- 75 -

No 연구자 Study design 유해영향 용량-반응 자료

1 U.S.

EPA

(1985)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

Human(근로자)

남성

261명

흡입

6개월

6개월

lung cancer 용량

NOAEL(Heq)

UF

RfD

MF1)

반응(㎎/㎏/day)

0.005

10

5×10-4

1

2 Thun

et al

(1985)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

human)

남성

흡입

반복흡입

13개월

18개월

폐, 기관

기관지암 사망

용량

(㎍/day/cu.m)

584

585-2920

2921이상

반응

(24hour/㎍/cu.

m equivalent)

168

727

2522

3 waalke

s and

rehm

(1992)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

: Rats

수컷

섭취

투여

77주

77주

전신독성

전립선 증식

용량

(㎎Cd㎏(b.w)/day

)

1.25

1.0

반응

(ppm)

-

50(증가)

4 kimura

and

taki

(1972)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

Rabbits, mice

Dermal

투여(5시간씩)

3주

3주

간, 신장 축적

신장세포괴사,

간세포

괴사영향

용량

(㎎)

6.1

12.2

반응

(%)

0.4-0.61

0.2-0.87

표 67. 카드뮴에 대한 정량적 독성 시험 결과

1) MF : Modyfing factor

- 76 -

No. 연구자 Study design 유해영향 용량-반응 자료

1 Macken

zie

et al

(1958)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

Rat

10 명

경구

투여(5일/주)

1년

1년

위암, 폐암

설사 영향

용량(㎎/㎏/day)

LOAEL

NOAEL

UF

RFD

반응(㎎/㎏/day)

-

2.5

300

0.003

2

Hedenst

ierna

(1983)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

human

남성, 여성

흡입

흡입(5일/주)

2.5년

2.5년

코 결막, 소모증

호흡천공 영향

용량(㎎/㎥)

LOAEL

NOAEL

UF

RFC

반응(㎎/㎥)

7.14×10-4

-

90

8×10-6

3

Glaser

et.al

(1990)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

Rat

암컷, 수컷

흡입

흡입(7일/주)

90일

90일

BALF영향

비장, 폐

무게영향

용량(㎎/㎥)

BMD

UF

RFC

반응(㎎/㎥)

0.034

300

0.0004

4Mancuso

(1975)

대상종

성별

대상수

노출경로

투여방법

투여기간

실험기간

human

남성, 여성

332명

흡입

흡입

18년

18년

폐암 발현 용량(㎍/㎥)

5.66(50살)

25.27(50살)

46.83(50살)

4.68(60살)

20.79(60살)

39.08(60살)

반응(명)

3

6

6

4

5

5

표 68. 크롬에 대한 정량적 독성 시험 결과

프탈레이트류물질 중 DEHP는 US IRIS정보에 따르면 섭취 노출한 결과가

LOAEL 19 ㎎/㎏/day 이며, 불확실성 상수 1000(종간외삽 10, 종내외삽 10, 아만

성 10)을 적용하여 참고치 0.02 ㎎/㎏/day을 산출하였다. He Canada에서는 경구

경로 노출실험 결과에서 NOAEL 130 ㎎/㎏/day 불확실성 상수 1,000을 적용하여

TDI 0.044 ㎎/㎏/day 제시하였다.

- 77 -

라) 대상 물질 어린이 위해성 평가를 위한 용량-반응값 결정

대상 물질 중 발암성 물질에 대한 정량적인 용량-반응값은 다음과 같이 정리하

였다. 대상 발암성 물질 중 어린 시기 노출에 의한 정량적인 용량-반응 자료가 존

재하는 물질은 없었다. 이에 성인 발암성 자료를 이용하여 어린이 노출 민감성을

고려한 보정 계수를 적용하여 어린이에게 맞는 용량-반응 정보를 도출하였다. 어

린이 노출 민감성 보정 계수는 미국 EPA에서 2005년에 제시하고 있는 값을 활용

하였다. 미국 EPA에서는 2세 미만의 ADAF (Age-Dependent-Adjust Factor)는 10,

2 ∼ 16세는 3, 16세 이상은 1을 적용하도록 권고하고 있어, 본 연구에서는 2세

∼ 16세와 16세 이상으로 구분하여 3과 1을 적용하였다.

대상 비발암성 물질 중 어린 시기 노출에 의한 정량적인 용량-반응 자료가 존

재하는 물질은 없었다. 성인에 대한 독성 값은 확인할 수 있었지만, 어린이에게

특이적인 독성 값은 없었다. 어린이에 대한 위해성 평가 시, 대부분 성인의 자료

를 사용하고 있다. 따라서 비발암성 물질은 어린이에 대한 자료가 없으므로 EPA

에 제시하고 있는 성인에 대한 값과 동일하다고 가정하여 어린이 민감성 용량-

반응 정보를 산출하였다.

크롬은 대부분 흡입을 통해 피해가 나타나며, 노출이 심할 경우 폐암이 일어날

수 있다.

물질명노출

경로

성인

대상

연령

(년)

어린이 최종설정값

EndpointCPF

(mg/kg-day)-1 UR Endpoint

CPF

(mg/kg-day)-1 UR ADAF

CPF

(mg/kg-day)-1 UR

Cadmium Inh 폐 암 - 1.8×10-3

<2 - - - 10 - 1.8×10-2

2-16 - - - 3 - 5.4×10-3

NA - - - 1 - 1.8×10-3

Chromium

(IV)Inh. 폐 암 - 1.2×10-2

<2 - - - 10 - 1.2×10-1

2-16 - - - 3 - 3.6×10-2

NA - - - 1 - 1.2×10-2

표 69. 발암성 대상 물질별 정량적 용량-반응 결과

비발암독성물질을 보면 카드뮴과 아연은 아직까지 어린이에 대한 용량 반응 결

- 78 -

과가 없고, 납과 프탈레이트에 노출될 시 신경행동 장애와 생식 및 성장에 많은

영향을 줄 수 있다. 크롬과 카드뮴은 섭취를 통해 영향을 받으며 납과 아연, 프탈

레이는 모든 경로를 통해 피해를 받을 수 있으므로 이런 물질에 대해서 지속적인

관리가 필요하다.

물질명 노출

경로

성인

대상

연령

(년)

어린이 최종설정값

EndpointN(L)OAEL

(mg/kg-day)UF

RfD(C)

(mg/kg-da

y)

(mg/m3)

EndpointN(L)OAEL

(mg/kg-day)UF

RfD(C)

(mg/kg-day)

(mg/m3)

AD

AFRfD

Lead All 신경 독성 30ug/dl(B) - 0.001 All신경행동 10ug/dl(B) - 0.0006 - 0.0006

신경행동 54ug/dl(B) - 0.00035 - 0.0035

Cadmium

(Cd)Oral 신장 독성 0.005 10 5×10-4 All - - - - - 0.0005

Chromium

(III)Oral 전신 독성 1468 1000 1.5 All - - - - - 1.5

Zinc All 효소 억제 0.91 3 0.3 All - - - - - 0.3

DEHP

All

혈액이상 19 1000 0.008

<=1 생식/성장 0.245 100 0.025 - 0.025

All > 1 생식/성장 0.245 50 0.048 - 0.048

표 70. 비발암독성물질 중 어린이민감영향 물질별 정량적 용량-반응 결과

나. 환경․사회적 비용 분석

환경․사회적 경제가치를 추정하기 위해서는 우선 자연환경이 제공하는 경제적

가치란 무엇을 의미하는지를 개념화할 필요가 있다.

자연환경의 다양한 기능이 제공하는 경제적 편익은 몇 가지 범주로 분류될 수

있다. 우선 자연환경의 이용과 관련된 불확실성을 고려하지 않을 경우에는 자연환

경의 가치는 사용가치와 존재가치, 혹은 비사용가치로 대별된다. 사용가치란 개인

이 환경재를 물리적으로 이용하기 때문에 환경재에 부여하는 가치이고, 존재가치

혹은 비상용가치란 개인이 물리적으로 환경을 이용하지 않음에도 불구하고 환경

재에 대해 부여하는 가치이다.

- 79 -

사용가치는 자연환경이 제공하는 동식물이나 수자원 등을 직접 소비함에 따른

직접 사용가치와 자연경관을 감상하는 행위 등과 같은 간접 사용가치를 합한 것

으로서, 자연환경을 물리적으로 이용함에 따라 얻게 되는 가치이다. 반면 존재가

치란 개인이 자연환경을 물리적으로 이용하지 않음에도 불구하고 자연환경에 대

해 부여하는 가치이다. 존재가치가 실제로 존재하느냐에 대해서는 많은 논란이 있

으나, 대부분의 환경경제학자들은 많은 사람들이 환경단체에 가입하거나, 자신이

직접 감상할 수도 없는 야생동물의 보호 등을 위해 기부행위를 하는 것을 고려할

때 이러한 존재가치를 인정하여야 한다고 생각한다.

존재가치는 다시 대리소비(vicarious consumption)로 인한 가치와 청지기적 가

치(stewardship value)로 나뉘며, 후자는 다시 증유가치(bequest value)와 고유가

치(inherent value)로 구분된다(Mitchell and Carson, 1989). 대리소비의 가치란 어

떤 개인이 자신이 직접 자연환경을 이용하지 않더라도 자신이 알고 있는 사람이

나 혹은 일반 대중이 자연환경을 이용할 수 있다는 사실 자체로부터 얻는 가치이

다. 청지기적 가치란 보다 통태적인 개념으로서, 자연환경이 합리적으로 관리되어

미래 세대를 위해서 보존된다는 사실 자체로부터 얻는 만족도를 의미한다. 보다

구체적으로는 증유가치는 현 세대의 노력에 의해 보존된 자연환경이 후세세대에

게 편익을 가져다 준다는 사실로부터 얻게되는 편익이다. 그리고 자연은 그 스스

로 보존되어야 할 권리를 가지기 때문에 환경재를 현 세대나 미래 세대가 이용하

든 하지 않든 상관없이 자연환경이 보존된다는 사실 자체가 가져다주는 편익이

바로 고유 가치이다.

한편 자연환경의 이용에는 다양한 불확실성이 개입된다. 우선 많은 경우에 있어

각 개인이 특정 자연환경을 미래에 실제로 방문하여 그 편익을 누리게 될 지가

불확실하다. 또한 각 개인의 입장에서는 특정 자연환경이 자신이 이용하고자 할

때까지 보존되고 있을 지의 여부도 불확실하다고 할 수 있다. 자연환경의 이용과

관련된 불확실성이 존재할 경우 자연환경의 사용가치는 각 개인이 자연환경을 실

제로 이용할 확률을 고려하여 계산되는 기대 편익(expected benefit)으로 정의되어

야 한다. 그러나 자연환경의 기대 편익은 자연환경의 가치를 완전히 반영할 수 없

다. 각 개인은 자신이 특정 생태계를 실제로 이용하게 될 지가 불확실할 경우 자

신이 실제로 생태계를 이용할 때까지 이 생태계가 보존되도록 하기 위해 기대 편

익 이상의 금액을 지불할 의사가 있으며, 이를 선택가치라 한다.

- 80 -

자연환경의 파괴는 대개 비가역적이어서 한 번 파괴된 생태계는 다시는 원래대

로 복구될 수 없다. 자연환경이 미래에 가져다 줄 편익이 불확실한 상황 하에서는

자연환경의 파괴행의를 뒤로 미루어야 하며, 이와 관련된 자연환경의 가치가 준선

택가치이다. 자연환경은 이상과 같이 다양한 종류의 편익을 제공하고 있으며, 자

연환경의 총 가치는 이상의 모든 경제적 가치의 합으로 정의된다. 자연환경의 가

치 평가는 자연환경이 제공하는 이상의 다양한 편익들을 종합적으로 평가하여 이

루어져야 하며, 평가를 위해 사용되는 방법 역시 이러한 다양한 가치들을 적절히

평가할 수 있는 것이라야 한다.

1) 환경․사회적 비용 분석 방법론

가) 경제학적 편익측정 방법론

시장을 통한 거래가 이루어지지 않아 가격을 관찰할 수 없는 비시장재의 가치

를 측정하는 방법은 크게 물질연관방법(Physical Linkage Methods)와 행동연관방

법(behavioral Linkage Methods)으로 구분될 수 있다.

물질연관방법은 환경오염이 인간의 건강이나 농작물, 건축물 등에 미치는 피해

를 분석해서 간접적으로 편익을 추정하는 방법으로 피해함수 접근법(Damage

function approach)내지는 복용-반응 접근법(Dose-response)이라 한다. 이 방법의

기본적인 가정은 환경재 또는 공공재와 소비자 사이에 어떤 기술적 관련이 존재

한다는 것이다. 그러나 후생경제학의 입장에서 볼 때 물질적 연관 방법은 이론적

인 타당성을 결여하고 있다. 왜냐하면 경제학적으로 후생이나 편익이라는 것은 재

화와 그 재화로부터 소비자가 느끼는 효용간의 관계에서 정의되는 것이기 때문이

다. 즉, 피해함수는 소비자의 효용함수와 직접적으로 관련되어 있지 않다는 것이

다. 게다가 피해함수 접근법으로 편익을 측정할 때 그것은 어디까지나 직접사용가

치만을 의미하며 간접사용가치나 비사용가치는 측정할 수 없다. 따라서 피해함수

로 측정된 편익은 편익측정에 있어서 1차적인 근사치 정도의 의미만을 가진다고

볼 수 있다.

반면, 행동연관방법은 환경질의 변화가 실제 사람들의 후생에 미치는 영향을 분

석한다. 시장에서 거래가 이루어지지 않아 가격을 관찰할 수 없는 비시장재화에

대한 경제적 가치를 측정하는 이 방법은 다음의 두 기준에 의해 <표 71>과 같이

- 81 -

분류될 수 있다.

첫 번째 기준은 가치측정에 사용되는 정보가 사람들의 행동을 실제로 관찰함으

로써 얻어지는가, 아니면 기상적인 질문에 대한 응답을 통해 얻어지는가에 관한

것이다. 두 번째 기준은 화폐적 가치를 직접적으로 측정하는가, 아니면 어떤 간접

적인 방법을 통해 측정하는가이다. 직접적으로 측정하는 방법은 제약조건하의 효

용극대화 행동을 관찰함으로써 이루어진다. 즉, 환경자원의 가격이 주어졌을 때

소비자의 선택을 직접 관찰함으로써 화폐단위로 나타낸 가치가 측정된다. 간접적

인 방법의 경우 가치는 시장재와 환경재간에 존재하는 관계를 토대로 측정된다.

이 경우 환경재와 시장재간에는 대체적인 관계나 보완적인 관계를 갖는 것이 일

반적이다.

구 분 직접 시장을 관찰하는 방법 가상시장을 이용하는 방법

직접적인

측 정 법⦁적용사례는 거의 없음

⦁조건부 가치측정법

⦁다속성 효용평가법

간접적인

측 정 법

⦁헤도닉 가격기법⦁회피행동분석법 ⦁진술선호기법

표 71. 비시장 재화의 가치측정 방법 분류

<표 71>의 경제학적 편익측정 방법론 가운데서 가장 많이 사용되는 것은 조건

부 가치측정법, 헤도닉 가격기법, 회피행동분석법으로 기존 연구들의 대부분이 이

들 방법론을 채택하여 수행되어 왔다.

(1) 헤도닉 가격기법

헤도닉 가격기법(Hedonic Price Method)은 개인들이 구매하는 상품의 구성요소

에 공공재의 수준이 포함되어 있는 경우에 적용하는 방법으로, 환경재에 대한 시

장이 명시적으로 존재하지 않는 상황에 그 대체시장으로서 주택시장이나 토지시

장을 이용하여 주택이나 토지의 가격에 반영된 환경재의 가치를 간접적으로 측정

한다. 사람들은 더러운 환경보다 깨끗한 환경을 더 좋아하기 마련이다. 따라서 사

람들은 은연중에 깨끗한 물이나, 아름다운 경치 등에 대해 가치를 부여하는데, 이

러한 가치가 특정 상품의 가격에 내포되는 경우가 많다. 예를 들면, 사람들이 공

기 좋은 곳에서 살고 싶어하다보니 다른 조건이 같다면 공기 좋은 곳의 부동산

- 82 -

값은 공기가 나쁜 곳의 부동산 값에 비해서 비싸진다. 즉, 깨끗한 환경의 가치가

땅 값이나 집 값에 포함되게 된다.

헤도닉 가격기법은 여기에 착안하여 특정 재화에 대해 시장에서 직접 거래되지

않는 어떤 요인이 가격결정에 영향을 미친다는 가정 하에 소비자가 재화 구매를

결정하고 가격을 지불할 때 간주하였을 가능한 모든 속성으로 분해하여 각각의

속성에 대해 가치를 측정한다.

주로 임금이나 주택가격은 지역 간 상이한 공공재의 특성을 반영하므로 이러한

가격차로부터 공공재에 대한 수요를 추정한다. 헤도닉 가격기법을 환경재의 가치

측정에 적용할 때는 주택가격의 차이가 주택의 다양한 속성의 차이에 의해 발생

한다는 가정 하에, 특히 대기오염과 같은 환경오염 수준이 주택가격에 미치는 영

향을 분석함으로써 우회적으로 환경재의 화폐적 가치를 측정하게 된다. 따라서 대

부분의 연구들은 주택시장을 중심으로 수행되었으며, 주택가격과 환경적 쾌적함을

연결하는 올바른 모형의 구성, 이용 가능한 자료의 최적 사용, 기본적인 경제이론

과 일치하는 후생변화에 유의하여야 한다. 헤도닉 가격기법의 운용절차를 간략히

나타내면 (그림 11)과 같다.

대기질과 밀접한 관련이 있는 대체시장의 선정

⇩

재화의 속성 분류 및 헤도닉 가격함수 설정

⇩

상관관계가 없는 변수들만으로 구성된 구체적인 헤도닉 가격함수 추정

⇩

대기질에 대한 수요곡선 유도

⇩

대기질 개선의 편익 측정

그림 11. 헤도닉 가격기법의 운용 절차

구체적인 예를 들어, 서울시의 한강정비사업으로 한강의 경관을 크게 개선시켰

다고 하자. 그 이우 강변 쪽에 위치한 아파트 가격이 상대적으로 많이 올랐다고

하였을 때 다른 모든 조건이 같다면 가격의 차이는 한강의 개선된 경관의 가치가

아파트 가격에 반영된 것으로 볼 수 있다. 따라서 개선된 경관의 화폐적 가치를

- 83 -

아파트 시장에서 간접적으로 도출해 낼 수 있게 된다. 마찬가지로 유독가스를 배

출하는 공장이 들어설 경우, 사람들이 악취에 시달리거나 호흡기 관련 질환에 잘

걸리는 등의 피해가 발생한다면 주택가격에 영향을 미칠 것이고 다른 조건이 같

을 때의 주택가격의 차이는 이 공장이 입지함으로써 발생하는 피해액으로 볼 수

있다. 헤도닉 가격기법의 몇 가지 대표적인 국내외 연구사례는 <표 72>과 같다.

구 분 환경재 관련 논문

대기질

도시 대기오염

서울시 대기오염

서울시 대기오염

Brookshire et al.(1982)

임영식⦁전영섭(1993)

Kwak et al.(1996)

기 타

화력발전소 입지

쓰레기 매립장

서울시 주택시장

개인용 컴퓨터

Mendelsohn(1980)

김광임(1996)

곽승준⦁허세림(1994)

곽승준 외(2000)

표 72. 헤도닉 가격기법이 적용된 연구

그러나 대체시장을 매개로 활용되는 헤도닉 가격기법에 내재한 문제점을 지적

하면 다음과 같은 점들이 지적된다. 가장 먼저, 충분한 시장자료를 구하기 어려우

며, 또한 헤도닉 가격함수의 구체적인 형태가 알려져 있지 않은 경우가 많다. 그

리고 사람들은 환경의 각 수준에 대한 물리적 차이를 인식하기 어렵다는 점이 지

적되기도 하며, 마지막으로 환경질의 변화에 대한 희망은 일반적으로 관측되지 않

는다는 것이다.

(2) 회피행동분석법

회피행동분석법(Averting Behavior Method)은 가계생산함수모형(Household

production function model)을 이용하는데, 이는 환경수준과 같은 공공재와 시장

재 수요 간의 상호작용을 분석하여 공공재 공급변화로부터의 편익을 추정하는 방

법이며, 대기질이나 지하공기질, 실내공기질 등의 문제에 적용가능한 방법론이라

하겠다. 소비자의 효용은 단순히 사적재나 공공재의 소비로부터 영향을 받는 것이

아니라, 양자의 결합에 의해 생산되는 여러 가지 최종 서비스의 소비로부터 결정

된다. 가계생산함수모형에서는 소비자가 소비하게 되는 최종 서비스를 생산하는데

있어서 시장재와 환경수준 간에 일련의 기술적 관계가 존재하는 것으로 가정한다.

결국, 가계생산함수모형에서 소비자는 환경수준을 생산하는 소비자인 동시에 또한

- 84 -

이를 소비하는 소비자로 간주된다. 그러한 가계생산기술을 통하여 시장재 수요와

환경수준 변화의 편익을 계산할 수 있다는 것이다.

기업이나 개인은 환경오염의 피해를 줄이거나 회피하기 위해 적극적인 대처방

안을 강구하는데 이를 회피행동이라 한다. 정수기의 설치, 산성비의 피해예방을

위한 건물 도장, 공항주변 주택의 방음용 이중창 설치 등이 회피행동의 좋은 예이

다. 그런데 회피행동은 환경이 오염되지 않았다면 취해지지 않을 행동이다. 따라

서 회피행동에 지출된 비용은 개인이나 기업이 시장에서 간접적으로 표현하는 주

관적인 환경가치로 간주될 수 있다. 여기서 회피행동에 지출된 비용이나 지출을

회피비용(averting cost) 또는 방어적 지출이라 한다. 이의 예로 맑은 공기를 위해

공기청정기를 구입하는 것이나 대기오염으로 인한 호흡기 질환을 피하기 위해 의

료비용을 부담하면서 병원을 찾는 것을 들 수 있다. 회피행동분석법의 국내외 연

구사례를 정리하면 <표 73>와 같다.

구 분 환 경 재 관련 논문

대 기 대기오염으로 인한 건강악화 엄영숙(1998)

기 타

대기오염으로 인한 건강악화

질병

지하수오염

수돗물 수질

수질개선

Gerking and Stanley(1986)

Dickie and Gerking(1991)

Abdalla et al.(1992)

김도형⦁김경환(1994)

곽승준⦁엄미정⦁김태유(1998)

표 73. 회피행동분석법이 적용된 연구

회피행동분석법은 이론적으로는 우수하지만 회피행동이 나타나거나 이에 대한

관측이 용이한 경우에만 적용이 가능한 어려움이 있다. 또한 이 방법은 앞에서 설

명된 환경의 가치 중에서 사용가치는 측정해 낼 수 있지만 비사용가치는 측정해

낼 수 없는 한계가 있다. 무엇보다 회피행동이 환경오염의 피해를 완전히 제거하

는 해결책이 될 수 없다는 문제가 있다. 즉, 회피행동으로 환경오염피해를 완전히

제거할 수는 없는 경우가 더욱 일반적이다. 방음용 이중창은 공항건설로 인한 소

음피해를 줄일 수는 있어도 완전히 제거할 수는 없다. 방음용 이중창설치에도 불

구하고 잔여소음을 감수해야만 한다. 방음용 이중창 구입비용은 이중창 시장을 관

찰함으로써 계측할 수 있을지 모르지만 잔여소음으로 인한 효용감소분은 여전히

계측 불가능한 부분인 것이다. 이처럼 회피행동이 환경오염의 피해를 완전히 제거

하지 못하는 경우, 회피비용으로 환경가치를 평가하면 환경가치가 과소평가되는

- 85 -

문제가 발생하게 된다.

(3) 다속성 효용평가법

다속성 효용평가법(Multi-Attribute Utility Assessment)은 다속성 효용이론

(Multi-Attribute Utility Theory, MAUT)을 그 이론적 근거로 하고 있다. MAUT는

통계학, 심리학, 경영과학, 의사결정이론 등에서 발달된 여러 기법을 바탕으로 하

고 있는데 발전소 입지, 수자원 개발과 같은 대규모 프로젝트에 대한 공학적, 경

영학적 의사결정에 적용되어 왔다. 다속성 효용평가법은 조건부 가치측정법이 환

경재의 다차원적(Multi-dimensional) 성격과 인간 선호의 구조적(constructive) 성

격을 충분히 반영하기 어려운 점을 고려하여 특별히 고안된 방법론이다. 적용 절

차는 (그림 12)과 같다.

연구대상 대기질의 환경영향 속성 식별

⇩

다속성 효용평가법에서 요구하는 절차에 따라 설문지 작성

⇩

설문조사원 특별교육 및 예비조사

⇩

실제 설문을 통해 응답자로부터 가치를 유도

(숙련된 설문조사원의 역할이 대단히 중요)

⇩

설문으로부터 얻어진 정보를 취합⦁분석하여 필요한 정보를 도출

그림 12. 다속성 효용평가법 운용 절차

환경재가 다차원적 성격을 가진다는 것에 대해 예를 들면, 대기질의 경우 그 영

향에 있어서 사망률, 질병률, 시정거리, 먼지피해, 재료피해, 지구온난화 등의 속성

을 가진다는 것이다. 따라서 대기질 개선편익을 측정하고자 한다면 이 모든 속성

들에 대해 가치를 측정하고자 하는 시도가 보다 적절하다. 다음으로 인간 선호의

구조적 성격이라 함은 사람들이 생각하는 환경재의 가치는 원래 가지고 있다기보

다는 설문과정에서 만들어져서 표현된다는 것이다. 따라서 가치측정방법은 원래

존재하는 것을 들추어내는 고고학자의 역할을 하기보다는 새로운 것을 만들어내

- 86 -

는 건축가로서의 역할을 할 수 있어야 한다. 이 방법은 비교적 최근에 제안되었기

때문에 적용사례는 <표 74>에 나타나 있듯이 그리 많지 않은 상황이다.

구 분 환 경 재 관련 논문

대 기 대기오염 Kwak et al.(2001)

기 타영향야생 지역

산림생태계

McDaniels and Rossier(1996)

Russell, Bjorner and Clark(2001)

표 74. 다속성 효용평가법이 적용된 연구

요약하면 다속성 효용평가법은 CVM의 장점을 그대로 유지하되 지불의사 유도

과정에서 MAUT를 운용함으로써 통상적인 CVM에 비해 응답자에게 요구되는 판

단과 결정을 획기적으로 단순화하여 인식상의 부담을 경감시킬 수 있는 유용한

방법론에 해당한다.

나) 비경제학적 편익측정 방법론

환경질 개선 등의 정부정책의 타당성은 서론에서 언급한 바와 같이 비용과 편

익을 비교함으로써 결정되어야 한다. 우리 인간에게 주어진 부존자원이 무한하다

면 편익이 발생하는 사업은 어느 것이라도 사회적으로 바람직한 결과를 가져올

수 있다. 하지만 우리는 유한한 자원만 가지고 있기 때문에 제한된 자원을 운용하

여 보다 많은 편익을 가져다주는 사업을 우선적으로 시행해야 한다.

대개 비용은 현재 시장에서 거래되는 토지와 노동과 같은 자원의 시장가격을

이용하여 추정이 가능하다. 편익의 경우 일반적으로 재화나 용역이 시장의 작용에

의해 조정될 때는 수요곡선으로부터 유도될 수 있다. 그러나 시장이 없거나 시장

의 실패가 존재하는 경우에는 앞에서 설명한 헤도닉 가격기법, 회피행동분석법,

여행비용접근법, 조건부 가치측정법, 다속성 효용평가법 등과 같은 특별한 경제학

적 접근방법을 이용하여 가치를 측정해야 한다. 하지만 이러한 접근방법은 경제이

론상의 완결성을 갖고 있지만 그 적용이 다소 어렵고 시간과 경비가 많이 요구되

는 문제를 가지고 있다. 예컨대, 가장 범용적으로 사용될 수 있는 기법인 조건부

가치측정법의 경우 무작위 추출된 표본에 대해 일대일 면접을 실시하는 것이 가

장 바람직한데 이를 위해서는 상당한 설문조사비가 필요하며, 설문조사원 등의 많

은 인력도 요구된다.

- 87 -

따라서 시간과 경비의 제약이 크게 있을 경우에는 차선의 방법으로 간이 편익

측정 방법론을 생각할 수 있다. 비록 경제이론상의 완결성은 부족하지만 실용적인

방법에 의해 사전적이고 실험적인(pilot) 값을 도출해 낸다면 아무 근거도 없이 탁

상공론을 벌이는 것 보다는 나을 것이기 때문이다. 본 절에서는 바로 이러한 간이

편익측정 방법론을 개략적으로 살펴보고 각각의 접근방법에 있어 장점과 한계 등

을 고찰하고자 한다.

(1) 인적 자본 접근법

인적 자번 접근법(Human capital approach)은 환경오염으로 인해 발생하는 인

간의 사망, 부상, 질병의 발생빈도가 늘어남으로써 발생하는 이득이나 피해를 측

정하는 것이다. 가장 대표적인 것이 생명의 가치를 측정하는 것으로, 그 생명이

일생 동안 벌어들일 수 있는 장래 기대소득의 현재 가치를 계산하는 것이다. 이

대 그 사람의 나이, 능력, 교육 정도 등이 중요 고려변수가 된다.

동 개념을 쉽게 이해하려면 기업주와 노동기계의 관계에 사회와 인간의 관계를

대입하면 된다. 즉, 기계의 고장이나 파손, 멸실은 인간에게 있어서는 질병이나 부

상, 사망과 비교될 수 있다. 예컨대, 어느 사람의 사망은 미래의 기대소득을 현재

가치화한 화폐가치만큼의 피해를 가져다준다. 즉,

여기서 Yt는 인적 자본의 연간 기대 수입을, qt는 매년의 생존확률을, r은 할인

율을, T는 예상수명을 의미한다.

경우에 따라서는 그 사람의 사망에 따른 유족들의 고통을 고려하기도 하고 또

는 장래 비용이 일찍 발생하면서 늘어나게 되는 현재가치의 증가를 보충하기도

한다. 한편 위 식에서의 Yt는n 생활 유지에 필요한 소비지출(Ct)이 포함되어 있으

므로 이를 공제한 값의 현재가치로 생명의 가치를 평가하기도 한다. 즉, 다음 식

이 성립한다. 참고적으로 대부분의 보험회사에서 피해보상을 할 때 사용하는 공식

은 이 식과 유사하다.

- 88 -

그러나 이 식에 근거하여 생명의 가치 또는 인간의 가치를 측정하는 것은 몇

가지 문제를 갖고 있다. 첫째, 개인 또는 가계가 자신의 수명, 안전, 건강에 대해

기꺼이 지불하고자 하는 금액은 P1, P2와는 전혀 상관이 없다. 개인 또는 가계는

자신의 생명을 보장받는 대가로 P1 또는 P2의 몇 배에 해당하는 금액을 기꺼이

지불하고자 하는 예가 적지 않다. 둘째, 인간은 살아 있는 동안 시장에서 거래되

지 않는 재화와 서비스의 생산 활동을 수행하고 있으나 P1, P2는 이를 반영하지

못한다. 셋째 평가 대상인 노동시장에서 노동의 이동이 자유롭지 못하여 비자발적

실업이 존재하는 등 불완전하거나 노동시장이 비경쟁적이고 완전한 정보를 제공

하지 못하여 노동시장 전체가 완전경쟁의 상태에 있지 않을 때에는 Yt가 인적자

본을 제대로 반영하지 못하고 더 나아가 P1, P2의 값도 적절한 가치를 반영하지

못하게 된다.

따라서 이러한 단점을 보완하기 위해 사망과 같은 위험을 회피라기 위해 사람들

이 일생동안 기꺼이 지불할 의사가 있는 초대지불의사액이나 도는 반대로 위험부

담을 무릅쓰고서라도 어떤 위험한 일을 할 의사가 있는 최소수용의사액을 계산해

야 한다. 예컨대, 생명 보험에 가입한다고 할 때 평생동안 지불하려고 하는 총 보

험료가 전자의 경우에 해당될 것이고, 위험도가 높은 직업과 그렇지 않은 직업 간

의 임금격차(wage differential)를 위험에 대한 보상이라고 보고 평생동안 받을 수

있는 이러한 임금격차분의 합계를 계산한 결과가 후자의 경우에 해당될 것이다.

그런데 이러한 생명 또는 수명에 대한 시장이 존재하지 않으므로 최대지불의사액

또는 최소수용의사액을 실제로 측정하기란 그리 쉬운 일이 아니다. 이 때, 우리는

앞에서 설명한 헤도닉 가격기법 또는 조건부 가치측정법을 적용할 수 있다.

생명의 가치를 만약 죽음이라는 위험의 기회비용으로 본다면 다음과 같은 방법

으로 그 가치를 측정할 수 있다. 어떤 사업에 n만큼의 고용자가 있다고 하고, 그

중 m만큼의 사망자가 발생할 가능성이 있다고 하자. 이때의 고용자 개개인에게는

m/n만큼의 죽을 확률이 존재할 것이다. 한편 위험에 대한 보상으로서 추가적으

로 더 받는 임금격차액이 Z원이라고 하면 모든 사람의 죽음에 대한 총 기회비용

은 Zn이 될 것이다. 따라서 죽음 1건당 기회비용은 Zn/m원이 되며, 이것이 바로

Z원을 죽음의 확률인 m/n으로 나눈 값이다. 예컨대, 어느 사업에 죽음이라는 위

험이 발생할 확률이 0.001이라고 하고 위험도에 대한 임금격차액이 10만원이라고

하자. 이 때 그 사람의 생명의 가치는 10만원/0.001로 계산된 1억 원이라 할 수

- 89 -

있다.

(2) 제어비용 접근법

앞에서 언급한 조건부 가치측정법, 헤도닉 가격기법, 여행비용접근법, 회피행동

분석법, 다속성 효용평가법 등의 비시장재 가치측정 기법들은 피해비용(damage

cost) 접근법이라 불린다. 이 방법은 환경외부성의 가치가 환경오염으로 인한 환

경피해의 가치와 같다는 가정에서 출발하여 가격, 오염배출, 비가격적 특성 측면

에서 서로 다른 양상을 갖는 자원들을 사회적 비용 측면에서 비교할 수 있다는

장점을 갖고 있다. 또한 피해비용 접근법은 개념적으로도 정당성을 인정받고 있으

며 충분한 과학적 정보에 기반하고 있어서 과학적 지식의 향상에 따라 측정방법

도 개선될 수 있다. 그러나 이 방법은 앞서 기술했듯이 여러 단계의 측정절차를

거쳐야 하는데 이 단계들은 매우 복잡하며, 현실적으로 피해를 정확하게 측정하는

데 많은 어려움이 존재하고, 잘못 시행되면 환경피해를 과대 혹은 과소 추정할 수

있다는 점에서 비판을 받기도 한다.

이에 대한 대안의 하나로 제시된 것이 지정된 오염기준에 함축된 환경영향의

가치를 평가하는 규제의 한계비용 측정법이다. 이는 오염규제에 대한 사회의 지불

의사액을 부과된 오염규제비용과 동일하다고 보고, 이것이 사회가 오염을 감소시

키기 위해 지불할 의사가 있는 가격의 추정치로서의 역할을 하므로, 이를 환경외

부성의 근사적 가치로 사용될 수 있다는 것이다. 오염규제의 한계비용은 제어비용

(control cost) 또는 오염저감비용 등으로 불리는데 주로 생산자의 입장에서 오염

물질을 줄이는데 들어가는 사적 비용의 성격을 가지고 있다. 예컨대, 석탄화력발

전소의 가동으로 아황산가스가 배출되고 이로 인해 발전소 근처의 농작물이 피해

를 입고 있다고 하자. 만약 이 발전소가 아황산가스 배출을 없애는 탈황설비를 갖

춘다면 농작물 피해는 발생하지 않을 것이다. 이 때 탈황설비를 갖추고 운영하는

데 들어가는 비용을 제어비용으로 볼 수 있다. <표 75>는 피해비용 접근법과 제

어비용 접근법을 비교하고 있다.

- 90 -

구분 피해비용접근법 제어비용접근법

측정

대상

⦁환경오염에 의한 직/간접적인 피해를

계량화

⦁오염물질이 환경에 미치는 효과를

분류하여 추정

- 건강효과

- 농업이나 산림에 미치는 효과

- 동식물에 미치는 효과

- 재료에 미치는 효과

- 편의성(소음, 시정거리)등

⦁환경오염 억제를 위해 지불해야 하

는 추가적인 비용

⦁규제의 한계비용, 오염저감 비용개념의

비용을 추정

- 오염물질 배출설비의 운영중단에

따른 기회비용 등

측정

방법

⦁헤도닉 가격기법

⦁의료비용 접근법

⦁조건부 가치측정법

⦁다속성 가치평가법

⦁피해완화비용법

⦁제어비용법

장점

⦁환경오염에 따른 직/간접적인 피해

를 정량화하므로 측정된 비용은 환

경비용의 개념에 부합

⦁비용측정이 용이⦁비용효과적인 오염배출 억제 방법을

식별하는 것이 가능

단점

⦁오염물질의 확산경로나 장단기 효과

등을 측정하는 것이 필요

⦁건강효과나 편의성 등 비시장성 재화

의 가치평가는 많은 시간과 비용이

필요

⦁배출억제 목표설정이 선행되어야 함

⦁오염억제에 대한 편익을 계량화 할 수

없음

표 75. 환경비용 측정방법론의 개념적 구분

(3) 생산성 접근법

생산성 접근법(productivity approach)은 어떤 자원의 개발이나 사업의 시행으

로 인해 영향받는 지역의 생산성이 감소한 가치를 그 자원의 개발이나 사업의 기

회비용으로 추정하는 방법이다(유동운, 1992). 오염물질은 생태계에 영향을 미쳐

농작물, 임산물 또는 수산물의 산출량을 감소시킨다. 게다가 오염물질은 무생물에

도 영향을 미쳐 기업의 생산에 소요되는 원자재나 건축물을 쉽게 부식시키거나

또는 가계의 의류세탁이나 가옥에 대한 도장의 횟수를 늘리는 피해를 가져온다.

이 때 농작물, 임산물 수산물 또는 원자재의 시장 가격이나 의류세탁비용에 근거

하여 환경오염으로 인한 비용, 즉 환경질 개선으로 인한 편익의 추정치를 구할 수

있다.

- 91 -

환경오염농도-반응 함수 농업생산 감소

또는

재료수명 단축

시장가격 대입피해액 산정

그림 13. 생산성 접근법 운용절차

이와 같은 생산성 접근법의 운용절차는 (그림 13)에 제시되어 있다. 예를 들어,

어느 농촌지역에 아황산가스를 배출하는 들어선 경우를 상정해 볼 수 있다. 이 공

장으로 인해 농작물의 생산이 예년에 비해 20%가 줄었으며, 예년 농작물 생산량

의 총 시장가격은 100억 원이라 가정하자. 그렇다면 공장으로 인해 발생하는 이

지역의 피해액은 20억 원으로, 이 숫자는 이 공장을 다른 곳으로 옮기거나 문을

닫을 때 얻을 수 있는 편익이라는 의미도 지니고 있다. 따라서 이상과 같은 절차

를 이용하는 경우 개략적인 환경질 개선편익을 산출할 수 있게 된다.

(4) 가상가치평가법

가상가치평가법(Contingent Valuation Method, CVM)은 사람들이 특정 공공재

나 환경재에 부여하고 있는 가치를 가상적인 상황에 대한 개인의 지불의사 금액

을 직접적으로 조사하여 평가하는 방법이다. 즉 CVM은 개인 대 개인, 우편 혹은

전화 인터뷰를 통해 사람들이 갖고 있는 환경재에 대한 가치를 설문하는 방식을

사용하고 있다. 특별히 고안된 설문지는 환경재 변화에 대한 가성적인 상황을 설

정하고 여러 조건들을 달아 사람들을 가상적인 상황에 결합시킨다. 이런 조건하에

응답자들은 환경질의 가상적인 변화에 대해서 어느 정도 지불의사(Willingness to

pay, WTP)가 있는지를 대답하게 된다.

CVM은 강한 이론적 근거에 기반을 두고 있고, 간접적 방법을 적용할 수 있는

대상에는 물론, 간접적 방법을 사용할 수 없는 대상에도 다양하게 사용할 수 있다

는 장점이 있다. 하지만 CVM은 선호를 나타내려는 응답자의 의사와 능력에 크게

의존하고 있다.

이러한 관점에서 볼 때 CVM이 성공적으로 편익추정에 사용되려면 설문지 작

성, 설문 과정 등 적용과정에서 CVM의 배경상 논쟁이 되었던 전략적 행위, 가상

성, 의향과 행동의 상관관계 등을 충분히 살펴보아야 한다. 또 설문 방식을 편익

측정의 수단으로 사용하기에 지불의사 유도방법이나 설문방법 등도 CVM에서는

중요한 부분이 된다.

- 92 -

CVM은 자원 및 환경경제학 분야에서 더욱 광범위하게 받아들여졌지만, 경제학

의 범주에만 그치는 것이 아니라 실험설계, 마케팅, 정치과학, 심리학, 사회학, 조

사연구 등의 다른 영역과 결합되어 유연성 있게 이용되고 있다. CVM은 그 적용

범위가 계속 넓어져 대기질, 수질, 레크리에이션 등의 환경재의 가치측정에 널리

이용되었을 뿐만 아니라 심장마비로 인한 사망위험의 감소와 같은 비환경재에 대

한 정책에 대해서도 많이 이용되었다. 아울러 CVM은 주로 학문적 범위 내에서

연구되어 오다가 1980년대에 이르러 소송과 관련된 가치측정에 이용되기 시작하

면서 주요 정부부서, 국제기구, 연구소 등에서 많이 활용되고 있다. 환경재의 가치

측정에 있어 CVM의 장점을 간략히 요약하면 다음과 같다. 첫째, 다른 기법에 비

해 보다 많은 환경재에 적용될 수 있다. 둘째, 다양한 유형의 비사용가치를 직접

측정할 수 있다. 셋째, 힉스적 후생을 정확하게 직접 측정 할 수 있다. 넷째, 유효

성 및 신뢰성을 검사할 수 있도록 설계할 수 있다.

CVM의 적용은 (그림14)에서와 같이 통상적으로 5단계를 거치게 된다. 먼저 1단

계에서 연구대상 환경재를 설정한다. 2단계에서는 설정된 환경재에 대해 전달하고

자 하는 내용을 정확하게 전달하면서 응답자들이 이해하기 쉽도록 묘사할 수 있

는 시나리오를 작성한다. 3단계에서는 조건부 가치측정법의 운용에서 예상될 수

있는 여러 가지 편의를 방지할 수 있도록 설문지를 보완하는 단계이다. 4단계는

직접 현장에 나가 설문을 시행하는 단계로 충분히 교육받은 설문조사원의 역할이

강조된다. 5단계에서는 설문으로부터 얻어진 자료를 취합⋅분석하여 필요한 정보

를 이끌어내는 단계이다.

- 93 -

연구대상 환경재 설정

⇩

가치를 측정할 환경개선 정책이나 프로그램을

묘사할 수 있는 가상적인 시나리오 설정

⇩

각종 편의를 방지할 수 있도록 설문지 보완

⇩

실제 설문을 통한 응답자로부터의 가치 유도

⇩

설문으로부터 얻어진 정보를 취합⋅분석하여 필요한 정보를 도출

그림 14. 가상가치평가법의 5단계

CVM을 이용하여 정확한 가치측정을 위해서는 무엇보다 가상시장에서 응답자

들의 실제로 물건을 구매하는 것처럼 생각할 수 있도록 해야 한다. 그러나 대기

질, 수질, 독성화학물 등의 환경재는 무형(intangible)이므로 그 작업이 그리 쉽지

않다. 따라서 응답자들이 가치평가 대상물을 쉽게 이해할 수 있도록, 예를 들어

수질오염에 따라 가능한 활동을 표시하는 수질사다리를 제시하거나, 대기질에 따

라 달라지는 시정거리를 나타내는 사진을 제공하는 등의 보완적인 작업이 필요하

다.

이론적 사망지수를 추정하여 그 경제성을 평가하는 것은 그 방법이 매우 다양

하고 복잡하며, 논쟁의 여지가 많은 부분이다. 특히, 환경 중 위해도 변화에 따른

생명의 가치를 화폐가치로 전화하는 것은 환경/보건과 같은 무형의 상품에 대한

시장의 존재할 수 없기 때문에 많은 불확실성과 방법상 어려운 점이 많다.

하지만 이러한 가상 시장에 대한 제품의 가치를 평가하기 위하여 1947년

Ciriacy-Wantrup에 의해 처음으로 제시된 가상가치평가법은 환경분야에서 1989년

미국의 엑손발데스 유조선 사고를 계기로 미국 해양기상청에서 환경재의 가치측

정법으로 충분히 믿을만한 추정치를 얻을 수 있다고 하였으며, Jones-lee와 같은

경제학자들이 보건학 분야의 비용⋅편익분석에서 가상가치평가법을 통하여 사망

- 94 -

위해도에 대한 변화의 지불의사금액을 산출하여 사람의 생명가치를 추정하는 연

구가 수행되면서 새로운 가치 평가법으로 자리 잡게 되었다.

1인의 통계적 생명가치를 평가하는 가상가치평가법은 그 이름이 의미하는 바와

같이 각 개인이 환경재의 이용이나 건강 개선을 위한 투자 등과 관련된 의사결정

을 하여야할 가상적인 상황을 설정하고, 이러한 상황 하에서 각 개인이 어떤 선택

을 할 것인지를 설문조사를 통해 조사하여 그 가치를 평가하는 방법이라고 할 수

있다.

통계적 인간생명의 가치는 극히 작은 확률의 사망가능성 감소에 대한 평균 지

불의사금액을 제시한 확률로 나누면 얻어지는데, 이는 사망확률이 1인 경우의 지

분의사금액이다. 개인의 관점에서 사망가능성이 1이 된다는 것은 그 사람이 사망

하게 된다는 것을 의미하고, 이러한 상태를 막기 위한 지불의사 금액은 그의 생명

의 가치라고 볼 수 있다. 비록 한 사람의 생사에 관련된 인간생명의 가치와는 다

르지만, 특정 정책으로 인한 사망가능성 감소의 확률을 합한 값이 1, 즉 개인에게

적용될 경우 사망을 의미하는 값과 같아진다고 볼 수 있으므로 이때의 값을 통계

적 인간생명의 가치라고 부른다.

2) 사회적 비용 산출 방법

대기오염물질에 의한 건강위해성 평가를 위한 연구들은 일반적으로 대기오염물

질에 대한 피해유무를 농도-반응함수(concentration-response function)를 통해 판

단하고, 그 이후에 피해에 대한 비용을 추정하는 과정을 거치게 된다. 기존의 많

은 연구들은 피해유무만을 판단한 것이며, 최근에 들어서야 그 피해비용을 추정하

는 연구들이 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대기오염물질 중 일반적으로 아황

산가스(SO2), 일산화탄소(CO), 부유분진(TSP), 이산화질소(NO2), 오존(O3), 등을

분석대상으로 하며, 사용되는 종속변수로는 사망률(mortality), 질병률(morbidity),

결근일수(work loss days, WLD) 등을 사용한다. 사망률을 종속변수로 추정하는

연구가 선행되었으나, 이럴 경우 사망 이전의 질병에 대해선 과소추정하게 되므

로, 최근 들어서는 종속변수로서 사망률이 아닌 질병률, 결근일수, 호흡기관련 증

상의 유무 등을 고려한다. 사회경제적인 변수들로는 소득, 교육수준, 나이, 흡연유

무, 성별, 인종 등을 고려한다.

Portney and Mullahy (1984)의 연구는 대기오염피해에 대한 정도를 3가지로 나

- 95 -

누어 추정하였다. 대기오염물질에 의한 피해를 나타내는 종속변수로서 몸 상태가

가장 심각한 경우, 결근한 경우, 활동에 제약을 받은 경우인 세 가지로 분류하여

추정하였다. 과거 2주 동안 이러한 종속변수에 대한 조사를 실시한 후 추정하였으

며, 연구결과로서 백인, 저소득층, 추운 곳에 많이 노출된 사람일수록 대기오염에

의한 피해가 컸다. 흡연여부에 관한 추정은 의도와는 달리 유의적이지 않았으며,

조사대상지역이 도시여서 오존과 종속변수와의 관계는 유의적이었다.

Ostro의 연구는 대기오염물질의 피해에 대해 1980년대부터 최근까지 계속 지속

되었다. 1982년 Ostro의 연구는 질병률과 대기오염과의 관계를 살펴본 것이었다.

그 이전의 연구들은 종속변수로서 사망률을 고려하였으나, 처음으로 질병률에 대

한 추정을 하였다. 사망률 대산 질병률을 고려하는 이유는 우선 과소추정위험을

방지할 수 있고, 대기오염에 대해 사망률보다 더 민감하게 반응하는 변수이며, 작

은 표본일 때 사망보다는 질병이 보다 더 유의적인 자료를 제공하기 때문이다. 또

한, 심각한 질병이나 만성적인 질병을 통해 사망률까지 추정이 가능하며, 결근일

수(work loss days)나 활동제약일수(restricted activity days)와 같은 질병률이라는

변수가 경제적 편익의 추정에 보다 용이하기 때문이다.

추정결과로 나이와 만성 질병은 오염물질과 양의 상관관계를 갖고, 여성이 남성

보다 결근일수가 더 많으며, 기온도 결근일수와 양의 관계를 갖는다. 도시지역일

수록, 노동자의 결근일수가 낮으며, 흡연은 결근일수와 무관한 것으로 추정되었다.

활동제약일수에 대해서도 결근일수와 비슷한 결론이 도출되었다. 먼지, 만성질병,

나이, 온도 등에 대해 양의 상관관계를 가지며, 소득은 활동제약일수에 대해 음의

관계가 있다.

Ostro의 1987년 연구는 미세먼지에 대한 결근일수를 소득, 교육, 나이, 결혼여

부, 인종, 성별에 대한 관계를 추정하였으며 유의적인 결과를 얻었다. 1988년의 연

구는 오존의 비흡연자에 대한 건강위해성을 기존의 연구들보다 정확하게 밝혔으

며, 오존이 추가적인 질병을 발생시키지 않음을 증명하였다.

Ostro, Hurley and Lipsett (1998)의 연구는 미세먼지에 관해 사망률과 질병률을

고려한 것이다. 최근에 들어서야 먼지에 대한 유해성 여부가 논란이 되었고, 그에

대한 연구가 활발해졌다. 이는 먼지가 호흡기를 통해 폐로 들어가 인체에 직접적

인 영향을 미치면서 질병을 유발하기 때문이다. 연구대상 지역은 바람이 많고, 먼

- 96 -

지의 발생지라고 할 수 있는 L.A.이며, 1989년부터 4년 간 방대한 양의 일별 자료

들을 사용하였다. 분석결과 미세먼지인 PM10이 사망률에 영향을 준다는 결론을

내렸다. 예를 들어 PM10이 10ug/m3변할 때 사망률은 1% 증가하는 것으로 추정

되었다. 연구대상 지역에선 평균적으로 하루에 5.4명이 사망하며 이 중에서 90%

가 50세 이상이고, 평균 0.6명이 호흡기질환으로 인한 사망이다. 온도나 습도 등의

기상학적인 자료와 사망률과의 관계는 다른 연구와는 달리 통계적으로 비유의적

인 것으로 나타났는데, 이는 연구대상지역이 바람이 많은 지역적인 특색 때문이라

는 결론이 내려졌다.

이용된 자료를 보면 PM10의 경우 일반적으로 늦봄과 여름에 집중되고, 4월에

가장 높은 수치를 나타냈다. 오존은 6, 7, 8월에 가장 높으며, 일산화탄소와 이산

화질소는 겨울에 높았다. 이러한 연구를 통해 대기오염물질은 계절적, 지형적 요

인에 영향을 많이 받음을 알 수 있다.

기후관련변수에 대해서는 흐린 날씨의 경우 증상발생확률이 높은 것으로 나타

났으며, 특히 어린이의 경우 낮은 기온에 대해서 증상발생확률이 높은 것으로 나

타났다. 어른 중에서 정상인보다 만성질환자가 더 많은 호흡기 증상들을 경험하였

고, 특히 오존과 먼지에 대해서는 추정치가 세배나 높았다. 흡연자와 비흡연자에

대한 추정은 이전 연구들과 마찬가지로 오존에 대해 흡연자가 덜 민감한 것으로

추정되었다.

Krupnick et al. (1997)의 연구는 Taiwan을 개 지역으로 나눈 후 900여명에 대

해 WTP를 추정한 것이다. 기존 많은 연구들은 미국의 연구들을 바탕으로 다른

나라에 적용을 하였으나, 사실 소득, 질병에 대한 성향, 문화 등 나라마다 WTP에

많은 차이가 있으므로 그러한 미국 연구의 적용(extrapolation)은 적어도 다른 나

라에는 부적절하다는 주장을 뒷받침한다. 그러므로 연구대상 국가에 대해 각각 개

별적인 연구가 이루어져야 한다는 결론이다.

·

실제로 많은 연구들은 미국의 연구를 외삽(extrapolation)하여 일반적으로 다음

과 같이 이용한다. 연구 대상 국가(R)의 지불용의액인 WTP는 미국(A)의 WTP에

서 소득비율을 소득탄력성인 a를 고려하여 구하게 된다. 그러나 이러한 적용은 자

- 97 -

의적이라는 비판이 있다.

실제 호흡기질환을 경험했던 사람들을 대상으로 자료를 수집했기 때문에 ‘가상

적 시장(contingent market)’에서 오는 편의를 많이 줄였다. 연구대상자들을 중심

으로 20여 가지의 항목에 대한 조사를 실시하였으며, 이는 감기 또는 독감, 기침

과 가래, 콧물, 인두염, 마른기침, 두통, 후두염, 흉부 불쾌감, 부비동염, 눈 자극,

숨가쁨, 열, 천식, 알러지, 천명, 기타 증상 등이다. 연구결과 WTP가 질병의 심각

성 정도와 증상의 수, 질병기간에 체감적으로 증가한다는 것을 밝혔다. 추정모형

을 살펴보면 다음과 같다.

·

여기에서 I : illness

D : the number of ill days

P : the ambient concentration of pollution

M : the mitigation activity

E : the severity of illness

질병회피인 A는 대기오염이 심각할 때 야외활동시간을 줄이는 것 등이고, 완화

행위인 M은 질병 발생 시 의사를 찾아가는 행동을 예로 들 수 있다. 단, M은 과

거의 질병경험과 독립적으로 시점 t에서 취해지며, 미래에도 영향이 없음을 가정

한다. 이는 Taiwan 사람들이 일 년 동안 거의 질병에 걸리지 않아 과거질병과 현

재질병간의 상관관계가 낮기 때문이다. 이 때 D = D(P, N, E)는 농도-반응함수이

다. 효용은 가계의 생산함수를 이용하며 다음과 같다.

여기에서 X : aggregate consumption

L : leisure

Z : individual characteristics

효용은 소비와 여가에 대해 양의 상관관계를 갖고, 질병에 대해선 음의 상관관

계를 가지며, 다음과 같은 예산 제약 하에서 노동과 여가에 대해 시간을 적절히

배분하면서 극대화한다고 볼 수 있다.

- 98 -

· · ·

여기에서 y : non-wage income

w : the wage rate

T : the total time

pi(i = X, M) : a price

이 연구는 대기오염물질의 투입변화가 사람들의 행태에 직접적으로 영향을 미

친다는 전제에서 추정을 하였다. 사람들은 대기오염수준에 따라 야외활동시간을

조절하며, 이로 인해 호흡기 질환의 발생률이 결정된다고 보았다. 그러나, 뒤이은

연구에서 사람들은 대기오염에 직접 판단의 영향을 받지 않는다는 전개를 하였다.

실제로 응답자의 99%가 대기오염수준에 의해서가 아니라 온도, 습도, 전날의 몸

상태 등에 의해 야외활동시간을 조절하는 것으로 조사되었다.

대기오염수준에 영향을 주는 정책이 시행될 때, 각 개인은 특정 시간동안 호흡

기질환을 경험하게 된다고 할 수 있다. 이들에게 대기오염수준이 줄어들 때의 그

들의 효용수준은 그대로 둔 채 얼마를 덜어내야 하는지를 파악하는 것인 보상변

화(CV, compensating variation)로 분석할 수 있다. 대기오염과 질병기간(D)이 직

접적인 관계를 가진다고 보았으므로 대기오염변화는 질병기간의 변화로 파악되고,

이는 다시 WTP로 파악될 수 있다.

이러한 WTP는 실제 질병을 겪은 사람들을 대상으로 이중양분선택법을 사용하

여 질문을 하였다.

실제 질병을 피하기 위한 WTP 추정은 다음과 같은 식을 사용한다. 이 때 WTP

는 선형을 가정한다.

log

여기에서 xi : episode attributes

zi : individual characteristics

Mi : the mitigation activities

- 99 -

β, γ, δ : coefficients

i = the respondent ( I = 1,2,...,n)

Mi는 소득과 가격, 개인의 성향, 질병의 발생과 지속기간 등의 함수이므로 다음

과 같이 표현된다. 여기에서 M은 개인의 병원방문 횟수로 측정할 수 있다.

위 식들을 정리하면 다음 식과 같다.

log

위 식을 따로 추정하거나, 오차항의 연관에 의해 SURE(a system of seemingly

unrelated equations)로 추정할 수 있다.

추정 결과 대기오염변화에 의한 질병의 WTP는 $20~30 정도로 추정이 되었다.

즉 ‘감기’를 피하기 위한 WTP는 $20.45이고(per day), 감기가 아닌 경우의 WTP는

$30.73(per day)이다. 또한, 실제로 질병을 걸린 사람을 대상으로 한 설문의 오차

가 가상적 시장에서 오는 오차를 줄였으며, WTP는 질병의 지속기간, 교육, 소득

등에 비례하여 증가함을 보였다.

기존의 많은 연구들이 미국의 연구를 기준으로 연구대상인 나라의 소득에 대한

WTP 탄력성만을 바꾸어 측정하면 된다고 하였으나, 실제 그러한 적용에는 많은

무리가 있는 것을 보였다. 예를 들면 이 연구에서 측정한 Taiwan의 WTP(1일 감

기 회피를 위한 WTP)는 $28 이었으나, 미국의 연구를 Taiwan에 적용하여 WTP

를 추정하면 Loehman et al.의 연구에서는 $16, Tolley et al.의 연구에서는 $40으

로 계산되었다.

즉, 많은 나라들은 질병에 대한 행태 등에서 문화적인 차이가 있으며, 이를 무

시한 채 미국의 연구를 그대로 개발도상국 등에 적용한다면 진실된 추정치를 얻

을 수 없다고 보았다. 따라서 실제 관심있는 각 나라에 대해 새로이 WTP를 위한

함수를 유도해야 한다.

Alberini and Krupnick (1998)의 연구는 이전 연구의 종속변수보다 민감한 변수

인 RAD(restricted activity days)를 고려하였으며, 사람들은 대기오염물질의 변화

에 의해 야외활동 등의 시간 등을 결정하는 것이 아니라 단지 온도, 습도, 전날의

몸 상태 등에 따라 야외활동을 하는 것으로 분석하였다. 실제로 99% 사람들이 대

- 100 -

기오염물질의 변화를 인지하지 못한다고 응답하였다.

대기오염수준의 한계변화에 대한 WTP는 Cropper and Freeman에 의해 다음과

같이 나눌 수 있다.

·

·

여기에서 dI/dP는 오염과 질병을 연결한 농도반응함수의 기울기이고, 괄호 안

의 첫 번째 항은 질병으로 인한 노동손실이고, 두 번째 항은 질병의 완화비용이며

이 두 항은 질병의 한계가치이다. 괄호 안의 세 번째 항은 질병의 한계비용으로서

WTP에 대한 음의 값이다. 이러한 식을 바탕으로 WTP를 추정하는 것은 우선 오

염이 “건강”에 위해한 것으로만 영향을 준다는 가정을 내포하고 있다. 즉, 대기오

염이 있다는 것 자체로서 직접적으로 WTP에 영향을 줄 수 없으며 건강에 영향을

줄 때만 고려하는 것이다. 이러한 WTP 추정은 대기오염수준의 미세한 변화가 있

을 때, 이러한 오염수준 변화에 대해 언급하지 않은 채 응답자에게 질병회피에 대

한 WTP를 묻게 된다. 이는 질병의 가치로부터 오염의 건강위해성을 규명하고자

하는 것이다.

이 연구에서는 대기오염에 대한 노출로부터 건강위해성을 크게 2가지로 보고

추정하였다. 우선 대기오염은 간접적 영향으로 질병의 저항력이 낮아지는 것이며,

‘현재’의 질병은 그 이전 기간 동안의 대기오염에 노출된 것에 의한 것이므로, 그

이전 기간 동안의 오염집중은 질병기간(duration)과 증상(symptoms)에 대해 양의

상관관계가 있다. 다음으로 대기오염은 직접적 영향으로 호흡장애나 가려움 등을

유발하게 된다. 이는 대기오염에 노출이 심할수록 증상이 심해진다고 볼 수 있으

며, 질병기간을 길게 하는 요인이 된다.

사람들의 야외활동시간 결정은 대기오염수준에 의해서가 아니라 온도, 습도 등

에 의해 결정한다는 이전 연구결과에 의해 대기오염과 호흡기질환의 농도-반응함

수 추정은 날씨와 오염과의 관계 때문에 혼란을 받게 된다고 보았다. 즉, 야외활

동시간을 종속변수로 하고, 대기오염물질과 온도, 습도, 전날 질병유무, 나이, 성별

등을 독립변수로 놓고 회귀분석을 해보면, 전날 아플수록, 오염물질이 많이 집중

될수록 야외활동시간은 적어진다. 반면 온도와 습도가 높을수록 야외활동시간은

증가한다는 결론을 얻게 된다. 사실상 오염물질의 집중도와 질병사이의 관계를 파

악하는 것이 목적이나 질병은 야외활동이 심할수록 발생률이 높고, 또 야외활동은

- 101 -

대기오염물질의 집중도가 아닌 온도와 습도에 의해 영향을 받는다는 것이다. 따라

서 모형에서 회피행위로 규정했던 변수들은 무의미하게 되는 것이다.

WTP는 기존의 연구들과 마찬가지로 질병의 기간과 증상의 수에 비례하여 증가

한다. 각 계수가 0.3154와 0.3368로 WTP와 비례적으로 증가하지는 않으며, 이러한

결과는 기존의 미국연구들과 일치하는 것이다. WTP는 교육 수준과 나이에 대해

양의 상관관계를 갖지만, 나이에 대해서는 유의적이지 않게 추정되었다. 추정된

WTP는 1일 질병에 대해 $26, 2일 질병에 대해 $32.34, 3일 질병에 대해 $53.73으

로 추정되었다.

Krupnick et al.의 연구를 보다 세분화시킨 이 연구에서는 대기오염과 질병사이

의 함수추정을 여러 집단으로 나누고(나이, 흡연유무 등), 다음과 같이 두 가지로

구분하였다. 첫째, 질병의 발생결정요인(the determinants of incidence of illness)

에 대해서 다음 식과 같이 추정을 하였고, 둘째, 높은 수준의 대기오염이 존재할

때의 질병기간 지속에 대해 추가적으로 수정을 하였다.

·

여기에서 mnkt : the number of onsets at monitor k(1~5) on day t(1~92)

Rkt : the rate of incidence

x : a set of meteorological and pollution variables

log

여기에서 dij : the duration of the j th episode experienced by the I th subject

x : individual characteristics

z : a vector of pollution and meteorological variables

δ θ : vectors of parameter

추정결과 질병발생결정요인은 PM10에 대해 각 집단이 유의적이며, 흡연집단과

직업적으로 노출이 심한 집단은 PM10의 수준에 대해 민감하지 않았다. 이는 이전

의 많은 연구들과 같은 결론이다. 질병기간에 대한 추정에서는 기존 연구들과는

달리 먼지가 질병기간과 상관관계가 없다는 결론이 내려졌다. 기존 Ostro의 연구

에서는 먼지와 오존이 질병기간과 양의 상관관계를 갖는다고 주장되었다.

- 102 -

Krupnick et al.의 연구에 의한 WTP는 다음 식과 같고, WTP는 직접 측정되는

것이 아니기 때문에 최우추정법(maximum likelihood)을 이용하여 추정할 수 있

다.

log

log

log

log

여기에서 Φ(-) : the cumulative standard normal distribution

WTPUi,WTPLi : the upper and lower bounds of the interval around

respondent i’s WTP amount

a : a vector of unknown parameters

위 식의 추정결과, WTP는 예상대로 질병의 기간과 증상의 수에 비례하여 증가

한다. 각 계수가 0.3154와 0.3368로 WTP와 비례적으로 증가하지는 않으며, 이러한

결과는 기존의 미국연구들과 일치하는 것이다. WTP는 교육수준과 나이에 대해

양의 상관관계를 갖지만, 나이에 대해서는 유의적이지 않게 추정되었다. 추정된

WTP는 1일 질병에 대해 $26, 2일 질병에 대해 $32.34, 3일 질병에 대해 $53.73으

로 추정되었다.

앞선 Taiwan의 연구와 마찬가지로 미국의 연구를 그대로 적용할 경우에는 기

존 미국의 연구처럼 대기오염수준과 질병기간과의 직접적인 함수관계가 Taiwan

에서는 성립하지 않기 때문에 부적절하다고 결론내렸다. 따라서 미국의 연구를 다

른 나라에 적용하는 것은 잘못된 추정을 하게 된다고 하였다.

준모⦁유완식 (1995)의 연구에서 이산화질소와 인체의 호흡기질환과의 반응도

를 실증분석하고, 이 반응도를 이용하여 사회적 비용을 계산하였다. 사람들이 대

기오염에 노출되었을 때 발생하는 질환의 피해를 측정하기 위하여 손해함수

(damage function)를 설정하고, 이를 회귀분석하여 1994년 한 해 동안 배출된 이

산화탄소에 의한 사회적 비용은 약 8조 2천억 원인 것으로 추정하였다.

실증분석에 사용된 사회경제적인 변수들로 소득수준, 인구수, 의료인수 등이고,

자연적인 요인들로 온도, 상대습도, 운량 등을 사용하였다. 즉, 호흡기질환 건수는

소득과 인구, 의료인수, 상대습도, 운량, 기온의 함수이다.

- 103 -

여기에서, R : 이산화질소 발생에 의한 대기오염 손실(호흡기질환 건수)

Q : 이산화질소

S : 사회경제적 변수

N : 자연조건들

변수 R은 총호흡기질환 건수를 인구수로 나눈 1인당 호흡기질환 건수로 정의하

였다. 위 식의 변수들을 이용하여 추정할 호흡기질환의 회귀방적식은 다음 식과

같은 단순선형이다,.

추정결과 호흡기질환과 소득은 음의 상관관계를 나타내 사람들의 소득 향상에

따라 호흡기질환이 감소하였다고 보고 있다. 또한 상대습도, 운량, 기온 등은 유의

적이지 않은 반응으로 우리나라의 국토가 협소하여 지역 간 자연요인의 변화차이

가 적기 때문으로 설명하였다. 따라서 연구결과 호흡기 질환이 자연적인 요인보다

는 사회적인 요인들이나 인위적인 대기오염 발생에 의하여 야기되었을 가능성을

보여주었다. 또, 소득과 의료인수간에 다중공선성이 야기되어 의료인수를 추정에

서 제외하였다. 사회적 비용의 계산은 다른 모든 조건은 일정하다고 가정하면

(ceteris paribus), 다음과 같은 식에 의해 β값은 0.014로 추정되었다.

·

이 때 이산화질소의 단위당 배출에 대해 호흡기질환 건수는 평방근으로 반응한

다. 따라서, 면적(k㎡)당 이산화질소가 1톤 배출되는 경우 1인당 증가하는 호흡기

질환 건수는 1.4%, 2톤 증가하는 경우 2.8%가 증가한다고 볼 수 있다.

이산화질소만이 호흡기질환을 야기할 때의 사회적 비용을 계산하면, 의료비용은

다음과 같이 추정할 수 있다.

×

조준모⦁유완식의 연구는 많은 면에서 기여한 바가 크나 지나치게 모형을 단순

화시켜 추정결과에 대한 신뢰성이 작다. 또한, 손해함수접근법을 통한 의료비용측

정법은 대기오염으로 인한 건강피해 중에서 의료비용, 소득손실, 생산성 및 여가

손실에 대한 비용만을 고려할 뿐 고통이나 불쾌감, 그리고 회피행동의 비용을 고

- 104 -

려하지 못하는 단점을 갖게 된다.

김태유⦁곽승준⦁엄미정 (1998)의 연구는 CVM을 통한 지불의사 접근법을 이용

하여 대기오염으로 인한 건강영향의 가치를 평가한 것이다. 질병률에 대해 개인이

환경질 Q의 변화에 지불하고자 하는 WTP는 대략 회피행동의 가치, 완화행동의

가치, 소득 감소, 고통이나 불쾌감, 그리고 이타적인 가치 등의 5개 요소로 구성된

다고 보았다. 어떤 개인의 건강상태 Ha를 경험할 확률인 π(Ha)는 다음과 같다.

여기에서 H : 건강상태

Q : 현재 환경질

N : 환경질의 종류(수질, 대기질...)

Z : 개인의 유전학적⦁생물학적 체질

A : 오염노출 전 개인의 회피행동수준

M : 오염노출 후 영향감소를 위한 완화행동수준

개인 I의 효용함수 Ui는 건강상태 H, 상품의 소비 X, 여가 L, 다른 사람들의 건

강에 대한 효용 Hj의 함수라고 가정하였다. 다른 사람의 건강에 대한 변수는 일

반적으로 사람들에게는 가족들을 포함한 주위 사람들 혹은 모르는 사람의 고통에

대해 아파하는 동정심 혹은 이타심이 있다는 것을 반영하는 것이다.

건강이 나쁘면 고통이나 불쾌감을 통해 효용에 직접 영향을 미치고, 여가활동에

도 간접적으로 영향을 미친다. 또한, 건강상태는 근로시간과 생산성에 영향을 미

친다. 따라서 개인의 여가생활은 건강상태와 다른 어떤 영향 G의 함수이고, 소득

Y도 건강상태와 교육이나 경력과 같이 인적 자본을 형성하는 비건강적 요소 K가

된다.

따라서, 개인의 예산제약식은 다른 연구들과 비슷한 형태로 다음과 같다.

· · ·

Y와 M이 확률변수(random variables)라면 위 식은 다음과 같다.

- 105 -

· · ·

M을 기대치로 사용한 것은 M에 대한 지출은 대기오염의 변화에 의해 초래된

초기 건강효과에 의존하는데 이것은 그 값을 명확히 알 수 없다는 것을 의미한다.

앞의 Ui에 대한 식의 기대효용은 그것의 확률에 의해 가중된 가능한 효용들 간의

합으로 쓸 수 있다.

··

환경질 Q가 주어진 상태에서 제약하의 효용극대화를 추구하게 된다. 환경질 변

화에 따라 각 개인은 초기의 상태에 따라 다르게 A에 대한 지출을 변화시킴으로

서 건강에 대한 영향을 줄일 수 있다. 그러나 그러한 조치는 가능한 건강상태에

대한 원래의 확률분포를 바꿀 것이며, 지출에 있어서도 그 배분이 달라질 것이다.

따라서, Q의 증가로 인하여 A, E(M), πa(Hia), πa(Hja)에 영향을 미칠 것이다. 결

국, 각 개인은 Q의 개선이 가져올 수 있는 A, E(M)에 대한 지출 절감분을 지불의

사로 밝힐 것이다. 따라서, 개인의 대기오염 개선에 대한 WTP는 다음과 같다.

·

·

·

여기에서 λ는 효용을 금전가치로 환산해주는 라그랑지 승수이며, 각 항은 회피

비용, 완화비용, 소득감소비용, 여가손실의 가치, 대기질 변화에 대한 자신의 건강

변화가치 등이며, 마지막 항은 대기질 변화에 대한 타인의 건강변화가치를 각각

나타낸다.

하나의 설문에 대해 두 개 이상의 조건부 가치측정법 설문을 할 경우, 일반적으

로 개별 질문이 독립적인 것으로 추정을 하였으나, 이 연구에서는 일변량모형과

각 질문간의 상관관계를 고려한 다변량모형으로 추정하였으나, 평균 WTP에는 큰

차이가 없는 것으로 나타났다.

- 106 -

본 연구에서는 기존 연구들이 대기오염물질에 의한 건강위해성을 규명하고 비

용추정한 것을 바탕으로 하여 미세먼지 중 타이어 및 브레이크 패드의 마모물질

에 대한 건강위해성을 살펴보고, 비용을 추정하였다. Alberini and Krupnick

(1990), Krupnick et al. (1998), Alberini and Krupnick (2000)의 연구에서 호흡기

관련 증상으로서 20여 개 항목의 조사를 본 연구에 적용하였으며, 의료비용 접근

법으로 타이어 및 브레이크 패드의 마모물질에 대한 의료비용을 산정하였다.

- 107 -

IV. 연구결과

1. 배출계수 비교

미국의 경우, 타이어 및 브레이크 마모 배출량은 이동오염원 배출량 산정 모델

(Mobile model)에 별도의 구분 없이 도로재비산에 포함하여 산정하고 있으나,

PART5에서는 타이어 마모량을 산정하여 자동차 휠 수에 따라 배출계수를 산정

하여 배출량을 산정하고 있다. 브레이크 패드에 대해서는 모든 차량에 동일하게

적용하고 있다.

유럽의 경우, EEA(European Environment Agency)에서는 대기오염물질 배출목

록 편람을 발간하고 있는데, 별도의 비산먼지 배출원을 분류하여 배출량을 산정하

는 미국과는 달리 일부 비산먼지 배출원만을 다루고 있다. 이는 기후에 따른 차이

로 비산먼지 발생조건이 미국과는 다른 유럽의 대기질 특성을 반영한 것으로 사

료된다. EEA에서는 산업공정 외 도로에서의 타이어 브레이크 도로 마모 등에 의

해 발생되는 비산먼지 배출계수를 제시하고 있다.

국내의 경우, 브레이크 마모물질에 대한 배출계수는 없는 실정이고 타이어 마모

물질에 대한 배출계수는 있지만 1991년에 만들어진 이후에 개정이 된 적이 없어

배출량 산정 시 많은 오차가 발생하고 있다.

타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출계수 산정 시, 여러 변수들을 고려하여

만들어야 된다. 특히 자동차의 속도와 도로의 형태에 고려하여 만들어져야 될 것

이다. 유럽의 경우, 속도에 대해서 3구간으로 구분하여 계수를 보정하고 있다. 하

지만 국내의 경우, 어떤 변수들을 이용하여 만들어 졌는지 출처가 불분명하다. 향

후 배출계수를 만들 시, 마모에 큰 영향을 주는 변수들을 고려하여 만들어져야 할

것이다.

가. 타이어 배출계수 비교

유럽의 배출계수는 차종에 따라 배출계수를 산정하였으며, 입자크기에 따라 배

출량을 산정할 수 있게 입자에 대한 질량분율을 세부적으로 구분하여 작성하였다.

- 108 -

구분배출계수

(g/km)

질량분율

TSP PM10 P㎡ .5 PM1 PM0.1

승용차 0.0107

1.000 0.600 0.420 0.060 0.048

버스 0.0299

트럭

소형트럭 0.0169

중형트럭 0.0448

대형트럭 0.597

자료 출처 : EEA, Emission Inventory Guidebook

표 76. 유럽의 타이어 마모 배출계수(CORINAIR)

독일의 배출계수는 EEA의 배출계수를 참고하여 배출계수를 작성하였으며, 차

종을 크게 4종로 구분하여 PM10과 PM2.5 배출계수를 만들었다.

구분배출계수(g/km)

TSP PM10 PM2.5

승용차 0.01070 0.00640 0.00449

버스 0.04500 0.02430 0.01890

트럭소형트럭 0.01690 0.01010 0.00710

대형트럭 0.04500 0.02700 0.01890자료 출처 : IIR DE 2012, German Informative Inventory Repory(2012)

표 77. 독일의 타이어 마모 배출계수(IIR DE 2012)

미국의 배출계수는 실험을 통해 얻어진 마모량(0.002g/mi)과 차종에 따른 휠의

수를 곱하여 배출계수를 만들었다.

- 109 -

차종

(휘발유 & 디젤)

배출계수(g/km)

PM10

LDA(Light Duty Automobiles) 0.00497

LDT(Light Duty Trucks) 0.00497

MDT(Medium Duty Trucks) 0.00497

LHGT(Light-Heavy Gas Trucks)

LHDT(Light-Heavy Diesel Trucks)0.00746

MHGT(Medium-Heavy Gas Trucks)

MHDT(Medium-Heavy Diesel Trucks)0.00746

HHDT(Heavy Heavy Duty Trucks) 0.02237

UDTB(Urban Diesel Transit Buses) 0.00746

SCHOOL BUS 0.00746

MOTOR HOME) 0.00746

MC(Motorcycles) 0.00249

표 78. 미국의 타이어 마모 배출계수(PART5)

일본의 경우 환경성에서 작성한 SPM매뉴얼의 배출계수를 이용하여 배출량을

산정하고 있다. 타이어 마모는 차량의 중량이 클수록 마모가 많이 발생되어짐을

알 수 있다. 배출계수는 다음 <표 79>에 나타내었다.

- 110 -

타이어 마모 배출계수

차종

차속별 배출계수(g/km)

10 20 30 40 50 60 70 80

경차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020

승용차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020

버스 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100

경화물차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020

소형화물차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020

화객차 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020

보통화물차 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200

특종차 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200

표 79. 일본의 타이어 마모 배출계수

국내의 타이어 배출계수는 1991년에 국립환경과학원에서 만들어 졌으며, 다른

나라의 배출계수에 비해 상당히 큰 것을 알 수 있다. 유럽과 국내 배출계수를 통

해 각각 배출량을 산정할 시 국내 배출계수를 이용하여 산정할 값이 유럽의 배출

계수를 이용하여 얻어진 값보다 약 8배 많은 것을 알 수 있다.

구분배출계수

(g/km)

질량분율

TSP PM101)

승용차 소형버스 소형트럭 0.118

1.000 0.440

대형버스 대형트럭 0.230

자료 출처 :국립환경과학원, 도시대기질 개선에 관한 연구(1991)

주 : EPA speciate를 참고한 TSP에 대한 PM10 분율

표 80. 국내의 타이어 마모 배출계수

- 111 -

나. 브레이크 패드 배출계수 비교

유럽은 브레이크 패드 배출계수 역시 잘 만들어져 있으며, 입자크기 별로 배출

량을 산정할 수 있게 질량분율을 나누어 작성되어 있다.

구분배출계수

(g/km)

질량분율

TSP PM10 PM2.5 PM1 PM0.1

승용차 0.0075

1.000 0.980 0.390 0.100 0.080

버스 0.0420

트럭

소형트럭 0.0117

중형트럭 0.0420

대형트럭 0.0420

자료 출처 : EEA, Emission Inventory Guidebook

표 81. 유럽의 브레이크 패드 마모 배출계수(CORINAIR)

독일의 브레이크 패드 배출계수는 EEA의 배출계수를 참고하여 전체적으로 배

출계수 값이 유럽과 비슷하다.

구분배출계수(g/km)

TSP PM10 PM2.5

승용차 0.00750 0.00735 0.00293

버스 0.03265 002880. 0.01274

트럭소형트럭 0.01170 0.01147 0.00456

대형트럭 0.03265 0.03200 0.01274

자료 출처 : IIR DE 2012, German Informative Inventory Report(2012)

표 82. 독일의 브레이크 패드 마모 배출계수(IIR DE 2012)

2. 배출량 산정

가. 타이어 마모물질 배출량

유럽의 Tier2 방법론을 이용하여 유럽의 배출계수와 국내 배출계수를 통해 배

- 112 -

출량을 산정할 결과, 국내 배출계수를 적용하여 산정한 결과가 유럽 배출계수를

적용하여 산정한 값에 약 9 ∼ 10배 많은 것으로 나타났다. 이는 국내의 타이어

마모 배출계수를 적용할 경우 미세먼지 배출량이 과대평가될 가능성이 있는 것으

로 사료된다. 그러므로 1991년에 만들어진 국내 배출계수를 최근 자료를 통해 개

정할 필요가 있을 것으로 보인다.

<표 83>는 유럽 배출계수를 적용하여 입자크기별로 배출량을 산정하였다.

(단위 : 톤)

년도

유럽 배출계수 국내 배출계수

서울 인천 경기 합계 서울 인천 경기 합계

2010년 820 271 1,365 2,456 7,205 2,184 11,009 20,399

2009년 967 317 1,561 2,845 8,273 2,463 12,154 22,889

2008년 921 330 1,526 2,776 7,949 2,487 11,861 22,296

2007년 1,079 371 1,681 3,131 9,133 2,754 12,949 24,835

2006년 1,009 361 1,645 3,016 8,245 2,627 12,613 23,486

표 83. Tier 2 방법론을 이용한 타이어 마모물질 배출량 비교(TSP)

그림 15. Tier 2 방법론을 이용한 타이어 마모 배출량 비교(TSP)

- 113 -

<표 84>는 수도권의 타이어 마모 배출량을 유럽의 배출계수를 적용하여 입자

크기별로 나타낸 표이다.

(단위 : 톤)

년도 TSP PM10 PM2.5

2010년 2,456 1,474 1,032

2009년 2,845 1,707 1,195

2008년 2,776 1,666 1,166

2007년 3,131 1,878 1,315

2006년 3,016 1,810 1,267

표 84. 수도권 입자크기별․연도별 타이어 마모물질 배출량(유럽배출계수이용)

그림 16. 수도권 입자크기별․연도별 타이어 마모물질 배출량(유럽배출계수이용)

나. 브레이크 패드 마모물질 배출량

브레이크 패드는 국내 배출계수가 없어 유럽의 배출계수를 적용하여 서울, 인

- 114 -

천, 경기에 대한 배출량을 각각 산정하였다. 또한 입자크기별로도 배출량을 산정

하였다. 그 결과, 서울에서 728톤, 인천 246톤, 경기 1,066톤으로 경기에서 가장 많

이 배출되었다. 그리고 연도별로 보면, 2006년에서 2010년으로 갈수로 배출량이

감소하는 것을 볼 수 있는데, 이는 자동차 한 대당 총 주행거리 감소로 인한 영향

으로 보인다.

(단위 : 톤)

년도

유럽 배출계수

서울 인천 경기 합계

2010년 738 246 1,066 2,050

2009년 869 282 1,225 2,377

2008년 836 297 1,187 2,320

2007년 972 334 1,305 2,611

2006년 915 326 1,274 2,514

표 85. 유럽배출계수(Tier 2)를 이용한 브레이크 패드 마모물질 배출량 비교(TSP)

그림 17. 유럽배출계수(Tier 2)를 이용한 브레이크 패드 마모물질 배출량 비교(TSP)

- 115 -

<표 86>은 수도권의 타이어 마모 배출량을 유럽의 배출계수를 적용하여 입자

크기별로 나타낸 표이다.

(단위 : 톤)

년도 TSP PM10 PM2.5

2010년 2,050 2,009 799

2009년 2,377 2,329 927

2008년 2,320 2,274 905

2007년 2,611 2,559 1,018

2006년 2,514 2,464 980

표 86. 수도권 입자크기별․연도별 브레이크 패드 마모물질 배출량(유럽배출계수이용)

그림 18. 수도권 입자크기별․연도별 브레이크 패드 마모물질 배출량(유럽배출계수이용)

- 116 -

3. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량 전망 예측(∼2024년까지)

교통안전공단에서 작성한 2006년에서 2010년까지의 자동차 주행거리 실태 분석

보고서 분석한 결과, 승합차가 0.4% 감소하는 것을 제외하고, 승용차, 화물차, 특

수차가 각각 2.8%, 0.3%, 3.6%로 증가하는 것으로 나타났다. 이 증감율을 이용하

여 2024년까지 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량을 전망 예측하였다.

연도 합계

차종별

승용차 승합차 화물차 특수차

2006년 7,317,628 5,598,983 530,891 1,172,876 14,878

2007년 7,565,482 5,828,527 530,643 1,190,381 15,931

2008년 7,684,716 5,945,651 530,253 1,192,466 16,346

2009년 7,748,383 6,030,811 521,902 1,179,094 16,576

2010년 7,962,797 6,256,705 501,271 1,187,678 17,143

연평균 증가율 2.1 2.8 -1.4 0.3 3.6

자료 출처 : 교통안전공단, 자동차 주행거리 실태 분석 보고서(2007∼2011)

※ 주 : 연평균증가율 :

× (b : 당해연도 값, a : 기준년도 값, n : 당해연도-기준년도)

표 87. 연도별 자동차등록대수 변화추이

배출량 전망예측시 배출량 산정은 유럽의 배출계수를 이용하여 산정하였다. 그

결과 2024년에는 2010년에 비해 타이어 및 브레이크 패드 마모물질이 각각 약

81% 증가하는 것을 알 수 있다.

- 117 -

년도타이어 마모 배출량(톤) 브레이크 패드 배출량(톤)

TSP PM10 PM2.5 TSP PM10 PM2.5

2011년 2,491 1,495 1,046 2,075 2,034 809

2012년 2,527 1,516 1,061 2,102 2,060 820

2013년 2,564 1,539 1,077 2,129 2,086 830

2014년 2,603 1,562 1,093 2,157 2,114 841

2015년 2,642 1,585 1,110 2,186 2,143 853

2016년 2,683 1,610 1,127 2,217 2,172 864

2017년 2,725 1,635 1,144 2,248 2,203 877

2018년 2,768 1,661 1,163 2,280 2,234 889

2019년 2,812 1,687 1,181 2,313 2,266 902

2020년 2,858 1,715 1,200 2,347 2,300 915

2021년 2,905 1,743 1,220 2,382 2,334 929

2022년 2,954 1,772 1,241 2,418 2,370 943

2023년 3,003 1,802 1,261 2,455 2,406 958

2024년 3,055 1,833 1,283 2,494 2,444 973

표 88. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량 전망 예측(∼2024년)

또한 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 전량이 도로에 쌓인다는 가정 하에

2011년부터 2024년까지의 양을 살펴보면, 타이어 마모물질의 경우 약 38,590톤, 브

레이크 패드 마모물질의 경우 31,803톤으로 총 70,393톤이 발생한다. 따라서, 타이

어 및 브레이크 패드에 대한 미세먼지 대책을 수립하지 않을 경우 2024년에는 타

이어 마모에 의한 TSP가 3,055톤, PM10이 1,833톤, PM2.5가 1,283톤 발생할 것으

로 예측된다. (그림 16)과 (그림 17)은 2024년까지의 타이어 및 브레이크 패드의

미세먼지 예상 배출량을 나타낸 것이다.

- 118 -

그림 19. 타이어 마모물질 입경별 배출량 전망 예측

그림 20. 브레이크 패드 입경별 배출량 전망 예측

- 119 -

4. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량에 대한 유해성분 양

가. 타이어 유해성분 분석 결과

타이어의 유해성분 분석은 해외 문헌자료를 참고하여 국내 주행거리에 따른 연

도별 유해성분 양을 산출하였다.

유럽 ⌜German Informative Inventory Report⌟의 자료를 보면 차종별 중금속

의 양을 산정하고 있다. 이를 통해 2010년 국내 주행거리 자료를 이용하여 전체

배출량을 산정한 결과, 납이 220.94kg, 수은이 0.32kg, 카드뮴이 30.39kg, 크롬이

27.18kg, 아연이 208,739kg이 산정되었다.

Heavy

Metals

Tyre Wear(㎍/㎞)

PCs LDVs HDVs Buses MCs

Pb 1.31 2.18 8.70 7.25 0.58

Hg 0.002 0.003 0.012 0.010 0.001

Cd 0.18 0.30 1.20 1.00 0.08

As 0.14 0.24 0.96 0.80 0.06

Cr 0.16 0.27 1.08 0.90 0.07

Cu 0.25 0.42 1.68 1.40 0.11

Ni 0.15 0.27 1.08 0.90 0.07

Se 1.80 3.00 12.00 10.00 0.80

Zn 1,035.00 1,725.00 11,700.00 9,750.00 459.00

자료 출처 : IIR DE 2012, German Informative Inventory Report(2012)

표 89. 차종별 타이어 마모물질에 대한 중금속 배출계수

- 120 -

차종별중금속(kg)

Pb Hg Cd As Cr Cu Ni Se Zn

합계 220.84 0.32 30.39 23.97 27.18 42.37 26.34 303.87 208,739.79

승용차 109.92 0.17 15.10 11.75 13.43 20.98 12.59 151.04 86,845.18

소형버스

소형트럭49.27 0.07 6.78 5.42 6.10 9.49 6.10 67.81 38,989.03

중형버스

중형트럭32.03 0.04 4.42 3.53 3.98 6.19 3.98 44.18 43,077.21

대형버스

대형트럭

특수

29.62 0.04 4.08 3.27 3.68 5.72 3.68 40.85 39,828.38

표 90. 2010년도 타이어 마모물질에 대한 유해성분 배출량

나. 브레이크 패드 유해성분 조사 결과

브레이크 패드의 유해성분 분석자료는 국내의 경우 브레이크 패드에 대한 연구

가 전무한 상태이며, 유럽의 문헌자료를 이용하여 국내 브레이크 패드에 대한 유

해성분 양을 산정하였다. 그 결과, 납이 15,790kg, 수은이 13kg, 카드뮴이 19kg,

크롬이 3,047kg, 아연이 71,757kg이 산정되었다. 브레이크 패드 역시 아연이 많이

배출되었으며, 특히 납이 15,790kg으로 타이어에 72배 많이 배출되어 납에 대한

관리 대책이 시급한 것으로 분석되었다.

- 121 -

Heavy

Metals

Brake Wear(㎍/㎞)

PCs LDVs HDVs Buses MCs

Pb 120.00 249.00 12.00 12.00 53.00

Hg 0.00 0.00 1.68 1.68 0.00

Cd 0.15 0.32 0.00 0.00 0.07

As 0.13 0.26 2.81 2.81 0.06

Cr 1.82 3.77 361.80 361.80 0.80

Cu 1,588.00 3,289.00 15,477.00 15,477.00 4,213.00

Ni 3.36 6.96 22.45 22.45 1.49

Se 0.28 0.58 1.34 1.34 0.12

Zn 512.00 1,061.00 620.00 620.00 226.00

자료 출처 : IIR DE 2012, German Informative Inventory Report(2012)

표 91. 차종별 브레이크 패드에 대한 중금속 배출계수

차종별중금속(kg)

Pb Hg Cd As Cr Cu Ni Se Zn

합계 15,790.19 13.05 19.82 38.61 3,047.94 327,791.96 613.61 47.01 71,757.57

승용차 10,069.01 - 12.59 10.91 152.71 133,246.51 281.93 23.49 42,961.09

소형버스

소형트럭5,627.98 - 7.23 5.88 85.21 74,339.08 157.31 13.11 23,981.08

중형버스

중형트럭44.18 6.19 - 10.35 1,332.08 56,983.41 82.66 4.93 2,282.72

대형버스

대형트럭

특수

49.02 6.86 - 11.48 1,477.94 63,222.95 91.71 5.47 2,532.68

표 92. 2010년도 브레이크 패드 마모물질에 대한 유해성분 배출량

- 122 -

5. 사회적 비용 추정결과

가. 인체 위해성에 대한 사회적 비용

본 연구에서는 사회적 비용 추정에 대한⌜대기중 미세먼지의 건강위해성 평가

기법 개발⌟선행 연구 결과를 참고로 의료비용접근법에 근거하여 의료비용을 추정

하였다. 일반적으로 의료비용접근법은 질병에 직접 지출된 진료비와 질병에 따른

임금상실분, 시간에 대한 기회비용 등을 고려하여 추정하여야 하나 본 연구에서는

임금상실분, 시간의 기회비용 등을 고려하지 않는 경제활동인구가 아닌 어린이와

노인을 대상으로 분석하였다.

즉, 본 연구에서 선행사례 연구 결과를 참고로 전체 미세먼지 발생량 중 타이어

및 브레이크 패드에 발생하는 마모 물질에 대해서 발생되는 질병을 치료하는데

직접으로 지출되는 비용만을 고려하였다. 추정에 이용된 의료 비용 자료는 국민건

강보험공단의 통계자료인⌜2010년도 건강보험통계연보를 사용⌟ 하였다.

(단위 : 백만 원)

대상호흡기계 관련 질병1) PM2.5에 의한

호흡기질환총 진료비 약국소계 총지출2) 총지출

합계 2,871,234 5,064,898 7,936,132 134,914

유

아

․

어

린

이

0세 78,572 32,190 110,762 1,883

1세∼4세 1,030,624 524,390 1,555,014 26,435

5세∼9세 604,663 371,386 976,049 16,593

10세∼14세 309,497 237,815 547,312 9,304

노

인

65세∼69세 225,866 1,270,663 1,496,529 25,441

70세∼74세 222,862 1,194,669 1,417,531 24,098

75세 이상 399,150 1,433,785 1,832,935 31,160

자료 출처 : 국민건강보험공단, 건강보험통계연보(2010)

※ 1) 질병의 22대 분류중 하나로서, 기관지염, 천식 등 총 15개 포함함.

2) 여기에서 총 진료비와 약국소계를 합한 의료비를 간주함.

표 93. 유아․어린이․고령자의 호흡기계의 질병 관련된 의료비용의 추정 결과

- 123 -

위의 표에서 우리나라 유아․어린이․노인 인구의 호흡기계의 질환으로 외래

및 입원한 총 진료비는 2,871,234백만 원이며, 처방조제 및 직접조제를 포함하는

약국소계는 약 5,064,898백만 원이다. 이러한 총 진료비 및 약국소계를 질병에 대

한 총지출이라 간주하면, 우리나라 유아․어린이․노인 인구의 호흡기계의 질환에

대한 의료비 총지출은 약 7,936,132백만 원. 이 중 PM2.5에 의한 호흡기관련질환 의

료비 총지출은 약 134,914백만 원이다.

이에 대해서 2010년 국립환경과학원에서 연구한 ⌜도시지역 PM2.5 생성과정에

관한 연구⌟에서 CAPSS의 자료를 적용하여 수도권 지역 비산먼지 배출량을 산

정한 결과 PM2.5 중 타이어 및 브레이크에서 배출되는 PM2.5가 전체 배출량 중

15%를 차지하고 있다. 이는 앞서 산출한 PM2.5에 의한 호흡기관련 질환 의료비

총지출 134,914백만 원 중 약 20,237백만 원을 차지는 금액이다.

이 중 타이어와 브레이크 패드 마모물질 배출 비율에 따라 타이어 한 본, 브레

이크 패드 한 개에 대해서 국민 건강 부담비용을 산출하였다.

구분 타이어(본) 브레이크패드(개)

마모 배출 비율(%) 54.5 45.5

의료비 총지출 비용(백만 원) 11,029 9,208

한 본당․한 개당

부담비용(원)346 289

표 94. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 처리비용 산출(2010년)

나. 도로 청소에 대한 사회적 비용

인체 위해성에 대한 사회적 비용 외에 타이어와 브레이크 패드에 의해 발생한 비

산먼지에 대한 처리비용을 산정하였다. 타이어와 브레이크 패드 마모로 배출되는

비산먼지는 바로 대기 중으로 확산되기도 하고, 일부는 도로 주변에 머물러 있거나

재비산되어 인체에 영향을 미치게 된다. 이에 대해서 도로를 청소하는데 사용되는

비용을 산정하여 타이어 한 본당, 브레이크 패드 1개당 처리비용을 산출하였다.

서울시에서 도로청소를 통한 사업비용으로 1톤당 약 750만이 사용된다(수도권

- 124 -

대기환경청, 대기환경개선 재원조달 방안 마련을 위한 연구용역, p203). 이를 2010

년 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 배출량을 통해 총 처리비용을 산출한 결과,

타이어 마모물질에 대해서 처리비용이 약 184억 원, 브레이크 패드 마모물질에 대

해서 처리비용이 약 154억 원에 달한다.

이를 2010년 자동차등록대수를 나눈 후, 타이어 및 브레이크 패드를 개수만큼

나누면 타이어 한본, 브레이크 패드 한 개에 대한 사회적 비용을 산출할 결과

<표 95>에 나타내었다.

구분 타이어 브레이크패드

마모 배출량(톤) 2,456 2,050

처리비용(억 원) 184.2 153.8

한 본당․한 개당

처리비용(원)578 483

표 95. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질 처리비용 산출(2010년)

다. 사회적비용의 분담 재원 조달 방안

인체의 위해성에 대한 사회적 비용과 도로 청도에 대한 처리비용을 합산한 결

과 타이어 한 본당 부담해야할 금액은 924원이고 브레이크 패드 한 개당 부담해

야할 금액은 772원으로 산출되었다.

구분 타이어(본) 브레이크패드(개)

합계 924 772

인체 위해성에 대한 사회적 부담비용 346 289

도로청소에 대한 부담비용 578 483

표 96. 타이어 및 브레이크 패드 마모물질에 대한 부담비용(2010년)

2009년 타이어 및 브레이크 패드 판매량 기준으로 보았을 때 타이어가 약

22,590천본(재생 및 수입은 제외)이 판매되었으며, 브레이크 패드가 약 1,400만 세

- 125 -

트가 판매되었다. 이를 통해 계산한 결과 타이어 판매로 약 209억 원, 브레이크 패

드 판매로 약 108억 원으로 총 317억 원의 재원을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

라. 자동차와 관련된 세제 현황

우리나라의 경우 자동차세제 현황을 취득, 보유, 운행 단계로 구분되어져 자동

차 취득단계에서는 자동차 구입가액에 따라 개별 소비세와 그에 부가되는 교육세,

부가가치세, 취․등록세가 부과되고 있다. 보유단계에서는 자동차 배기량에 따라

자동차세와 그에 부과되는 기방교육세가 부과되고 있으며, 자동차세의 경우 CO2

배출량이 아니라 배기량 기준으로 정해져 친환경 자동차에는 다소 불리하게 설계

되어 있다. 자동차의 운행단계에서는 교통․에너지․환경세와 그에 부가되는 교육

세 및 주행세, 그리고 부가가치세가 부과되고 있는 상황이다. 국내의 경우 타이어

및 브레이크 등에 의한 미세먼지 발생량에 대한 특별한 세금부과는 없는 상황이

며, 수도권에 대기오염과 자동차의 집중도를 고려하여 세제관련 부분이 보완되어

져야 할 것이다. 특히, 타이어의 경우 운행거리에 따라 미세먼지 발생량이 많이

발생됨에 따라 영업용차량, 개인용 차량 등 주행거리에 따른 세제 개편 보완이 이

루어 져야 할 것이다.

미국에서는 연방정부의 경우 취득단계에서 개별소비세(타이어에 대한 제조업자

세, 중형 트럭 및 트레일러에 대한 소매세, Gas Guzzler Tax)를, 보유단계에서는

도로사용세를, 운행단계에서는 유류세를 부과하고 있는 상황이다. 취득단계에서

부과되는 타이어 제종업자세의 경우 전부 또는 일부가 고무로 만들어진 도로용

자동차에 사용되는 타이어에 대해서 제조업자 또는 수입업자에게 제조업자세가

부과되는 조항을 갖고 있다(2011년 9월 30일까지 적용되는 한시규정). 세율은 타

이어 중량에 따라 누진과세 되며, 일반타이어의 경우 최대적재량이 3,500파운드를

초과할 경우 10파운드당 9.45센트를 부과하게 된다. 바이어스플라이타이어 또는

고강도 타이어의 경우 최대 적재량이 3,500파운드를 초과할 경우 10파운드당

4.725센트를 부과하고 있다.

이탈리아의 경우 타이어 구입 시 최대 4유로의 환경세를 부과하는 방안을 검토

하고 있으며, 이는 폐타이어 100% 재활용이라는 미션을 위해 만들어진 법령이다.

Ecopneus와 이탈리아 타이어협회 Assogomma의 자료에 따르면, 이탈리아에서는

- 126 -

연간 35만 톤의 폐타이어가 발생하며 2009년에는 약 2800만 개의 새 타이어가 판

매 되는 것으로 보고하고 있으며, 이러한 수치를 통해 예상되는 환경세 규모는 연

간 약 1억 7000만 ~ 1억 8000만 유로에 이를 것으로 전망하고 있다. 이중 일반

승용차 타이어에서 약 1억 1000만 유로, 나머지는 산업용 차량 또는 이륜차에서

충당될 것으로 전망하고 있다.

이처럼 타이어에 대한 환경세 부과는 대기오염 개선 및 재활용 측면에서 매우

중요한 요소이다. 현재 국내에서 대기환경 개선을 위한 정책 활용 시 생산자 부담

원칙 하에 타이어 제조업자에 대한 환경개선 의무를 도입해야 할 것이다.

마. 자동차와 관련된 제도

타이어는 생산자책임재활용제도의 품목으로 관리되어지고 있다. 그러나, 생산자

책임재활용제도에는 자원의 소모를 줄이기 위함으로 재활용에 그 목적을 두고 있

으며, 위해성분과 관련한 규제는 다루어지고 있지 않은 상황이다.

생산자책임재활용제도는 1992년 시행한 폐기물 예치금 제도를 보완할 목적으로

도입되었다. 2002년 12월 “자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률 시행령” 개정

안이 국무회의에서 의결됨으로써 2003년 1월부터 시행되었다. “자원의 절약과 재

활용 촉진에 관한 법률 시행령”에 따라서 재활용이 가능한 폐기물 제품의 일정량

이상을 생산자가 재활용하도록 의무를 부여받게 되었다. 기존에 생산자들은 재활

용이 쉬운 재질 구조의 제품을 생산하고 판매하는 것 까지만 책임을 지고, 사용

후 발생된 폐기물은 소비자의 책임이었으나, 이 제도로 인해 사용 후 발생되는 폐

기물의 재활용까지 생산자가 책임을 지게 된다. 즉, 폐기물 재활용에 대한 법적의

무는 생산자에게 있지만, 생산자가 수거부터 재활용 전과정을 직접 책임지라는 의

미는 아니고, 소비자·지자체·생산자·정부가 일정부분 역할을 분담하는 체계로서

제품의 설계, 포장재의 선택등에서 결정권이 가장 큰 생산자가 재활용체계의 중심

적 역할을 수행하도록 하는 것 이다. 생산자책임재활용제도는 공유책임제도(SPR)

를 전제로 하는 것이기 때문에 생산자 책임확대와 함께 정부와 소비자의 책임도

확대되었다. 재활용되지 않는 폐기물의 처리책임과 재활용폐기물을 회수하여 재활

용공정에 투입되게 하는 전반적인 책임은 정부에게 남아있고, 소비자도 생산자가

부담하는 회수 재활용 비용을 궁극적으로 부담하여 분리배출을 통해 폐기물이 용

- 127 -

이하게 수집되게 하는 역할을 한다.

재활용 대상은 4개 포장재(종이팩, 금속캔, 유리병, 합성수지재질 포장재)군이다.

세부 품목으로는 타이어·윤활유·형광등·건전지·종이팩·금속캔·PET·유리병, 그리고

플라스틱포장재·스티로폼 등이 있다. 생산자책임재활용제도에 포함되어 있던 TV·

냉장고·에어컨·세탁기·컴퓨터 등 전자제품은 2008년부터 환경성보장제로 운영되고

있다. 환경성보장제도는 「전기·전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률」

(법률 제8852호, 2008.2.29)에 의거하여 전기·전자제품과 자동차의 유해물질 사용을

억제하고 재활용이 쉽도록 제조하며, 그 폐기물의 적정한 재활용을 촉진하기 위해

제품의 설계·생산단계부터 폐기 시까지의 전 과정에 걸쳐 체계적인 관리를 통한

환경부하 최소화를 목적으로 시행되고 있는 제도로 EU의 유해물질 사용제한지침

(RoHS), 폐전기ㆍ전자제품처리지침(WEEE), 폐차처리지침(ELV) 등의 규정을 아우

르고 있다.

폐차처리지침(ELV)은 환경 및 국토보전과 폐기물 재활용을 위해폐기물과 관련

하여 크게 폐기물 구조, 매립, 소각, 운송, 제품 및 폐기물에 대한 특정 Directives

로 법규를 구분하고 있다. 주요 내용으로는 4대 유해물질(납, 카드뮴, 수은, 6가크

롬)을 법규 허용치 이내에서만 허용하는 것을 원칙으로 하고 있으며, 목표 재활용

율은 2015년까지 95%(에너지 회수율 10%이내)를 제시하고 있다. 그러나

2005/673/EC-EU ELV에서도 중금속 규제 예외사항을 두고 있다. 납의 경우 구리

합금(4w%이하), 브레이크 라이닝에 포함된 구리(0.4w%), 배터리 등을 예외조항으

로 관리되고 있지 않는 상황이다. 2003/138/EC-EU ELV의 재질표시 법규에서는

200g 이상의 고무부품은 재질을 표시하여야 하나 타이어는 제외되어있어 타이어

에 관한 관리가 요구되어 지고 있다.

이밖에 타이어와 관련된 제도는 성능에 대한 안전기준을 제시하고 있으며, 특히

재생타이어의 경우에는 타이어 파열사고 예방을 위해 안전기준을 제시하고 있다.

그러나 미세먼지와 관련하여 인체에 영향을 미칠 수 있는 위해성분에 관한 규제

와 허용치는 없는 실정이다. 이에 따라 향후 타이어에 대한 관리대책과 위해성분

의 허용규제치의 마련이 수반되어야 할 것이다.

- 128 -

V. 정책제언 및 추가 연구의 필요성

1. 정책제언

도심지역에서 시민의 쾌적하고 청정한 생활공간을 조성하기 위한 방안으로 미

세먼지의 발생량을 줄이는 것이 매우 중요하며, 그 가운데 가장 큰 비중을 차지하

는 것이 생활주변에 가까이 있는 도로의 비산먼지를 줄이는 것이 매우 중요할 것

이다. 수도권 대기환경에 대한 서울시민의 의식조사결과 서울 시민 10명중 8명은

서울시 대기환경 문제에 관심을 갖고 있는 것으로 나타났다(서울시 대기환경 개

선목표 달성을 위한 오염물질 저감대책 수립연구. 서울시정개발연구원 2011). 서

울시의 대기환경 개선 시행계획으로 2014년까지 PM10의 목표 삭감량은 14,789톤

이며, 2007~2009년 기간 중 목표 삭감량은 전체의 25%인 3,679톤으로 계획대비

5,852톤을 삭감하여 158% 수준의 달성률을 나타내고 있다. 특히, 분야별로는 도로

이동오염원 분야가 전체의 93%인 5,441톤으로 가장 높게 나타나고 있다. 서울시

의 대기오염물질을 삭감 할 수 있는 부문은 자동차 관리대책, 비도로 이동오염원,

사업장 관리대책 등으로 구분되어지고 있다. 특히, 2014년 서울시 미세먼지 삭감

가능량은 2,611톤 수준으로 목표 삭감량은 1,502톤으로 분석하고 있다. 이를 달성

하기 위해 환경지역 지정이 3.66톤/억 원, CNG 자동차 보급이 2.62톤/억 원으로

자동차 관리대책의 비용효과가 다른 대책들에 비해 높게 나나나고 있으며, 비도로

이동오염원 관리대책 가운데 건설기계 저공해화 지원, 건설기계 조기폐차 유도 대

책이 각각 0.6톤/억 원, 1.14톤/억 원의 비용효과가가 있는 것으로 분석하고 있다.

생활주변의 배출원 관리강화를 위해 고효율 도로청소장비에 의한 정기적인 청

소의 경우 16 ∼ 26% 수준의 미세먼지 저감효율을 나타내는 것으로 보고하고 있

으며, 특히 분진청소와 병행하여 물청소를 사계절 도로청소에 적용함으로써 도로

비산먼지 저감효과를 제고할 수 있다. 포장도로 비산먼지의 상당부분은 타이어마

모, 브레이크마모에 의한 것으로 저마모 타이어, 저마모 브레이크의 보급을 확대

하여야 할 것이며, 최근 개발된 타이어는 일반타이어에 비해 17%의 미세먼지 저

감효과가 있는 것으로 보고하고 있다.

타이어 및 브레이크 패드에 의한 대기오염 및 중금속 발생 억제를 위해 정책적

- 129 -

으로 수반되어질 수 있는 사항으로, 생산자 책임 기반 체계를 구축할 수 있다. 타

이어는 현재 생산자 책임 재활용제도에 포함된 대상 제품이나, 재활용의 범위는

매우 다양하고 단순하게 재활용율을 높이는 것만으로는 타어어내 포함된 유해물질

을 관리하기에는 어려움이 있다. 생산자 책임 재활용 제도에서 분리되어 관리되고

있는 전기전자제품과 같이 타이어에 대한 환경성보장제를 확대 운영하여 타이어의

유해성분을 관리하는 제도가 시행되어져야 할 것이다. 타이어 생산자에 대해 유해

물질 허용한계치 도입과 관리로 대기환경 및 인체의 영향을 최소화 할 수 있을 것

이다. 또한 타이어 생산자(제조자 및 수입자)에게 제품의 폐기물 단계에 대한, 특히

체계적인 폐타이어 수거 및 회수, 이를 위한 비용에 대한 포괄 혹은 부분적 책임

을 부과한다. 국영 회사 혹은 조합을 신설하여 생산자들이 폐공기 타이어 수거, 회

수/처분 비용을 충당하기 위한 공동자금을 조성하는 방안이 있을 수 있다.

세금 기반 체계로는 생산자 혹은 소비자가 정부에 관련 세금을 내는 제도이다.

국가는 타이어 수거 및 폐기를 위한 체계를 조직하고 이를 운영할 회사를 선택하

여 징수된 세금으로 비용을 지불한다. 예를 들어 미국에서는 (연방 정부 기관 대

신) 주(州) 정부 기관이 폐타이어관리를 규제하고 있다. 미국 대부분의 주에서는

타이어 구매 가격에 소비자 세금이 포함되어 폐타이어 관리를 지원한다. 일부 주

에서는 페타이어 관리 프로그램을 시행하기 위하여 막대한 자금을 사용하며 다른

일부 주에서는 폐타이어 수거 및 최종 활용을 자유 시장 체계에 맡기기도 한다.

타이어의 경우 세금기반체계로 운영될 경우 타이어의 특성상 자동차의 부품으로

사용되는 것으로 타이어공급자가 생산자가 되며, 자동차 판매자가 소비자의 역할

을 해야 할 것이다.

타이어 및 브레이크 패드 마모물질에 대한 부담금 도입 시 예상되는 문제점은

부담금 산정방식을 결정하는 과정에 타이어나 브레이크 패드 등 부과 대상 제품

의 차별성을 충분히 반영하기가 쉽지 않다는 것이다. 제품별 특성을 고려한 부과

방식을 결정하기 위해서는 타이어 및 브레이크 패드 제품의 마모 특성이나 미세

먼지 발생량 등의 정보를 확보하여야 하기 때문이다. 이를 해소하기 위해서는 타

이어나 브레이크 패드 제품의 생산자에게 마모 특성 및 교체 시기까지 사용 시

발생하는 미세먼지의 양과 성분을 보고하도록 의무화하는 방안이 있다. 하지만 이

보다 우선적으로 정확한 배출량 산정과 성분 분석에 대한 연구들이 선행되어져야

할 것이다.

- 130 -

2. 추가 연구의 필요성

수도권 대기환경질에 영향을 미치는 요인은 에너지산업의 연소, 비산업 연소를

비롯하여 도로이동오염원 등 연소에 의한 영향과 도로재비산, 건설공사, 타이어

및 브레이크 패드 등 비산먼지에 의한 영향으로 크게 나눌 수 있다. 에너지 산업과 관련하여 대기오염을 줄이기 위한 노력은 저탄소녹색성장 기본

법에 의거하여 다양한 산업에서 시행하고 있으며, 자동차 산업 또한 고연비 개발

과 함께 배출가스의 저감에 노력을 기울이고 있다. 그러나 미세먼지와 관련해서는

많은 노력이 부족한 상황이다. 특히, 수도권에 집중되어 있는 자동차의 경우 배기

가스 뿐만 아니라 미세먼지에 의한 환경영향이 매우 크게 작용하고 있어 효과적

인 관리가 불가피한 실정이다. 최근 자동차 산업과 관련하여 저마모 타이어, 에코타이어 등 연료의 효율성과

연계하여 많은 연구 개발이 이루어지고 있으나. 비산먼지와 연계된 연구는 미흡한

실정이다. 환경부 연구 결과에 따르면, 타이어내 다양한 중금속을 포함하고 있어

대기환경의 악화뿐만 아니라 인체의 위해성을 위협받고 있는 사항이다. 그러나 현

재 타이어에 의한 미세먼지 발생량을 추정하는 국내 배출계수가 부정확하며 구축

년도가 오래되어 현실성이 결여되어 있어 이에 따라 대부분의 연구자는 유럽의

배출계수를 적용하여 배출량을 산정하고 있다. 수도권 대기환경 개선을 위해 우선 현재 배출되고 있는 배출량의 산정을 위해 국

내 실정에 맞는 타이어 및 브레이크 패드의 마모배출계수 개발이 시급한 상황이다. 둘째, 타이어 및 브레이크 패드의 규제 가능한 위해 중금속의 함량 기준 마련이

다. 현재 폐타이어 재활용 시 중금속 함량기준만 제시하고 있으며, 타이어 및 브

레이크 패드 생산 시 제품에 대한 중금속 함량기준은 없는 실정이다. 특히 타이어

는 자동차 주행의 본래 목적 이외에 다양한 곳에 재활용되기 때문에 처음부터 제

품을 생산할 때 제품에 대한 위해물질 함량 기준 마련이 수반되어져야 한다. 우선

적으로 6대중금속 및 프탈레이트에 대해서 연구가 이루어져야 될 것이다. 마지막으로 배출계수의 개발과 중금속 규제 함량 기준설정을 통한 수도권 대기

질 개선 성과 분석이 수반되어져야 할 것이다.

- 131 -

1. 경기개발연구원,경기도교외지역의미세먼지특성분석및관리방안,2012

2. 수도권대기환경청,대기환경개선재원조달방안마련을위한연구용역,2011

3. 서울연구원,서울시대기환경개선목표달성을위한오염물질저감대책수립연

구,2011

4. 서울연구원,서울시고농도미세먼지오염현상의원인분석및지역별맞춤형관리대

책,2011

5. 김우중,인하대학교,서울시대기오염측정망자료를이용한도로재비산먼지배출계

수추정,2011

6. 국립환경과학원,폐타이어의환경친화적관리를위한기술지침서,2011

7. 국립환경과학원, 2009년대기오염물질배출량,2011

8. 환경부,인조잔디와탄성포장재의유해물질위해성평가및관리대책마련,2010

9. 식품의약품안전청,프탈레이트,2010

10. 국립환경과학원,대기오염물질배출량산정방법개선연구,2010

11. 교통안전공단,주행거리실태조사보고서,2006-2010

12. 국립환경과학원,PM2.5 배출특성및기여도추정연구,2009

13. 국립환경과학원,교통수단별대기오염물질국가배출통계구축연구,2009

14. 환경부,도로재비산먼지저감시범사업타당성조사연구,2008

15. 환경부,환경친화적미세먼지저감저마모타이어개발,2007

16. 이용진,연세대학교,미세먼지입자크기에따른급성사망영향과경제적손실비용.2007

17. 국립환경과학원,비산먼지배출량산정방법개선및도로재비산먼지실시간측정방

법개발,2007

18. 국립환경과학원,CAPSS비산먼지배출량신뢰도향상을위한배출계수보완,2006

19. 이재우,전남대학교,The Effectof Rubber Properties and Driving Severity

on Tire Wear,2006

20. 인천지역환경기술개발센터,인천지역미세먼지의주요발생원파악및도로청소에

따른미세먼지저감방안,2005

VI. 참고문헌

- 132 -

21. 환경부,대기중미세먼지의건강위해성평가기법개발,2004

22. 서울연구원,서울시미세먼지배출량조사․분석및관리방안연구,2004

23. 서울연구원,서울시대기질개선의경제적편익추정에관한연구,2004

24. IIR ED 2012, German Informative Inventory Report

http://iir-de.wikidot.com/1-a-3-b-vi-emissions-from-tyre-and-brake-wear

25. EPA, Emission factor documentation for AP-42 section 13.2.1, 2011

26. Leonidas Ntziachristos, Paul Bouller, EMEP/EEA emission inventory

guidebook, 2009

27. 한국조세연구원. 외국의 환경친화적 자동차세 개혁 동향 및 시사점. 2009