미세먼지 포집 및 분석 실험 방법 알아보기

미세먼지(PM, Particulate Matter)는 지름이 매우 작아 호흡기 깊숙이 침투할 수 있으며, 건강과 환경에 심각한 영향을 줄 수 있습니다. 본 실험에서는 간단한 장치를 이용해 대기 중 미세먼지를 직접 포집하고, 이를 시각적 또는 정량적으로 분석해보는 방법을 제시합니다. 또한 포집 위치나 시간에 따른 차이를 비교함으로써 미세먼지의 분포 특성을 탐색할 수 있습니다.

실험 목표

간단한 필터 장치를 이용하여 대기 중 미세먼지를 포집하고, 포집된 입자의 형태 및 양을 관찰하여 미세먼지의 존재와 농도를 분석한다.

실험 준비물

• 양면 테이프 또는 투명 접착 시트
• 슬라이드 글라스 또는 투명 플라스틱 판
• 현미경 또는 스마트폰 확대렌즈
• 스티커형 필터지(또는 커피 필터, 정전기포)
• 샘플 부착용 막대 또는 클립
• 마스크, 장갑(실외 설치 시 위생용)
• 측정 장소 표시용 메모지, 날짜 스티커

실험 방법

1. 포집판 제작

• 슬라이드 글라스 또는 얇은 투명 플라스틱 판 위에 양면 테이프를 고르게 부착합니다.
• 테이프의 접착면이 외부로 노출되도록 하여 공기 중 먼지를 포집할 수 있게 합니다.
• 접착면이 손에 닿지 않도록 주의합니다.

2. 포집 위치 설정

• 실외: 베란다, 창틀, 학교 운동장, 도로 근처, 공원 등
• 실내: 교실, 주방, 창가 근처, 공기청정기 유무 비교
• 시간 조건: 아침, 오후, 밤 또는 하루 동안 설치

3. 포집 시간

• 2~24시간 정도 노출 후 회수합니다.
• 시간을 동일하게 유지해 비교 실험에 활용합니다.

4. 관찰 및 분석

1. 슬라이드를 현미경 또는 확대경을 이용해 관찰합니다.
2. 포집된 입자의 양, 크기, 색깔, 형태 등을 기록합니다.
3. 스마트폰 카메라에 확대 렌즈를 부착해 촬영할 수도 있습니다.

정량적 분석 방법(선택)

• 슬라이드 위의 격자(1cm²) 안에 포집된 입자 수를 계수
• 투명 판 무게 전후 차이를 민감 저울로 측정 (단위: mg)
• 같은 시간, 같은 면적 조건으로 측정값 비교

예상 결과표 예시

장소	노출 시간	입자 밀도	입자 특징
학교 운동장	6시간	높음	회색, 다양한 크기
실내 창가	6시간	중간	작고 밝은 색
공기청정기 앞	6시간	낮음	거의 없음

확장 실험 아이디어

• 미세먼지 농도 변화와 날씨(비, 바람) 비교
• 교통량에 따른 도로변 미세먼지 비교
• 공기청정기 가동 전후 비교
• 식물 유무에 따른 포집량 비교

주의사항

• 슬라이드는 반드시 깨지지 않도록 주의하며 손으로 문지르지 않습니다.
• 실외 설치 시 바람에 날아가지 않도록 고정합니다.
• 관찰용 슬라이드는 다시 재사용하지 않고 폐기합니다.

결론

본 실험을 통해 대기 중에도 육안으로는 보이지 않는 미세먼지가 실제로 존재하며, 환경 조건에 따라 그 양과 특성이 달라짐을 확인할 수 있습니다. 특히 간단한 장치만으로도 미세먼지의 상대적 농도나 입자 분포를 시각화할 수 있어, 공기 오염에 대한 인식과 환경 보호 의식을 높이는 데 매우 효과적입니다.

이 실험은 초·중등 과학 교육은 물론, 환경 교육 및 시민 과학 활동으로도 손쉽게 적용 가능하며, 데이터를 수집하고 분석하는 과학 탐구 역량을 키울 수 있는 유익한 활동입니다.