공업지역과 상업지역에서의 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 발생원 추정에 관한 연구 PM10 and PM2.5 Source Identification Study in Industrial and Commercial Region 환경공학과 김 용 석 지도교수 최 금 찬 본 논문은 최근 대도시 등에서 대기환경에 영향을 주고 있는 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 물리화학적인 성상과 발생원을 추정하고자 하였다. 금속관련 산업시설이 밀집되어 있는 S 공업지역과 소매상, 음식점 등 상가들이 밀집된 H 상업지역에서의 발생원을 추정하기 위하여 2012년 3계절(봄, 여름, 가을), 상업지역에서 2계절(가을, 겨울)동안 대기 중 시료(PM10, PM2.5)와 토양시료에 대한 ...
공업지역과 상업지역에서의 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 발생원 추정에 관한 연구 PM10 and PM2.5 Source Identification Study in Industrial and Commercial Region 환경공학과 김 용 석 지도교수 최 금 찬 본 논문은 최근 대도시 등에서 대기환경에 영향을 주고 있는 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 물리화학적인 성상과 발생원을 추정하고자 하였다. 금속관련 산업시설이 밀집되어 있는 S 공업지역과 소매상, 음식점 등 상가들이 밀집된 H 상업지역에서의 발생원을 추정하기 위하여 2012년 3계절(봄, 여름, 가을), 상업지역에서 2계절(가을, 겨울)동안 대기 중 시료(PM10, PM2.5)와 토양시료에 대한 샘플링을 실시하였다. PM10과 PM2.5의 물리적 형상, 시료분포 특성, 화학적 조성 등을 알아보기 위하여 SEM-EDX법을 이용하여 각각의 실험조건에 맞추어 화학적 분석자료를 취득하였다. 공업지역과 상업지역에 대한 PM10, PM2.5의 화학적 성상의 비교에서, PM10과 PM2.5의 원소량은 1∼3%로 나타났다. 공업지역에서는 Si> Al> Fe> Ca 순으로 모두 10 % 이상으로 높게 나타났으며, Na, Mg, S가 약 5%, 나머지 대부분의 원소들은 3%이하로 나타났다. 상업지역에서는 Si> Al> Fe> 순으로 모두 10 % 이상으로 높게 나타났으며, Si, Al 원소가 전체의 약 67%를 차지하였다. PM10, PM2.5와 토양입자와의 상관성 해석에서 Al을 기준 원소로 한 지각농축계수는 PM10의 E.F. 값은 Cl> Na> Mg> S> Mn 순으로 나타났으며, Cl 이 2.48로, Na가 2.32, Mg가 1.44, S가 1.38 등으로 1.1∼2.5 정도로 나타났다. PM2.5도 Na> Mn> Cl> Mg> S순으로 높은 것으로 나타나 해염과 인위적인 발생원의 영향을 많이 받은 것으로 판단된다. 또한, Si를 기준 원소로 한 개별입자의 지각농축계수는 PM10값이 PM2.5보다 2∼4배나 높아 자연적인 발생원에 의한 영향을 많이 받은 것으로 나타났다. PM10의 E.F. 값은 Mn> Cr> Na> P> Cl 순으로 나타났으며, Mn은 42로 비교적 높게 나타났다. Cr, Na, P, Cl, Ni, Co, Mg 등은 10이상으로 나타나 인위적인 발생원의 영향을 많이 받은 것으로 파악되었다. 마지막으로 본 연구에서는 실험결과에서 얻어진 물리, 화학적정보를 가지고 SPSS(Statistical Analysis System ; Version 20.0) 통계 package를 이용하여 상관분석 및 주인자분석의 해석을 통하여 PM10과 PM2.5의 발생원을 추정하고자 하였다. 공업지역의 PM10에 관한 주인자분석 결과에서 Factor 1은 총 분산의 15.8 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Si(0.876), Al(0.789)로, 토양 및 인접한 공사장 먼지의 영향으로 판단된다. Factor 2는 Cu(0.734), Ni(0.694), Br(0.689), Fe(0.528), Factor 3은 Zn(0.729), Pb(0.720), Co(0.587), Ti(0.415), Factor 4는 Mn(0.717), Fe(0.475), Ti(0.469)로 나타났는데 모두 인접한 비철금속 관련산업, 금속가공 등 발생원에 의한 영향으로 판단된다. PM2.5에서 Factor 1은 총 분산의 13.5 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Na(0.750), S(0.729)이며 해염입자와 연료연소에 의한 영향으로 판단된다. Factor 2는 Ti(0.732), Mn(0.672), Co(0.671)이며, Factor 3은 Pb(0.845), Cl(0.706), Factor 4는 K(0.681), Al(0.440)이며, Factor 5는 Cu(0.817), Fe(0.651), Factor 6은 Ca(0.806), Ni(0.441), Br(0.402), Factor 7은 Mg(0.812), P(0.580), Factor 8은 Cr(0.860), Mn(0.505)으로 도출되었으며 모두 비철금속 관련산업, 금속가공, 도금공정 등의 인접한 산업체의 영향을 받은 것으로 판단된다. 상업지역의 PM10에 관한 주인자분석 결과에서 Factor 1은 총 분산의 13.9 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Na(0.938), Cl(0.803)이며, 바닷가 해염입자의 영향을 받은 것으로 생각된다. Factor 2는 S(0.896), Ca(0.888)로 나타났으며, Factor 3은 Zn(0.860), Mn(0.790), Factor 4는 Ni(0.777), Cu(0.755), Pb(0.653), Factor 5는 Br(0.834), P(0.775)으로 도출되었는데 모두 주변의 자동차 통행, 상업시설에서의 연료연소, 도로비산 먼지 등에 의한 영향으로 판단된다. PM2.5에서 Factor 1은 총 분산의 16.2 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Pb(0.480), S(0.474), Cl(0.465), Ni(0.462) 이며, 주로 자동차 통행에 의해 발생한 것으로 생각된다. Factor 2는 Ni(0.550), Pb(0.548), P(0.510)으로 나타났으며, Factor 3은 Fe(0.682), Cl(0.575), Factor 4는 Ti(0.604), Br(0.580), Factor 5는 Fe (0.429)로 도출되었다. 이들 인자를 해석한 결과 자동차 통행, 도로비산 먼지와 함께 상업지역에서의 다양한 발생원에 의한 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 주요어 : 미세먼지, PM10, 초미세먼지, PM2.5, SEM-EDX, 지표원소, 주인자분석, 발생원 추정
공업지역과 상업지역에서의 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 발생원 추정에 관한 연구 PM10 and PM2.5 Source Identification Study in Industrial and Commercial Region 환경공학과 김 용 석 지도교수 최 금 찬 본 논문은 최근 대도시 등에서 대기환경에 영향을 주고 있는 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 물리화학적인 성상과 발생원을 추정하고자 하였다. 금속관련 산업시설이 밀집되어 있는 S 공업지역과 소매상, 음식점 등 상가들이 밀집된 H 상업지역에서의 발생원을 추정하기 위하여 2012년 3계절(봄, 여름, 가을), 상업지역에서 2계절(가을, 겨울)동안 대기 중 시료(PM10, PM2.5)와 토양시료에 대한 샘플링을 실시하였다. PM10과 PM2.5의 물리적 형상, 시료분포 특성, 화학적 조성 등을 알아보기 위하여 SEM-EDX법을 이용하여 각각의 실험조건에 맞추어 화학적 분석자료를 취득하였다. 공업지역과 상업지역에 대한 PM10, PM2.5의 화학적 성상의 비교에서, PM10과 PM2.5의 원소량은 1∼3%로 나타났다. 공업지역에서는 Si> Al> Fe> Ca 순으로 모두 10 % 이상으로 높게 나타났으며, Na, Mg, S가 약 5%, 나머지 대부분의 원소들은 3%이하로 나타났다. 상업지역에서는 Si> Al> Fe> 순으로 모두 10 % 이상으로 높게 나타났으며, Si, Al 원소가 전체의 약 67%를 차지하였다. PM10, PM2.5와 토양입자와의 상관성 해석에서 Al을 기준 원소로 한 지각농축계수는 PM10의 E.F. 값은 Cl> Na> Mg> S> Mn 순으로 나타났으며, Cl 이 2.48로, Na가 2.32, Mg가 1.44, S가 1.38 등으로 1.1∼2.5 정도로 나타났다. PM2.5도 Na> Mn> Cl> Mg> S순으로 높은 것으로 나타나 해염과 인위적인 발생원의 영향을 많이 받은 것으로 판단된다. 또한, Si를 기준 원소로 한 개별입자의 지각농축계수는 PM10값이 PM2.5보다 2∼4배나 높아 자연적인 발생원에 의한 영향을 많이 받은 것으로 나타났다. PM10의 E.F. 값은 Mn> Cr> Na> P> Cl 순으로 나타났으며, Mn은 42로 비교적 높게 나타났다. Cr, Na, P, Cl, Ni, Co, Mg 등은 10이상으로 나타나 인위적인 발생원의 영향을 많이 받은 것으로 파악되었다. 마지막으로 본 연구에서는 실험결과에서 얻어진 물리, 화학적정보를 가지고 SPSS(Statistical Analysis System ; Version 20.0) 통계 package를 이용하여 상관분석 및 주인자분석의 해석을 통하여 PM10과 PM2.5의 발생원을 추정하고자 하였다. 공업지역의 PM10에 관한 주인자분석 결과에서 Factor 1은 총 분산의 15.8 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Si(0.876), Al(0.789)로, 토양 및 인접한 공사장 먼지의 영향으로 판단된다. Factor 2는 Cu(0.734), Ni(0.694), Br(0.689), Fe(0.528), Factor 3은 Zn(0.729), Pb(0.720), Co(0.587), Ti(0.415), Factor 4는 Mn(0.717), Fe(0.475), Ti(0.469)로 나타났는데 모두 인접한 비철금속 관련산업, 금속가공 등 발생원에 의한 영향으로 판단된다. PM2.5에서 Factor 1은 총 분산의 13.5 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Na(0.750), S(0.729)이며 해염입자와 연료연소에 의한 영향으로 판단된다. Factor 2는 Ti(0.732), Mn(0.672), Co(0.671)이며, Factor 3은 Pb(0.845), Cl(0.706), Factor 4는 K(0.681), Al(0.440)이며, Factor 5는 Cu(0.817), Fe(0.651), Factor 6은 Ca(0.806), Ni(0.441), Br(0.402), Factor 7은 Mg(0.812), P(0.580), Factor 8은 Cr(0.860), Mn(0.505)으로 도출되었으며 모두 비철금속 관련산업, 금속가공, 도금공정 등의 인접한 산업체의 영향을 받은 것으로 판단된다. 상업지역의 PM10에 관한 주인자분석 결과에서 Factor 1은 총 분산의 13.9 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Na(0.938), Cl(0.803)이며, 바닷가 해염입자의 영향을 받은 것으로 생각된다. Factor 2는 S(0.896), Ca(0.888)로 나타났으며, Factor 3은 Zn(0.860), Mn(0.790), Factor 4는 Ni(0.777), Cu(0.755), Pb(0.653), Factor 5는 Br(0.834), P(0.775)으로 도출되었는데 모두 주변의 자동차 통행, 상업시설에서의 연료연소, 도로비산 먼지 등에 의한 영향으로 판단된다. PM2.5에서 Factor 1은 총 분산의 16.2 %를 차지하고 있으며, 주인자는 Pb(0.480), S(0.474), Cl(0.465), Ni(0.462) 이며, 주로 자동차 통행에 의해 발생한 것으로 생각된다. Factor 2는 Ni(0.550), Pb(0.548), P(0.510)으로 나타났으며, Factor 3은 Fe(0.682), Cl(0.575), Factor 4는 Ti(0.604), Br(0.580), Factor 5는 Fe (0.429)로 도출되었다. 이들 인자를 해석한 결과 자동차 통행, 도로비산 먼지와 함께 상업지역에서의 다양한 발생원에 의한 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 주요어 : 미세먼지, PM10, 초미세먼지, PM2.5, SEM-EDX, 지표원소, 주인자분석, 발생원 추정
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