2015년부터 PM2.5 대기환경기준이 시행될 예정이며, 환경부는 PM2.5의 전구물질로 알려진 SO2와 NO2 배출량 저감을 목표로 「수도권 대기환경관리 기본계획(이하 기본계획)」을 발포하였다. SO2와 NO2의 배출량 저감은 2007년부터 시행하고 있지만 대기 중 PM2.5농도의 변화는 미미한 상태이다. PM2.5는 배출원에서 바로 배출되는 1차와 대기 중의 오염물질들로 인해 생성되는 2차로 나누어진다. 2차 PM2.5는 PM2.5 중에서 상당량을 차지하고 있으며, 그 중에서도 2차 생성물질인 ammonium sulfate와 ammonium nitrate가 상당량을 차지하고 있다. 수도권 PM2.5의 성분비는 nitrate, sulfate, ammonium 순으로 높은 함량을 보이고 있으며, 전구물질은 SO2와 NO2 그리고 NH3이다. 외국은 PM2.5의 농도를 줄이기 위해 NH3에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 대기질 ...
2015년부터 PM2.5 대기환경기준이 시행될 예정이며, 환경부는 PM2.5의 전구물질로 알려진 SO2와 NO2 배출량 저감을 목표로 「수도권 대기환경관리 기본계획(이하 기본계획)」을 발포하였다. SO2와 NO2의 배출량 저감은 2007년부터 시행하고 있지만 대기 중 PM2.5농도의 변화는 미미한 상태이다. PM2.5는 배출원에서 바로 배출되는 1차와 대기 중의 오염물질들로 인해 생성되는 2차로 나누어진다. 2차 PM2.5는 PM2.5 중에서 상당량을 차지하고 있으며, 그 중에서도 2차 생성물질인 ammonium sulfate와 ammonium nitrate가 상당량을 차지하고 있다. 수도권 PM2.5의 성분비는 nitrate, sulfate, ammonium 순으로 높은 함량을 보이고 있으며, 전구물질은 SO2와 NO2 그리고 NH3이다. 외국은 PM2.5의 농도를 줄이기 위해 NH3에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 대기질 모델링을 이용하여 여름과 겨울의 암모니아 배출량 변화에 따른 대기 중 PM2.5의 농도 분석이다. 첫 번째 시나리오는 암모니아 배출량 중 80%이상을 차지하고 있는 농업부문에 변화를 주었으며, 두 번째 시나리오는 첫 번째 시나리오와 기본계획인 SO2, NO2 배출량 저감목표를 추가하여 수도권 대기 중의 PM2.5 농도를 보았다. 또한 두 번째 시나리오와 수도권을 제외한 지역의 SO2와 NO2 배출량을 저감하였을 경우를 세 번째 시나리오로 세웠으며, 수도권 외 지역의 SO2,NO2 배출량 저감이 수도권 PM2.5 농도에 미치는 영향도 함께 살펴보았다. 첫 번째 시나리오의 농업부문 암모니아 배출량 변화는 서울지역은 0.3%, 경기지역은 30%, 인천지역은 9% 감소율을 보였으며, 이 감소율로 수도권지역의 PM2.5 농도를 도출하기 위하여 WRF/SMOKE/CMAQ 모델을 이용하였다. 수도권지역의 PM2.5 월평균 농도는 겨울철에 서울지역 18.43μg/m3, 인천지역 18.92μg/m3, 경기지역 17.79μg/m3이며, 여름철에 서울지역 13.93μg/m3, 인천지역 16.86μg/m3, 경기지역 14.2μg/m3으로 여름철보다 겨울철이 높게 나타났다. 농업부문의 암모니아 배출량 저감으로 인해 수도권지역의 PM2.5 저감효과는 경기지역 > 인천지역 > 서울지역 순으로 저감효과를 보였으며, 서울지역의 저감효과는 농업부문에서 배출되는 암모니아 배출량이 상대적으로 매우 적어 미미한 저감효과를 보인 것으로 사료된다. 겨울철 월평균 PM2.5 저감효과는 수도권지역의 SO2와 NO2 배출량 저감보다 암모니아 배출량 저감이 효과적으로 나타났다. 계절별 PM2.5 일변화를 확인해 본 결과, 여름은 2일에 약 30μg/m3, 겨울은 18일에 약 70μg/m3으로 고농도를 보였다. 고농도일 때, 서풍의 바람이 불어 동아시아지역의 sulfate와 nitrate의 성분들이 상당량 우리나라로 유입되었으며, 수도권지역의 SO2, NO2 배출량 저감으로 인한 수도권지역 PM2.5 저감효과는 나타나지 않았다. 수도권 외 지역의 SO2와 NO2 배출량 저감으로 인해 수도권 PM2.5 농도는 저감되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 정책적으로 시간과 예산을 고려해보았을 경우, 낮은 PM2.5 저감효과를 나타내었다. 또한 수도권지역의 SO2와 NO2의 배출량 저감율을 각각 48%, 68% 상당량 감소하였음에도 불구하고 PM2.5 저감효과는 암모니아 25% 저감율보다 낮은 저감효과를 보였다. 연구의 결과로 PM2.5의 제한성 물질은 NH3로 나타났으며, 수도권 대기 중 PM2.5는 수도권 SO2와 NO2 배출량 저감보다 농업부문 암모니아 배출량 저감이 PM2.5 저감이 효율적인 것으로 나타났다. 우리나라의 농업부문의 암모니아 저감대책은 “친환경 농업 육성 5개년(‘11∼’15) 계획”이며, 화학비료 및 농약 사용량은 감축목표에 매년마다 달성하고 있다. 하지만 축산분뇨는 암모니아 배출량 관리 시설이 마련되지 않아 연구가 필요한 실정이다. 본 연구 결과는 계절적 PM2.5 농도와 암모니아 배출량 변화에 따른 PM2.5 농도를 정략적으로 분석하였으며, 추후 PM2.5 기준 강화 및 기준 달성과 대기연구 발전에 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.
2015년부터 PM2.5 대기환경기준이 시행될 예정이며, 환경부는 PM2.5의 전구물질로 알려진 SO2와 NO2 배출량 저감을 목표로 「수도권 대기환경관리 기본계획(이하 기본계획)」을 발포하였다. SO2와 NO2의 배출량 저감은 2007년부터 시행하고 있지만 대기 중 PM2.5농도의 변화는 미미한 상태이다. PM2.5는 배출원에서 바로 배출되는 1차와 대기 중의 오염물질들로 인해 생성되는 2차로 나누어진다. 2차 PM2.5는 PM2.5 중에서 상당량을 차지하고 있으며, 그 중에서도 2차 생성물질인 ammonium sulfate와 ammonium nitrate가 상당량을 차지하고 있다. 수도권 PM2.5의 성분비는 nitrate, sulfate, ammonium 순으로 높은 함량을 보이고 있으며, 전구물질은 SO2와 NO2 그리고 NH3이다. 외국은 PM2.5의 농도를 줄이기 위해 NH3에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 대기질 모델링을 이용하여 여름과 겨울의 암모니아 배출량 변화에 따른 대기 중 PM2.5의 농도 분석이다. 첫 번째 시나리오는 암모니아 배출량 중 80%이상을 차지하고 있는 농업부문에 변화를 주었으며, 두 번째 시나리오는 첫 번째 시나리오와 기본계획인 SO2, NO2 배출량 저감목표를 추가하여 수도권 대기 중의 PM2.5 농도를 보았다. 또한 두 번째 시나리오와 수도권을 제외한 지역의 SO2와 NO2 배출량을 저감하였을 경우를 세 번째 시나리오로 세웠으며, 수도권 외 지역의 SO2,NO2 배출량 저감이 수도권 PM2.5 농도에 미치는 영향도 함께 살펴보았다. 첫 번째 시나리오의 농업부문 암모니아 배출량 변화는 서울지역은 0.3%, 경기지역은 30%, 인천지역은 9% 감소율을 보였으며, 이 감소율로 수도권지역의 PM2.5 농도를 도출하기 위하여 WRF/SMOKE/CMAQ 모델을 이용하였다. 수도권지역의 PM2.5 월평균 농도는 겨울철에 서울지역 18.43μg/m3, 인천지역 18.92μg/m3, 경기지역 17.79μg/m3이며, 여름철에 서울지역 13.93μg/m3, 인천지역 16.86μg/m3, 경기지역 14.2μg/m3으로 여름철보다 겨울철이 높게 나타났다. 농업부문의 암모니아 배출량 저감으로 인해 수도권지역의 PM2.5 저감효과는 경기지역 > 인천지역 > 서울지역 순으로 저감효과를 보였으며, 서울지역의 저감효과는 농업부문에서 배출되는 암모니아 배출량이 상대적으로 매우 적어 미미한 저감효과를 보인 것으로 사료된다. 겨울철 월평균 PM2.5 저감효과는 수도권지역의 SO2와 NO2 배출량 저감보다 암모니아 배출량 저감이 효과적으로 나타났다. 계절별 PM2.5 일변화를 확인해 본 결과, 여름은 2일에 약 30μg/m3, 겨울은 18일에 약 70μg/m3으로 고농도를 보였다. 고농도일 때, 서풍의 바람이 불어 동아시아지역의 sulfate와 nitrate의 성분들이 상당량 우리나라로 유입되었으며, 수도권지역의 SO2, NO2 배출량 저감으로 인한 수도권지역 PM2.5 저감효과는 나타나지 않았다. 수도권 외 지역의 SO2와 NO2 배출량 저감으로 인해 수도권 PM2.5 농도는 저감되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 정책적으로 시간과 예산을 고려해보았을 경우, 낮은 PM2.5 저감효과를 나타내었다. 또한 수도권지역의 SO2와 NO2의 배출량 저감율을 각각 48%, 68% 상당량 감소하였음에도 불구하고 PM2.5 저감효과는 암모니아 25% 저감율보다 낮은 저감효과를 보였다. 연구의 결과로 PM2.5의 제한성 물질은 NH3로 나타났으며, 수도권 대기 중 PM2.5는 수도권 SO2와 NO2 배출량 저감보다 농업부문 암모니아 배출량 저감이 PM2.5 저감이 효율적인 것으로 나타났다. 우리나라의 농업부문의 암모니아 저감대책은 “친환경 농업 육성 5개년(‘11∼’15) 계획”이며, 화학비료 및 농약 사용량은 감축목표에 매년마다 달성하고 있다. 하지만 축산분뇨는 암모니아 배출량 관리 시설이 마련되지 않아 연구가 필요한 실정이다. 본 연구 결과는 계절적 PM2.5 농도와 암모니아 배출량 변화에 따른 PM2.5 농도를 정략적으로 분석하였으며, 추후 PM2.5 기준 강화 및 기준 달성과 대기연구 발전에 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.
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