본 연구는 주요 조경식물의 초미세먼지(PM2.5) 흡수·흡착량을 분석하기 위한 것이다. 실험실에서 챔버를 활용해 미세먼지 205±5㎍·m⁻³를 주입한 후 6시간 동안 식물에 의한 저감량을 측정하였으며, 엽면적당 미세먼지 흡수·흡착량을 비교하였다. 그리고 식물의 엽면적과 엽수 및 건중량의 상관관계를 분석하였다. 주요 연구결과는 아래와 같다. 첫째, ...
본 연구는 주요 조경식물의 초미세먼지(PM2.5) 흡수·흡착량을 분석하기 위한 것이다. 실험실에서 챔버를 활용해 미세먼지 205±5㎍·m⁻³를 주입한 후 6시간 동안 식물에 의한 저감량을 측정하였으며, 엽면적당 미세먼지 흡수·흡착량을 비교하였다. 그리고 식물의 엽면적과 엽수 및 건중량의 상관관계를 분석하였다. 주요 연구결과는 아래와 같다. 첫째, 엽면적지수가 가장 높은 수종은 털깃털이끼(11.2m²·m⁻²)를 비롯한 아까시나무 실생 3년생(10.04m²·m⁻²), 무늬호랑가시나무 삽목 3년생(7.77m²·m⁻²), 측백나무 삽목 3년생(6.25m²·m⁻²)순이었으며, 대체로 3년생 수목의 엽면적지수가 높았다. 반면, 엽면적지수가 가장 낮은 수종은 소나무 실생 1년생(0.98m²·m⁻²), 사철나무 삽목 1년생(1.20m²·m⁻²)으로 1년생 묘목인 점을 감안해 밀도 있는 수관이 형성되지 못하여 엽면적지수가 낮은 것으로 판단된다. 둘째, 각 수종별 엽면적과 엽수의 상관관계는 사철나무, 옥잠화, 키버들이 가장 높은 상관관계를 보였으며, 철쭉(자산홍), 붓꽃, 아까시나무 순으로 상관관계가 낮았다. 엽면적과 건중량의 상관관계에서는 옥잠화, 키버들, 무늬호랑가시로 상관관계가 높았으나, 철쭉(자산홍), 아까시나무, 붓꽃 순으로 상관관계가 낮았다. 엽면적과 엽수, 엽면적과 건중량의 두 상관관계에서 모두 유의성이 높은 수종은 옥잠화, 사철나무, 키버들이며 철쭉(자산홍), 아까시나무, 붓꽃은 두 상관관계에서 가장 낮은 유의성을 보였다. 셋째, 식물챔버와 빈챔버의 시간대별 미세먼지 흡수·흡착량을 비교한 결과, 식물챔버의 미세먼지 감소량은 실험 3시간 후 가장 많은 감소량을 보였는데, 전체적으로 시간이 지남에 따라 점점 줄어드는 추이를 보였다. 빈챔버의 경우 시간에 관계없이 대체적으로 일정한 미세먼지 감소량을 보였다. 이를 챔버별 온·습도 변화와 비교한 결과, 식물챔버 내부의 온도는 큰 변화 없이 유지된 반면, 습도는 실험 초기에 급격히 오른 이후 97%를 기점으로 유지되는 경향을 보였다. 빈챔버 내부의 온도와 습도 변화량은 각각 0.5℃, 1% 내외로 일정하였다. 즉, 이는 식물의 증산작용으로 챔버내 습도가 오르며, 미세먼지 감소에 기여하는 것으로 판단된다. 넷째, 실험 6시간 후 식물챔버와 빈챔버의 미세먼지 감소 효율을 비교한 결과, 모든 수종에서 빈챔버 대비 18.51% 이상의 감소효과가 나타났다. 감소효율이 가장 높은 수종은 아까시나무 실생 3년생(42.16%), 무늬호랑가시 삽목 3년생(39.82%), 느티나무 실생 1년생(35.6%) 순이며, 가장 낮은 수종은 소나무 실생 1년생(18.51%), 털깃털이끼(19.4%), 키버들 실생 1년생(20.21%) 순이다. 대부분의 수종이 엽면적에 비례하여 감소하였으나, 철쭉(자산홍)은 전체 엽면적에 비해 높은 감소효과를 보였고, 키버들, 털깃털이끼의 경우 전체 엽면적에 비해 낮은 감소효과를 보였다. 다섯째, 규격이 다른 종들을 같은 조건에서 비교하기 위해 엽면적을 기준으로 실험 6시간 후 미세먼지 감소량을 비교한 결과, 사철나무가 199.01㎍·m⁻³·m⁻², 소나무 158.92㎍·m⁻³·m⁻², 옥잠화 105.69㎍·m⁻³·m⁻²순으로 엽면적당 미세먼지 감소량이 가장 높았다. 털깃털이끼 16.45㎍·m⁻³·m⁻², 키버들 21.96㎍·m⁻³·m⁻², 아까시나무 33.97㎍·m⁻³·m⁻²순으로 감소량이 가장 낮았다. 대부분의 상록수종이 낙엽수종에 비해 미세먼지 제거 능력이 높았지만, 상록수종이 압도적으로 높은 결과는 보이지 않았기에 식물 성상간의 미세먼지 제거능력에 큰 차이는 없는 것으로 판단된다. 엽면적이 높으나 수관의 밀도가 높은 수종에서는 미세먼지 감소량이 낮았는데, 이는 수관 외부에서 미세먼지가 차단되어 전체 잎과 미세먼지의 접촉면이 적어져 미세먼지 감소효과가 낮아진 것으로 사료된다. 본 연구는 조경용으로 사용 빈도가 높은 식물을 활용하여 실제 도시공간에서 미세먼지 저감을 위한 조경식물의 정보를 제공했다는 것에 의의가 있다. 다만 실험식물의 엽면적 및 규격이 동일하지 않아 식물의 생육 조건이 통제되지 않은 점에 한계가 있다. 차후 이 부분을 보강하여 후속한 연구가 진행되어야 한다.
본 연구는 주요 조경식물의 초미세먼지(PM2.5) 흡수·흡착량을 분석하기 위한 것이다. 실험실에서 챔버를 활용해 미세먼지 205±5㎍·m⁻³를 주입한 후 6시간 동안 식물에 의한 저감량을 측정하였으며, 엽면적당 미세먼지 흡수·흡착량을 비교하였다. 그리고 식물의 엽면적과 엽수 및 건중량의 상관관계를 분석하였다. 주요 연구결과는 아래와 같다. 첫째, 엽면적지수가 가장 높은 수종은 털깃털이끼(11.2m²·m⁻²)를 비롯한 아까시나무 실생 3년생(10.04m²·m⁻²), 무늬호랑가시나무 삽목 3년생(7.77m²·m⁻²), 측백나무 삽목 3년생(6.25m²·m⁻²)순이었으며, 대체로 3년생 수목의 엽면적지수가 높았다. 반면, 엽면적지수가 가장 낮은 수종은 소나무 실생 1년생(0.98m²·m⁻²), 사철나무 삽목 1년생(1.20m²·m⁻²)으로 1년생 묘목인 점을 감안해 밀도 있는 수관이 형성되지 못하여 엽면적지수가 낮은 것으로 판단된다. 둘째, 각 수종별 엽면적과 엽수의 상관관계는 사철나무, 옥잠화, 키버들이 가장 높은 상관관계를 보였으며, 철쭉(자산홍), 붓꽃, 아까시나무 순으로 상관관계가 낮았다. 엽면적과 건중량의 상관관계에서는 옥잠화, 키버들, 무늬호랑가시로 상관관계가 높았으나, 철쭉(자산홍), 아까시나무, 붓꽃 순으로 상관관계가 낮았다. 엽면적과 엽수, 엽면적과 건중량의 두 상관관계에서 모두 유의성이 높은 수종은 옥잠화, 사철나무, 키버들이며 철쭉(자산홍), 아까시나무, 붓꽃은 두 상관관계에서 가장 낮은 유의성을 보였다. 셋째, 식물챔버와 빈챔버의 시간대별 미세먼지 흡수·흡착량을 비교한 결과, 식물챔버의 미세먼지 감소량은 실험 3시간 후 가장 많은 감소량을 보였는데, 전체적으로 시간이 지남에 따라 점점 줄어드는 추이를 보였다. 빈챔버의 경우 시간에 관계없이 대체적으로 일정한 미세먼지 감소량을 보였다. 이를 챔버별 온·습도 변화와 비교한 결과, 식물챔버 내부의 온도는 큰 변화 없이 유지된 반면, 습도는 실험 초기에 급격히 오른 이후 97%를 기점으로 유지되는 경향을 보였다. 빈챔버 내부의 온도와 습도 변화량은 각각 0.5℃, 1% 내외로 일정하였다. 즉, 이는 식물의 증산작용으로 챔버내 습도가 오르며, 미세먼지 감소에 기여하는 것으로 판단된다. 넷째, 실험 6시간 후 식물챔버와 빈챔버의 미세먼지 감소 효율을 비교한 결과, 모든 수종에서 빈챔버 대비 18.51% 이상의 감소효과가 나타났다. 감소효율이 가장 높은 수종은 아까시나무 실생 3년생(42.16%), 무늬호랑가시 삽목 3년생(39.82%), 느티나무 실생 1년생(35.6%) 순이며, 가장 낮은 수종은 소나무 실생 1년생(18.51%), 털깃털이끼(19.4%), 키버들 실생 1년생(20.21%) 순이다. 대부분의 수종이 엽면적에 비례하여 감소하였으나, 철쭉(자산홍)은 전체 엽면적에 비해 높은 감소효과를 보였고, 키버들, 털깃털이끼의 경우 전체 엽면적에 비해 낮은 감소효과를 보였다. 다섯째, 규격이 다른 종들을 같은 조건에서 비교하기 위해 엽면적을 기준으로 실험 6시간 후 미세먼지 감소량을 비교한 결과, 사철나무가 199.01㎍·m⁻³·m⁻², 소나무 158.92㎍·m⁻³·m⁻², 옥잠화 105.69㎍·m⁻³·m⁻²순으로 엽면적당 미세먼지 감소량이 가장 높았다. 털깃털이끼 16.45㎍·m⁻³·m⁻², 키버들 21.96㎍·m⁻³·m⁻², 아까시나무 33.97㎍·m⁻³·m⁻²순으로 감소량이 가장 낮았다. 대부분의 상록수종이 낙엽수종에 비해 미세먼지 제거 능력이 높았지만, 상록수종이 압도적으로 높은 결과는 보이지 않았기에 식물 성상간의 미세먼지 제거능력에 큰 차이는 없는 것으로 판단된다. 엽면적이 높으나 수관의 밀도가 높은 수종에서는 미세먼지 감소량이 낮았는데, 이는 수관 외부에서 미세먼지가 차단되어 전체 잎과 미세먼지의 접촉면이 적어져 미세먼지 감소효과가 낮아진 것으로 사료된다. 본 연구는 조경용으로 사용 빈도가 높은 식물을 활용하여 실제 도시공간에서 미세먼지 저감을 위한 조경식물의 정보를 제공했다는 것에 의의가 있다. 다만 실험식물의 엽면적 및 규격이 동일하지 않아 식물의 생육 조건이 통제되지 않은 점에 한계가 있다. 차후 이 부분을 보강하여 후속한 연구가 진행되어야 한다.
주제어
#초미세먼지 식물 흡수 흡착 엽면적지수 엽면적 건중량 landscape plants particulate matter absorption-adsorption correlation leaf area dry weight
학위논문 정보
저자
홍혜원
학위수여기관
전북대학교 일반대학원
학위구분
국내석사
학과
조경학과
지도교수
변무섭
발행연도
2021
총페이지
xi, 106 p.
키워드
초미세먼지 식물 흡수 흡착 엽면적지수 엽면적 건중량 landscape plants particulate matter absorption-adsorption correlation leaf area dry weight
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