2001년 3월부터 2002년 2월까지 부산의 신라대학교 옥상에서 측정한 PM$_{10}$의 질량농도와 화학적 성분을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) PM$_{10}$의 질량농도는 평균 98.21 $\mu\textrm{g}$/㎥로 나타났으며, 최고농도는 330.56 $\mu\textrm{g}$/㎥로서 연간 기준치인 80 $\mu\textrm{g}$/㎥를 초과하였다. 또한 K(1.23 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Ca (1.12 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Na(0.79 $\mu\textrm{g}$/㎥))>Al(0.76 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Fe (0.75 $\mu\textrm{g}$/㎥) 순으로서 높은 조성을 보였고, Cd (2.72 ng/㎥)이 가장 낮은 질량 농도를 보였다. 2) Cd, Ni, Pb 및 Zn은 평균 지각농축계수가 10이상의 인위적인 기원으로 봄철과 여름철에 비하여 서풍계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구 지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치한 신평 .장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 이동되었음을 알 수 있었다. 또한 이들 중금속은 미세입자의 조성에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 평균 토양입자의 기여율은 9.5%로 나타났다. 3) PM$_{10}$의 조성에 관여하는 금속 원소들은 토양, 해양 및 인위적인 오염물질에 의한 기원을 동시에 포함하고 있으나 해양기원보다는 토양 및 인위적인 기원들 간의 상관성이 우세하게 나타났다.
2001년 3월부터 2002년 2월까지 부산의 신라대학교 옥상에서 측정한 PM$_{10}$의 질량농도와 화학적 성분을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) PM$_{10}$의 질량농도는 평균 98.21 $\mu\textrm{g}$/㎥로 나타났으며, 최고농도는 330.56 $\mu\textrm{g}$/㎥로서 연간 기준치인 80 $\mu\textrm{g}$/㎥를 초과하였다. 또한 K(1.23 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Ca (1.12 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Na(0.79 $\mu\textrm{g}$/㎥))>Al(0.76 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Fe (0.75 $\mu\textrm{g}$/㎥) 순으로서 높은 조성을 보였고, Cd (2.72 ng/㎥)이 가장 낮은 질량 농도를 보였다. 2) Cd, Ni, Pb 및 Zn은 평균 지각농축계수가 10이상의 인위적인 기원으로 봄철과 여름철에 비하여 서풍계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구 지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치한 신평 .장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 이동되었음을 알 수 있었다. 또한 이들 중금속은 미세입자의 조성에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 평균 토양입자의 기여율은 9.5%로 나타났다. 3) PM$_{10}$의 조성에 관여하는 금속 원소들은 토양, 해양 및 인위적인 오염물질에 의한 기원을 동시에 포함하고 있으나 해양기원보다는 토양 및 인위적인 기원들 간의 상관성이 우세하게 나타났다.
The PM$_{10}$ concentration and chemical composition in an western area of Busan were surveyed between March, 2001 and February, 2002. The mean concentration was 98.2 $\mu\textrm{g}$/㎥ with a range of 18.1 to 330.6 $\mu\textrm{g}$/㎥. The magnitude of metallic element...
The PM$_{10}$ concentration and chemical composition in an western area of Busan were surveyed between March, 2001 and February, 2002. The mean concentration was 98.2 $\mu\textrm{g}$/㎥ with a range of 18.1 to 330.6 $\mu\textrm{g}$/㎥. The magnitude of metallic elements in PM$_{10}$ is as follows in decreasing order: K>Ca>Na>Al>Fe. The mean values of crustal enrichment factors for four elements (Cd, Ni, Pb and Zn) were all higher than 10, which presumably resulted from the effect of anthropogenic origin. Moreover, the wintertime values were higher than springtime and summertime values, possibly due to emissions westerly transported from industries around this area. The contribution of soil particle to airborne particle in the study area was estimated to be 9.5%.
The PM$_{10}$ concentration and chemical composition in an western area of Busan were surveyed between March, 2001 and February, 2002. The mean concentration was 98.2 $\mu\textrm{g}$/㎥ with a range of 18.1 to 330.6 $\mu\textrm{g}$/㎥. The magnitude of metallic elements in PM$_{10}$ is as follows in decreasing order: K>Ca>Na>Al>Fe. The mean values of crustal enrichment factors for four elements (Cd, Ni, Pb and Zn) were all higher than 10, which presumably resulted from the effect of anthropogenic origin. Moreover, the wintertime values were higher than springtime and summertime values, possibly due to emissions westerly transported from industries around this area. The contribution of soil particle to airborne particle in the study area was estimated to be 9.5%.
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문제 정의
본 연구에서는 2(X)1 년 3월부터 2002년 2월까지(7 월부터 11월까지 측정하지 못함) 부산 서부지역에서 PMio을 포집하여, PMio의 질량농도 특성과 화학적 조성을 고찰하는 것이 본 연구의 목적이다.
제안 방법
본 연구지역인 부산에서는 최금찬 등피이 입자상물질을 조대입자와 미세입자로 분급 포집하여 농도의 특성을 고찰한 바 있고, 전보경 등"'이 particulate sampler로 PM2.5를 포집하여 이온 및 미량 금속 성분의 화학적 성분을 조사한 있으며, 정장표 등⑺ 은 PMio의 화학적 성분을 낮과 밤으로 나누어 그 특성을 고찰하였으며, 전병일 등®은 1999년 1월의 황사 발생이 부산의 부유 분진농도에 미치는 영향을 PM”으로 설명한 바 있다.
67M 염산의 혼합액(1:1)이 되도록 한다.)으로 전처리 한 후 Table 1과 같은 조건으로 ICP/AES(ICP -IRIS, Thermo Jarrell Ash Co., USA)를 이용하여 Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Si 그리고 Zn을 분석하였으며, AAS (Perkin Elmer 4100ZL, Flameless method) 을 이용하여 Cd, Cr, Mn, Ni 그리고 Pb를 정량하였다. 또한 이들 각 금속 성분들의 정도를 관리하기 위하여 NIST SRM(3087a)을 이용하였다.
PMio의 질량농도를 측정하기 위하여 여과지를 105℃에서 2시간 건조하고, 감도가 O.Olrag인 전자저울(Saritorious microbalance, Germany)£ 먼지 시료채취 전·후의 무게를 칭량한 후의 중량차로서 PMio의 농도를 구하였다. 그리고 PMw 중의 미량 금속성분을 정량하기 위하여 대기오염 공정시험법⑼에 의거하여 질산-염산 혼합액에 의한 초음파 추출법 (먼지가 포집된 여과지를 비커에 옮기고, 1.
측정시간은 24시간으로 당일 오전 9시에 측정을 개시하여 익일 오전 9시에 종료하였다. PMio측정은 Mini Volume Air Sampler(미국 Air Metrics사 제품)를 사용하였으며, 흡인유속은 5.0//min으로 조정하여 47mm Membrance Filter(Gelma Sciences) 에 24시간 PMio 시료를 흡인 포집하였다. 이 포집장치는 진공도가 높고 유량이 크며, 운반이 용이하고 맥동이 없이 고르게 작동하는 것이 특징이며 관성충돌방식에 의해 10Um이하 되는 입자를 분리하는 시료도입방식을 사용하고 있다.
Olrag인 전자저울(Saritorious microbalance, Germany)£ 먼지 시료채취 전·후의 무게를 칭량한 후의 중량차로서 PMio의 농도를 구하였다. 그리고 PMw 중의 미량 금속성분을 정량하기 위하여 대기오염 공정시험법⑼에 의거하여 질산-염산 혼합액에 의한 초음파 추출법 (먼지가 포집된 여과지를 비커에 옮기고, 1.3M 질산과 2.23M 염산의 혼합액(1:1)을 7.5 成 가한 다음 초음파 추출기에서 28KHz로 2시간 동안 추출한다. 초음파 처리가 끝나면 비커를 꺼내어 식힌 다음 여과지(Wh atman, No.
대기 중에 부유하는 토양입자의 양을 정량적으로 구하기 위하여 토양입자의 지표원소인 알루미늄(A1)을 이용하여 황사로부터 유래된 토양입자의 농도를 추정하였으며, 토양 기여율은 식 (2)를 이용하였다.23)
대상 데이터
시료 채취 지점은 Fig. 1과 같이 부산시 사상구 괘법동 백양산 기슭에 위치한 신라대학교 자연관 6층 옥상에서 실시 하였으며, 측정지점의 주위는 백 양산으로 둘러싸여 있으며 남서쪽으로 계곡이 있고 약 3km 떨어진 지역에 사상공업 지역이 위치하고 있으나, 최근에는 많은 공장이 타지역으로 이주하여 점 오염원의 영향이 많이 소멸한 데 비해, 대형 유통단지가 들어섬에 따라 자동차의 증가가 뚜렷하여 선 오염원에 의한 영향이 증가되고 있다. 측정지점 주위의 특별한 점오염원은 사상지역에서 남쪽으로 5km떨어진 신평 .
14일이다. 측정일은 강우가 없는 날만을 대상으로 매월 5일과 20일 전·후의 날짜를 선택하였으며, 해당 월의 대표성을 확보하기 위해 노력하였다. 그러나 7월부터 11월까지는 측정기기의 이상으로 하계와 추계의 자료는 본 연구에서 사용하지 못하였다.
이론/모형
, USA)를 이용하여 Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Si 그리고 Zn을 분석하였으며, AAS (Perkin Elmer 4100ZL, Flameless method) 을 이용하여 Cd, Cr, Mn, Ni 그리고 Pb를 정량하였다. 또한 이들 각 금속 성분들의 정도를 관리하기 위하여 NIST SRM(3087a)을 이용하였다.
성능/효과
1) PMio의 질량농도는 평균 98.21 로 나타났으며, 최고농도는 330.56 陽/”로서 연간 기준치인 80 姒而를 초과하였다. 또한 K(1.
2) Cd, Ni, Pb 및 Zne 평균 지각 농축계수가 10이상의 인위적인 기원으로 봄철과 여름철에 비하여 서풍 계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치한 신평• 장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 이동되었음을 알 수 있었다. 또한 이들 중금속은 미세입자의 조성에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 평균 토양입자의 기여율은 9.
3) PMio의 조성에 관여하는 금속 원소들은 토양, 해양 및 인위적인 오염물질에 의한 기원을 동시에 포함하고 있으나 해양기원보다는 토양 및 인위적인 기원들 간의 상관성이 우세하게 나타났다.
또한 특히 인위적인 기원에 바탕을 둔 Mn이 Al, Ca, Cr, Fe, Mg 등 인위적 및 토양에 기원을 둔 물질과 동시에 높은 상관성을 갖는 것은 특이한 현상이라고 할 수 있다. 따라서 PMio의 조성에 관여하는 금속 원소들은 토양, 해양 및 인위적인 오염물질에 의한 기원을 동시에 포함하고 있으나 해양기원보다는 토양 및 인위적인 기원들 간의 상관성이 우세하게 나타났다.
01)을 보였다. 또한 Fe는 Mg 및 Mn 그리고 Mg는 Mn 와 0.9 이상의 매우 높은 상관(PC0.01)을 나타내어 화학적 조성의 유사성을 알 수 있었다. Nie Cd, Na 및 Si를 제외하고는 모두 음의 상관을 나타내었다.
56 陽/”로서 연간 기준치인 80 姒而를 초과하였다. 또한 K(1.23 “g福)〉Ca (1.12 “g/m')>Na(0.79 “g/m')>Al(0.76 /zg/mI)>Fe (0.75 “g/m') 순으로서 높은 조성을 보였고, Cd (2.72 ng/m‘)이 가장 낮은 질량 농도를 보였다.
Nie 여름, 봄 및 겨울철 순으로 나타났으며, 평균농도는 서울지역 22>과 대구지역보다는 낮았으나 Milai?。보다는 높게 나타났다. 또한 Pb 는 겨울철에 가장 높은 농도를 보였으며, 다른 지역에 비하여 인위적인 오염원의 영향을 적게 받는 것으로 생각되지만, 겨울철의 고농도는 인근 도로와 공단지역으로부터 이류되였음을 알 수 있었다. 여름철의 저농도는 많은 강수의 빈도에 의하여 대기가 세정되어 미세입자의 일부가 제거됨으로서 봄과 겨울철에 비하여 낮게 나타난 것으로 볼 수 있다.
2) Cd, Ni, Pb 및 Zne 평균 지각 농축계수가 10이상의 인위적인 기원으로 봄철과 여름철에 비하여 서풍 계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치한 신평• 장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 이동되었음을 알 수 있었다. 또한 이들 중금속은 미세입자의 조성에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 평균 토양입자의 기여율은 9.5%로 나타났다.
항목은 ng/irf으로 나타내었다. 먼저 PMio의 질량농도는 평균 98.21 您/m', 최대 330.56 최소 18.06 您/irf이었으며, 측정자료 중 최대농도는 2002년 2월 5일 09시부터 22일 09시까지 측정한 날에 나타났으며, 최저농도는 2001년 12월 20일로 측정일의 몇 일전 연속 3일간 강수 현상이 있었고, 평균 풍속이 2.5 %로 강하지 않아 대기 중 PMio농도가 낮게 측정되었다고 판단된다.
봄철과 여름철에 비하여 서풍계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구 지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치 한신평.장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 측정지점으로 이동되었음을 간접적으로 알 수 있었다.
봄철과 여름철에 비하여 서풍계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구 지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치 한신평.장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 측정지점으로 이동되었음을 간접적으로 알 수 있었다. 이러한 먼지의 계절적 차이는 한반도 전역에서 관측될 수 있는 현상으로 북서 계절풍의 영향을 받으며 주변 지역의 대기오염에 따라서 큰 차이를 줄 수 있다.
평균농도는 대구지역"보다 높고 서울지역 22)과 Milan*'보다는 낮았다. 토사 및 도로변 먼지가 기원인 동시에 철강공업에서 기인되는 Mne 서울지역 422)과 Milai衬보다는 낮았으나, 대구지역力보다는 높게 나타났다.
K의 경우 해양뿐만 아니라 건초의 소각에 의해서 많은 농도의 차이를 볼 수 있다. 특히, 겨울, 봄 및 여름철 순으로 조사되어 연구지역의 서쪽에 위치한 김해 평야에서 겨울철 다량의 미세입자가 유입되어 고농도 현상을 보였다. 이러한 현상은 부산지역의 강하먼지23, 에서도 확인된 바 있다.
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