In recent days, photochemical smog due to the rapid industry development and vehicle increasement has become a critical pollutant in the metropolitan area and the number of ozone alarm signal has increased every year. This research was performed to evaluate VOCs emission source characteristics and c...
In recent days, photochemical smog due to the rapid industry development and vehicle increasement has become a critical pollutant in the metropolitan area and the number of ozone alarm signal has increased every year. This research was performed to evaluate VOCs emission source characteristics and concentration of VOCs in Daegu. The site average concentration was observed in the following order: industrial area > commercial area > residential area. Most of the VOCs species except toluene showed variations with higher concentration during nighttime, and lower concentration during the daytime. The major VOCs of stationary emission source were BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene. xylene) and methylene chloride, trichloroethene and styrene. Also, those of automobile exhaust were toluene and benzene. Also, the major VOCs concentration emited by the vehicle fuel was observed in the following order: gasoline > light oil > liquefied petroleum gas (L.P.G). Correlation coefficients values were estimated between major VOCs such as toluene, ethylbenzene, m,p-xylene, o-xylene. Results showed that correlation coefficient values were significant magnitude above 0.76. Also, there showed highly significant correlations among ethyl benzene, m,p-xylene, and o-xylene concentration(Pearson correlation coefficients, r=0.868-0.982). Calculated correlation coefficients among commercial area,industrial area and residential area were 0.934-0.981, they showed high correlation. There showed highly correlation between stationary emission source and industrial area, compared with commercial area and residential area. Also, calculated correlation coefficients among commercial area, industrial area, residential area and automobile exhaust were 0.732, 0.725, 0.777, respectively.
In recent days, photochemical smog due to the rapid industry development and vehicle increasement has become a critical pollutant in the metropolitan area and the number of ozone alarm signal has increased every year. This research was performed to evaluate VOCs emission source characteristics and concentration of VOCs in Daegu. The site average concentration was observed in the following order: industrial area > commercial area > residential area. Most of the VOCs species except toluene showed variations with higher concentration during nighttime, and lower concentration during the daytime. The major VOCs of stationary emission source were BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene. xylene) and methylene chloride, trichloroethene and styrene. Also, those of automobile exhaust were toluene and benzene. Also, the major VOCs concentration emited by the vehicle fuel was observed in the following order: gasoline > light oil > liquefied petroleum gas (L.P.G). Correlation coefficients values were estimated between major VOCs such as toluene, ethylbenzene, m,p-xylene, o-xylene. Results showed that correlation coefficient values were significant magnitude above 0.76. Also, there showed highly significant correlations among ethyl benzene, m,p-xylene, and o-xylene concentration(Pearson correlation coefficients, r=0.868-0.982). Calculated correlation coefficients among commercial area,industrial area and residential area were 0.934-0.981, they showed high correlation. There showed highly correlation between stationary emission source and industrial area, compared with commercial area and residential area. Also, calculated correlation coefficients among commercial area, industrial area, residential area and automobile exhaust were 0.732, 0.725, 0.777, respectively.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 오존이 고농도로 발생하는 하절기(6월, 7월, 8월, 9월) 동안의 대구시 대기 환경 중 VOCs을 분석 . 평가 및 대표적인 이동 배출원으 로 자동차 배기가스 중 오염물질과 고정 배출원의 오염물질 배출 현황 연구를 통해 대기 환경과 배출 원별 VOCs 농도의 상관성을 비교, 평가하였다.
본 연구에서는 대구시 대기 측정망 6지점에서 채 취한 시료를 분석하여 대구시 대기질 현황을 평가 하고, 대표적인 고정 배출원 6지점과 자동차 배기가 스에서 배출되는 오존 전구성 VOCs를 측정하여 대 기질과 배출원과의 관계를 알아보고자 하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있었다.
평가 및 대표적인 이동 배출원으 로 자동차 배기가스 중 오염물질과 고정 배출원의 오염물질 배출 현황 연구를 통해 대기 환경과 배출 원별 VOCs 농도의 상관성을 비교, 평가하였다. 이 연구는 향후 대구시의 오존생성 메커니즘 규명과 체계적인 오존 저감 대책 수립 및 대구지역 대기질 개선을 위한 보다 신뢰성 있는 자료를 제공하는 기 초자료로서 기여하고자 한다.
제안 방법
Canister의 공시험 평가는 용기의 세척 횟수를 결 정함에 있어 용기의 재사용으로 인한 VOCs의 존재 여부가 농도를 결정할 때 오차를 유발할 수 있으므 로 이를 감안하여 결정하는 실험으로 USEPA의 TO-14 방법에서는 canister를 재사용 할 경우, 세척 을 거친 후 수분이 zero이고, 대상 VOCs 성분을 포 함하지 않은 공기를 100% 채웠을 때 대상 VOCs 검출이 0.2 ppb 이내일 것을 권장하고 있다ms 본 연구에서는 대기환경 중에 일반적으로 존재하는 수 준에 근접한 5, 10 ppb의"的 표준가스물질을 희석 기(diluter)에서 제조하여, 3 cycle과 5 cycle로 세척 하고 GC/MSD로 분석하여 잔존하는 VOCs의 농도 수준을 평가하였다. 그 결과 표준가스 5 ppb 농도에 서는 3 cycle 세척에서 단지 3가지 성분만이 검출되 었으며 검출된 성분들의 농도도 미량으로 존재하였 다.
Canister에 VOCs를 12시간 연속적으로 채취하기 위해 silonite가 코팅된 stainless steel filter가 달린 entech사의 passive canister sampler(model csl200es) 를 장착하여 사용하였다. Silonite로 코팅된 entech 사의 6 liter canister를 사용하여 포집된 VOCs와 용기 내부 표면과의 반응을 최소화하고 안정도를 높였으며 시료채취 유량은 3.4m"inin으로 하였다. Canister는 시료 채취 전 heating band를 부착한 후 entech사의 canister cleaner(model 3100)를 이용하 여 5 cycle 반복 세척, 준비한 것을 사용하였다.
Canister에 VOCs를 12시간 연속적으로 채취하기 위해 silonite가 코팅된 stainless steel filter가 달린 entech사의 passive canister sampler(model csl200es) 를 장착하여 사용하였다. Silonite로 코팅된 entech 사의 6 liter canister를 사용하여 포집된 VOCs와 용기 내부 표면과의 반응을 최소화하고 안정도를 높였으며 시료채취 유량은 3.
GC/MSD 반복 정밀성 평가는 표준가스물질 5 ppb를 채취하여 casnister내 VOCs를 5회씩 반복 분 석하였다. USEPA(1999)에서는 일반 대기환경시료 의 농도에서 반복 정밀성은 25% 이내로 규정하고 있다SJ3).
본 연구에서는 supelco 사의 37개 성분물질들이 혼합 함유되어 있는 TO-14 표준가스를 사용하였다. 그리고, VOCs 물질들의 직선성을 알아보기 위해 entech 사의 dynamic diluter(model 4600)를 사용하 여 표준가스를 5개(2, 5, 10, 50, 100 ppbv)농도로 희 석하여 성분별 검량선을 작성하였다. 대표적인 VOCs 인 BTEX의『값이 각각 0.
대표적인 이동 배출원으로 알려진 자동차의 배기 가스 중 오염물질 현황을 알아보기 위해 1500cc이 상, 연식 2000년 이상인 H사의 자동차를 이용하여 휘발유, 경유, L.P.G 3가지 연료조건으로 공회전시 와 주행시(rpm=2000)로 나누어 시료를 4회 반복 채 취하여 분석하였으며, Table 3의 실험 결과는 평균 값을 나타내었다.
수성구 만촌 동의 경우는 북쪽과 서쪽이 4차선 도로에 접해있으 며 동쪽과 남쪽은 크고 작은 집들이 밀집 되어있다. 또한, 대표적인 고정 배출원으로 식료품 제조업, 산업용 화학제품 제조업, 쓰레기 소각시설, 섬유제품 제조업, 펄프 종이제품 제조업, 음료품 제조업에서 시료를 채취하여 분석하였으며, 자동차 배기가스 중 오염 물질을 알아보기 위해 1500cc이상, 연식 2000 년 이상인 H사의 자동차를 이용하여 휘발유, 경유,L.P.G 3가지 연료조건으로 공회전시와 주행시(rpm =2000)로 나누어 4회 채취, 분석 실험을 실시하였다.
마지막으로, 본 연구에서는 다루지 못하였으나, 다음 연구에서는 배출원과 대구시 대기질 오염물질 측정 . 분석을 토대로 오존과 VOCs 농도와의 상관 관계를 검토하여야 할 것으로 사료된다.
시료채취는 눈이나 비가 오지 않은 맑은 날을 대 상으로 하여 12시간씩 주(오전 7시〜오후 7시) . 야 (오후 7시〜다음날 오전 7시)로 나누어 2004년 6 월〜9월까지(6월 23일, 29일, 7월 19일〜22일, 8월 24일〜27일, 9월 21일~24일) 실시하였다.
대구시 대기 중 VOCs 배출 현황을 알아보기 위 해 11개 대기오염 측정소 중 지역별 위치와 특성을 고려하여 선정된 6개 지점인 북구 노원동, 서구 이 현동, 달서구 갈산동, 중구 수창동, 남구 대명동, 수 성구 만촌동을 대상으로 하였다. 오존이 고농도로 발생하는 하절기인 6월, 7월, 8월, 9월 달에 12시간 씩 주(오전 7시〜오후 7시) . 야(오후 7시〜다음날 오전 7시)로 나누어 채취된 시료의 VOCs 분석 결 과 6개 지점의 주요 배출물질은 BTEX를 비롯해chloromethane, chloroform, trichloroethene, meth ylene chloride로 나타났다.
O가 GC column으로 도입되는 것을 막 기 위한 전처리 과정을 거치게 된다. 전처리 농축기 는 2개의 trap과 1개의 focuser으로 구성되어 있으 며 trap 1은 내부에 glass bead, trap 2는 tenax가 충진되어 수분과 이산화탄소를 제거하며, 동시에 일 반 대기 중에 존재하는 저농도의 시료물질을 저온 농축한다m 이렇게 전처리된 시료는 고정상이 100 % dimethyl polysiloxane인 비극성 DBT (60 m x320 ㈣xl.O 剛) capillay column0] 장착된 Hewlett Packard 6890 GC에서 각각의 단일 성분으로 분리 한 후 Hewlett Packard 5973 MSD에서 검출하였다. GC/MSD의 사양 및 분석조건은 Table 1과 같다.
따라서, 본 연구에서는 오존이 고농도로 발생하는 하절기(6월, 7월, 8월, 9월) 동안의 대구시 대기 환경 중 VOCs을 분석 . 평가 및 대표적인 이동 배출원으 로 자동차 배기가스 중 오염물질과 고정 배출원의 오염물질 배출 현황 연구를 통해 대기 환경과 배출 원별 VOCs 농도의 상관성을 비교, 평가하였다. 이 연구는 향후 대구시의 오존생성 메커니즘 규명과 체계적인 오존 저감 대책 수립 및 대구지역 대기질 개선을 위한 보다 신뢰성 있는 자료를 제공하는 기 초자료로서 기여하고자 한다.
희석기의 재현성 평가는 희석기를 통하여 제조되 는 TO-14 표준가스 물질의 일관성을 알아보는 것 으로 고농도 TO-14 표준시료가스를 고순도 질소 희석기체와 혼합하여 깨끗이 세척한 5개의 canister 에 같은 양을 주입시키고 각 canister내의 VOCs를 분석하였다. USEPA TO-14방법에서는 1 ppb 시료 의 경우 RSD가 5% 이내일 것을 권장하고 있다皿⑶ 본 실험에서는 5 ppb 농도의 시료로 실험한 결과 대부분의 VOCs 성분들이 8% 내외의 값을 보였으 며 TO-14 물질 중 미량으로 존재하는 일부 물질 성분들만이 다소 높은 값을 나타내어 양호한 것으 로 보였다.
대상 데이터
대구시 대기 중 VOCs 배출 현황을 알아보기 위 해 11개 대기오염 측정소 중 지역별 위치와 특성을 고려하여 선정된 6개 지점인 북구 노원동, 서구 이 현동, 달서구 갈산동, 중구 수창동, 남구 대명동, 수 성구 만촌동을 대상으로 하였다. 오존이 고농도로 발생하는 하절기인 6월, 7월, 8월, 9월 달에 12시간 씩 주(오전 7시〜오후 7시) .
대구시 대기질을 대표할 수 있는 대기오염측정소 가 설치되어있는 지점에서 시료를 채취하였다. 대구 시에 설치되어 있는 대기오염 측정소는 주거지역으 로 분류된 지산동, 대명동, 신암동, 만촌동, 율하동, 태전동, 현풍면, 상업지역으로'수창동, 공업지역으로 이현동, 노원동, 갈산동이며 총 11개 지점이다.
대표적인 고정 배출원으로 대구시내에 위치한 식 료품 제조업, 산업용 화학제품 제조업, 쓰레기 소각 시설, 섬유제품 제조업, 펄프 종이제품 제조업, 음료 품 제조업 등 6개 지점을 선정하여 시료를 채취, 분 석하였으며, 그 결과는 Table 2와 같다.
대구 시에 설치되어 있는 대기오염 측정소는 주거지역으 로 분류된 지산동, 대명동, 신암동, 만촌동, 율하동, 태전동, 현풍면, 상업지역으로'수창동, 공업지역으로 이현동, 노원동, 갈산동이며 총 11개 지점이다. 본 연구는 대구시 대기오염측정소 11개 지점 중 지역 별 위치와 특성을 고려하여 선정된 6개 지점에서 시 료를 채취하였으며, Fig. 1에 나타내었다.
TO-14물질에는 오존 전구물질로 알려져 있는 BTEX(benzene, tol uene, ethyl benzene, xylene)를 비롯한 aliphatic halocarbon, aromatic halocarbon 등이 포함되어 있 다. 본 연구에서는 supelco 사의 37개 성분물질들이 혼합 함유되어 있는 TO-14 표준가스를 사용하였다. 그리고, VOCs 물질들의 직선성을 알아보기 위해 entech 사의 dynamic diluter(model 4600)를 사용하 여 표준가스를 5개(2, 5, 10, 50, 100 ppbv)농도로 희 석하여 성분별 검량선을 작성하였다.
선정된 6개 지점으로는 북구 노원동 삼영초등학 교 옥상(공업지역), 서구 이현동 중리초등학교 옥상 (공업지역), 달서구 갈산동 섬유패션기능대학 옥상 (공업지역), 중구 수창동 수창초등학교 옥상(상업지 역), 남구 대명동 성명초등학교 옥상(주거지역), 수 성구 만촌동 동원초등학교 옥상(주거지역)으로 3곳 의 공업지역, 1곳의 상업지역, 2곳의 주거지역이다. 선정된 시료채취 지점의 특성을 살펴보면, 북구 노 원동 지점과 서구 이현동 지점은 둘 다 도심에 위치 한 공업단지 내에 위치하고 있으며 노원동 지점의 경우 동서남북이 모두 영세한 조립 금속형, 기초 소 재형 공장으로 둘러싸여져 있고 이현동 지점의 경 우는 북쪽과 동쪽으로 4차선 도로와 접해있으며 남 쪽과 서쪽으로 중규모의 염색, 섬유, 기겨】, 화학제조 업체가 집중 분포되어 있다.
시료채취는 눈이나 비가 오지 않은 맑은 날을 대 상으로 하여 12시간씩 주(오전 7시〜오후 7시) . 야 (오후 7시〜다음날 오전 7시)로 나누어 2004년 6 월〜9월까지(6월 23일, 29일, 7월 19일〜22일, 8월 24일〜27일, 9월 21일~24일) 실시하였다. 채취날의 기상자료를 살펴보면, 9월 달을 제외하고는 평균 온 도가 20〜30°C에 달하며, 대부분 북동풍이 불었다.
1997년 1월〜2002년 12월까지 전국적으로 6월-32 일(105회), 7월-19일(55회), 8월T5일(24회), 9월-9일 (27회)동안 오존 경보가 발령되었다. 이를 토대로 시료재취 기간은 고농도 오존이 가장 빈번하게 발 생하는 6월, 7월, 8월, 9월을 대상으로 하였다.
데이터처리
본 연구에서는 희석기의 재현성 평가, canister의 공시험 평가, GC/MSD의 반복 정밀성 평가로 크게 세부분으로 나누어 시료의 포집부터 분석 방법까지 전반적인 절차에 대한 정도관리를 실시하였으며, 표 준편차(standard deviation : SD), 상대표준편차 (relative standard deviation : RSD)를 통해 평가하였다.
이론/모형
Canister에 포집된 VOCs는 미국 EPA에서 대기 오염 측정방법의 하나로 정의한 TO-14 방법을 이 용하여 포집 즉시 분석하였다. TO-14방법은 미국 1990년 수정된 공기 청정법에 명시되어있는 189개 의 유해 대기오염물질에 포함되어있는 43개의 휘발 성 유기화합물질을 canister와 GC를 이용하여 시료 를 포집, 분석하는 것을 말한다”'.
본 연구에서는 용기 채취법 중 canister를 이용하 였다. Canister를 이용한 방법은 포집하고자 하는 모든 가스 성분을 용기에 담아 여러 가지의 분석조 건에서 여러번 반복 분석이 가능하여 시료의 불확 실성을 낮출 수 있으며, 불활성의 내부재질로 내부 반응에 의한 농도 변화가 없는 장점이 있다.
성능/효과
본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있었다. 1) 전체적인 대구시 하절기 동안의 지점별 평균 농 도는 공업지역 > 상업지역 > 주거지역 순으로 나타났으며, 물질별 대부분의 성분 평균 농도를 살펴보면, toluene을 비롯한 2〜3가지 물질을 제 외하고는 주간보다 야간의 농도가 더 높게 측정 되었다. 이는 첫째, VOCs가 주간에는 태양광을 받아 오존을 생성시키는 과산화기로 변하는 것 을 감안할 때, 야간에는 광화학 반응을 일으키는 양이 적기 때문에 야간의 농도가 더 높게 측정된 것으로 사료된다.
2) 고정 배출원의 주요 배출 물질은 BTEX(ben- zene, toluene, ethylbenzene, xyleneX 비롯한 methylene chloride, trichloroethene, styrene으로 나타났으며, 자동차 배기가스에서는 toluene과 benzene이 주요 배출 물질이었다. 또한, 자동차 연료별로 오염 물질 배출 농도를 살펴보면, 휘발 유>경유>L.
4) 상업지역, 공업지역, 주거지역에서의 전체적인 배 출물질 농도와 고정 배출원, 자동차 배기가스의 배출물질 농도와의 상관관계를 살펴보면, 지역별 상호간의 상관계수는 0.934 〜0.981 으로 높은 상 관성을 나타내었으며, 유의한 관련성(1% 수준)을 나타내었다. 또한, 공업지역의 경우 상관성이 높 지 않지만 상업지역과 주거지역에 비해 고정 배 출원과의 상관성이 더 높게 나타났다.
희석기의 재현성 평가는 희석기를 통하여 제조되 는 TO-14 표준가스 물질의 일관성을 알아보는 것 으로 고농도 TO-14 표준시료가스를 고순도 질소 희석기체와 혼합하여 깨끗이 세척한 5개의 canister 에 같은 양을 주입시키고 각 canister내의 VOCs를 분석하였다. USEPA TO-14방법에서는 1 ppb 시료 의 경우 RSD가 5% 이내일 것을 권장하고 있다皿⑶ 본 실험에서는 5 ppb 농도의 시료로 실험한 결과 대부분의 VOCs 성분들이 8% 내외의 값을 보였으 며 TO-14 물질 중 미량으로 존재하는 일부 물질 성분들만이 다소 높은 값을 나타내어 양호한 것으 로 보였다.
특히, ethylbenzene과 xylene0] 다 른 지점보다 30배 정도 높게 측정된 것은 xylene이 폴리에스테르인 합성섬유 제조에 이용되는 성분으 로 섬유제품 제조업의 필수 재료 성분이기 때문이 라 생각된다. 고정 배출원의 전체 주요배출물질 농 도를 살펴보면, 섬유제품 제조업에서 ethylbenzene 과 xylene이 높게 배출된 것을 제외하고 대부분의 업종에서 BTEX 중 toluene의 수치가 가장 높게 나타났으며, 식료품 제조업과 음료품 제조업의 경우는 생산과정의 특성상 배출물질 농도가 전반적으로 낮 게 나타났음을 알 수 있었다.
2 ppb 이내일 것을 권장하고 있다ms 본 연구에서는 대기환경 중에 일반적으로 존재하는 수 준에 근접한 5, 10 ppb의"的 표준가스물질을 희석 기(diluter)에서 제조하여, 3 cycle과 5 cycle로 세척 하고 GC/MSD로 분석하여 잔존하는 VOCs의 농도 수준을 평가하였다. 그 결과 표준가스 5 ppb 농도에 서는 3 cycle 세척에서 단지 3가지 성분만이 검출되 었으며 검출된 성분들의 농도도 미량으로 존재하였 다. 표준가스 10 ppb 농도에서는 3 cycle 세척으로 ethylbenzene을 비롯해서 다성분의 VOCs가 검출되 었으나 5 cycle 세척에서는 대부분이 검출되지 않았 다.
또한, 공업지역의 경우 상관성이 높 지 않지만 상업지역과 주거지역에 비해 고정 배 출원과의 상관성이 더 높게 나타났다. 그에 비해 자동차 배기가스와 상업지역, 공업지역, 주거지 역의 상관계수는 각각 0.732, 0.725, 0.777의 비교 적 양호한 상관성을 보였으며 유의한 관련성(1% 수준)이 있는 것으로 분석되었다.
동시에 측정된 VOCs 상호간의 상관계수는 tol uene 과 ethyl benzene0] 0.684, benzene과 toluene0] 0.761, benzene과 m, p-xylene°] 0.768, benzene과 o-xylene 이 0.793, toluene과 m, p-xylene이 0.727, toluene과 o-xylene이 0.686으로 양호한 상관성을 보이며 유의한 관련성(1% 수준)을 나타내었다. 반 면에, ethylbenzene과 m, p-xylene, o-xylene은 0.
이는 첫째, VOCs가 주간에는 태양광을 받아 오존을 생성시키는 과산화기로 변하는 것 을 감안할 때, 야간에는 광화학 반응을 일으키는 양이 적기 때문에 야간의 농도가 더 높게 측정된 것으로 사료된다. 둘재, 시료 채취날의 기상자료 중 주간의 풍속보다 야간의 풍속이 lm/s 정도 낮게 나타나는 것으로 보아 야간의 풍속저하로 인해 오염물질의 대기 확산 능력이 떨어져 야간 의 농도가 더 높게 측정된 것으로 생각된다.
표준가스 10 ppb 농도에서는 3 cycle 세척으로 ethylbenzene을 비롯해서 다성분의 VOCs가 검출되 었으나 5 cycle 세척에서는 대부분이 검출되지 않았 다. 또한, 3 cycle 세척 실험에서 검출된 농도에 비 해 현저한 감소를 보였다. 따라서, 일반 대기 중 VOCs는 미량으로 존재하기 때문에 5 ppb농도 수준 일 경우 5 cycle로 충분히 깨끗하게 세척 가능하리 라 생각된다.
이는 상업지역, 공업지역, 주 거지역은 각각 비슷한 배출원과 물질의 영향을 받 고 있다고 생각 할 수 있다. 또한, 공업지역은 상관 성이 높지 않지만 상업지역과 주거지역에 비해 고 정 배출원과의 상관성이 더 높게 나타났다. 이것은 공업지역의 경우, 상업지역과 주거지역에 비해 다량 의 VOCs를 배출하는 공장들의 직접적인 영향에 따 른 것이라 할 수 있겠다.
981 으로 높은 상 관성을 나타내었으며, 유의한 관련성(1% 수준)을 나타내었다. 또한, 공업지역의 경우 상관성이 높 지 않지만 상업지역과 주거지역에 비해 고정 배 출원과의 상관성이 더 높게 나타났다. 그에 비해 자동차 배기가스와 상업지역, 공업지역, 주거지 역의 상관계수는 각각 0.
야(오후 7시〜다음날 오전 7시)로 나누어 채취된 시료의 VOCs 분석 결 과 6개 지점의 주요 배출물질은 BTEX를 비롯해chloromethane, chloroform, trichloroethene, meth ylene chloride로 나타났다. 또한, 측정된 물질의 평 균농도(ppb)는 주간의 경우, toluene(49.48) > meth ylene chloride(5.38) > trichloroethene(5.34) > ethyl benzene(4.01) > Benzene(3.97) 순으로 나타났으며, 야간의 경우, toluene(41.96) > methylene chlor- ide(9.28) > benzene(6.28) > chloromethane(3.80) > chloroform(3.57) 순으로 주요 배출물질들은 주간과 비슷하지만 배출순은 좀 다르게 나타난 것을 볼 수 있었다. 이렇듯 6개 지점의 주요 배출물질을 살펴보 면 공통적으로 석유정제 및 유기화학 산업에서 배 출되는 물질들로 인근의 공장, 자동차등과 같은 발 생원의 영향을 받은 것을 알 수 있다.
이것은 공업지역의 경우, 상업지역과 주거지역에 비해 다량 의 VOCs를 배출하는 공장들의 직접적인 영향에 따 른 것이라 할 수 있겠다. 반면에, 자동차 배기가스와 상업지역, 공업지역, 주거지역의 상관계수는 각각 0.732, 0.725, 0.777의 비교적 양호한 상관성을 보였 으며, 유의한 관련성(1% 수준)이 있는 것으로 분석 되었다. 이것은 어느 지역에 편중 되지 않고 상업지 역, 공업지역, 주거지역에 고르게 발달되어 있는 도 로와 높은 비율을 차지하고 있는 휘발유를 연료로 하는 자동차들의 이동에 따른 결과라 할 수 있다.
USEPA(1999)에서는 일반 대기환경시료 의 농도에서 반복 정밀성은 25% 이내로 규정하고 있다SJ3). 본 실험결과 5 ppb농도에서 1, 2, 4-trime- thylbenzene, halocarbon 11, 1, 4-dichlorobenzene, 1, 2- dibromoethane, m, p-xylene, ethylbenzene, 1, 1, 2, 2- tetrachloroethane 만이 RSD가 5%보다 크게 높게 나타났고 그 외의 성분들은 5% 내외로 다소 양호함 을 보였다. 위와 같이 QC/QA 실험 결과, 본 연구에 사용된 canister와 GC/MSD의 재현성과 정밀성 등 은 만족 할만한 수준으로 나왔으며, TO-14 물질의 분석 연구의 신뢰성 있는 정확한 평가가 가능했으 리라 생각된다.
본 연구에서 6지점을 대상으로 한 고정 배출원과 자동차의 3가지 연료별 오염 물질 배출 농도를 비교 했을 때 가솔린과 자동차 배출원이 도시 대기오염 의 주범이라고 이전에 보고 되어진바와 같이뻐 자동 차 배기가스에서 배출되는 오염물질 농도가 고정 배출원의 각 지점별 배출농도 보다 물질에 따라 3 배〜100배 정도 크게 나타났다.
오존이 고농도로 발생하는 하절기인 6월, 7월, 8월, 9월 달에 12시간 씩 주(오전 7시〜오후 7시) . 야(오후 7시〜다음날 오전 7시)로 나누어 채취된 시료의 VOCs 분석 결 과 6개 지점의 주요 배출물질은 BTEX를 비롯해chloromethane, chloroform, trichloroethene, meth ylene chloride로 나타났다. 또한, 측정된 물질의 평 균농도(ppb)는 주간의 경우, toluene(49.
물질별 대부분의 성분 평균농 도를 살펴보면 toluene을 비롯한 2~3가지 물질을 제외하고는 주간보다 야간의 농도가 더 높게 측정 되었다. 이는 첫째, VOCs가 주간에는 태양광을 받 아 오존을 생성시키는 과산화기로 변하는 오존 전 구물질임을 감안할 때, 야간에는 광화학 반응을 일 으키는 양이 적기 때문일 것이며, 둘째, 시료 채취날 의 기상자료 중 주간의 풍속보다 야간의 풍속이 Ws 정도 낮게 나타나는 것으로 보아 야간의 풍속 저하로 인해 오염물질의 희석 및 대기 확산 능력이 떨어져 야간의 농도가 더 높게 측정된 것으로 생각 된다. 따라서, VOCs의 대기 중 희석 및 광화학적 반응과 밀접한 관련이 있을 것으로 추정된다.
자동차 배기가스의 전체적인 배출 농도는 휘발유 > 경유>LPG 순으로 나타났으며, 휘발유와 경유 의 경우 공회전시에 오염물질이 더 많이 발생하였 다. 주행시보다 공회전시에 오염물질 농도가 더 높 게 측정되는 것은 주행시에는 상대적으로 NOx의 농도가 커지게 되면서 VOCs의 농도가 공회전시보
3-dichlorobenzene 등이 많이 배 출되었으며, 산업용 화학제품 제조업의 경우, 1, 2, 4- trimethylbenzene과 styrene이 많이 배출되었다. 특 히, styrene은 타지점보다 약 400배 이상의 고농도 로 배출된 것을 확인할 수 있었다. 이는 styrene이 합성고무나, 열가소성 플라스틱을 만드는데 이용되 는 물질로 산업용 화학제품 제조업의 필수 재료 성 분이기 때문이라 생각된다.
후속연구
마지막으로, 본 연구에서는 다루지 못하였으나, 다음 연구에서는 배출원과 대구시 대기질 오염물질 측정 . 분석을 토대로 오존과 VOCs 농도와의 상관 관계를 검토하여야 할 것으로 사료된다.
본 실험결과 5 ppb농도에서 1, 2, 4-trime- thylbenzene, halocarbon 11, 1, 4-dichlorobenzene, 1, 2- dibromoethane, m, p-xylene, ethylbenzene, 1, 1, 2, 2- tetrachloroethane 만이 RSD가 5%보다 크게 높게 나타났고 그 외의 성분들은 5% 내외로 다소 양호함 을 보였다. 위와 같이 QC/QA 실험 결과, 본 연구에 사용된 canister와 GC/MSD의 재현성과 정밀성 등 은 만족 할만한 수준으로 나왔으며, TO-14 물질의 분석 연구의 신뢰성 있는 정확한 평가가 가능했으 리라 생각된다.
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