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문제 정의
- 이와 함께 해마다 봄철의 황사현상으로 3~4 월에 대기 중 입자상 물질의 급격한 증가가 관측되고 있어, 천안지역 대기 중 입자상 오염물의 측정 및 분석에 대한 상세한 연구가 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구는 천안시 각 지역별로 대기 중 입자상 오염물의 오염현황 및 특성에 대한 상세조사를 수행하여, 향후 천안시 대기질 관리 전략 수립의 기초자료를 제공하는데 목적 이 있다.
- 제5측정지는 천안시의 대표적 주거지역인 쌍용동을 선정하였다. 측정지점별 측정위치는 각 측정지를 대표할 수 있는 공공건물의 옥상으로 지상에서 약 5~ K)m 내외의 위치를 선정하여, 측정 시 주변 건물로 인한 영향을 최소화하고 측정지간의 공통성 및 대표성을 확보하고자 하였다. 제1측정지점은 상명대학교 천안캠퍼스 본관, 제2측정지점은 신안동 경찰 지구대, 제3측정지점은 성거읍사무소, 제4 측정지점은 백석농공단지 관리사무소, 제5측정지점은 쌍용 초등학교를 선정하였다.
제안 방법
- 각 측정지별 주요 오염원 및 그 위치를 확인하기 위해 풍향에 따른 미세 입자 (PM2.5)와 조대 입자 (PM2.5~1。)의 농도를 분석하였다. 측정 시간별 평균 풍향과 이때의 각 조대입자와 미세입자의 농도를 분석하여, 그림 3에 각 측정지별 풍향에 따른 PM2.
- , 2003; Colls and Micallef, 1999). 이와 함께 Dust Monitor] 기상측정 장치 (Grimm, Model 165 Weather Housing)를 장착하여 풍향, 풍속, 온도, 습도를 포함하는 기상자료를 측정하여 각 측정지별 오염특성을 분석하였다. 측정은 2007년 5월부터 2008년 1월까지의 기간 동안 각 측정지점별로 연속 2주간 수행하였으며, 1분 간격으로 측정한 PM10, PM2.
- 천안시의 주요 지점별 대기 중 입자상 물질의 오염현황을 분석하기 위해, 5개의 측정지점을 선정하여 PM10과 PM2.5를 측정 분석하였다. 측정기간 중 일평균 PM10과 PM2.
- 이와 함께 Dust Monitor] 기상측정 장치 (Grimm, Model 165 Weather Housing)를 장착하여 풍향, 풍속, 온도, 습도를 포함하는 기상자료를 측정하여 각 측정지별 오염특성을 분석하였다. 측정은 2007년 5월부터 2008년 1월까지의 기간 동안 각 측정지점별로 연속 2주간 수행하였으며, 1분 간격으로 측정한 PM10, PM2.5 농도를 통해 일평균농도, 일 중 농도 변화, 풍향에 따른 영향을 분석하였다. 각 측정지점 별 측정기간 및 측정기간 중의 주요 기상 현황을 표 2에 기술하였다.
대상 데이터
- 3톤과 3.1 톤으로 가장 높은 배출량을 나타내고 있다(국립환경과학원, 2007). 2002년부터 2004년까지 천안지역의 산업단지별 상세 입자상 오염물 배출량 현황을 표 1에 기술하였으며, 그림 1에 주요 단지의 위치를 도시하였다.
- 총 5개의 측정지점을 선정하였다. 먼저 제 1측정지점은 천안지역을 관통하고 있는 경부고속도로가 인접해 있어 도로주변지역을 대표할 수 있는 상명대학교 천안캠퍼스를 선정하였으며, 제2 측정지는 상업지역을 대표할 수 있도록 천안지역의 중심상업지역이며 대중교통의 중심지역인 신안동을 선정하였다. 제3, 4측정지점은 산업지 역을 대표하는 지점으로, TSP와 PM10 배출량이 높은 천흥산업단지의 영향을 조사하기 위해 성거읍을 제3측정지로 선정하였다, 제4측정지점은 백석농공단지가 위치하고 있으며, 지역대기측정망이 운영되고 있는 백석동을 선정하였다.
- 측정지점별 측정위치는 각 측정지를 대표할 수 있는 공공건물의 옥상으로 지상에서 약 5~ K)m 내외의 위치를 선정하여, 측정 시 주변 건물로 인한 영향을 최소화하고 측정지간의 공통성 및 대표성을 확보하고자 하였다. 제1측정지점은 상명대학교 천안캠퍼스 본관, 제2측정지점은 신안동 경찰 지구대, 제3측정지점은 성거읍사무소, 제4 측정지점은 백석농공단지 관리사무소, 제5측정지점은 쌍용 초등학교를 선정하였다. 각 측정지의 개략적 위치를 주요산업단지의 위치와 함께 그림 1에 나타내었다.
- 먼저 제 1측정지점은 천안지역을 관통하고 있는 경부고속도로가 인접해 있어 도로주변지역을 대표할 수 있는 상명대학교 천안캠퍼스를 선정하였으며, 제2 측정지는 상업지역을 대표할 수 있도록 천안지역의 중심상업지역이며 대중교통의 중심지역인 신안동을 선정하였다. 제3, 4측정지점은 산업지 역을 대표하는 지점으로, TSP와 PM10 배출량이 높은 천흥산업단지의 영향을 조사하기 위해 성거읍을 제3측정지로 선정하였다, 제4측정지점은 백석농공단지가 위치하고 있으며, 지역대기측정망이 운영되고 있는 백석동을 선정하였다. 제5측정지는 천안시의 대표적 주거지역인 쌍용동을 선정하였다.
- 제3, 4측정지점은 산업지 역을 대표하는 지점으로, TSP와 PM10 배출량이 높은 천흥산업단지의 영향을 조사하기 위해 성거읍을 제3측정지로 선정하였다, 제4측정지점은 백석농공단지가 위치하고 있으며, 지역대기측정망이 운영되고 있는 백석동을 선정하였다. 제5측정지는 천안시의 대표적 주거지역인 쌍용동을 선정하였다. 측정지점별 측정위치는 각 측정지를 대표할 수 있는 공공건물의 옥상으로 지상에서 약 5~ K)m 내외의 위치를 선정하여, 측정 시 주변 건물로 인한 영향을 최소화하고 측정지간의 공통성 및 대표성을 확보하고자 하였다.
- 천안시 대기 중 입자상 오염물의 오염현황을 조사하기 위해 천안지역을 도로주변지역 (Highway area: HA), 상업지역 (Commercial area: CA), 산업지역 (Industrial area: IA), 주거 지역 (Residential area: RA)으로 구분하여 총 5개의 측정지점을 선정하였다. 먼저 제 1측정지점은 천안지역을 관통하고 있는 경부고속도로가 인접해 있어 도로주변지역을 대표할 수 있는 상명대학교 천안캠퍼스를 선정하였으며, 제2 측정지는 상업지역을 대표할 수 있도록 천안지역의 중심상업지역이며 대중교통의 중심지역인 신안동을 선정하였다.
이론/모형
- 대기 중 PM10과 PM2.5의 측정은 레이저를 통하여 입자상 물질의 크기별 농도를 실시간 측정하는 광 산란방식 측정 장치 인 Dust Monitor (Grimm, Model 107)를 이용하였다. Dust Monitoi는 약 1.
성능/효과
- 각 측정지점별 오염특성을 파악하기 위해 일 중 1 시간 평균 PM1QPM2.5 농도와 PMU)에서 PM2.5를 뺀 PMZ5 ~ (조대 입자) 농도 변화를 분석하여 그림 2에 도시하였다, 그림 2에 나타난 니卜와 같이 조대입자의 경우 전 측정지점에서 시간대별 농도의 변화가 매우 미미하게 나타났다. 이는 기계적 과정에 의해 생성되는 조대먼지의 경우, 시간대별 배출량 차이가 큰 인위적 배출원보다는 자연적 배출원이 주요발생원임을 보여준다.
- 또한 측정지점 중 상업지역 인 신안, 산업지역 인백석 측정지점에서 일평균 기준치인 100μg/n?을 초과하는 측정일 수가 각각 2일, 1일 관측되었다 이상의 측정결과는 천안 지역 대기 중 PM10 오염도가 지역에 따라 현재 대기환경기준을 만족하지 못하고 있음을 보여준다. 미세입자인 PM2.5의 각 측정지점별 일평균농도의 평균값은 38.7~49.6μg/nP으로 PMH)과 마찬가지로 상업지역과 산업지역에서 상대적으로 높은 평균 농도를 나타냈으며, 신안, 백석, 상 명의 총 3개 측정지점에서 미국의 일평균 PM2.5 기준인 65 μg/m, 을 넘는 측정일이 관측되었다. 각 측정지점의 일평균 PM10, PM2.
- 2μg/nP으로 주거지역인 쌍용측정지점에서 최저 평균 농도를, 상업지역인 신안측정지점에서 최대 평균 농도를 나타내고 있다. 비록 5개 측정지점의 측정 기간이 동일하지 않아 계절적인 특성에 대한 고려가 필요하지만, 전체적으로는 상업지역과 산업 지역에서 상대적으로 높은 평균 농도가 관측되었다. 비록 2주간의 평균값이기는 하나, 주거지역인 쌍용 측정지점을 제외한 측정지점에서 평균 PM10 농도가 연평균 기준 농도인 50μg/n?을 초과하고 있다.
- 3배 낮은 조건으로 각 측정지점 이 대부분 주변의 배출원에 큰 영향을 받고 있음을 시사하고 있다. 이와 함께 PM10 중 PM2.5가 차지하는 비율은 상명, 성거, 쌍용, 백석, 신안 측정지점에서 각각 76.8± 52 73.0± 1.6, 77.9 ±2.4, 73.8±4.5, 72.0±7, 3% (95% 신뢰구간 임)로, 전 측정지점에서 미세입자가 PM10의 70% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 이는 천안 지역의 PM10 은 인위적 배츨원에 의해 발생되는 미세입자가 주요한 성분임을 보여주는 것으로서, 지역 대기 중 PM10 의 효율적인 관리를 위해서는 미세입자의 발생 및 생성을 억제하는 대책 이 필요함을 시사한다.
- 이상의 결과는 천안시의 PM10 오염도는 지역에 따라 현 국내 대기환경 기준을 만족시키지 못하는 수준임을 보여주며, 이의 해결을 위해서는 조대입자보다는 PM10의 대부분을 차지하고 있는 미세입자의 제어를 위한 전략의 수립이 필요함을 시사한다. 이와 함께 각 측정지점별 조대입자인 PM2.5~10과 미세입자인 PM2.5의 일 중 농도 변화 및 풍향별 농도 분포는 각 측정지점별로 상이한 결과를 나타냈으며, PM2.5~10는 전 측정지점에서 시간대별 농도의 변화가 매우 미미하게 관측되었다. 반면 PM25의 경우 도로주변지역인 상명대지점과 산업지역 중 성거지점에서 오전 6시부터 9시오' 오후 7시 이후에 하루 중 가장 높은 농도를 보이는 뚜렷한 변화를 나타내, 이들 측정지점의 경우 이동오염원이 미세입자의 주요 오염원임을 추정할 수 있었다.
- 특히, 상업지역인 신안측정지점과 산업 지역인 백석측정지점에서는 측정기간 중, 국내일 평균 PM10 농도 기준인 lOOpig/iK을 초과하는 측정일이 관측되었다. 전 측정지점에서 PM10 중 미세입자인 PM2.5가 차지하는 비율이 70% 이상으로 나타나, PM10의 주요 성분은 미세 입자임을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 천안시의 PM10 오염도는 지역에 따라 현 국내 대기환경 기준을 만족시키지 못하는 수준임을 보여주며, 이의 해결을 위해서는 조대입자보다는 PM10의 대부분을 차지하고 있는 미세입자의 제어를 위한 전략의 수립이 필요함을 시사한다.
- 5~1。)의 농도를 분석하였다. 측정 시간별 평균 풍향과 이때의 각 조대입자와 미세입자의 농도를 분석하여, 그림 3에 각 측정지별 풍향에 따른 PM2.5 와 PM2.5 ~ 10의 농도 분포를 나타냈다, 도로 주변 지역인 상명측정지점에서는 측정기간 중 동-풍이 주풍이었는데, 풍향별 PM10과 PM2.5 농도의 변화는 크지 않았으나 조대입자의 경우 주풍방향인 동풍에서 높은 농도를, 미세 입자는 서풍에서 조금 높은 농도를 나타냈다. 이는 조대입자의 경우 바람에 의해 풍향 방향으로부터 유입되는 입자의 영향으로 미세입자의 경우 측정지점의 서쪽에 위치한 경부고속도로부터 유입되는 입자의 영향에 따른 것으로 분석된다.
후속연구
- 5가 차지하는 비율이 70% 이상으로 나타나, PM10의 주요 성분은 미세 입자임을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 천안시의 PM10 오염도는 지역에 따라 현 국내 대기환경 기준을 만족시키지 못하는 수준임을 보여주며, 이의 해결을 위해서는 조대입자보다는 PM10의 대부분을 차지하고 있는 미세입자의 제어를 위한 전략의 수립이 필요함을 시사한다. 이와 함께 각 측정지점별 조대입자인 PM2.
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