경주 주변지역 시민들의 건강을 보호하고 보건 환경위해성 평가의 기초자료를 확보하기 위하여 기상학적 요소의 분포특성을 조사하고 RAMS 모델을 이용한 대기 유동장 수치모의를 수행하였다. 또한 대기오염물질 측정 및 분석과 ISC-AERMOD view를 이용한 대기오염물질의 거동을 예측하였으며 대기오염물질 관리를 통한 보건학적 피해 및 재산상의 피해를 예방하기 위한 보건 환경위해성 영향지역을 구분하였다. 경주 및 주변지역의 대기오염도를 조사한 결과 연평균 대기환경기준물질의 농도는 포항, 울산지역에 비해 약간 낮았으나 경주역 광장과 경주 용강사거리의 경우 미세먼지와 이산화질소 농도가 포항 및 울산지역 평균농도보다 높게 나타나는 경우도 발생하였다. 시민들의 건강에 영향을 미치는 대기오염물질의 이동 및 확산에 관한 모델링을 수행한 결과, 포항 철강공단지역은 POSCO와 함께 1공단과 2공단 및 3공단과 4공단 일부 지역이 미세먼지와 아황산가스 영향지역에 포함되었으며, 포항남구 해도동, 상대동, 제철동, 장흥동 등은 철강공업 및 대규모의 산업시설이 밀집되어 있어 다량의 대기오염물질이 배출되어 국지적인 대기환경질을 악화시키고 있는 것으로 나타났다.
경주 주변지역 시민들의 건강을 보호하고 보건 환경위해성 평가의 기초자료를 확보하기 위하여 기상학적 요소의 분포특성을 조사하고 RAMS 모델을 이용한 대기 유동장 수치모의를 수행하였다. 또한 대기오염물질 측정 및 분석과 ISC-AERMOD view를 이용한 대기오염물질의 거동을 예측하였으며 대기오염물질 관리를 통한 보건학적 피해 및 재산상의 피해를 예방하기 위한 보건 환경위해성 영향지역을 구분하였다. 경주 및 주변지역의 대기오염도를 조사한 결과 연평균 대기환경기준물질의 농도는 포항, 울산지역에 비해 약간 낮았으나 경주역 광장과 경주 용강사거리의 경우 미세먼지와 이산화질소 농도가 포항 및 울산지역 평균농도보다 높게 나타나는 경우도 발생하였다. 시민들의 건강에 영향을 미치는 대기오염물질의 이동 및 확산에 관한 모델링을 수행한 결과, 포항 철강공단지역은 POSCO와 함께 1공단과 2공단 및 3공단과 4공단 일부 지역이 미세먼지와 아황산가스 영향지역에 포함되었으며, 포항남구 해도동, 상대동, 제철동, 장흥동 등은 철강공업 및 대규모의 산업시설이 밀집되어 있어 다량의 대기오염물질이 배출되어 국지적인 대기환경질을 악화시키고 있는 것으로 나타났다.
To protect the citizens' health of Gyeongju and to secure basic data for the assessment of health and environmental risk, distribution characteristics of meteorological elements were investigated and numerical simulation of wind field using RAMS model was carried out. In addition, measurement and an...
To protect the citizens' health of Gyeongju and to secure basic data for the assessment of health and environmental risk, distribution characteristics of meteorological elements were investigated and numerical simulation of wind field using RAMS model was carried out. In addition, measurement and analysis of air pollutants, forecasting the behavior air pollutants using ISC-AEROMOD view, and health and environmental risk-influenced zones were defined through managing air polluting materials to prevent health damage and property damage. According to the survey results of air pollution in Gyeongju and surroundings, average annual concentration of air pollutants in Gyeongju was slightly lower than that in Pohang and Ulsan areas, but concentration of particulate matters and nitrogen dioxide at Gyeongju Station Square and Yonggang Crossing were sometimes higher than that in Pohang and Ulsan areas. Results of the modeling of moving and diffusion of air pollutants that affect citizens' health showed that parts of the 1st through 4th industrial complexes together with POSCO were included in particulate matters and sulfur dioxide influenced areas in Pohang Steel Complex area, and that Haedo-dong, Sangdae-dong, Jecheol-dong and Jangheung-dong in Pohangnam-gu represented locally worsened air quality due to a quantity of air pollutant emission from dense steel industries and large scale industrial facilities.
To protect the citizens' health of Gyeongju and to secure basic data for the assessment of health and environmental risk, distribution characteristics of meteorological elements were investigated and numerical simulation of wind field using RAMS model was carried out. In addition, measurement and analysis of air pollutants, forecasting the behavior air pollutants using ISC-AEROMOD view, and health and environmental risk-influenced zones were defined through managing air polluting materials to prevent health damage and property damage. According to the survey results of air pollution in Gyeongju and surroundings, average annual concentration of air pollutants in Gyeongju was slightly lower than that in Pohang and Ulsan areas, but concentration of particulate matters and nitrogen dioxide at Gyeongju Station Square and Yonggang Crossing were sometimes higher than that in Pohang and Ulsan areas. Results of the modeling of moving and diffusion of air pollutants that affect citizens' health showed that parts of the 1st through 4th industrial complexes together with POSCO were included in particulate matters and sulfur dioxide influenced areas in Pohang Steel Complex area, and that Haedo-dong, Sangdae-dong, Jecheol-dong and Jangheung-dong in Pohangnam-gu represented locally worsened air quality due to a quantity of air pollutant emission from dense steel industries and large scale industrial facilities.
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문제 정의
경주 인근지역의 대기오염물질 농도분포 및 보건ㆍ환경 영향지역을 살펴보기 위하여 대기오염물질의 이동 및확산에 관한 모델링을 수행하였다. 대표적으로 주민의 보건ㆍ환경에 영향을 미치는 총부유분진, SO2 , NO2에 대하여 조사하였으며, 그림 6에서와 같이 연평균 농도를 예측해 보았다.
본 연구에서는 보건ㆍ환경위해성 평가의 기초자료를 확보하기 위해 경주 및 인근지역의 기상학적 특성 및 국지적 상관성을 조사하고, RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) 모델을 이용한 대기 유동장 수치모의를 수행하여 경주지역으로의 대기오염물질 이동 가능성을 살펴보았다. 또한, 오염물질 분석과 ISC-AERMOD view를 이용한 대기오염물질의 거동을 예측하고 영향권역의 조사를 통하여 보건학적 및 재산상의 피해를 사전에 예방하기 위한 보건ㆍ환경위해성 평가를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
보건ㆍ환경 위해성 조사를 위한 기초연구의 일환으로 경주 및 인근 지역 대기오염물질의 배출량을 산정하였다. 또한, 대기오염물질 배출량에 의한 기여 농도를 살펴보기 위하여 ISC-AERMOD view를 이용하여[2,12-15] 여러 오염원으로부터 배출된 오염물질의 확산에 관한 예측을 수행함으로써 공간농도 분포도 및 평균농도를 비교ㆍ분석 하였다.
본 연구에서는 경주 인근지역 시민의 건강을 보호하고 보건ㆍ환경위해성 평가의 기초자료를 확보하기 위하여 기상특성 및 국지적 상관성을 조사하고, 모델링 기법을 이용하여 대기오염물질의 거동 예측을 통해 보건ㆍ환경 위해성 영향지역을 구분하고자 하였다. 이상의 연구로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 보건ㆍ환경위해성 평가의 기초자료를 확보하기 위해 경주 및 인근지역의 기상학적 특성 및 국지적 상관성을 조사하고, RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) 모델을 이용한 대기 유동장 수치모의를 수행하여 경주지역으로의 대기오염물질 이동 가능성을 살펴보았다. 또한, 오염물질 분석과 ISC-AERMOD view를 이용한 대기오염물질의 거동을 예측하고 영향권역의 조사를 통하여 보건학적 및 재산상의 피해를 사전에 예방하기 위한 보건ㆍ환경위해성 평가를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
경주 및 주변지역에 대한 대기질 5개 항목에 대하여 대기측정차량을 이용하여 2006년 12월부터 2007년 11월까지 분기별 측정하고, 자동측정망 자료와 비교하여 표 2에 나타내었다[2]. 표 2와 같이 경주, 포항 및 울산지역 대기오염자동측정소에서 조사된 이산화질소 연평균은 각각 0.
기상특성을 살펴보기 위해 경주 및 인근지역의 최근 10년간 기상 특성을 분석하였다[10-11]. 이와 함께 바람 장미를 토대로 경주 및 인변지역의 광역바람환경을 분석 하였으며, 이를 바탕으로 기온과 동서 및 남북방향 바람 성분의 상관관계를 분석하였고, 기상요소별 국지적 상관성 분석자료를 바탕으로 RAMS 모델을 이용한 대기 유동장 수치모의 연구의 기초자료로 활용하였다.
대기질 측정항목은 환경정책기본법상의 대기질 환경 기준 항목 중 미세먼지(PM10), 아황산가스(SO2), 이산화 질소(NO2), 오존(O3), 일산화탄소(CO) 등 5개 항목으로 선정하였다.
경주 인근지역의 대기오염물질 농도분포 및 보건ㆍ환경 영향지역을 살펴보기 위하여 대기오염물질의 이동 및확산에 관한 모델링을 수행하였다. 대표적으로 주민의 보건ㆍ환경에 영향을 미치는 총부유분진, SO2 , NO2에 대하여 조사하였으며, 그림 6에서와 같이 연평균 농도를 예측해 보았다. 먼저 mesh 영역은 계절적으로 측정치의 영향이 동일한 영역을 나타내며, 그 값이 적을수록 그 지점의 측정치가 기상조건 변동에 관계없이 평균농도를 의미한다.
또한, 대기오염물질 배출량에 의한 기여 농도를 살펴보기 위하여 ISC-AERMOD view를 이용하여[2,12-15] 여러 오염원으로부터 배출된 오염물질의 확산에 관한 예측을 수행함으로써 공간농도 분포도 및 평균농도를 비교ㆍ분석 하였다. 또한, RAMS 모델을 이용한 기상분석과의 상관도를 이용하였고[2,16] 대상지역에서의 상세한 바람환경을 살펴보기 위하여 대기 유동장을 수치모의 하여 경주 및 주변지역 보건ㆍ환경 영향인자를 조사하였다.
보건ㆍ환경 위해성 조사를 위한 기초연구의 일환으로 경주 및 인근 지역 대기오염물질의 배출량을 산정하였다. 또한, 대기오염물질 배출량에 의한 기여 농도를 살펴보기 위하여 ISC-AERMOD view를 이용하여[2,12-15] 여러 오염원으로부터 배출된 오염물질의 확산에 관한 예측을 수행함으로써 공간농도 분포도 및 평균농도를 비교ㆍ분석 하였다. 또한, RAMS 모델을 이용한 기상분석과의 상관도를 이용하였고[2,16] 대상지역에서의 상세한 바람환경을 살펴보기 위하여 대기 유동장을 수치모의 하여 경주 및 주변지역 보건ㆍ환경 영향인자를 조사하였다.
기상특성을 살펴보기 위해 경주 및 인근지역의 최근 10년간 기상 특성을 분석하였다[10-11]. 이와 함께 바람 장미를 토대로 경주 및 인변지역의 광역바람환경을 분석 하였으며, 이를 바탕으로 기온과 동서 및 남북방향 바람 성분의 상관관계를 분석하였고, 기상요소별 국지적 상관성 분석자료를 바탕으로 RAMS 모델을 이용한 대기 유동장 수치모의 연구의 기초자료로 활용하였다.
대상 데이터
대기질을 파악하기 위해 경주, 포항 및 울산지역에 설치된 대기오염자동측정소 관측자료를 이용하였고 그림 1과 같이 14개 조사지점을 선정하였다. 관측지점은 포항철강관리공단사무소(A), 울산여천공단 자동차검사소(B), 경주역 광장(C), 용강동 사거리(D), 용강공단(E), 천북공단(F), 안강 두류공단(G), 외동 냉천공단(H), 외동 문산공단(I), 대본초등학교(J), 나산초등학교 (K), 양남마을회관(L), 강동면사무소(M), 태화고등학교 (N)이며, 이 중 A, B, C 및 D를 대표지점으로 선정하였다[2].
본 연구에서는 경주 및 인근 지역을 조사 대상지역으로 선정하여 2006년 12월부터 2007년 11월까지 1년간 분기별로 조사하였다. 대기질을 파악하기 위해 경주, 포항 및 울산지역에 설치된 대기오염자동측정소 관측자료를 이용하였고 그림 1과 같이 14개 조사지점을 선정하였다. 관측지점은 포항철강관리공단사무소(A), 울산여천공단 자동차검사소(B), 경주역 광장(C), 용강동 사거리(D), 용강공단(E), 천북공단(F), 안강 두류공단(G), 외동 냉천공단(H), 외동 문산공단(I), 대본초등학교(J), 나산초등학교 (K), 양남마을회관(L), 강동면사무소(M), 태화고등학교 (N)이며, 이 중 A, B, C 및 D를 대표지점으로 선정하였다[2].
본 연구에서는 경주 및 인근 지역을 조사 대상지역으로 선정하여 2006년 12월부터 2007년 11월까지 1년간 분기별로 조사하였다. 대기질을 파악하기 위해 경주, 포항 및 울산지역에 설치된 대기오염자동측정소 관측자료를 이용하였고 그림 1과 같이 14개 조사지점을 선정하였다.
데이터처리
그림 3은 최근 5년 동안의 풍향ㆍ풍속 관측자료를 토대로 K-평균 군집분석을 통해 바람권역을 분석하였다. 죽장면과 기계면의 경우 유클리드 거리가 0.
성능/효과
1. 경주 및 인근지역의 대기오염도 조사 결과, 연평균 대기환경기준물질의 농도는 경주지역이 상대적으로 포항, 울산지역 보다 낮은 경향을 보였으나, 경주지역의 대기오염 수준이 주변 공업도시의 대기질 오염 수준에 근접한 것으로 조사되었다. 특히 경주역 광장과 경주 지역 용강사거리의 경우 PM10과 NO2 농도가 특정기 간에 포항 및 울산지역 평균농도보다 높은 수준으로 나타났다.
2. 경주 및 주변지역 대기오염물질의 이동 및 확산에 관한 모델링을 수행한 결과, 포항철강공단지역은 POSCO와 함께 1ㆍ2ㆍ3ㆍ4공단 일부 지역이 PM10과 SO2 영향지역에 포함되는 것으로 판단되며, 포항 남구 해도동, 상대동, 제철동, 장흥동 등은 철강공업 및 대규모 산업시설이 밀집하여 다양한 형태의 대기오염물질이 고밀도로 배출되어 국지적 대기질을 악화시키고 있는 실정으로 대기오염물질에 직ㆍ간접적인 영향을 받고 있는 지역으로 판단된다.
의 년 농도편차를 나타낸 것으로 각 mesh의 농도분포를 활용하여 평균농도 변동폭이 적은 지역은 다른 지역에 비해 대기질 변동폭이 적은 지역이다. SO2 오염농도가 높은 지역인 철강공 단지역에 위치한 장흥동과 대송면 측정소 부근은 계절에 관계없이 다른 지역에 비해 높은 SO2 농도가 배출되는 지역으로 계절에 따른 포항지역 SO2 평균농도의 편차가 다른 지역에 비해 크다는 것을 확인하였다. 특히 포항 철강공단지역은 POSCO와 함께 1공단과 2공단 및 3공단과 4공단이 모두 SO2 영향지역에 해당되는 것으로 판단되며 지속적으로 관리하기 위한 방안이 요구된다.
미세먼지 연평균 값은 경주 51.2±20.8 ㎍/㎥, 포항 61.2±20.2 ㎍/㎥, 울산 55.8±19.5 ㎍/㎥으로 나타나 포항철강공단의 미세먼지 발생이 울산 지역 석유화학공업보다 높게 타나났다.
본 연구의 대상지역인 경주의 기상 분석결과, 연평균 기온 12.7℃로 온화하고 계절별 평균기온은 봄 12.4℃, 여름 23.8℃, 가을 13.8℃, 겨울 0.7℃로 나타났다. 연평균 강수량은 1,158.
이는 울산의 복잡한 지형과 관련된 것으로 분석되며 또한 울산 북서쪽의 산지 영향으로 종관장에 의한 서쪽에서 유입되는 바람과 동시에 산곡풍 및 해륙 풍에 의한 중규모계의 바람이 합성되어 복합적이고 다양한 풍계가 나타난 것으로 사료된다[2]. 송도동에서 측정한 포항지역의 풍향은 북동풍과 남서풍 계열이 우세하고, 서남서, 남남서 등 남서풍으로 인하여 대기오염물질이 바람에 의한 확산 및 이송이 원활한 것으로 확인되었다. 호미곶은 연중 서풍 계열이 우세하고 포항지역의 대표적인 국지풍계를 보여주며, 영일만으로 빠져나온 바람이 호미곶 선단을 지나며 종관기상의 영향으로 서풍으로 변곡되어 서풍 계열이 우세하게 나타난 것으로[2,17] 분석되었다.
039 ppm으로 경주역에서 측정된 이산화 질소의 평균 농도가 울산과 포항지역에서 측정된 농도보다 다소 높게 나타났다. 이와 함께 오존과 일산화탄소의 연평균 농도는 포항이 가장 높았으며, A, B, C, 및 D지점에서 측정된 오존과 일산화탄소의 연평균 농도는 각각 0.010~0.035 ppm과 0.2~2.7 ppm으로 오존의 경우 C지점과 D지점에서, 일산화탄소의 경우 A지점에서 다소 높은 것으로 나타났다. 이는 철강공단 및 주변지역 각종 연소 시설의 불완전연소에 의한 영향으로 사료된다.
그림 3은 최근 5년 동안의 풍향ㆍ풍속 관측자료를 토대로 K-평균 군집분석을 통해 바람권역을 분석하였다. 죽장면과 기계면의 경우 유클리드 거리가 0.1로 포항지역 북서쪽의 산악지역에 위치하여 다른 지점에 비해 지형적 마찰이 강해 상대적으로 저 풍속대가 나타나는 바람권역으로 분석되었으며, 청하면과 장기면은 유클리드 거리가 0.25로 각각 남북방향으로 상당히 이격되어 있지만 동쪽으로 동해와 인접하고 서쪽은 낮은 구릉이 위치한 동일한 바람환경임을 확인하였다. 호미곶의 경우 유클리드 거리가 1.
경주 및 인근지역의 대기오염도 조사 결과, 연평균 대기환경기준물질의 농도는 경주지역이 상대적으로 포항, 울산지역 보다 낮은 경향을 보였으나, 경주지역의 대기오염 수준이 주변 공업도시의 대기질 오염 수준에 근접한 것으로 조사되었다. 특히 경주역 광장과 경주 지역 용강사거리의 경우 PM10과 NO2 농도가 특정기 간에 포항 및 울산지역 평균농도보다 높은 수준으로 나타났다.
025 ppm이었으며[2,18] 포항ㆍ울산ㆍ경주 순으로 높게 나타났다. 포항철강관리공단 사무소(A), 울산ㆍ여천공단 자동차 검사소(B), 경주역 광장(C), 용강동 사거리(D)에서 측정된 이산화질소의 평균 농도는 0.012~0.039 ppm으로 경주역에서 측정된 이산화 질소의 평균 농도가 울산과 포항지역에서 측정된 농도보다 다소 높게 나타났다. 이와 함께 오존과 일산화탄소의 연평균 농도는 포항이 가장 높았으며, A, B, C, 및 D지점에서 측정된 오존과 일산화탄소의 연평균 농도는 각각 0.
후속연구
한편, 미세먼지는 포항, 울산, 경주 순이었으며 대기오염 측정차량을 이용한 분석 결과 경주역(C)과 경주 용강사거리(D)에서 미세먼지의 평균농도가 울산ㆍ여천공단 자동차 검사소에서 측정한 결과치보다 높게 나타나[2, 18∼19], 주민의 생활건강에 악영향을 유발하는 미세먼지를 적극 관리하여야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
대기오염물질이 경주지역에 미치는 악영향은 무엇인가?
경주지역은 역사적인 석조문화재가 많이 분포되어 있고 일부 문화재는 유네스코 세계문화유산으로 등재되는등 인류공동의 문화유산으로 거듭나고 있다. 그러나 국내ㆍ외에서 유입되는 대기오염물질에 문화재가 노출되어 풍화가 가속되고 있으며, 경주 및 인근 지역 주민의 건강에 악영향을 끼쳐[1∼4] 환경성 질환 및 호흡기계 질환이 매년 증가하고 있다.
대기질 측정항목으로 선정한 5개의 항목은 무엇인가?
대기질 측정항목은 환경정책기본법상의 대기질 환경 기준 항목 중 미세먼지(PM10), 아황산가스(SO2), 이산화 질소(NO2), 오존(O3), 일산화탄소(CO) 등 5개 항목으로 선정하였다.
경주 인근지역 시민의 건강을 보호하고 보건ㆍ환경위해성 평가의 기초자료를 확보하기 위하여 기상특성 및 국지적 상관성을 조사하고, 모델링 기법을 이용하여 대기오염물질의 거동 예측을 통해 보건ㆍ환경 위해성 영향지역을 구분하고자 하는 연구의 결과는 어떻게 나타나는가?
1. 경주 및 인근지역의 대기오염도 조사 결과, 연평균 대기환경기준물질의 농도는 경주지역이 상대적으로 포항, 울산지역 보다 낮은 경향을 보였으나, 경주지역의 대기오염 수준이 주변 공업도시의 대기질 오염 수준에 근접한 것으로 조사되었다. 특히 경주역 광장과 경주 지역 용강사거리의 경우 PM10과 NO2 농도가 특정기 간에 포항 및 울산지역 평균농도보다 높은 수준으로 나타났다.
2. 경주 및 주변지역 대기오염물질의 이동 및 확산에 관한 모델링을 수행한 결과, 포항철강공단지역은 POSCO와 함께 1ㆍ2ㆍ3ㆍ4공단 일부 지역이 PM10과 SO2 영향지역에 포함되는 것으로 판단되며, 포항 남구 해도동, 상대동, 제철동, 장흥동 등은 철강공업 및 대규모 산업시설이 밀집하여 다양한 형태의 대기오염물 질이 고밀도로 배출되어 국지적 대기질을 악화시키고 있는 실정으로 대기오염물질에 직ㆍ간접적인 영향을 받고 있는 지역으로 판단된다.
참고문헌 (19)
Jung, J. H. : A study on reaction characteristic of SO2/NOx simultaneous removal for alkali absorbent/additive in FGD and waste incinerator process, Pusan National University, Ph,D Dissertation, 1999.
Jung, J. H. : Effects of air pollutants on the health/environmental risk assessment and weathering of stone cultural properties in Gyeongju and its vicinities, Daegu Haany University, Ph,D Dissertation, 2008.
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