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경주지역 석조문화재 풍화에 미치는 대기오염물질의 영향
Effects of air pollutants on the weathering of stone cultural properties in Gyeongju 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.11 no.2, 2010년, pp.597 - 603  

정종현 (서라벌대학 보건의료행정과) ,  정민호 (공주대학교 문화재보존과학) ,  최원준 (한국에너지기술연구원, 온실가스연구센터) ,  서정호 (공주대학교 문화재보존과학) ,  황인조 (대구대학교 환경공학과) ,  손병현 (한서대학교 환경공학과)

초록

경주시의 1~3종에 해당하는 고정배출원에서 배출되는 오염물질 배출량은 PM-10 0.70 ton/yr, $SO_2$ 13.95 ton/yr, NOx 37.12 ton/yr로 조사되었고, 면오염원의 경우 PM-10 1.02 ton/yr, $SO_2$ 13.44 ton/yr, NOx 21.10 ton/yr로 나타났다. 또한 이동오염원의 오염물질 배출량은 PM-10 963.91 ton/yr, $SO_2$ 1415.02 ton/yr, NOx 5612.70 ton/yr로 조사되었다. 경주, 포항 및 주변지역의 대기 중 PM-10, $SO_2$$NO_2$의 농도분포를 확인한 결과, 고농도 지역은 주로 포항철강공단 및 이동오염원 주변이었다. 경주지역의 $SO_2$ 농도는 2006년 0.002 ppm에서 2015년 0.005 ppm으로, $NO_2$는 2006년 0.004 ppm에서 2015년 0.010 ppm으로 증가할 것으로 예측되었다. 이에 대기오염물질을 저감하기 위한 실천방안과 석조문화재를 환경오염물질 및 기타 화학적, 물리적, 생물학적 요인으로 부터 보호하기 위한 실천관리 프로그램이 적극적으로 도입되어야 할 시점으로 사료된다.

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The amount of pollutants from stationary sources of businesses classified into 1-3 type in Gyeongju was found to be 0.70 ton/yr for PM-10, 13.95 ton/yr for $SO_2$, and 37.12 ton/yr for NOx ; with respect to area sources, 1.02 ton/yr for PM-10, 13.44 ton/yr for $SO_2$, and 21.10...

주제어

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문제 정의

  • 또한, 다양한 오염원에 대하여 최근의 국내․외 배출량 산정기법을 적용하여 오염물질 배출량을 체계적으로 산정하였고, 이를 바탕으로 석조문화재 풍화·훼손 인자로 작용하는 다양한 오염원을 확인, 제시하여 석조문화재 보존대책 수립의 기초자료로 활용하고자 한다.
  • 본 연구에서는 경주 주변지역의 석조문화재를 환경오염으로부터 보존하기 위하여 경주지역에서 발생하는 오염물질의 배출현황을 조사하였다. 또한, 다양한 오염원에 대하여 최근의 국내․외 배출량 산정기법을 적용하여 오염물질 배출량을 체계적으로 산정하였고, 이를 바탕으로 석조문화재 풍화·훼손 인자로 작용하는 다양한 오염원을 확인, 제시하여 석조문화재 보존대책 수립의 기초자료로 활용하고자 한다.
  • 본 연구에서는 이동오염원과 공단지역에서 배출되는 오염물질의 영향을 많이 받고 있는 경주역과 시외버스터미널 인근지역에 위치한 노서동 석불입상(문화재자료 11호)과 황오동 삼층석탑(문화재자료 8호)의 풍화상태를 확인하였다. 노서동 석불입상과 황오동 삼층석탑에서 탈락된 암석을 EDX (energy dispersive X-ray analyser)가 부착된 주사전자현미경(SEM, JEOL JSM-6380LV)을 이용하여 변색된 부위에 대한 광물의 조성, 조직 및 화학조성의 변화를 확인하였다.

가설 설정

  • 경주 주변지역 석조문화재의 풍화에 영향을 미치는 대기오염물질 발생원별 배출량 산정은 국립환경과학원의 CAPSS(대기보전정책수립지원시스템) 대기배출량 자료를 활용하였다. 배출규모가 큰 1~3종 배출업소에 대한 공간할당은 각 배출원의 TM 좌표를 GIS상에 입력시킴으로서 공간위치를 배분시켰으며, 시간 할당은 365일 24시간 연속 가동하는 것으로 가정하여 시간적 배출량을 산출하였다. 또한 본 연구에서는 차량이동이 많은 경주역 광장과 용강공단 사거리에서 대기측정차량을 이용하여 1년간 분기별로 대기질을 조사하였으며 경주시 성건동의 환경부 측정 자료와 비교 및 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라 전역에 분포하고 있는 석조문화재의 문제점은? 경주지역을 포함한 우리나라 전역에 분포하고 있는 대분분의 석조문화재는 특별한 보호 시설 없이 수 천년동안 옥외에 위치하고 있어 대기오염물질에 의한 풍화현상, 자연적 기상 변화 및 미생물학적 요인에 의한 풍화·훼손이 급격하게 진행되고 있다. 또한 종교적인 이유로 인위적인 훼손현상과 함께 최근 수십년간 산업화로 인한 환경오염이 가속화되면서 석조문화재의 풍화·훼손이 가중되고 있어 이에 대한 과학적인 보존대책 및 접근방법이 매우 시급한 실정이다[1-8].
대기질 배출원 및 배출량 등을 조사한 결과는 어떠한가? 1. 노서동 석불입상 및 황오동 삼층석탑의 SEM 및 EDS 물성분석 결과, 광물의 결합이 많이 약해져 있음을 확인할 수 있었고 S성분이 검출되어 노서동석불입상에 인위적인 오염원이 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 황오동 삼층석탑의 표면에서 풍화작용에 의하여 이차적으로 생성된 철수산화물 및 점토광물이 관찰되었다. 2. 고정오염원의 배출현황을 조사한 결과, 경주시의 1∼3종에 해당하는 고정배출원에 배출되는 오염물질의 배출량은 PM-10 0.70 톤/년, SO2 13.95 톤/년, NOx 37.12 톤/년으로 조사되었고, 면오염원 대기오염물질 배출량은 PM-10 1.02 톤/년, SO2 13.44 톤/년, NOx 21.10 톤/년으로 조사되었다. 도로 이동오염원에 대한 각각의 오염물질 배출량을 산정한 결과, 배출량은 PM-10 963.91 톤/년, SO2 1415.02 톤/년, NOx 5612.70 톤/년으로 조사되었다. 3. 경주, 포항 및 주변지역의 대기질 농도분포를 확인한 결과, 고농도 지역은 주로 포항철강공단 및 도로 이동오염원 주변으로 확산이 일어나는 것을 알 수있었으며, 경주지역의 SO2 농도는 2006년 0.002 ppm에서 2015년 0.005 ppm으로 증가하고 NO2 농도는 0.004 ppm에서 2015년 0.010 ppm으로 증가할 것으로 예측되었다.
암석의 풍화는 어떻게 일어나는가? 암석의 풍화는 오랜 기간 동안 지표의 환경과의 끊임없는 반응에 의하여 일어나며, 석조문화재의 풍화, 훼손 원인을 제거하여 더 이상 훼손되지 않도록 하는 것이 석조문화재를 보존하는 최적의 방안이 되기 때문에 암석의 훼손 원인을 정확히 밝히는 일은 석조문화재의 보존방안을 세우는데 대단히 중요하다.
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참고문헌 (10)

  1. Jung, J. H. : A study on reaction characteristic of $SO_2/NO_X$ simultaneous removal for alkali absorbent/additive in FGD and waste incinerator process. Pusan National University, Ph.D Dissertation, 1999. 

  2. 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. 

  3. 정종현, 정민호, 손병현, 이근직, 서정민, 김현규 :불국사 석조문화재 풍화.훼손 특성-다보탑과 불국사 삼층석 탑을 중심으로-, 신라문화, 제31집, 107-135, 2008. 

  4. 정종현, 정민호, 최원준, 손병현, 장혁상 : 경주 원원사 지 동.서 삼층석탑 풍화.훼손 요인, 신라문화, 제33집, 175-206, 2009. 

  5. 정종현, 손병현, 정민호, 임헌호, 김경원, 김현규 : 해수와 대기오염물질이 석조문화재에 미치는 영향 -감은사 지 삼층석탑을 중심으로, 한국환경보건학회지, 33(4), Vol. 33, No. 4, pp. 325-337, 2007. 

  6. 정종현, 정민호, 손병현 : 경주지역 석조문화재 풍화. 훼손 특성, 신라문화, 제30집, Vol. 30, pp. 243-272, 2007. 

  7. 최봉욱, 정종현, 최원준, 전창재, 손병현 : 발생원에 근 거한 울산지역의 대기중금속 분포특성 및 발암위해성 평가, 한국환경보건학회지. Vol. 32, No. 5, pp. 522-531, 2006. 

  8. 최봉욱, 정종현, 최원준, 손병현, 오광중 : 오염원 및 기상 조건에 따른 울산지역의 고농도 대기오염 분포 특성, 한국환경보건학회지, Vol. 32, No. 4, pp. 324-335, 2006. 

  9. 정종현, 최석규, 손병현, 이강우, 이형근 : 대기오염에 의한 경주권역 석조문화재 훼손 현황 조사. 대한환경공학회 춘계학술연구발표회 논문집 II, pp. 161-162, 2002. 

  10. 정종현, 최석규, 손병현, 이강우, 정우식, 이형근 : 경주 권역으로의 대기오염물질 이동 및 석조문화재 훼손. 대한환경공학회 춘계학술연구발표회 논문집 II, pp. 1016 -1018, 2004. 

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