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NTIS 바로가기한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.18 no.4, 2010년, pp.48 - 53
Roadside measurement of ultrafine particles, black carbon, and NOx was carried out to investigate air pollution at a junction area contaminated with vehicle emissions in Seoul from March 19 to 23, 2007. Diurnal variation of ultrafine particles, black carbon, and
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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대도시 도로변에서 자동차에 의한 대기오염 특징을 분석한 결론은 무엇인가? | 1) 일반 도시 대기 측정결과에 비하여 청량리 교차로 도로변에서 측정한 초미세입자의 수 농도는 상대적으로 고농도이면서 짧은 시간 동안 변동이 매우 컸다. 이러한 특징은 성산로 도로변 측정 결과와 잘 일치하였다. 2) 교통량이 하루 중 최소를 나타내는 새벽 2~4시경에 초미세입자의 수 농도, 검댕 농도 및 NOx 농도 역시 하루 중 최소 농도를 나타냈으며, 교통량이 증가하기 시작할 때 대기오염물질들의 농도도 증가하기 시작하였다. 3) 청량리 교차로 도로변의 초미세입자(20~100 nm) 및 미세입자(100~600 nm)의 일평균 수 농도는 SMPS 내부의 확산손실을 보정한 경우 각각 25,000개/cm3 와 3,500개/cm3 수준이었다. 또한 확산손실을 보정하지 않은 경우 성산로 측정결과와 유사하므로 위 농도 수준이 도로변의 입자 오염 수준일 것으로 판단된다. 4) 도로변에서 측정한 초미세입자의 입경분포는 시간에 따른 변동이 심하였으며, 대부분 60 nm 이하에서 고농도를 나타냈다. 5) 도로변에서 측정한 초미세입자의 주간변화 및 평균 일변화 경향이 검댕 농도 및 NOx 농도의 경향과 잘 일치하였다. 이상과 같은 특징으로부터 도로변은 충분히 희석 되지 못한 고농도의 자동차 배출가스의 영향을 직접적으로 받고 있음을 알 수 있었고, 서울시 주요 도로변의 입자 오염은 도로에 따라 큰 차이가 없음을 알 수 있었다. 향후 이동 측정 차량을 이용하여 교통량이 적은 이면 도로변과 교통량이 많은 혼잡 도로 변의 대기오염도 차이를 밝혀내는 연구를 수행할 예정이다. | |
대도시의 미세먼지의 주요 배출원은 무엇인가? | 서울과 같은 대도시 지역에서 대기오염, 특히 미세먼지의 주요 배출원은 자동차로 알려져 있다. 미국을 비롯하여 유럽 등 선진국에서도 자동차 배출 오염물질의 허용 기준을 점차 강화하고 있으며, 우리나라 자동차 업계도 신속하게 이에 대응하기 위하여 노력하고 있다. | |
SMPS는 어떻게 구성되어있나? | 본 연구에 사용한 측정장비는 기존 연세대 정문앞 성산로 도로변 측정의 장비와 동일하며 아래에 간략히 요약하였다.8,9) 매 5분마다 14~681 nm 범위인 입자의 크기분포를 측정하는데 이용한 SMPS(TSI model 3936)는 DMA(Differential Mobility Analyzer, TSI model 3081)와 UCPC(Ultrafine Condensation Particle Counter, TSI model 3025A)로 구성하여 이동식 캐비닛 내부에 설치하였으며, 지면으로부터약 2 m 높이에 흡입관을 설치하여 진공펌프로 도로변 대기를 등속 흡입하였다. 매 10초마다 NO-NO2 -NOx 농도를 측정한 연속가스분석기(TEI model 42)와 매 5분마다 PM1에 포함된 검댕(black carbon, BC)농도를 측정한 Aethalometer(Magee Scientific model AE-42-7-ER-MC)는 별도의 이동식 캐비닛 내부에 함께 설치하였고, 각 흡입구의 높이는 SMPS의 흡입구 높이와 일치시켰다. |
S. Park and S. Kwon, "UN/ECE/GRPE and PMP Activity," The 2nd Workshop on Vehicle-Related Nanoparticles and Environmental Health, Korea Institute of Science and Technology, pp.3-25, 2008.
최근 경유 자동차에서 배출되는 디젤 초미세입자에 대한 규제 방안이 유럽을 중심으로 활발하게 논의된 후 Euro 5에 반영되어 2011년경 초미세입자의수 농도 규제가 시작될 전망이다.1)
Ministry of Environment, Korea, Elucidation Document to News, Available from http:\\www.me.go.kr/dev/board/download.jsp?idnotice_02&idx149324&filehae20060905.hwp, pp.1-3, 2006.
이러한 국제적인 규제 동향에도 불구하고 서울 대기 중 10 μm 이하인 미세먼지의 질량농도(PM10)에 대한 자동차의 기여도가 절반 수준에도 미치지 못한다는 국내 연구결과가 사회적 이슈로 부각되었다.2)
R. S. Green, S. Smorodinsky, J. J. Kim, R. McLaughlin and B. Ostro, "Proximity of California Public Schools to Busy Roads," Environmental Health Perspectives, Vol.112, No.1, pp.61-66, 2004.
O.-Y. Kwon and Y. S. An, "Temporal and Spatial Distributions of $PM_{10}$ , $NO_x$ and $O_3$ around the Road," J. KOSAE, Vol.22, No.4, pp.440-450, 2006.
국내에서도 자동차 배출가스에 의한 도로변의 대기오염 특성에 대한 연구들이 수행되어 왔으나, 대부분 기체상 물질의 농도와 입자의 질량농도에 국한되었다.4-7)
M.-H. Kim, S.-G. Park and S.-O. Baek, "Characteristics of Atmospheric Concentrations of Volatile Organic Compounds at a Heavytraffic Site in a Large Urban Aera," J. KOSAE, Vol.18, No.2, pp.113-126, 2002.
국내에서도 자동차 배출가스에 의한 도로변의 대기오염 특성에 대한 연구들이 수행되어 왔으나, 대부분 기체상 물질의 농도와 입자의 질량농도에 국한되었다.4-7)
S.-K. Park, S.-D. Kim and J.-H. Kim, "A Study of Concentration Prediction of Automobile Air Pollutant Near the Highway," J. KOSAE, Vol.14, No.6, pp.607-620, 1998.
국내에서도 자동차 배출가스에 의한 도로변의 대기오염 특성에 대한 연구들이 수행되어 왔으나, 대부분 기체상 물질의 농도와 입자의 질량농도에 국한되었다.4-7)
D. Shin, Y. Lim, S. Park and Y. Chung, "Assessment of Health Risk Posed by Organic Substances of Suspended Particulate Matters in a Heavy Traffic Area of Seoul," J. KOSAE, Vol.12, No.5, pp.567-576, 1996.
국내에서도 자동차 배출가스에 의한 도로변의 대기오염 특성에 대한 연구들이 수행되어 왔으나, 대부분 기체상 물질의 농도와 입자의 질량농도에 국한되었다.4-7)
G.-N. Bae, S. Huh, S.-B. Lee, M. An, D. Park and J. Hwang, "Ultrafine Particle Pollution Level at the Roadside of Seoul in Spring," Particle and Aerosol Research, Vol.3, No.1, pp.29-40, 2007.
최근 본 연구팀에서는 서울 서대문구 신촌동 연세대 정문 앞 성산로 도로변에서 SMPS(Scanning Mobility Particle Sizer)와 Aethalometer로 20~600 nm 범위인자의 수 농도와 검댕 농도를 각각 실시간으로 측정하여 자동차의 통행량, 기상 요인 등에 따라 달라지는 대기오염 특징을 밝혀냈다.8,9)
본 연구에 사용한 측정장비는 기존 연세대 정문앞 성산로 도로변 측정의 장비와 동일하며 아래에 간략히 요약하였다.8,9)
4 참조), 2005년 3월에 6일동안 연세대 정문 앞 성산로 도로변에서 측정한 초미세입자의 수 농도 변화도 비슷한 경향을 나타내었다.8)
100 nm보다 큰 미세입자의 수 농도는 상대적으로 변동폭이 작았는데, 이것은 자동차에서 배출되는 입자의 대부분은 100 nm 이하의 초미세입자라는 것을 의미하며, 성산로 측정결과뿐만 아니라 Kittelson 등이 Minnesota freeway에서 측정한 자동차 배출 입자의 입경분포에서도 이러한 특징이 관찰되었다.8,11)
이러한 농도 수준은 성산로에서 측정한 초미세입자의 일평균 농도인 12,926~16,903개/cm3 와 유사하고, 미세입자의 일평균 농도인 4,425~5,061개/cm3 의 약 70%이다.8)
성산로에서 초미세입자 수 농도의 평균 일변화의 경우 새벽 3~5시경에 하루 중 최소 농도가 나타났고, 새벽 5시 이후에 농도가 증가하기 시작하였는데, 이러한 특징은 성산로의 교통량 특징과 잘 일치 하였다.8)
정확하게 비교하기 어렵지만, 성산로 도로변에서 초미세입자를 측정하였던 2005년 3월 측정기간 동안 성산로의 주중 하루 양방향 교통량인 10만대와 청량리의 교통량이 유사한 수준일 것으로 생각된다.8)
S.-B. Lee, G.-N. Bae, S.-M. Park and S.-G. Jung, "Black Carbon Pollution Level at a Roadside of Seoul in Spring," J. KOSAE, Vol.23, No.4, pp.466-477, 2007.
최근 본 연구팀에서는 서울 서대문구 신촌동 연세대 정문 앞 성산로 도로변에서 SMPS(Scanning Mobility Particle Sizer)와 Aethalometer로 20~600 nm 범위인자의 수 농도와 검댕 농도를 각각 실시간으로 측정하여 자동차의 통행량, 기상 요인 등에 따라 달라지는 대기오염 특징을 밝혀냈다.8,9)
본 연구에 사용한 측정장비는 기존 연세대 정문앞 성산로 도로변 측정의 장비와 동일하며 아래에 간략히 요약하였다.8,9)
청량리 도로변의 검댕 평균 농도는 성산로 도로변에서 주중 평균 농도인 8.3 μg/m3에 비하여 20% 정도 낮았다.9)
D. Woo, S.-B. Lee, G.-N. Bae and T. Kim, "Comparison of Ultrafine Particles Monitored at a Roadside Using an SMPS and a TRDMPS," J. KOSAE, Vol.24, No.4, pp.404-414, 2008.
D. B. Kittelson, W. F. Watts and J. P. Johnson, "Nanoparticle Emissions on Minnesota Highways," Atmospheric Environment, Vol.38, pp.9-19, 2004.
G.-N. Bae, M. C. Kim, D.-Y. Lim, K.-C. Moon and N. J. Baik, "Characteristics of Urban Aerosol Number Size Distribution in Seoul during the Winter Season of 2001," J. KOSAE, Vol.19, No.2, pp.167-177, 2003.
청량리 도로변에서 측정한 입자의 일평균 농도에 비하여 2001년 겨울철 서울에서 도로로부터 멀리 떨어진 위치에서 측정한 초미세입자의 수 농도는 상대적으로 매우 낮았고, 변화폭도 상대적으로 작았다.12)
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