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문제 정의
- 본 연구에서는 먼저 저감사업이 진행된 기간을 포함한 2000 년∼2009 년의 대기오염물질의 국가배경 농도 및 도로변 농도 측정망의 PM10자료를 각각 구분하여 그 변화 추이 및 특징을 살펴보았다.
- 본 연구에서는 현재 수집 가능한 측정망 자료인 국가 배경농도와 도로변 대기질 측정망 자료를 이용하여 저감사업과 연관시켜 그 효과를 해석하였다. 먼저 저감사업 기간의 수도권 도로변 자료로부터 주요 간선 도로의 시계열 농도 자료를 해석하고, 도로변 자료로부터 국가배경농도의 변화 경향을 적절히 제거하여 외부 요인을 제거한 순수 도로변 시계열 농도의 퍼센타일을 분석하였다.
가설 설정
- 무엇보다도 수도권의 도시배경(urban background) 농도 수준과 그 연변화 경향을 파악하기가 어려운데, 이는 도시 배경 농도 측정소 수가 적고 그 결과 또한 최근에 와서야 수집되고 있기 때문이다. 따라서 도시 배경 농도는 그 수준이 이미 상당하더라도, 그 연변화는 충분히 적어서 도로변 측정망자료의 연변화 경향에는 영향을 주지 않는 것으로 가정하여 본 연구를 진행하였다. 이러한 가정을 통해 도로변 측정소에서 측정한 농도와 국가 배경대기 측정소에서 관측한 농도의 연변화 경향만을 분석하면, 운행 경유차의 배출량에 의한 경향을 정량화할 수 있을 것이다.
- 11)이 얼마나 통계적으로 신뢰도가 있고 유의한지를 검증하기 위하여 Student-t test를 수행하였다. 여기서 검증하고자 하는 가설은 저감사업 도입 후 PM10 농도가 매년 줄어들고 있다는 내용을 대립가설로 설정하고 단측 검증을 수행하였다. 자료 수(N) = 24 시간 × 365 일 × 6 년 × 지역별 측정소 개수를 이용하였고, 자유도는 N-1의 t-분포를 이루게 된다.
제안 방법
- 국가 배경농도 자료를 이용하여 수도권 도로변 측정소 농도에 기여한 장거리 이동에 의한 농도를 제거한 도로변 농도의 연변화 경향을 분석하였다. 국가배경농도의 연변화 경향은 수도권에 가깝고 중국의 영향을 가장 직접적으로 측정하였다고 판단되는 충남 파도리 측정소의 측정농도 자료로부터 추출하였다.
- 국가배경농도의 연변화 경향은 수도권에 가깝고 중국의 영향을 가장 직접적으로 측정하였다고 판단되는 충남 파도리 측정소의 측정농도 자료로부터 추출하였다. 그 결과 수도권 도로변 대기질 측정소의 자료에서 외부 요인 중에서 장거리 이동 효과를 포함하는 국가 배경농도를 제거한 후 그 연변화 특징을 분석하였다. 국가 배경 농도를 제거한 도로변 측정소 PM10 농도의 중위값의 연변화 경향은 서울지역의 경우 2004 년 이후 2009 년간 약 20 ㎍/㎥ 감소하여, 연감소율 -3.
- 도로변 측정 자료는 그 시계열을 서울, 경기, 인천 지역으로 구분하여 분석하였고, 세 지역을 통합한 수도권 전체(13 개 측정소)에 대한 평균 변화경향도 살펴보았다. 시계열 그래프상의 분위수(%il)의 표기는 Fig.
- 본 연구에서는 현재 수집 가능한 측정망 자료인 국가 배경농도와 도로변 대기질 측정망 자료를 이용하여 저감사업과 연관시켜 그 효과를 해석하였다. 먼저 저감사업 기간의 수도권 도로변 자료로부터 주요 간선 도로의 시계열 농도 자료를 해석하고, 도로변 자료로부터 국가배경농도의 변화 경향을 적절히 제거하여 외부 요인을 제거한 순수 도로변 시계열 농도의 퍼센타일을 분석하였다. 그 결과 시행된 저감정책의 효과를 분석하고, 나아가 통계적 기법을 도입하여 분석된 결과의 신뢰도를 체크하였다.
- 자료 수(N) = 24 시간 × 365 일 × 6 년 × 지역별 측정소 개수를 이용하였고, 자유도는 N-1의 t-분포를 이루게 된다. 본 연구에서는 2004 년 이후의 자료뿐만 아니라 수집된 모든 자료, 즉 2000 년 이후자료에 대해서도 동일하게 적용하여 분석하였다.
- 본 연구의 분석에 사용된 자료는 모두 시간평균자료를 사용하였으나, 청계천과 신사동 등 일부 측정소에서 음(-)의 값을 나타낸 것은 측정된 시간평균 농도의 변동 폭이 크거나 극한 값이 반영되었을 소지가 있다고 판단되어 시간평균자료가 아닌 일평균 자료로 환산하여 중위값을 추출하여 그 변동성을 계산하였다. 그 결과 시간평균 자료 처리 결과에서 나타난 음(-)의 중위값은 크게 줄었으며 (특히 신사동 측정소) 그 연변화 경향은 Fig.
- 분석 기간 매일 매시간 수도권 도로변 측정망 자료에서 충남 파도리 측정소 자료를 감한 순수 도로변 계산 농도, 즉 ‘순수 도로변 계산 농도’= ‘도로변 측정농도’-‘국가배경농도‘로 정의하고, 계산된 농도 경향을 동일한 방법으로 분석하였다.
- 운행경유차 저감사업의 효과를 평가하기 위하여 황사일을 제외한 수도권지역 도로변 측정망 PM10 자료로부터 연변화 경향을 분석하였다. 그 결과 먼저 서울지역에서는 저감사업이 시행된 이후에는 연평균 농도가 둔화 혹은 감소하는 경향을 보였다.
- 즉 PM10 농도의 시계열 자료 분석을 수행하여 연도별 평균(mean), 중위값(median), 그리고 분위수(%ile; percentile) 중에서 5 %ile, 25 %ile, 50 %ile, 75 %ile, 95 %ile 농도의 연변화 경향을 살펴보았다. 이후 도로변 농도 자료로부터 국가배경영향을 제거한 순수한 도로변 PM10 농도를 도출하여 연도별 5 %ile, 25 %ile, 50 %ile, 75 %ile, 95 %ile의 변화 경향을 최종 분석함으로써, 저감사업의 영향을 해석하였다. 또한 해석된 결과의 신뢰도 분석을 위해 Student-t 테스트와 Mann-Whitney U 테스트를 수행하여 도로변 대기측정망 및 국가 배경농도 측정망에서 측정된 먼지의 질량농도의 시간변화 추이를 통계적으로 체크하였다.
- 자료 수(N) = 24 시간 × 365 일 × 6 년 × 지역별 측정소 개수를 이용하였고, 자유도는 N-1의 t-분포를 이루게 된다.
- 자료를 각각 구분하여 그 변화 추이 및 특징을 살펴보았다. 즉 PM10 농도의 시계열 자료 분석을 수행하여 연도별 평균(mean), 중위값(median), 그리고 분위수(%ile; percentile) 중에서 5 %ile, 25 %ile, 50 %ile, 75 %ile, 95 %ile 농도의 연변화 경향을 살펴보았다. 이후 도로변 농도 자료로부터 국가배경영향을 제거한 순수한 도로변 PM10 농도를 도출하여 연도별 5 %ile, 25 %ile, 50 %ile, 75 %ile, 95 %ile의 변화 경향을 최종 분석함으로써, 저감사업의 영향을 해석하였다.
- 본 연구에서는 저감사업 평가 측면에서, 풍상측인 중국에서 수도권으로 장거리 이동되는 영향을 제거하기 위한 것이 목적이므로 측정소 중에서 상대적으로 수도권과 중국에 가까운 충남 파도리 측정소의 자료를 이용하였다. 즉 수도권 도로변 대기질 측정소의 연변화 경향에서 장거리 이동량을 국가 배경농도 경향에서 찾고, 이 영향을 제거하여 최종 나타나는 시계열 변화를 분석하였다.
- 네 곳 중에서 충남 파도리, 거제 저구리, 제주 고산 측정소는 풍상측(특히 중국) 대기오염물질이 우리나라로 유입되는 농도를 정량화하기 위한 측정소이며, 울릉도에 소재한 태하동 측정소는 우리나라에서 풍하측으로 유출되는 대기오염물질을 측정하기 위하여 운영되는 측정소이다. 지금까지 운영되어 측정된 PM10 농도의 연변화 경향을 살펴보기 위하여 2000 년 이후 최근까지의 국가 배경 측정농도의 시계열을 분석하였다.
대상 데이터
- 2에 제시하였고, Table 2에 각 측정소 정보를 수록하였다. Table 2에 제시한 바와 같이 본 연구에 사용된 수도권 도로변 측정망은 자료가 일정기간 이상 축적된 서울(7개 측정소; 서울역, 청계천, 동대문, 청량리, 신촌, 영등포, 신사동), 인천(2개 측정소; 부평역, 석바위), 경기도(4개 측정소;동수원, 계남공원, 모란역, 마두역)이다. 분석 기간은 저감사업이 진행된 기간을 포함한 2000 년부터 2009 년까지이며 매 시간 측정된 PM10 자료는 특별한 여과과정 없이 그대로 사용하였다.
- 국가 배경농도 자료를 이용하여 수도권 도로변 측정소 농도에 기여한 장거리 이동에 의한 농도를 제거한 도로변 농도의 연변화 경향을 분석하였다. 국가배경농도의 연변화 경향은 수도권에 가깝고 중국의 영향을 가장 직접적으로 측정하였다고 판단되는 충남 파도리 측정소의 측정농도 자료로부터 추출하였다. 그 결과 수도권 도로변 대기질 측정소의 자료에서 외부 요인 중에서 장거리 이동 효과를 포함하는 국가 배경농도를 제거한 후 그 연변화 특징을 분석하였다.
- 이 정책은 배출량이 많은 노후 차량에 대하여 매연저감장치 부착(DPF, p-DPF, DOC) 또는 저공해엔진개조를 의무화하는 것을 주요 내용으로 하고 있다. 대상 노후 차량은 수도권 대기관리권역에 등록된 경유차 중 배출가스 보증기간(총중량 3.5 톤 이상 2 년, 총중량 3.5 톤 미만 5 년)이 지난 경유자동차 중에서 배출가스 정밀검사결과 기준을 초과한 차량뿐만 아니라, 서울시 경유자동차 저공해 촉진 및 지원 등에 관한 조례에 의거하여 사업시행 의무화 대상 차량을 모두 포함한다. 이 외에도 저감사업에는 일정 차령 이상된 경유차량 소유자를 조기에 폐차하도록 유도하기 위하여 대상 차량에 대하여 환경개선부담금 등 각종 보조금을 지원받거나 환경개선부담금을 면제시켜주는 정책도 포함되어 있다.
- 본 연구에 사용된 자료는 수도권 도로변 대기측정망 및 국가배경농도 측정망에서 측정된 시간별 PM10 농도이며, 측정소 지점은 Fig. 2에 제시하였고, Table 2에 각 측정소 정보를 수록하였다. Table 2에 제시한 바와 같이 본 연구에 사용된 수도권 도로변 측정망은 자료가 일정기간 이상 축적된 서울(7개 측정소; 서울역, 청계천, 동대문, 청량리, 신촌, 영등포, 신사동), 인천(2개 측정소; 부평역, 석바위), 경기도(4개 측정소;동수원, 계남공원, 모란역, 마두역)이다.
- 본 연구에서는 저감사업 평가 측면에서, 풍상측인 중국에서 수도권으로 장거리 이동되는 영향을 제거하기 위한 것이 목적이므로 측정소 중에서 상대적으로 수도권과 중국에 가까운 충남 파도리 측정소의 자료를 이용하였다. 즉 수도권 도로변 대기질 측정소의 연변화 경향에서 장거리 이동량을 국가 배경농도 경향에서 찾고, 이 영향을 제거하여 최종 나타나는 시계열 변화를 분석하였다.
- Table 2에 제시한 바와 같이 본 연구에 사용된 수도권 도로변 측정망은 자료가 일정기간 이상 축적된 서울(7개 측정소; 서울역, 청계천, 동대문, 청량리, 신촌, 영등포, 신사동), 인천(2개 측정소; 부평역, 석바위), 경기도(4개 측정소;동수원, 계남공원, 모란역, 마두역)이다. 분석 기간은 저감사업이 진행된 기간을 포함한 2000 년부터 2009 년까지이며 매 시간 측정된 PM10 자료는 특별한 여과과정 없이 그대로 사용하였다. 다만 분석 기간 황사가 발생한 날(Table 3)은 본 연구에서 제외하였다.
데이터처리
- 아울러 서울의 경우 동일한 방법으로 농도 감소율이 없는 경우와 유의적인 차이가 있는지를 검증하기위하여 Mann-Whitney U Test를 추가로 수행하였다. Mann-Whitney U Test는 두 모집단으로부터 독립적 확률표본이 취해질 때, 두 모집단 사이에 유의한 차이가 있는지를 검정하기 위해 사용되는 통계기법인데, 이 기법을 적용해 본 결과 서울의 경우 유의 수준 5 % 이내의 유의적인 효과가 있음을 확인하였고, 이는 Student-t test와 유사한 결과임을 확인할 수 있었다.
- 먼저 저감사업 기간의 수도권 도로변 자료로부터 주요 간선 도로의 시계열 농도 자료를 해석하고, 도로변 자료로부터 국가배경농도의 변화 경향을 적절히 제거하여 외부 요인을 제거한 순수 도로변 시계열 농도의 퍼센타일을 분석하였다. 그 결과 시행된 저감정책의 효과를 분석하고, 나아가 통계적 기법을 도입하여 분석된 결과의 신뢰도를 체크하였다.
- 이후 도로변 농도 자료로부터 국가배경영향을 제거한 순수한 도로변 PM10 농도를 도출하여 연도별 5 %ile, 25 %ile, 50 %ile, 75 %ile, 95 %ile의 변화 경향을 최종 분석함으로써, 저감사업의 영향을 해석하였다. 또한 해석된 결과의 신뢰도 분석을 위해 Student-t 테스트와 Mann-Whitney U 테스트를 수행하여 도로변 대기측정망 및 국가 배경농도 측정망에서 측정된 먼지의 질량농도의 시간변화 추이를 통계적으로 체크하였다.
- 인천지역의 경우 농도 감소 경향은 의미있는 통계적 신뢰 수준을 확보하지 못하였으며, 경기지역의 경우 그 감소 경향이 90 % 수준으로 확보되었으나, 최근 자료의 변동 폭이 커서 장기간의 자료 확보가 필요할 것으로 판단된다. 아울러 서울의 경우 동일한 방법으로 농도 감소율이 없는 경우와 유의적인 차이가 있는지를 검증하기위하여 Mann-Whitney U Test를 추가로 수행하였다. Mann-Whitney U Test는 두 모집단으로부터 독립적 확률표본이 취해질 때, 두 모집단 사이에 유의한 차이가 있는지를 검정하기 위해 사용되는 통계기법인데, 이 기법을 적용해 본 결과 서울의 경우 유의 수준 5 % 이내의 유의적인 효과가 있음을 확인하였고, 이는 Student-t test와 유사한 결과임을 확인할 수 있었다.
- 4 ㎍/㎥/year로 계산되었다. 이렇게 계산된 농도 감소율(Fig. 11)이 얼마나 통계적으로 신뢰도가 있고 유의한지를 검증하기 위하여 Student-t test를 수행하였다. 여기서 검증하고자 하는 가설은 저감사업 도입 후 PM10 농도가 매년 줄어들고 있다는 내용을 대립가설로 설정하고 단측 검증을 수행하였다.
성능/효과
- 전반적으로 7 개 측정소의 퍼센타일 수준은 모두 감소 경향을 보였는데, 그 감소 수준은 미미하였고 고농도에서 상대적으로 더 뚜렷한 감소 현상을 확인할 수 있었다. 7 개 측정소를 모두 산술 평균하여 조사한 농도 경향 또한 2004 년 이후 2007 년까지는 감소율이 2.5 ㎍/㎥로서 매우 적은 감소 경향을 보인 반면 2007 년 이후인 2008-2009 년에는 그 감소율이 평균 4.7 ㎍/㎥로서 매우 주목할 만한 감소 경향을 확인할 수 있었다.
- 6 ㎍/㎥로서 소폭이긴 하지만 음(-)의 값을 보여 저감사업으로 인한 농도 저감효과가 이미 극대화되었음을 반증하였다. 각 측정소별 중위값의 연변화 경향은 국가 배경 농도를 제거하기 이전의 도로변 측정 자료의 중위값의 연 변화 경향보다 더 뚜렷한 감소 경향을 확인 할 수 있고, 그 감소형태도 대부분 선형적인 경향을 보였다. 저감사업이 시행된 2004년 이후를 살펴보면, 신사동 측정소에서의 감소 경향이 제일 크게 나타났고 (연평균 감소율 -6.
- 경기도의 도로변 PM10 농도 경향(Fig. 6)은 동수원과 마두역 측정소에서는 감소 경향을, 부천 계남 공원 측정소에서는 큰 변화 없이 일정한 경향을, 그리고 성남 모란역 측정소에서는 2004 년에 비해 소폭 증가한 이후 일정한 농도 수준을 유지하는 경향을 보였다.
- 4). 고농도인 95 %ile 농도는 모든 측정소에서 다른 어떤 분위수보다 제일 뚜렷한 감소 경향을 확인 할 수 있는 데, 저감사업 시행 이전인 2003 년 기준으로 연 평균 4.9 ㎍/㎥의 감소율을 보였다. 전반적으로 7 개 측정소의 퍼센타일 수준은 모두 감소 경향을 보였는데, 그 감소 수준은 미미하였고 고농도에서 상대적으로 더 뚜렷한 감소 현상을 확인할 수 있었다.
- 네 측정소 모두 2004 년보다 2005 년에 더 높은 농도를 보였고, 저감 사업을 시작한 그 다음 해인 2005 년 이후에는 다소 감소하는 경향을 보였다. 그 감소 경향은 동수원 측정소에서 가장 높게 나타났으며(연평균 감소율 -4.4 ㎍/㎥/year), 그 다음으로 고양 마두역 측정소에서 나타났고(연평균 감소율 -2.9 ㎍/㎥/year), 경기지역 전체 감소율은 -2.4 ㎍/㎥/year로 계산되었으나, 매년 변화율의 경향은 선형적으로 감소한 서울과는 달리 일정한 경향을 보이지는 않았다. 특히 성남 모란역 측정소와 부천 계남공원 측정소에서는 최근 년도에는 오히려 그 직전 년도보다 오히려 높게 나타났고 그 변동성도 크게 나타나, 인천지역과 마찬가지로 보다 많은 자료 확보가 필요할 것으로 판단된다.
- 8은 서울지역의 순수 도로변 PM10 중위값의 연변화 경향을 나타낸 그림이다. 그 결과 2004 년 이후 순수 도로변 PM10 평균 중위값은 -2.2 ㎍/㎥～27.0 ㎍/㎥로서 크지 않은 범위를 확인 할 수 있었다. 특히 청계천 측정소와 신사동 측정소에서는 2009 년 각각 -1.
- 자료로부터 연변화 경향을 분석하였다. 그 결과 먼저 서울지역에서는 저감사업이 시행된 이후에는 연평균 농도가 둔화 혹은 감소하는 경향을 보였다. 서울지역은 거의 모든 측정소에서 평균값과 중위값 모두 그 연변화 경향이 감소하였고, 5 %ile, 10 %ile, 25 %ile, 75 %ile, 90 %ile, 95 %ile 모두 다소의 차이는 있으나 감소하는 경향을 확인하였다.
- 그 결과 서울, 인천, 경기도는 지역 자료마다 그 변동성이 다르게 나타났는데, 서울지역의 경우 2004 년 이전 자료까지 모두 포함한 기간, 즉 2000 년 이후 자료를 모두 포함한 결과는 모든 지역에서 90 %의 신뢰도를 확보하지 못하였다. 그러나 저감사업이 시행된 2004 년 이후 자료만을 이용하여 통계적인 유의 수준을 계산해 본 결과 서울지역에서는 사업에 따른 농도 감소 연변화 경향은 95 % 신뢰도를 확보하였다(Table 4).
- 본 연구의 분석에 사용된 자료는 모두 시간평균자료를 사용하였으나, 청계천과 신사동 등 일부 측정소에서 음(-)의 값을 나타낸 것은 측정된 시간평균 농도의 변동 폭이 크거나 극한 값이 반영되었을 소지가 있다고 판단되어 시간평균자료가 아닌 일평균 자료로 환산하여 중위값을 추출하여 그 변동성을 계산하였다. 그 결과 시간평균 자료 처리 결과에서 나타난 음(-)의 중위값은 크게 줄었으며 (특히 신사동 측정소) 그 연변화 경향은 Fig. 8의 시간 평균 자료를 이용한 결과와 거의 일치함을 확인하였다(그림으로 나타내지 않았음). 결국 서울지역만 놓고 볼 때 농도의 감소 경향은 뚜렷이 확인이 되고 있으나, 평균 감소율이 -3.
- 10에 나타내었다. 네 측정소 모두 2004 년보다 2005 년에 더 높은 농도를 보였고, 저감 사업을 시작한 그 다음 해인 2005 년 이후에는 다소 감소하는 경향을 보였다. 그 감소 경향은 동수원 측정소에서 가장 높게 나타났으며(연평균 감소율 -4.
- 두 측정소의 산술 평균된 연변화 또한 25∼75 %ile, 10∼90 %ile, 5∼95 %ile 농도차의 변화 폭이 줄어드는 경향을 확인할 수 있을 뿐, 특별한 변화 경향을 찾기는 힘들었다.
- 5). 또한 5 %ile, 10 %ile, 25 %ile 농도에서도 부평역 측정소에서는 2004 년 이후 유지되는 경향을, 석바위 측정소에서는 소폭 증가하는 경향을 보였다. 고농도인 75 %ile, 90 %ile, 95 %ile 역시 부평역 측정소에서는 2004 년 이후 특별한 경향을 찾기 힘든 반면, 석바위 측정소에서는 역시 소폭 증가하는 경향을 보여, 서울지역의 도로변 측정소 자료와 매우 다른 양상을 보였다.
- 4 수준이고 그 연변화 경향은 크지는 않지만 측정소별 다양하였다. 또한 도로변 측정소와는 달리, 국가배경농도 측정소에서는 모든 측정소에서, 낮은 분위값인 5 %ile, 10 %ile, 25 %ile과 높은 분위값인인 75 %ile, 90 %ile, 95 %ile 농도가 모두 평균 혹은 중위값과 대부분 일치하는 경향을 보였다. 이는 측정소의 주변영향이 적어 국가 배경 농도만을 측정하기 위한 측정소 본래의 목적에 잘 부합되는 결과로 보이며, 장거리 이동에 의한 배경농도 변동 폭이 일정하여 장기적인 안목에서 국가 배경 농도의 영향을 정확히 분석할 수 있는 가능성을 암시한다.
- 0 ㎍/㎥)에서는 유사한 농도 수준을 보였다. 본 연구의 집중 분석 기간인 2004 년 이후의 중위값 농도 경향은 연변화 경향이 강하여 그 증감 경향을 가늠하기 힘든 거제 저구리 측정소를 제외하고는 충남 파도리 측정소에서는 일정 수준을 유지하였고, 울릉도 태하동 측정소와 제주 고산 측정소에서는 소폭 증가하는 경향을 보였으며 그 증가폭은 울릉도 태하동 측정소에서 더 크게 나타났다. 네 곳 모두 그 중위값은 43.
- 서울지역의 5 %ile, 10 %ile, 25 %ile의 연변화 경향은 신사동 측정소의 현저한 감소 경향을 제외하고는 모든 측정소에서 뚜렷한 경향 없이 소폭 감소하였다. 상대적으로 고농도인 75 %ile, 90 %ile, 95 %ile에서도 다소의 차이는 있으나 역시 모두 현저하게 감소하는 경향을 보였으며, 신사동, 청량리 측정소에서 그 감소율이 평균 5.0 ㎍/㎥와 평균 3.7 ㎍/㎥로서 특히 그 감소 경향이 뚜렷하였다 (Fig. 4). 고농도인 95 %ile 농도는 모든 측정소에서 다른 어떤 분위수보다 제일 뚜렷한 감소 경향을 확인 할 수 있는 데, 저감사업 시행 이전인 2003 년 기준으로 연 평균 4.
- 그 결과 먼저 서울지역에서는 저감사업이 시행된 이후에는 연평균 농도가 둔화 혹은 감소하는 경향을 보였다. 서울지역은 거의 모든 측정소에서 평균값과 중위값 모두 그 연변화 경향이 감소하였고, 5 %ile, 10 %ile, 25 %ile, 75 %ile, 90 %ile, 95 %ile 모두 다소의 차이는 있으나 감소하는 경향을 확인하였다. 그러나 인천지역에서는 연변화에 있어서 감소 경향을 확인하기는 어려웠는데, 측정소가 2 개소에 불과하여 자료 확보 차원과 통계적 해석차원에서도 모두 어려움이 있었고, 따라서 충분한 자료 축적 이후에야 의미있는 결과가 도출할 수 있을 것으로 판단된다.
- 4에 나타내었다. 연 변화 경향은 7개 측정소(서울역, 청계천, 동대문, 청량리, 신촌, 영등포, 신사동) 모두 저감사업이 시작된 2004년 이전까지는 PM10연 평균(mean)농도가 전체적으로 상승 혹은 특정 농도 수준을 유지되는 특성을 보였으나, 사업이 시행된 이후에는 연평균 농도의 증가 추세가 둔화, 혹은 소폭으로 감소하는 경향을 보였다. 측정소별로 살펴보면, 2004 년 이후 청계천, 동대문, 신촌, 신사동의 평균(mean)농도는 감소 경향을, 그리고 서울역, 청량리, 영등포 측정소에서는 큰 감소 경향은 보이지 않고 전반적으로 변화율이 정체되는 경향을 보였다.
- 그러나 그 연변화는 감소 경향을 확인하기는 어려웠다. 오히려 부평역 측정소에서 측정된 농도는 2004 년 이후 소폭 높아진 경향을 보였고, 인천 석바위 측정소에서는 2005 년 감소 이후 최근까지 변화 없이 일정한 농도를 유지하는 경향을 보였다(Fig. 5). 또한 5 %ile, 10 %ile, 25 %ile 농도에서도 부평역 측정소에서는 2004 년 이후 유지되는 경향을, 석바위 측정소에서는 소폭 증가하는 경향을 보였다.
- 또한 도로변 측정소와는 달리, 국가배경농도 측정소에서는 모든 측정소에서, 낮은 분위값인 5 %ile, 10 %ile, 25 %ile과 높은 분위값인인 75 %ile, 90 %ile, 95 %ile 농도가 모두 평균 혹은 중위값과 대부분 일치하는 경향을 보였다. 이는 측정소의 주변영향이 적어 국가 배경 농도만을 측정하기 위한 측정소 본래의 목적에 잘 부합되는 결과로 보이며, 장거리 이동에 의한 배경농도 변동 폭이 일정하여 장기적인 안목에서 국가 배경 농도의 영향을 정확히 분석할 수 있는 가능성을 암시한다.
- 이상의 도로변 자료의 감소 경향은 2004 년 이후 기준으로 서울지역 -3.2 ㎍/㎥/year, 인천지역 0.14 ㎍/㎥/year, 경기지역 -2.4 ㎍/㎥/year로 계산되었다. 이렇게 계산된 농도 감소율(Fig.
- 저감사업의 효과에 의한 미세먼지 농도 감소율이 통계적으로 얼마나 유의한지를 검증하기 위하여 Student-t test를 수행해 본 결과, 서울지역에서는 저감사업이 시작된 이후 유의 수준 95 % 정도를 확보하였으나, 인천 지역에서는 감소 경향을 찾지 못하였고 오히려 증가하는 경향을 확인하였으며, 경기지역에서는 2004 년 이후 농도 감소 경향이 확보되었으나, 최근 자료의 변동 폭이 커서 장기간의 자료 확보가 필요할 것으로 판단된다.
- 9 ㎍/㎥의 감소율을 보였다. 전반적으로 7 개 측정소의 퍼센타일 수준은 모두 감소 경향을 보였는데, 그 감소 수준은 미미하였고 고농도에서 상대적으로 더 뚜렷한 감소 현상을 확인할 수 있었다. 7 개 측정소를 모두 산술 평균하여 조사한 농도 경향 또한 2004 년 이후 2007 년까지는 감소율이 2.
- 0 ㎍/㎥의 평균(mean)농도의 감소율을 보였다. 중위값 또한 그 농도의 절대치가 평균치보다 적게 나타났을 뿐, 전체적으로 서울지역 전체 평균 농도와 유사한 경향을 보였다.
- 연 변화 경향은 7개 측정소(서울역, 청계천, 동대문, 청량리, 신촌, 영등포, 신사동) 모두 저감사업이 시작된 2004년 이전까지는 PM10연 평균(mean)농도가 전체적으로 상승 혹은 특정 농도 수준을 유지되는 특성을 보였으나, 사업이 시행된 이후에는 연평균 농도의 증가 추세가 둔화, 혹은 소폭으로 감소하는 경향을 보였다. 측정소별로 살펴보면, 2004 년 이후 청계천, 동대문, 신촌, 신사동의 평균(mean)농도는 감소 경향을, 그리고 서울역, 청량리, 영등포 측정소에서는 큰 감소 경향은 보이지 않고 전반적으로 변화율이 정체되는 경향을 보였다. 제일 큰 감소폭을 보인 측정소는 신사동으로서, 2004 년 56.
- 9). 평균적으로는 최근으로 갈수록 그 변화 폭이 적어지는 경향을 보였으며, 감소율 또한 -0.4 ㎍/㎥/year 정도로 미미하게 나타났다. 이것은 여러 측면에서 그 원인을 찾아볼 수 있는데, 인천 지역은 해안 지역에 인접한 인천 지역의 지리적 특성상 서해상으로부터 이동해 오는 해염입자 등의 외부 요인의 연변화 경향이 다를 수 있는 사실과, 해륙풍 등 지역풍의 영향 등 다른 지역에 비해 더 많은 외부 요인이 존재하여 도로변 자료의 연변화 경향에 기여하였을 가능성, 그리고 다소 거리가 있는 충남파도리 국가배경농도측정소 자료의 시계열 변화가 중국과 제일 인접한 인천의 경우를 잘 대표하지 못하였을 가능성, 그리고 본 연구에서 일정하다고 가정한 도시 배경농도의 연변화 경향이 해안지역인 인천에서는 그 변동 폭이 크거나 다르게 나타날 수 있는 가능성 등이 존재할 수 있다.
후속연구
- 그러나 인천 지역과 함께 경기도 지역 측정소 역시 측정소 수가 적어 통계적 해석에 유의할 필요가 있으며, 충분한 자료를 우선 확보한 후 배경농도의 경향을 종합적으로 고려하는 분석이 필요할 것으로 판단된다
- 9 ㎍/㎥/year로 계산되었으며, 따라서 이러한 소폭의 감소 경향은 정책 효율적 측면에서 운행경유차 저감사업에 대한 비용-편익(cost-effectiveness) 평가 연구가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 저공해 사업 시행의 타당성 평가뿐만 아니라 향후 시행될 보다 효율적인 대기질 개선 정책 연구에 중요한 기초 자료가 될 것으로 판단된다.
- 따라서 도시 배경 농도는 그 수준이 이미 상당하더라도, 그 연변화는 충분히 적어서 도로변 측정망자료의 연변화 경향에는 영향을 주지 않는 것으로 가정하여 본 연구를 진행하였다. 이러한 가정을 통해 도로변 측정소에서 측정한 농도와 국가 배경대기 측정소에서 관측한 농도의 연변화 경향만을 분석하면, 운행 경유차의 배출량에 의한 경향을 정량화할 수 있을 것이다.
- 4 ㎍/㎥/year로 측정소 수가 적은 인천을 제외하면 약 -(2∼3)㎍/㎥/year의 감소율을 기록하였으며, 서울의 경우 소폭이지만 그 감소율이 매우 꾸준하였다. 지역 구분 없이 수도권 전체의 평균 감소율은 -2.9 ㎍/㎥/year로 계산되었으며, 따라서 이러한 소폭의 감소 경향은 정책 효율적 측면에서 운행경유차 저감사업에 대한 비용-편익(cost-effectiveness) 평가 연구가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 저공해 사업 시행의 타당성 평가뿐만 아니라 향후 시행될 보다 효율적인 대기질 개선 정책 연구에 중요한 기초 자료가 될 것으로 판단된다.
- 저감사업 시행의 5 년이 지난 현 시점에서 사업과 연관된 측정망 자료를 종합하여 저감사업 전후의 대기오염 추세 및 특징을 살펴보는 것은 향후 사업추진 측면에서도 매우 중요한 연구가 될 수 있다. 측정된 대기오염 자료를 분석하여 특정 대기질 개선 사업의 효과를 분석하기 위해서는 여러 다양한 측정망 자료 중에서 이와 제일 연관이 많다고 판단되는 자료를 선정하여야 하며, 저감사업의 경우 도로변 측정망 자료의 미세먼지농도 추세 분석이 반드시 포함되어야 할 것이다.
- 4 ㎍/㎥/year로 계산되었으나, 매년 변화율의 경향은 선형적으로 감소한 서울과는 달리 일정한 경향을 보이지는 않았다. 특히 성남 모란역 측정소와 부천 계남공원 측정소에서는 최근 년도에는 오히려 그 직전 년도보다 오히려 높게 나타났고 그 변동성도 크게 나타나, 인천지역과 마찬가지로 보다 많은 자료 확보가 필요할 것으로 판단된다.
- 이것은 여러 측면에서 그 원인을 찾아볼 수 있는데, 인천 지역은 해안 지역에 인접한 인천 지역의 지리적 특성상 서해상으로부터 이동해 오는 해염입자 등의 외부 요인의 연변화 경향이 다를 수 있는 사실과, 해륙풍 등 지역풍의 영향 등 다른 지역에 비해 더 많은 외부 요인이 존재하여 도로변 자료의 연변화 경향에 기여하였을 가능성, 그리고 다소 거리가 있는 충남파도리 국가배경농도측정소 자료의 시계열 변화가 중국과 제일 인접한 인천의 경우를 잘 대표하지 못하였을 가능성, 그리고 본 연구에서 일정하다고 가정한 도시 배경농도의 연변화 경향이 해안지역인 인천에서는 그 변동 폭이 크거나 다르게 나타날 수 있는 가능성 등이 존재할 수 있다. 특히 인천 석바위 측정소의 경우 국가 배경 농도보다 낮은 농도 또한 다수 존재하므로 보다 신뢰성 있는 분석을 위해서는 도시 배경농도, 국가 배경농도 등 다수의 배경농도 자료가 장기간 축적되어야 할 것으로 판단된다.
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