[논문]지역 및 고도별 산불로부터 온실가스 배출량 분석 연구

박영주; 이해평

doi:10.14346/jkosos.2012.27.3.182

지역 및 고도별 산불로부터 온실가스 배출량 분석 연구
A Study on Analysis of Greenhouse Gas Emissions from Forest Fires Depending on Region and Altitude 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.27 no.3, 2012년, pp.182 - 188

박영주 (강원대학교 화학공학연구소) , 이해평 (강원대학교 소방방재학부)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study we analyzed carbon emissions of leaves of a Pinus densiflora which is vulnerable to a forest fire using the cone calorimeter in order to analyze greenhouse gas emissions from forest fires depending on region and altitude. Fuels were collected from 9 regions[Hongcheon(Gangwon-do), Chungsong(Gyeongbuk-do), Yanhpyeong (Gyeonggi-do), Jecheon(Chungchongbuk-do), Gongju(Chungcheongnam-do), Wuju(Jeollabuk-do), Youngam(Jeollanam-do), Busan and Jeju-do)] and 9 altitudes(80 m, 450 m, 900 m, 1000 m, 1100 m, 1200 m, 1300 m, 1400 m and 1500 m) and then, carbon dioxide and carbon monoxide emissions contained in a weight of 50 g of fuel were analyzed. According to the results, there were differences in carbon emissions by regional groups, as the average carbon dioxide and carbon monoxide emissions in 9 regions were nearly 43.5929 g to 52.8868 g, and 0.8842 g to 3.6422 g, respectively. Busan and Jecheon had relatively higher carbon dioxide emissions and especially, Busan had 1.23 times higher carbon dioxide emissions than Jeju-do. Also, Gongju, Chungcheongnamo Province and Busan had relatively higher carbon monoxide emissions and especially, Gongju and Pusan had relatively higher carbon monoxide emissions and especially, Gongju had 4.12 higher carbon monoxide emissions than Hongcheon. In addition, there were differences in carbon emissions too depending on altitude, since carbon dioxide and carbon monoxide emissions in 9 altitudes were respectively, 40.7015 g to 68.9297 g and 1.3923 g to 12.2918 g. At the altitude of 80m, carbon dioxide and carbon monoxide emissions were respectively, 68.9297 g and 12.2918 g, and at the altitude of 450m, carbon dioxide and carbon monoxide emissions were respectively, 65.5115 g and 11.2497 g. These results show that pine trees at the lower altitude discharge relatively more carbon. It is considered that this analysis on carbon emissions depending on region and altitude can be effectively used for predicting greenhouse gas emissions and establishing statistical data from forest fires in each region and altitude.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 산불에 가장 취약한 소나무 생엽을 대상으로 산불발생 시 발생하는 취약특성으로 지역 및 고도별 온실가스 배출량을 분석하는데 주안점을 두었다.
본 연구에서는 산불발생에 따른 온실배출량을 예측하고자 지역별 및 고도별 산불에 따른 이산화탄소와 일산화탄소 배출량 분석으로부터 다음과 같은 결론들을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 산불에 취약한 소나무를 대상으로 9개 지역 및 9개 고도별 탄소배출량을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

제안 방법

온실가스배출량 특성을 분석하기 위하여 영국 FTT사의 Dual Cone Calorimeter 시험기⁸⁾를 사용하여 이산화탄소와 일산화탄소 배출량을 분석하였다.
채취시기는 2010년 10월 중 맑은날이 5일 이상 지속되는 다음날을 기준으로 채취하였으며, 채취 후 실험 시 까지 함수율 변화를 최소화 하기 위하여 밀봉상태를 유지하여 24시간 내에 실험을 완료하였다.
탄소배출량은 50 g 중량의 연소에 따른 이산화탄소와 일산화탄소 배출량 분석으로부터 고도별 및 지역별 상대적인 위험성을 분석하였다. 결과값은 3회 실험하여 측정된 값의 평균값을 결과값으로 사용하였다.

대상 데이터

고도별 대상지는 대형산불이 가장 많이 발생하는 동해안 지역의 지형적 특징과 식생자원을 고려하여 강원도 태백산(고도 1,567 m)을 대상지로 선정하였다. 연료채취는 등산로를 따라 80 m인 지점부터 고도 1,500 m 지점까지 등산로를 따라 100 m 간격으로 9곳에서 채취하였다.
고도별 연료 채취는 80 m 지점부터 1500 m 지점까지 등산로를 따라 9곳(80 m, 450 m, 900 m, 1000 m, 1100 m, 1200 m, 1300 m, 1400 m, 1500 m)에서 생엽을 채취하였다 연료의 형태는 실제 산불발생 시 연료의 형태를 원형 그대로 사용하였다.
연료의 선정은 산불에 가장 취약한 소나무를 대상으로 생엽을 채취하여 사용하였다. 지역별 탄소배출량을 분석하기 위하여 시료채취는 Table 1에 제시한 기후에 따른 지역구분으로 온대북부(temperate climate regions:north district), 온대중부(temperate climate regions:central district), 온대남부(temperate climate regions:south district), 온대남동부(climate regions:south-east district), 온대남서부(temperate climate regions:south-west district), 온대해안(temperate climate regions: coast district), 난대(warm temperate zone)로 구분하여 지역의 지형적 특징과 식생자원을 고려하여 9개 지역(강원도 홍천/팔봉산, 경북 청송/응봉산, 경기도 양평/용문산, 충북 제천/월악산, 충남 공주/계룡산, 전북 무주/덕유산, 전남 영암/월출산, 부산/금정산, 제주도/한라산)에서 연료를 채취하였다.
연료채취는 등산로가 시작되는 시점 인근에서 채취하였다. 연료의 형태는 실제 산불발생 시 연료의 형태와 동일한 조건을 적용하기 위하여 원형 상태로 사용하였다.
고도별 대상지는 대형산불이 가장 많이 발생하는 동해안 지역의 지형적 특징과 식생자원을 고려하여 강원도 태백산(고도 1,567 m)을 대상지로 선정하였다. 연료채취는 등산로를 따라 80 m인 지점부터 고도 1,500 m 지점까지 등산로를 따라 100 m 간격으로 9곳에서 채취하였다. 연료의 형태는 실제 산불발생 시 연료의 형태와 동일한 조건을 적용하기 위하여 원형 상태로 사용하였다.
지역별 탄소배출량을 분석하기 위하여 시료채취는 Table 1에 제시한 기후에 따른 지역구분으로 온대북부(temperate climate regions:north district), 온대중부(temperate climate regions:central district), 온대남부(temperate climate regions:south district), 온대남동부(climate regions:south-east district), 온대남서부(temperate climate regions:south-west district), 온대해안(temperate climate regions: coast district), 난대(warm temperate zone)로 구분하여 지역의 지형적 특징과 식생자원을 고려하여 9개 지역(강원도 홍천/팔봉산, 경북 청송/응봉산, 경기도 양평/용문산, 충북 제천/월악산, 충남 공주/계룡산, 전북 무주/덕유산, 전남 영암/월출산, 부산/금정산, 제주도/한라산)에서 연료를 채취하였다.
채취시기는 2010년 9월 중 맑은날이 5일 이상 지속되는 다음날을 기준으로 채취하였으며, 연료채취 당일 기온은 팔봉산 21.2℃, 응봉산 21.5℃, 용문산 20.8, 월악산 21.521.5℃, 계룡산 21.221.5℃, 덕유산 21.221.5℃, 월출산 20.9℃, 금정산 22.7℃, 한라산 14.7℃로 채취 후 실험 시 까지 함수율 변화를 최소화 하기 위하여 밀봉상태를 유지하여 24시간 내에 실험을 완료하였다.

성능/효과

1) 9개 지역별 이산화탄소 배출량은 43.5929 g~52.8868 g 정도, 일산화탄소 배출량은 0.8842 g~3.6422 g 정도 배출하는 것으로 지역별 탄소배출량은 차이를 보임을 알 수 있었다. 이산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역으로는 부산(53.
2) 9개 고도별 이산화탄소 배출량은 40.7015~68.9297 g 정도, 일산화탄소 배출량은 1.3923~12.2918 g 정도로 고도별 탄소배출량 차이를 보임을 알 수 있었다. 고도 80 m의 이산화탄소는 68.
2918 g 정도로 고도별 탄소배출량 차이를 보임을 알 수 있었다. 고도 80 m의 이산화탄소는 68.9297 g, 일산화탄소는 12.2918 g 정도 배출하였으며, 고도 450 m는 이산화탄소 65.5115 g, 일산화탄소 11.2497 g 정도 배출하는 것으로 나타나 낮은 고도의 소나무가 상대적으로 많은 탄소를 배출하는 것을 알 수 있었다.
고도별 이산화탄소 배출량은 80 m 12.2918 g, 450 m 11.2497 g, 900 m 2.6541 g, 1000 m 2.4157 g, 1100 m 3.2484 g, 1200 m 1.3923 g, 1300 m 2.3791 g, 1400 m 2.6869 g, 1500 m 3.2801 g 정도 배출하는 것으로 나타나, 일산화탄소 배출량 역시 낮은 고도의 소나무가 상대적으로 많은 일산화탄소를 배출하는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 이에 대하여 Table 7에 제시하였다.
9297 g 정도로 고도별 차이를 보이는 것으로 나타났다. 고도별 이산화탄소 배출량을 살펴보면, 80 m 68.9297g, 450 m 65.5115 g, 900 m 46.0151 g, 1000 m 46.4126 g, 1100 m 48.154 g, 1200 m 40.7015 g, 1300 m 44.4071g, 1400 m 44.4365 g, 1500 m 46.0385 g 정도 배출하는 것으로 나타남으로써 낮은 고도의 소나무가 상대적으로 많은 이산화탄소를 배출하는 경향을 보이는 것으로 나타났다.
따라서, 금강형 또는 중남부평지형에 가까운 중남부고지형과 중남부평지형의 수관형태는 상대적으로 많은 이산화탄소를 배출할 것으로 사료된다.
따라서, 금강형 또는 중남부평지형에 가까운 중남부고지형과 중남부평지형의 수관형태는 상대적으로 많은 이산화탄소를 배출할 것으로 사료된다.
3779 g 정도 배출하는 것으로 나타났다. 따라서, 충남 공주, 부산, 제주, 경북 청송지역은 일산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역으로 구분되었다. 특히, 충남 공주지역의 소나무는 일산화탄소 배출량이 가장 작은 강원도 홍천지역의 소나무 보다 4.
23배 많은 이산화탄소를 배출하는 것을 알 수 있었다. 또한, 일산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역은 충남 공주(3.6422 g)와 부산(3.3476 g)지역인 것을 알 수 있었으며, 충남 공주지역은 일산화탄소 배출량이 상대적으로 가장 낮은 강원도 홍천지역보다 4.12배 많은 일산화탄소를 배출하는 것을 알 수 있었다. 따라서, 금강형 또는 중남부평지형에 가까운 중남부고지형과 중남부평지형의 수관형태는 상대적으로 많은 탄소를 배출할 것으로 사료된다.
5929 g 정도 배출하는 것으로 나타났다. 이산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역으로는 부산(53.4365 g)과 충북 제천(52.8868 g)지역으로 나타났으며, 부산지역은 이산화탄소 배출량이 상대적으로 가장 낮은 제주도지역보다 1.23배 많은 이산화탄소를 배출하는 것으로 나타났다.
6422 g 정도 배출하는 것으로 지역별 탄소배출량은 차이를 보임을 알 수 있었다. 이산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역으로는 부산(53.4365 g)과 충북 제천(52.8868 g)지역임을 알 수 있었으며, 부산지역은 이산화탄소 배출량이 상대적으로 가장 낮은 제주도지역보다 1.23배 많은 이산화탄소를 배출하는 것을 알 수 있었다. 또한, 일산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역은 충남 공주(3.
지역별 이산화탄소 배출량을 살펴보면, 강원도 홍천 47.0835 g, 경상북도 청송 49.2321 g, 경기도 양평 47.2664 g, 충청북도 제천 52.8868 g, 충청남도 공주 47.8920 g, 전라북도 무주 47.8823 g, 전라남도 영암 47.2778 g, 부산 53.4365 g, 제주도 43.5929 g 정도 배출하는 것으로 나타났다. 이산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역으로는 부산(53.
지역별 일산화탄소 배출량을 살펴보면, 강원도 홍천 0.8842 g, 경북 청송 3.1561 g, 경기도 양평 2.6619 g, 충북 제천 2.9498 g, 충남 공주 3.6422 g, 전북 무주 2.5945 g, 전남 영암 2.6855 g, 부산 3.3476 g, 제주도 3.3779 g 정도 배출하는 것으로 나타났다. 따라서, 충남 공주, 부산, 제주, 경북 청송지역은 일산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역으로 구분되었다.
따라서, 충남 공주, 부산, 제주, 경북 청송지역은 일산화탄소 배출량이 상대적으로 많은 지역으로 구분되었다. 특히, 충남 공주지역의 소나무는 일산화탄소 배출량이 가장 작은 강원도 홍천지역의 소나무 보다 4.12 배 많은 일산화탄소를 배출하는 것으로 나타났다. 지역별 일산화탄소 배출량은 Table 6에 제시하였다.

후속연구

3) 지역별 및 고도별 탄소배출량 분석은 산림부분에서의 지역별 및 부문별 산불로 부터 온실가스예측 통계 수립에 효율적으로 활용이 가능할 것으로 사료된다.
4) 연소특성에 영향을 미치는 성분 및 조성의 차이와 수분 함유량은 산림기상 및 수목의 형태에 영향을 받으나, 산불로 부터 온실가스예측 통계 수립에 효율적 활용을 위하여는 기후변화에 따른 수목의 특성 및 성분 분석 등에 대한 지속적인 후속연구가 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	산불로 인한 산림자원의 연소가 자연에 미치는 영향은?	산림은 연소되기 전까지는 바이오매스의 이용으로 발생된 이산화탄소는 산림에 의해 재 흡수되고 대기 중의 온실가스 농도를 높이지 않는 탄소 중립적인 연료임과 동시에 산불로 인한 산림자원의 연소는 지구온난화에 악영향을 미치는 이산화탄소의 배출원이 된다3-5). 따라서, 산림부문에서는 산불발생 시 온실가스 배출량 통계자료의 구축 정립이 필요하며, 우리나라는 온실가스 감축 의무를 부담하기 전에 산림의 탄소배출 및 흡수 능력을 증대시킬 수 있는 기반 마련이 중요한 시점에서 온실가스를 효과적으로 감축하기 위한 통계 DB 구축이 선행되어야 한다.
	기후변화로 인해 생태계 전반에 미치는 영향은?	이러한 기후변화는 산림생태계를 이루는 다양한 부문 및 구성 요인들에게 미치는 영향이 매우 크다. 열파․가뭄․홍수 등의 극한 기상현상 발생이 증가하고 있으며, 북극 빙하면적의 감소 등으로 인한 해수면 상승과 산불 등의 재해 증가와 산림 생태계 교란 등 지구 물리․생태계 전반에 걸쳐 위험요인으로 나타나고 있다2).
	교토의정서에서 규제하는 6대 온실가스는?	교토의정서에서 규제하는 6대 온실가스로 CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6를 규정하고 있으며, 18세기 중엽부터 기후에 영향을 미치기 시작하여 1970년부터 2004년 사이에 지구 온실가스 배출량은 70%나 증가하였다1). 지구온난화의 원인이 되는 온실가스로는 CO2가 가장 대표적이며, 우리나라의 연료연소에 의한 CO2배출량은 세계 10위로 기후변화 진행속도는 세계 평균보다 빠르게 진행되고 있다.

참고문헌 (12)

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상세보기
Washington Associated Press "California forest fire, Large quantity emission of greenhouse gases emission'. Younhap News Agency, http://www. 2006un. org/8756, Accessed on 2 November, 2007.
Delmas, R., J.P. Lacaux, and D. Brocard, Determination of biomass burning emission factors : Method sand Results. Environmental Monitoring and Assessment 38, Kluwer Academic Publishers, pp. 181-204, 1995.
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조재현, 황병호, 이현종, 족구란, 강하영, 유순히, "신기능성 물질 탐색을 위한 주요 소나무류 잎의 특수성분 분석에 관한 연구" 한국목재공학회, 97 년 추계학술발표논문집, pp. 130-135, 1997.
김현중, 엄영근, 이전제, 정희석, 최인규 "목재공 학개론", 선진문화사, pp. 33-34, 2004.
이승훈, "화재조사 이론과 실무", pp. 23-86, 동화 기술, 2009.

저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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