본 논문에서는 2011년도 대한민국에서 발생된 질소수지에 관한 연구에 기존 연구에서는 포함되지 않았던 질소산화물(NOx)의 발생량을 포함하여 추정하였다. 질소산화물의 발생원은 IPCC와 EPA보고서에 의해 배출되는 기여율이 높은 항목을 참고하여 자동차, 사업장, 발전소에 관해 산정하였다. 이외 질소수지연구는 발생원에 따라 도시지역과 농경지 및 축산업지역, 임야지역으로 구분하였으며, 질소(N)의 유입과 유출에 초점을 맞추어 시도별로 연구하였다. 질소의 유입에 대해서는 농경지의 비료에 의한 질소유입량과 생물학적 고정량, 대기침착량, 관개용수에 의한 유입량, 화학비료에 의한 질소발생량, 축산업 지역에서의 사료에 의한 유입량, 임야지역의 고정 및 침착량, 도시에서 식료품 수입에 의한 질소발생량, 당 해에 생산된 농작물이 도시지역으로 유입되어 발생하는 질소량, 자동차와 발전소, 사업장에서 사용된 연료에 의한 질소발생량을 추정하였으며, 유출로는 작물에 의한 흡수량과 탈질량, 지하수로의 유출되어 발생하는 양, 가축분뇨의 해양투기, 농경지에서 흡수되는 양, 임야에서 흡수 및 탈질량, 도시에서 해양투기되는 양과 탈질량, 연료의 연소과정에서 배출되는 질소산화물을 대상으로 하였다. 질소산화물을 제외한 2011년 유입량은 1,692,648 ton/yr로 나타났으며, 유출은 1,005,496 ton/yr로 산정되었다. 질소산화물의 발생량은 자동차로 인해 308,207 ton/yr 생성되었으며, 발전소에서는 601,437 ton/yr, 사업장에서는 469,946 ton/yr이 배출된 것으로 산정되었다. 따라서 질소산화물을 포함한 2011년도 총 질소수지는 5,652,366 ton/yr 유입되었고 1,425,371 ton/yr이 유출된 것으로 산정되었다.
본 논문에서는 2011년도 대한민국에서 발생된 질소수지에 관한 연구에 기존 연구에서는 포함되지 않았던 질소산화물(NOx)의 발생량을 포함하여 추정하였다. 질소산화물의 발생원은 IPCC와 EPA보고서에 의해 배출되는 기여율이 높은 항목을 참고하여 자동차, 사업장, 발전소에 관해 산정하였다. 이외 질소수지연구는 발생원에 따라 도시지역과 농경지 및 축산업지역, 임야지역으로 구분하였으며, 질소(N)의 유입과 유출에 초점을 맞추어 시도별로 연구하였다. 질소의 유입에 대해서는 농경지의 비료에 의한 질소유입량과 생물학적 고정량, 대기침착량, 관개용수에 의한 유입량, 화학비료에 의한 질소발생량, 축산업 지역에서의 사료에 의한 유입량, 임야지역의 고정 및 침착량, 도시에서 식료품 수입에 의한 질소발생량, 당 해에 생산된 농작물이 도시지역으로 유입되어 발생하는 질소량, 자동차와 발전소, 사업장에서 사용된 연료에 의한 질소발생량을 추정하였으며, 유출로는 작물에 의한 흡수량과 탈질량, 지하수로의 유출되어 발생하는 양, 가축분뇨의 해양투기, 농경지에서 흡수되는 양, 임야에서 흡수 및 탈질량, 도시에서 해양투기되는 양과 탈질량, 연료의 연소과정에서 배출되는 질소산화물을 대상으로 하였다. 질소산화물을 제외한 2011년 유입량은 1,692,648 ton/yr로 나타났으며, 유출은 1,005,496 ton/yr로 산정되었다. 질소산화물의 발생량은 자동차로 인해 308,207 ton/yr 생성되었으며, 발전소에서는 601,437 ton/yr, 사업장에서는 469,946 ton/yr이 배출된 것으로 산정되었다. 따라서 질소산화물을 포함한 2011년도 총 질소수지는 5,652,366 ton/yr 유입되었고 1,425,371 ton/yr이 유출된 것으로 산정되었다.
The present study estimated nitrogen budget of South Korea including nitrogen oxides (NOx) in 2011. Emission sources of NOx were calculated with the higher contributors, such as vehicles, businesses, power plants, based on the IPCC and EPA reports. Moreover, nitrogen budget was separated for city, a...
The present study estimated nitrogen budget of South Korea including nitrogen oxides (NOx) in 2011. Emission sources of NOx were calculated with the higher contributors, such as vehicles, businesses, power plants, based on the IPCC and EPA reports. Moreover, nitrogen budget was separated for city, agriculture livestock and forest. Input and output were chemical fertilizer, crop uptake, fixation, irrigation, compost, leaching, volatilization, imported food, denitrification, runoff, and so on. Annual nitrogen input were 1,692,650 ton/yr and output were 837,739 ton/yr which were increased from 2010 budget. In 2011, NOx emissions by vehicles, power plants, and businesses were 308,207 ton/yr, 601,437 ton/yr, and 469,946 ton/yr, respectively. Including nitrogen oxide, total nitrogen input and output in 2011 was calculated as 5,652,366 ton/yr and 1,425,371 ton/yr, respectively.
The present study estimated nitrogen budget of South Korea including nitrogen oxides (NOx) in 2011. Emission sources of NOx were calculated with the higher contributors, such as vehicles, businesses, power plants, based on the IPCC and EPA reports. Moreover, nitrogen budget was separated for city, agriculture livestock and forest. Input and output were chemical fertilizer, crop uptake, fixation, irrigation, compost, leaching, volatilization, imported food, denitrification, runoff, and so on. Annual nitrogen input were 1,692,650 ton/yr and output were 837,739 ton/yr which were increased from 2010 budget. In 2011, NOx emissions by vehicles, power plants, and businesses were 308,207 ton/yr, 601,437 ton/yr, and 469,946 ton/yr, respectively. Including nitrogen oxide, total nitrogen input and output in 2011 was calculated as 5,652,366 ton/yr and 1,425,371 ton/yr, respectively.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 논문은 질소산화물을 포함한 국내의 질소수지 경향을 파악하기 위해 시·도별 질소 유출입량의 현황을 분석하여 현실적인 질소관리와 정책에 도움이 되고자 연구하였다.
더불어 배출원에 따른 질소산화물을 추정하고, 이로 인한 질소수지변화를 2010년도의 질소수지연구11~13)와 비교하여 증감추이를 분석하였다. 본 연구는 2005, 2008, 2010년 자료로 산출된 대한민국 질소수지분석의 연속 연구로서, 국내 질소수지 파악에 대하여 정부 혹은 민간차원에서 별다른 노력이 없는 상황에서, 이를 체계적으로 축적하는 연구의 일환이다.
본 연구는 2010년 질소 유출입 수지에서 나아가 질소산화물을 포함하여 2011년 질소수지를 산정하고자 하였다. 우리나라로 유입된 총 질소량은 5,652,366 ton/yr이었으며, 총 유출량은 1,425,371 ton/yr로 조사되었다.
본 연구에서는 배출원에 따른 질소수지를 시도별로 구분하여, 행정구역 단위의 질소 관리 및 정책에 도움이 되고자 하였다. 기존 질소수지는 배출원의 특성에 따라 농경지 및 축산업 지역, 임야, 도시지역으로 구분하였는데, 질소는 배출 특성에 따라 시도별로 편차가 크므로 질소의 관리 정책에 있어서 시도별로 구분하는 것이 더 효율적이라 판단한다.
가설 설정
우리나라 전체의 질소수지를 산출하기 위하여 사람이 생활할 수 있는 모든 공간은 도시지역으로 가정하였으며, 농업지역은 논과 밭으로 세분화하였고, 축산업지역과 임야지역은 축산업종과 산림지역으로 구분하였다. 도시지역은 대다수 포장도로와 건물 등이 밀집된 지역으로 질소의 침착과 고정이 발생하지 않는다고 가정하였다. 도시지역에 유입되는 질소는 농작물에 의한 질소 발생량과 수입 식료품으로 구분하였다.
우리나라 전체의 질소수지를 산출하기 위하여 사람이 생활할 수 있는 모든 공간은 도시지역으로 가정하였으며, 농업지역은 논과 밭으로 세분화하였고, 축산업지역과 임야지역은 축산업종과 산림지역으로 구분하였다. 도시지역은 대다수 포장도로와 건물 등이 밀집된 지역으로 질소의 침착과 고정이 발생하지 않는다고 가정하였다.
제안 방법
남한 지역 전체와 행정구역별 질소 유입과 유출량을 결정하기 위하여 배출특성이 서로 상이한 도시지역, 농업 및 축산업지역, 임야지역으로 구분하였다. 2011년도 대한민국의 국토면적은 2010년도의 100,033,000 ha에서 다소 증가한 100,148,000 ha로 조사되었다(Table 1).
농업지역에서 질소 유출은 생산된 농작물 내에 포함된 질소량과 화학비료에 의한 탈질량 및 휘발량, 임야지역에서의 탈질량과 흡수량, 지하수로 유출되는 양으로 구분하였다. 축산업지역에서는 퇴비로 재사용되는 양, 해양투기량, 가축분뇨에서의 탈질량과 휘발량으로 추정하였으며, 임야지역에서는 탈질량과 흡수량으로 산정하였다.
도시지역에 유입되는 질소는 농작물에 의한 질소 발생량과 수입 식료품으로 구분하였다. 농업지역은 질소 화학비료에 의한 토양 내 유입과 대기에서의 질소 침착량, 미생물에 의한 질소 고정량, 관개용수에 의한 발생량, 퇴비에 의한 유입량으로 추정하였다. 축산업지역에의 유입량은 국내에서 가장 많이 사육되는 젖소, 한우, 육우, 돼지, 닭, 오리, 개, 사슴 등 10개 축종으로 구분하여 총 소비된 사료량을 대상으로 산정하였으며, 임야지역은 침착량과 고정량을 유입으로 산정하였다.
농축산업의 화학비료량, 퇴비량, 가축두수 및 사료량 등 질소수지에 필요한 통계자료는 관련 행정기관의 자료를 통합하였으며, 그 외 침착율, 휘산율, 탈질률 등은 문헌에 보고된 자료를 취합하여 평균값 및 중간값을 질소수지 인자값으로 사용하였으며(Table 2), 단위는 기존 연구에서 많이 사용하는 kg/ha-yr와 ton/yr로 나타내었다.
따라서 본 논문은 질소산화물을 포함한 국내의 질소수지 경향을 파악하기 위해 시·도별 질소 유출입량의 현황을 분석하여 현실적인 질소관리와 정책에 도움이 되고자 연구하였다. 더불어 배출원에 따른 질소산화물을 추정하고, 이로 인한 질소수지변화를 2010년도의 질소수지연구11~13)와 비교하여 증감추이를 분석하였다. 본 연구는 2005, 2008, 2010년 자료로 산출된 대한민국 질소수지분석의 연속 연구로서, 국내 질소수지 파악에 대하여 정부 혹은 민간차원에서 별다른 노력이 없는 상황에서, 이를 체계적으로 축적하는 연구의 일환이다.
또한 국내의 발전소는 일반적으로 해안가 근처에 위치하며, 면·리와 같은 지방 행정구역의 말단에 건설되었으므로 임야로 구분하였으며, 새롭게 추가한 질소산화물의 산정에는 연료 내의 질소함량을 유입량으로 포함하였고, 연소로 인한 질소산화물 배출량을 유출량으로 산출하였다.
20~22) 총 대기오염배출량 중, 질소산화물의 발생량을 추정하기 위하여 교통안전공단의 차량의 주행거리 및 실태분석을 통한 지역별, 용도별, 차종별 평균주행거리를 추정한 통계자료31,34)와 환경부에서 고시된 자동차 차종별 배출계수21,38~42)를 참고하였다. 또한, 사업장에 관해서는 환경부국립환경과학원의 사업장별 배출량 통계 자료20,21,24)를 활용하였으며, 지식경제부와 에너지관리공단의 통계자료를 이용하여 발전소에서 배출되는 질소산화물을 추정하였다.30,32)
사업장에서 배출되는 질소산화물은 국립환경과학원의 대기오염물질 통계자료에서 에너지산업과 비산업, 제조업 부문의 연소, 생산공정, 폐기물처리부문을 활용하여 추정하였다.20,21) 자동차와 석유화학, 조선 등의 중화학공업으로 인해 대형 산업단지가 밀집된 경기도와 경상남도, 전라남도, 울산지역에서 질소유입이 크게 나타났으며, 질소의 유출은 사업장의 규모와 면적대비 대규모 연소시설이 위치하고 있는 충청남도와 강원도에서 많이 배출된 것으로 나타났다.
생산된 쌀과 보리, 채소, 과일, 콩 등의 작물에 의한 유출량 산정에는 각각의 단백질함량과 단백질 내의 질소 함량을 15%로 적용하여 320,171 ton/yr로 산정되었다. 이는 2010년 질소수지에 비하여 5.
우리나라의 질소산화물 유입과 유출은 자동차, 산업시설을 포함한 사업장, 발전시설로 구분하여 추정하였다. 자동차의 연료소비로 인한 질소산화물 배출량은 308,208 ton/yr로 질소산화물 배출량의 22.
자동차에 의한 질소산화물 배출량은 환경부에서 제시한 차종별 오염물질의 배출계수를 적용하여 산정하였다. 2011년도 집계된 자동차 등록대수는 세계에서 16위를 차지하는 18,299,750대로 조사되었으며, 지역별로는 서울과 인천, 경기도 지역에서 전체의 44.
자동차의 연료로 인한 질소유입에는 주행거리, 자동차등록대수, 연비를 이용하여 산출하였으며, 질소산화물의 배출량 산정에는 환경부에서 실측하여 고시한 제2조 제4호 차종별 배출계수를 활용하였다. 환경부 배출계수21)를 함께 적용하였을 때, 자동차 연료에 의한 질소유출량은 308,208 ton/yr로 질소유입량보다 약 2.
질소산화물은 연료의 종류나 연소의 조건, 효율, 용도별로 배출량의 차이가 크므로 질소산화물 배출량산정을 위하여 배출계수를 적용하였다. 질소산화물은 연료의 연소과정과 배기가스에서 발생하는 형태로 대부분 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)로 존재한다.
축산업에서 사용된 배합사료에 의한 질소유입량은 사료 내의 단백질 함량과 단백질 내 질소 함량을 적용하여 404,282 ton/yr의 질소가 축산업 지역에 유입된 것으로 추정하였다. 임야에서 침착된 질소의 양은 108,270 ton/yr으로 산정하였으며, 생물학적 질소 고정량은 42,671 ton/yr로 추정되었다.
농업지역은 질소 화학비료에 의한 토양 내 유입과 대기에서의 질소 침착량, 미생물에 의한 질소 고정량, 관개용수에 의한 발생량, 퇴비에 의한 유입량으로 추정하였다. 축산업지역에의 유입량은 국내에서 가장 많이 사육되는 젖소, 한우, 육우, 돼지, 닭, 오리, 개, 사슴 등 10개 축종으로 구분하여 총 소비된 사료량을 대상으로 산정하였으며, 임야지역은 침착량과 고정량을 유입으로 산정하였다.
대상 데이터
국가적인 규모의 질소수지 산정을 위하여 이전 문헌연구 들과 더불어 질소수지 산정에 필요한 통계청, 환경부, 농림수산식품부, 한국농어촌공사, 국토해양부, 해양경찰정, 물환경정보시스템, 한국보건산업진흥원, 국립환경과학원, 교통안전공단, 국가교통데이터베이스, 한국전력공사, 에너지경제연구원 등의 2011년 통계 자료를 활용하였다.20~37)
질소산화물을 저감 및 전환하는 기술의 개발이 이뤄지고 있어, 대기오염물질의 배출량을 산정하는 중요성이 나날이 커지고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 점오염원으로 다양한 연소시설이 포함된 사업장과 발전소에 의한 배출량을 대상으로 하였으며, 이동 오염원으로는 자동차를 추정하였다.
8%를 차지하는 826만5천대로 나타났다. 자동차 연료의 비중에서 99.3%를 차지하는 휘발유, 경유, LPG를 대상으로 하였으며, 일평균주행거리는 전국 평균 44.1 km를 사용하였다(Table 4)
이론/모형
20~22) 총 대기오염배출량 중, 질소산화물의 발생량을 추정하기 위하여 교통안전공단의 차량의 주행거리 및 실태분석을 통한 지역별, 용도별, 차종별 평균주행거리를 추정한 통계자료31,34)와 환경부에서 고시된 자동차 차종별 배출계수21,38~42)를 참고하였다. 또한, 사업장에 관해서는 환경부국립환경과학원의 사업장별 배출량 통계 자료20,21,24)를 활용하였으며, 지식경제부와 에너지관리공단의 통계자료를 이용하여 발전소에서 배출되는 질소산화물을 추정하였다.
성능/효과
20,21) 자동차와 석유화학, 조선 등의 중화학공업으로 인해 대형 산업단지가 밀집된 경기도와 경상남도, 전라남도, 울산지역에서 질소유입이 크게 나타났으며, 질소의 유출은 사업장의 규모와 면적대비 대규모 연소시설이 위치하고 있는 충청남도와 강원도에서 많이 배출된 것으로 나타났다.52)
생물학적 질소 고정량은 44,669 kg/ha-yr로 산정되었으며, 대기의 침착량은 18,678 kg/ha-yr로 산출되었다. 관개용수에 의한 유입으로는 60,179 ton/yr로 산정되었으며, 퇴비에 의한 유입은 313,090 ton/yr로 나타났다(Table 3).
질소산화물의 총 배출량에서 자동차로 인한 발생량이 등록된 자동차의 수에 비해 비교적 적은 22%로 나타났으며, 타국가에 비해 짧은 평균이동거리에 의한 영향이라고 판단된다. 국내의 발전소 중 과반수를 차지하는 화력발전소로 인해 발생된 질소산화물이 다소 많이 측정되어 44%를 차지하였으며, 각종 공장과 다양한 연소시설이 포함된 사업장에서의 배출은 34%로 산출되었다(Fig. 2).
2011년도 대한민국의 국토면적은 2010년도의 100,033,000 ha에서 다소 증가한 100,148,000 ha로 조사되었다(Table 1). 농경지가 가능한 논의 면적은 2.4% 감소하여 959,914 ha로 추정되었으며, 밭은 1% 증가한 738,126 ha로 나타났다. 총 인구는 49,779,000명으로 추정되었으며, 2030년 이후부터 인구성장률은 점차 감소할 것으로 예상된다.
생산된 총 전력은 455,070 Gwh으로 제조업, 수도 및 전철, 전기사업자가 속해 있는 서비스업, 가정용으로 판매되었다. 발전소에서 사용된 연료는 유연탄 79,854,000 ton과 LNG 13,607,000 ton이 가장 많이 사용된 것으로 조사되었다. 2011년 연료로 인한 질소유입량은 2,463,823 ton/yr로 나타났으며, 질소산화물 발생량은 601,437 ton/yr로 산정되었다(Table 6).
배출량에 큰 차이를 유발한다. 본 연구에서는 시도별 질소산화물의 배출량을 확인하고자 연료별로 제시된 배출계수를 적용하였으며, 차종별로 산정된 값보다 다소 작게 산출되었다. 따라서 기존의 배출계수에서 나아가 연료 및 차종, 차량의 연식, 주행속도를 포함한 총체적인 질소산화물 배출계수의 연구가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.
논과 밭을 포함한 농업지역에서 화학비료에 의한 질소발생량은 447,000 kg/ha-yr으로 2010년도에 423,000 ton/yr보다 약간 증가하였으며, 맞춤형 화학비료에 대한 정부의 지원에 따라 화학비료사용량이 점차 감소할 것으로 예상된다. 생물학적 질소 고정량은 44,669 kg/ha-yr로 산정되었으며, 대기의 침착량은 18,678 kg/ha-yr로 산출되었다. 관개용수에 의한 유입으로는 60,179 ton/yr로 산정되었으며, 퇴비에 의한 유입은 313,090 ton/yr로 나타났다(Table 3).
2011년도의 발전량은 화력에서 211,205 Gwh 원자력에서 154,723 Gwh 복합에서 101,479 Gwh로 조사되었다. 생산된 총 전력은 455,070 Gwh으로 제조업, 수도 및 전철, 전기사업자가 속해 있는 서비스업, 가정용으로 판매되었다. 발전소에서 사용된 연료는 유연탄 79,854,000 ton과 LNG 13,607,000 ton이 가장 많이 사용된 것으로 조사되었다.
3). 자동차에서 배출된 질소산화물은 경기도와 서울에서 가장 많은 71,944 ton/yr과 49,775 ton/yr로 나타났으며, 인구와 면적이 적은 제주도에서 4,299 ton/yr가 발생한 것으로 나타났다. 충청남도에서는 대규모의 발전소로 인해 1,194,819 ton/yr의 질소산화물이 배출되었으며, 대구와 광주, 대전, 충청북도에서는 연소공정을 갖춘 발전소가 없으므로 발전소 부문에서의 질소산화물은 배출되지 않았다.
우리나라의 질소산화물 유입과 유출은 자동차, 산업시설을 포함한 사업장, 발전시설로 구분하여 추정하였다. 자동차의 연료소비로 인한 질소산화물 배출량은 308,208 ton/yr로 질소산화물 배출량의 22.3%를 차지하는 것으로 조사되었다. 사업장 및 발전소에서 배출된 질소산화물은 469,946 ton/yr와 601,437 ton/ yr로 산정되었다.
질소산화물을 포함한 질소수지의 총 유입 및 유출량은 5,652,366 ton/yr, 1,425,371 ton/yr로 조사되었다(Fig. 3). 자동차에서 배출된 질소산화물은 경기도와 서울에서 가장 많은 71,944 ton/yr과 49,775 ton/yr로 나타났으며, 인구와 면적이 적은 제주도에서 4,299 ton/yr가 발생한 것으로 나타났다.
질소산화물의 총 배출량에서 자동차로 인한 발생량이 등록된 자동차의 수에 비해 비교적 적은 22%로 나타났으며, 타국가에 비해 짧은 평균이동거리에 의한 영향이라고 판단된다. 국내의 발전소 중 과반수를 차지하는 화력발전소로 인해 발생된 질소산화물이 다소 많이 측정되어 44%를 차지하였으며, 각종 공장과 다양한 연소시설이 포함된 사업장에서의 배출은 34%로 산출되었다(Fig.
4% 감소하여 959,914 ha로 추정되었으며, 밭은 1% 증가한 738,126 ha로 나타났다. 총 인구는 49,779,000명으로 추정되었으며, 2030년 이후부터 인구성장률은 점차 감소할 것으로 예상된다. 인천을 포함한 수도권의 인구는 총인구의 48.
후속연구
2011년 초에 구제역의 영향으로 정부에서는 가축을 대상으로 백신접종을 실시하였으며, 매몰지 실명제를 도입하는 등 지속적인 관리를 하였다. 2012년 축산분뇨를 포함한 유기성 슬러지의 해양투기 금지로 인한 처리시설 및 자원화 시설의 확충으로 인한 축산업지역에서 질소 거동 변화를 조사하기 위해서는 새로운 질소수지 산정과 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 임야지역의 질소유출은 흡수 및 탈질량으로 33,118 ton/yr와 31,844 ton/yr로 산정되었으며, 발전소에서 배출된 질소산화물은 질소로 환산하여 183,046 ton/yr로 추정되었다.
사업장 및 발전소에서 배출된 질소산화물은 469,946 ton/yr와 601,437 ton/ yr로 산정되었다. 대기 중으로 질소산화물의 배출을 저감시키기 위해서는 적절한 연소온도 및 공연비 유지가 필요할 것으로 판단되며, 지역별 배출양상을 파악하여 배출특성별 질소관리대책을 수립하여야 할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 시도별 질소산화물의 배출량을 확인하고자 연료별로 제시된 배출계수를 적용하였으며, 차종별로 산정된 값보다 다소 작게 산출되었다. 따라서 기존의 배출계수에서 나아가 연료 및 차종, 차량의 연식, 주행속도를 포함한 총체적인 질소산화물 배출계수의 연구가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.
질소수지는 맞춤형 화학비료, 해양투기 전면금지, 사료값 안정화 등 정부의 시책과 직결되어 변화되며, 질소수지의 증감은 각 배출원의 기작과 국내 질소의 거동에 영향을 미친다. 또한 질소순환의 교란은 생물학적 영양 공급을 증대하여 탄소의 순환과 큰 연관성이 있으므로, 꾸준한 연구를 통해 질소수지의 불확실성을 줄이는 노력을 기울여야 할 것이며, 시·도별 배출양상에 따라 별도의 관리가 필요할 것으로 판단된다.
2011년도 질소수지는 연료에 함유된 질소의 유입과 질소 산화물 형태의 유출로 인해 각각 70%와 29%가 증가되어 질소산화물을 포함한 질소관리가 시급한 것으로 판단된다. 또한, 질소산화물 저감을 위하여 인구밀도가 높은 수도권과 대형 발전소가 위치한 지역을 중점적으로 대중교통 활성화 및 자동차 공회전 금지, 연료의 품질규제, 대기오염물질 정량 규제와 같은 질소산화물 배출량 규제 및 강화가 이뤄져야 할 것으로 판단된다(Table 6, Fig. 4).
5배 높은 값으로 추정되었다. 이는 자동차에서 배출되는 질소산화물의 60%인 185,322 ton/yr가 연소과정에서 공기 중의 질소와 산소가 결합하여 생성되어 NOx형태로 배출되는 것으로 추정되며, 이를 저감하기 위해서는 평균 화염온도를 낮추고 연료의 품질을 개선하는 노력이 필요할 것으로 판단된다(Table 4).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
자연계 내에서의 질소거동을 파악하는 방법은?
1~7) 하지만 산업화 이후의 연료 및 화학비료 사용량의 급격한 증대는 수계 내 질소축적과 더불어 대기오염이 심화되어 자연계 내 질소순환이 변화되고 있는 실정이다.8,9) 자연계 내에서의 질소거동을 파악하는 방법으로 수계에 유출되는 유량과 농도를 실측하여 산출하는 방법과 환경부의 원단위법으로 배출부하량을 산정하는 방법들을 사용하고 있다. 하지만 강우, 토지이용도, 시비시기 등에 의하여 질소배출의 편차가 증대되어 합리적인 산출방법의 필요성이 증대되고 있는 실정이다.
질소(Nitrogen)는 어떤 형태로 순환하는가?
질소(Nitrogen)는 질소고정(Nitrogen fixation), 무기화(Nitrogen mineralization), 질산화(Nitrification), 질소동화(Nitrogen assimilation), 탈질화(Denitrification)의 과정을 통하여 다양한 형태로 자연계에서 순환하고 있다.1~7) 하지만 산업화 이후의 연료 및 화학비료 사용량의 급격한 증대는 수계 내 질소축적과 더불어 대기오염이 심화되어 자연계 내 질소순환이 변화되고 있는 실정이다.
질소산화물을 포함하여 2011년 질소수지를 산정한 연구 결과 자동차로 인한 질소산화물 배출량은?
우리나라의 질소산화물 유입과 유출은 자동차, 산업시설을 포함한 사업장, 발전시설로 구분하여 추정하였다. 자동차의 연료소비로 인한 질소산화물 배출량은 308,208 ton/yr로 질소산화물 배출량의 22.3%를 차지하는 것으로 조사되었다.
참고문헌 (52)
Aneja, V. P., Schlesinger, W. H., Erisman, J. W., Behera, S. N. Sharma, M. and Battye W., "Reactive nitrogen emissions from crop and livestock farming in India," Atmos. Environ., 47, 92-103(2012).
Mosier, A., Kroeze, C., Nevison, C., Oenema, O., Seitzinger, S. and Van Cleemput, O., "Closing the global $N_2O$ budget: nitrous oxide emissions through the agricultural nitrogen cycle," Nutr. cycl. Agroecosyst., 52(2), 225-248(1998).
Brentrup, F., Kusters, J., Lammel, J. and Kuhlmann, H., "Methods to estimate on-field nitrogen emissions from crop production as an input to LCA studies in the agricultural sector," Int. J. Life Cycle Assoc., 5(6), 349-357(2000).
Vitousek, P. M., Aber, J. D., Howarth, R. W., Likens, G. E., Matson, P. A. and Schindler, D. W., "Human alteration of the global nitrogen cycle: sources and consequences," Ecol. Appl., 7(3), 737-750(1997).
Yu'e, L. and Erda, L., "Emissions of $N_2O,\;NH_3$ and NOx from fuel combustion, industrial processes and the agricultural sectors in China," Nutr. Cycl. Agroecosyst., 57(1), 99-106(2000).
Small, K. A. and Kazimi, C., "On the costs of air pollution from motor vehicles," J. Trans. Economics Policy, pp. 7-32(1995).
Choi, E. and Kim, T., "Estimated Nitrogen Discharge by a mass balance approach," J. Environ. Policy, 3(1), 95-117(2004).
Yun, D. M., Park, S. H. and Park, J. W., "Nitrogen budgets fod South Korea in 2005," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 30(1), 97-105(2008).
Nam, Y. H., An, S. W. and Park, J. W., "Nitrogen budgets of south korea in 2008: Evaluation of non-point source pollution and N20," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 33(2), 103-112(2011).
Nam, Y. H., An, S. W., Jung, M. S. and Park, J. W., "Nitrogen budgets of agriculture and livestock in South Korea at 2010," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 34(3), 204-213(2012).
Vestreng, V., Ntziachristos, L., Semb, A., Reis, S., Isaksen, I. and Tarrason, L., "Evolution of NOx emissions in Europe with focus on road transport control measures," Atmos. Chem. Phys., 9(4), 1503-1520(2009).
Hao, J., Tian, H. and Lu, Y., "Emission inventories of NOx from commercial energy consumption in China, 1995-1998," Environ Sci Technol., 36(4), 552-560(2002).
Holland, E. A. Dentener, F. J., Braswell, B. H., Sulzman, J. M., "Contemporary and pre-industrial global reactive nitrogen budgets," Biogeochem., 46(1-3), 7-43(1999).
Misselbrook, T. H., Cape, J. N., Cardenas, L. M., Chadwick, D. R., Dragosits, U. and Hobbs, P. J., et al., "Key unknowns in estimating atmospheric emissions from UK land management," Atmos. Environ., 45(5), 1067-1074(2011).
Ministry of Environment, National Institute of Environmental Research, "National air pollutants emission 2010," National Institute of Environmental Research(2012).
Ministry of Environment, National Institute of Environmental Research, Korea Environment Corporation, "air pollutants emitting facility," National Institute of Environmental Research(2013).
Ministry of Environment, National Institute of Environmental Research, "A Co-Study in the Estimation of Criteria Pollutants Emission Factors from Stacks," National Institute of Environmental Research(2002).
Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries, "Food, Agriculture, Forestry and Fisheries Statistical Yearbook 2011," Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries(2012).
Ministry of Environment, National Institute of Environmental Research, "The Air Pollutants Emission Factor from discharge facility," Ministry of Environment(2004).
Korea Coast Guard, "Korea Coast Guard 2011 White Paper," Korea Coast Guard(2011).
Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries, http://www.rdago.kr/(2013).
Statistics Korea, http://www.index.go.kr/(2013).
Ministry of Land, Infrastructure, and Transport, www.molit.go.kr/(2013).
Environment Information System, http://water.nier.go.kr/.(2013).
Korea Energy Management Corporation, http://www.kemco.or.kr/.(2013).
The Korea Transport institution, http://www.ktdb.go.kr/ko/web/guest/home(2013).
Korea Electric Power Corporation, "Statistics of Electric Power in Korea 2011," Korea Electric Power Corporation(2012).
National Institute of Environmental Research, http://airemiss.nier.go.kr/main.jsp(2013).
Korea Transportation Safety Authority, http://www.ts2020.kr/(2013).
Ministry of Environment, National Institute of Environmental Research, "Environmental Statistics Yearbook 2011," Ministry of Environment(2012).
Korea Rural Community Corporation, www.ekr.or.kr/(2013).
Statistics Korea, http://kostat.go.kr/(2013).
Ministry of Environment, "A Study on the National Emission Inventory for Air Pollutant by Transportation Type (II); The Calculation of Pollutant Emission Factors for LPG Vehicles," Ministry of Environment(2009).
Ministry of Environment, "A Study on the Calculation of Pollutant Emission Factors for Vehicles(II); Calculation of Pollutant Emission Factors for Diesel Trucks," Ministry of Environment(2004).
Ministry of Environment, "A Study on the Calculation of Pollutant Emission Factors for Vehicles(III); Calculation of Pollutant Emission Factors for Light-Duty Vehicles," Ministry of Environment(2005).
Ministry of Environment, "A Study on the Calculation of Pollutant Emission Factors for Vehicles(IV); Calculation of Pollutant Emission Factors for Passenger Cars," Ministry of Environment(2006).
Ministry of Environment, "A Study on the Calculation of Pollutant Emission Factors for Vehicles(I); Calculation of Pollutant Emission Factors for Medium and Heavy-duty Buses," Ministry of Environment(2003).
Agarwal, A. K., "Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines," Prog. Energy Combust. Sci., 33(3), 233-271(2007).
Bowman, C. T., "Control of combustion-generated nitrogen oxide emissions: technology driven by regulation," Symposium (International) on Combustion, Elsevier(1992).
Mattigod, S., Rai, D., Eary, L., Ainsworth, C., "Geochemical factors controlling the mobilization of inorganic constituents from fossil fuel combustion residues: I. Review of the major elements," J. Environ. Qual., 19(2), 188-201(1990).
Logan, J. A., "Nitrogen oxides in the troposphere: Global and regional budgets," J. Geophys. Res., 88(C15), 10785-10807(1983).
Eyzat, P. and Guibet, J., "A new look at nitrogen oxides formation in internal combustion engines," Training, 2013, 11(1968).
Tang, U. W. and Wang, Z., "Determining gaseous emission factors and driver's particle exposures during traffic congestion by vehicle-following measurement techniques," J. Air Waste Manage. Assoc., 56(11), 1532-1539(2006).
McGaughey, G. R., Desai, N. R., Allen, D. T., Seila, R. L., Lonneman, W. A. and Fraser, M. P., et al., "Analysis of motor vehicle emissions in a Houston tunnel during the Texas Air Quality Study 2000," Atmos. Environ., 38(20), 3363-3372(2004).
Nansai, K., Moriguchi, Y. and Tohno, S., "Compilation and application of Japanese inventories for energy consumption and air pollutant emissions using input-output tables," Environ. Sci. Technol., 37(9), 2005-2015(2003).
Nansai, K., Moriguchi, Y. and Tohno, S., "Compilation and application of Japanese inventories for energy consumption and air pollutant emissions using input-output tables," Environ. Sci. Technol., 37(9), 2005-2015(2003).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.