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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 중소도시 토지이용유형별 이온지수 특성 파악을 위해 양이온과 음이온을 조사하고 이온지수로 환산하여 분석하였다. 동시에 기온, 상대습도, 풍속을 측정하여, 이를 통하여 중소도시 토지이용유형별 이온지수특성에 대한 기초자료로 제시하고자 하였다.
- 본 연구는 중소도시 토지이용유형별 이온지수특성을 파악하기 위한 연구로 토지이용유형에 따른 양이온 및 음이온 발생량 현황을 확인할 수 있었으며, 토지이용유형에 따른 이온지수의 차이를 확인할 수 있었다. 단순 여름철에 측정을 실시하여 계절에 따른 특성을 고려하지 못하였다는 제한점이 존재하였다.
- 본 연구는 충주시를 대상으로 중소도시 토지이용유형별 이온지수특성을 파악하기 위하여 수행하였다.
- 본 연구에서는 토지이용유형별 기상 환경과 이온지수와의 관계를 분석하기 위해 토지이용유형별 풍속을 측정하였다. 측정 당시 충주시의 평균 풍속은 1.
- 도심지내 음이온 발생량 연구는 다수 진행되었으나, 중소도시 토지이용유형별에 따른 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 중소도시 토지이용유형별 이온지수 특성 파악을 위해 양이온과 음이온을 조사하고 이온지수로 환산하여 분석하였다. 동시에 기온, 상대습도, 풍속을 측정하여, 이를 통하여 중소도시 토지이용유형별 이온지수특성에 대한 기초자료로 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 공기 이온(양이온, 음이온)의 측정은 음이온측정기 (COM-3600, Japan)를 이용하였으며, 측정은 1분 간격으로 10회 반복 측정하여 평균값을 활용하였다. 측정 전 15분간 일반 대기에 노출시켜 측정기를 안정화 시킨 후 5분간 측정을 실시하였다.
- 단순 음이온발생량 또는 양이온 발생량은 동일한 경향을 나타낼 것으로 예상되므로 이를 보정하기 위하여 이온지수(Air ion index, 이하 A.I.I.)(Jin, 2005)로 환산하여 분석을 실시하였다. A.
- 대상지의 구분은 국토의 계획 및 이용에 따라 일반 주거지역, 일반상업지역, 생산녹지지역으로 분류하여 조사하였다. 측정에 영향을 미칠 수 있는 요인을 분석하고자 측정 지점을 중심으로 반경 50m이내의 토양피복현황을 분석하였다(Yoon et al.
- 대상지의 유형 구분은 지적편집도를 이용하여 대상지를 크게 일반주거지역, 일반상업지역, 생산녹지지역으로 실시하였다. 위성지도를 활용하여 대상지 현황을 조사하였다.
- 측정 전 15분간 일반 대기에 노출시켜 측정기를 안정화 시킨 후 5분간 측정을 실시하였다. 또한 지전장의 영향을 최소화하기 위하여 지면에서 1.5 m 높이에서 풍향에 의한 측정데이터의 오류를 최소화하기 위해 바람을 등지고 측정을 실시하였다.
- 양이온 발생량과 음이온 발생량은 동일한 경향을 나타낼 것으로 예상되어 A.I.I.로 계산하여 분석하였다. 토지이용유형별 이온지수는 생산녹지지역(2.
- 대상지의 유형 구분은 지적편집도를 이용하여 대상지를 크게 일반주거지역, 일반상업지역, 생산녹지지역으로 실시하였다. 위성지도를 활용하여 대상지 현황을 조사하였다.
- 토지이용유형에 따라 3구역으로 구분한 뒤 관측 지점을 각 5개로 총 15개를 설정하여 기온과 이온지수의 관계를 분석하고자 하였다. 이온지수에 영향을 주는 음이온 발생량의 선행연구에서 음이온 발생량과 기온은 부의 상관관계(Kim et al., 2015)를 나타낸다는 연구결과를 토대로 측정 지점의 기온을 측정하였다. 측정 당시 충주시의 평균기온은 26.
- 토지이용유형별 기상변화를 측정하기 위해 기온, 풍속, 상대습도를 측정하였다. 측정 시기는 도시 열환경 악화가 심화되는 6월부터 8월을 중심으로 반복 측정한 데이터 중 연구목적에 부합한 날을 도출하여 분석하였다. 측정 시간은 10:00부터 16:00까지 측정을 진행하였다.
- 공기 이온(양이온, 음이온)의 측정은 음이온측정기 (COM-3600, Japan)를 이용하였으며, 측정은 1분 간격으로 10회 반복 측정하여 평균값을 활용하였다. 측정 전 15분간 일반 대기에 노출시켜 측정기를 안정화 시킨 후 5분간 측정을 실시하였다. 또한 지전장의 영향을 최소화하기 위하여 지면에서 1.
- 조사 시기는 2017년 6월부터 2017년 8월까지 실시하였으며, 측정일 중 강우 등에 의하여 측정기기의 손상의 우려가 있거나, 연구목적에 부합하지 않은 날은 제외하였다. 측정시간은 식물이 광합성에 의한 음이온 발생이 증가한다고 보고된(Shin et al., 2012) 10시부터 16시까지 측정하였다.
- 대상지의 구분은 국토의 계획 및 이용에 따라 일반 주거지역, 일반상업지역, 생산녹지지역으로 분류하여 조사하였다. 측정에 영향을 미칠 수 있는 요인을 분석하고자 측정 지점을 중심으로 반경 50m이내의 토양피복현황을 분석하였다(Yoon et al., 2011). 이동시에는 인위적인 오차를 최소화하기 위해 측정기를 대기 중 환경에 노출시키지 않았다(Jo, 2009).
- 1). 토지이용유형별 기상 요소인 기온, 습도, 풍속을 측정하였으며, 동시에 양이온, 음이온을 측정하였다. 조사 시기는 2017년 6월부터 2017년 8월까지 실시하였으며, 측정일 중 강우 등에 의하여 측정기기의 손상의 우려가 있거나, 연구목적에 부합하지 않은 날은 제외하였다.
- 토지이용유형별 기상변화를 측정하기 위해 기온, 풍속, 상대습도를 측정하였다. 측정 시기는 도시 열환경 악화가 심화되는 6월부터 8월을 중심으로 반복 측정한 데이터 중 연구목적에 부합한 날을 도출하여 분석하였다.
- 토지이용유형별 이온지수와 양이온의 관계를 분석하기 위해 토지이용유형별 양이온 발생량을 측정하였다. 토지이용유형별 평균 양이온 발생량은 일반상업지역(737 ea/cm3) > 일반주거지역(492 ea/cm3) > 생산녹지지역(445 ea/cm3)로 분석되었다.
- 토지이용유형별 이온지수와 음이온의 관계를 분석하기 위해 토지이용유형별 음이온 발생량을 측정하였다. 음이온 발생량은 녹지율과는 정의 상관관계, 불투수포장율, 건폐율과는 부의 상관관계로 나타난다는 선행연구(Yoon et al.
- 토지이용유형에 따라 3구역으로 구분한 뒤 관측 지점을 각 5개로 총 15개를 설정하여 기온과 이온지수의 관계를 분석하고자 하였다. 이온지수에 영향을 주는 음이온 발생량의 선행연구에서 음이온 발생량과 기온은 부의 상관관계(Kim et al.
- 토지이용유형에 따라 3구역으로 구분한 뒤 관측 지점을 각 5개로 총 15개를 설정하여 상대습도와 이온지수의 관계를 분석하고자 하였다. 이온지수에 영향을 주는 음이온 발생량의 연구에서 음이온 발생량과 상대습도는 정의 상관관계로 나타난다는 선행연구 (Kim et al.
- 0을 활용하여 각 측정 지점에 따른 기상과 음이온, 양이온, 이온지수를 활용하여 항목별 관련성 분석은 상관성 분석을 실시하였다. 토지이용형태에 따른 기상 및 이온지수 상관성분석으로 토지이용유형의 가변수설정은 1=일반상업지역, 2=일반주거지역, 3=생산녹지지역으로 하였다. 또한, 일원 배치 분산분석을 실시하였으며, 사후분석으로 던컨의 다중 검정(Duncan`s multiple range test)을 하였다.
- 토지이용형태에 따른 기상 및 이온지수의 상관성 분석으로 토지이용유형의 가변수는 1=일반상업지역, 2=일반주거지역, 3=생산녹지지역으로 상관성분석을 실시하였다. 그 결과 Table 2와 같이 분석되었다.
대상 데이터
- 대상지별 녹지율은 생산녹지지역 > 일반주거지역 > 일반상업지역으로 일반상업지역에서는 녹지가 없었다.
- 본 연구는 중소도시 토지이용유형별 이온지수 특성 연구를 위하여 충청북도 충주시 도심지 내로 연구 대상지를 선정하였다(Fig. 1). 토지이용유형별 기상 요소인 기온, 습도, 풍속을 측정하였으며, 동시에 양이온, 음이온을 측정하였다.
- 토지이용유형별 기상 요소와 공기 이온을 측정한 뒤 상관성분석과 반복 측정 분산분석을 실시하였다. 연구의 대상지는 중소도시인 충북 충주시를 대상으로 하였으며, 일반주거지역, 일반상업지역, 생산녹지지역을 대상으로 각 유형별 5개 지점을 선정하여 총 15개의 지점에서 기상 요소와 공기 이온을 측정하였다.
- 이동시에는 인위적인 오차를 최소화하기 위해 측정기를 대기 중 환경에 노출시키지 않았다(Jo, 2009). 측정값이 유사한 지점을 대상으로 토지이용유형별 5개 지점을 선정하여 총 15지점을 조사 분석하였다.
데이터처리
- 토지이용형태에 따른 기상 및 이온지수 상관성분석으로 토지이용유형의 가변수설정은 1=일반상업지역, 2=일반주거지역, 3=생산녹지지역으로 하였다. 또한, 일원 배치 분산분석을 실시하였으며, 사후분석으로 던컨의 다중 검정(Duncan`s multiple range test)을 하였다.
- 토지이용유형별 기상 요소를 통계적으로 검증하기 위하여 일원 배치 분산분석을 실시하고 사후분석으로 Duncan`s multiple range test를 실시하였다. 기온은 일반상업지역(29.
- 토지이용유형별 기상 요소와 공기 이온을 측정한 뒤 상관성분석과 반복 측정 분산분석을 실시하였다. 연구의 대상지는 중소도시인 충북 충주시를 대상으로 하였으며, 일반주거지역, 일반상업지역, 생산녹지지역을 대상으로 각 유형별 5개 지점을 선정하여 총 15개의 지점에서 기상 요소와 공기 이온을 측정하였다.
- 토지이용유형별 기상 인자와 음이온, 양이온과의 관계를 분석하기 위해서 기상 측정데이터와 이온 측정 데이터를 토대로 이온지수를 산출하여 통계분석을 실시하였다. 통계 분석은 SPSS Statistics Ver 18.
- 토지이용유형별 이온지수를 통계적으로 검증하기 위하여 일원 배치 분산분석을 실시하고 사후분석으로 Duncan`s multiple range test를 실시하였다. 양이온은 일반상업지역(737.
- 토지이용유형별 기상 인자와 음이온, 양이온과의 관계를 분석하기 위해서 기상 측정데이터와 이온 측정 데이터를 토대로 이온지수를 산출하여 통계분석을 실시하였다. 통계 분석은 SPSS Statistics Ver 18.0을 활용하여 각 측정 지점에 따른 기상과 음이온, 양이온, 이온지수를 활용하여 항목별 관련성 분석은 상관성 분석을 실시하였다. 토지이용형태에 따른 기상 및 이온지수 상관성분석으로 토지이용유형의 가변수설정은 1=일반상업지역, 2=일반주거지역, 3=생산녹지지역으로 하였다.
이론/모형
- 측정 시간은 10:00부터 16:00까지 측정을 진행하였다. 기온과 풍속, 상대습도를 측정하기 위해서 열선 풍속계(TSI-9545)를 활용하였다. 측정은 지상에서 1.
- 토지이용유형별 이온지수와 음이온의 관계를 분석하기 위해 토지이용유형별 음이온 발생량을 측정하였다. 음이온 발생량은 녹지율과는 정의 상관관계, 불투수포장율, 건폐율과는 부의 상관관계로 나타난다는 선행연구(Yoon et al., 2012)를 토대로 토지이용유형에 따른 음이온 발생량을 측정하였다. 토지이용유형별 음이온특성은 평균 음이온 발생량의 경우 생산녹지지역(930 ea/cm3) > 일반주거지역(754 ea/cm3) > 일반상업지역(744 ea/cm3)으로 분석되었다.
- 토지이용유형에 따라 3구역으로 구분한 뒤 관측 지점을 각 5개로 총 15개를 설정하여 상대습도와 이온지수의 관계를 분석하고자 하였다. 이온지수에 영향을 주는 음이온 발생량의 연구에서 음이온 발생량과 상대습도는 정의 상관관계로 나타난다는 선행연구 (Kim et al., 2015)를 토대로 토지이용유형별 측정 지점의 상대습도를 측정하였다. 측정 당시 충주시의 평균상대습도는 78.
- 5 m 지점에서 10반복으로 진행하였다. 측정 시간이 약 6시간이기 때문에 경과 시간에 따라 측정값이 변화할 수 있어 Song and Park(2014)의 보정식을 사용하였다.
성능/효과
- 또한 기온과는 -.372 (p<0.01)로 부의 상관으로 기온이 높을수록 음이온 발생량이 낮은 것으로 판단되었으며, 상대습도와는 .296(p<0.01)로 정의 상관으로 상대습도가 높을수록 음이온 발생량 또한 높은 것으로 분석되었다.
- 분석결과 일반상업지역의 경우 녹지가 없고, 기온이 높으며, 상대습도가 낮아, 양이온 발생량이 많았다. 일반주거지역에서는 비건폐포장지가 많았으며, 기온은 낮고, 음이온 발생량이 많았다.
- 상대습도는 생산녹지지역(70.12%) > 일반주거지역(69.93%) > 일반상업지역(66.48%)으로 통계적으로 유의성이 높은 것으로 분석되었다.
- 일반주거지역에서는 비건폐포장지가 많았으며, 기온은 낮고, 음이온 발생량이 많았다. 생산녹지지역에서는 녹지가 주를 이루었으며, 상대습도가 높고, 양이온 발생량은 낮았으며, 음이온 발생량은 많았다.
- 02)으로 분석되었다. 생산녹지지역에서는 최소 1.79, 최고 2.54 였으며, 일반주거지역은 최소 0.93, 최고 1.95로 분석되었다. 일반상업지역에서는 최소 0.
- 양이온에 영향을 미치는 요인으로는 토지이용유형, 음이온, 이온지수, 기온, 상대습도로 분석되었으며, 토지이용유형의 경우 -.695(p<0.01)로 부의 상관인 것으로 나타났다.
- 이는 일반상업지역에서 양이온 발생량이 높았던 것으로 도로와 근접하고 있어 대기 중 미세먼지와 자동차에 의해 발생하는 질소화합물에 의한 것으로 사료되었다(Jin, 2005). 음이온에 영향을 미치는 요인으로는 토지이용유형, 양이온, 이온지수, 기온, 상대습도, 풍속으로 나타났다. 토지이용유형의 경우 .
- 일반상업지역과 생산녹지지역에서 음이온 발생량은 약 186 ea/cm3으로 차이가 났다. 이온지수를 산출한 결과 일반 주거지역과 일반상업지역에서의 차이는 0.5852로 나타났으며, 일반상업지역과 생산녹지지역에서는 1.0586으로 나타났다. 음이온 발생량만을 가지고는 미세한 차이를 보이는 지역에서 분간하기 어렵기 때문에 양이온 발생량과 음이온 발생량을 고려한 이온지수를 활용하여야 될 것으로 판단되었다.
- 일반상업지역에서는 도로와 근접하고 있어 대기 중 미세먼지와 자동차에 의해 양이온 발생량이 높으며(Ji, 2005), 음이온의 특성인 공기정화에 의해 배기가스, 대기오염물질에 반응하여 낮게 측정된 것으로 사료되었다(Oh, 2014). 이온지수를 통하여 토지이용유형별 공기 이온을 비교하였을 때, 양이온과 음이온의 평균 발생량, 최고 발생량, 최소발생량을 비교 할 때 보다 더 뚜렷한 경향이 나타났다.
- , 2012)와 일치하는 경향을 보였다. 이온지수에 영향을 미치는 것으로는 토지이용유형, 양이온, 음이온, 기온, 상대습도로 분석되었다. 토지이용유형과는 .
- 측정지의 평균 기온은 일반상업지역(29.59°C) > 일반주거지역 (28.34°C) > 생산녹지지역(28.31°C)로 분석되었다.
- 토지이용유형별 풍속에서 평균 풍속은 생산녹지지역(0.95 m/s) > 일반상업지역(0.87 m/s) > 일반주거지역(0.54 m/s)으로 분석되었다.
- 평균 상대습도는 생산녹지지역(70.12%) > 일반주거지역(69.93%) > 일반상업지역(66.48%)로 분석되었다.
후속연구
- , 2017). 이에 단순 음이온 개수만 가지고 음이온 발생량을 비교하게 된다면 오류가 발생할 수 있으므로, 이를 보정하기 위해서 음이온 발생량과 양이온 발생량을 고려하여 이온지수로 환산하여 분석해야 될 것으로 판단되었다.
- 단순 여름철에 측정을 실시하여 계절에 따른 특성을 고려하지 못하였다는 제한점이 존재하였다. 이에 차후 계절변화에 따른 특성을 고려하여 지속적인 조사와 연구가 이루어져야 할 것으로 판단되었다.
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