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문제 정의
- 따라서 제주 지역에서의 강우 성분 분석 결과는 제주 지역의 대기오염 관리는 물론 갈수록 심각해지는 중국 오염의 영향을 파악하기 위한 기초자료로서 활용 가치가 높다. 본연구는 제주도 고산측정소에 자동강우채취기를 설치하여 강우 시료를 채취하고 주요 이온 성분을 지속적으로 분석하여 고산 지역 빗물 성분의 산성화 및 중화 특성을 다각도로 조사한 결과이다.
제안 방법
- 측정하였다. so?; no/, cr 음이온은 이온크로마토그래피법(ic)으로 분석하였고, 이들 음이온의 분석조건은 유속 1.0mL/min, 시료주입 량 50“L, 용리액 2.4mM Na2CO3/2.25mM NaHCCh이며, 분리 관과 suppressor는 lonPac AG4A-SC 및 lonPac AS4A-SC과 ASRS를 사용하였다. F; HCOO; CH3COO; .
- pH 및 전기전도도는 시료를 항온조에서 대략 2SC로 조절한 후 pH meter와 conductivity meter를 사용하여 측정하였다. so?; no/, cr 음이온은 이온크로마토그래피법(ic)으로 분석하였고, 이들 음이온의 분석조건은 유속 1.
- 강우시료의 분석 데이타는 이온수지비교법, 측정 전도도와 이론 전도도 비교법, 산분율 비교법의 세 가지 방법으로 신뢰도를 조사하였다. 결과 표 1과 같이 각각의 상관계수(r)가 모두 0.
- 강우채취기는 빗물센서가 부착된 자동채취기로 1993년부터 1996년까지는 KIST에서 자체셔으로 설계한 채취기(채수구 내경 337mm)를, 그리고 1997년부터 199锵년까지는 신일사이언스(모델 SL-4-001, 채수구 내경 253mm)의 채취기를 사용하였다. 채취된 강우는 실험실로 옮긴 후 일부를 채취하여 pH와 전기전도도를 먼저 측정하고 일부는 밀봉하여 4T 냉장 보관한 상태에서 주요 이온 분석에 사용하였고, 또 일부는 분취하여 -20℃ 냉동고에 보관하고 필요시 냉장고에서 녹여 유기산 및 MSA 분석용 시료로 이용하였다.
대상 데이터
- 강우 시료는 제주도 고산측정소(33° 17'N, 126° 10'E)에서 1993년부터 1999년까지 일주 단위(일부는 매 강우별)로 총 211개의 시료를 채취하였다. 강우채취기는 빗물센서가 부착된 자동채취기로 1993년부터 1996년까지는 KIST에서 자체셔으로 설계한 채취기(채수구 내경 337mm)를, 그리고 1997년부터 199锵년까지는 신일사이언스(모델 SL-4-001, 채수구 내경 253mm)의 채취기를 사용하였다.
- 강우별)로 총 211개의 시료를 채취하였다. 강우채취기는 빗물센서가 부착된 자동채취기로 1993년부터 1996년까지는 KIST에서 자체셔으로 설계한 채취기(채수구 내경 337mm)를, 그리고 1997년부터 199锵년까지는 신일사이언스(모델 SL-4-001, 채수구 내경 253mm)의 채취기를 사용하였다. 채취된 강우는 실험실로 옮긴 후 일부를 채취하여 pH와 전기전도도를 먼저 측정하고 일부는 밀봉하여 4T 냉장 보관한 상태에서 주요 이온 분석에 사용하였고, 또 일부는 분취하여 -20℃ 냉동고에 보관하고 필요시 냉장고에서 녹여 유기산 및 MSA 분석용 시료로 이용하였다.
- 제주도 고산 지역에서 채취한 총 211개 강우 시료들에 대해 pH, 전기전도도, 그리고 주요 성분들의 분석 결과를 표 2에 수록하였다. 측정된 강우의 부피가중평균 pH는 4.
이론/모형
- 25mM NaOH/5mM NaOH이며, 분리관과 suppressor는 lonPac AG11 및 lonPac AS11과 ASRS이다. 또한 Na; K*, Ca2*, Mg2' 양이온은 원자흡광광도법으로 분석하였고, NH「는 인도페 놀법 으로 분석하였다.
성능/효과
- 강우의 산성 음이온 농도와 염기성 양이온 농도의 합을 비교해 본 결과 음이온 농도의 합이 85.5“ e*L이고, 양이온 농도의 합이 73.1“eq/L로 음이온이 조금 더 큰 값을 보였다. 이는 pH 측정이나 염기성 양이온 분석에 의한 오차이거나 아니면 일부 다른 성분들이 중화반응에 기여하고 있음을 의미한다.
- 방법으로 신뢰도를 조사하였다. 결과 표 1과 같이 각각의 상관계수(r)가 모두 0.953 이상으로 우수한 상관성을 나타내었고, 양호한 신뢰도를 보였다.
- 3%로 조사되었다. 그리고 빗물의 실제 산성도와 관련이 큰 자유산성도(free acidity)는 평균 22.8% 정도인 것으로 나타났다.
- 이는 pH 측정이나 염기성 양이온 분석에 의한 오차이거나 아니면 일부 다른 성분들이 중화반응에 기여하고 있음을 의미한다. 또 산성 음이온들의 상대적인 조성비를 조사해 본 결과 무기산 이온인 nss-SQf와 NO3-의 함량이 13 %로 주로 H2SO4, HNO3가 강우의 산성화에 기여하는 것으로 조사되었다. 반면에 유기산인 HCOOH와 CH3COOH의 산성화 기여도는 리 높지 않은 것으로 확인되었다.
- 반면에 유기산인 HCOOH와 CH3COOH의 산성화 기여도는 리 높지 않은 것으로 확인되었다. 또한 주요 염기성 인자인 NHj과 Ca»의 중화인자를 구하여 중화율을 비교해 본 결과 NHs에 의한 중화율은 49.7% 정도이나 CaCQj에 의한 중화는 25.3%로 조사되었다. 그리고 빗물의 실제 산성도와 관련이 큰 자유산성도(free acidity)는 평균 22.
- 9“S/cm로 다소 높은 값을 나타내었으며, 이는 측정소 위치가 해변가에 인접해 있어서 해염의 영향을 많이 받은 때문인 것으로 보인다. 또한 주요 이온성분들의 부피가중 평균당량농도는 C「>Na*>nss-SO芝>NHj>Mg>> NO3'>nss-Ca2*> H'> K*> HCOO-> F"> HCO3 > CHaCOO>CH3SO3-의 순으로 해염성분과 SO7; NH/, NO3- 등이 높은 농도를 나타내었다. 또 강우 이온의 조성은 해염 성분인 Na*, Cl; Mg2* 함량이 각각 32 %, 32%, 7%로 전체의 71 %를 차지했고, 다음으로 nss-SO?; NH/, NO3; nss-Ca*。] 각각 9 %, 7 %, 4%, 4%인 것으로 조사되었다.
- 또 산성 음이온들의 상대적인 조성비를 조사해 본 결과 무기산 이온인 nss-SQf와 NO3-의 함량이 13 %로 주로 H2SO4, HNO3가 강우의 산성화에 기여하는 것으로 조사되었다. 반면에 유기산인 HCOOH와 CH3COOH의 산성화 기여도는 리 높지 않은 것으로 확인되었다. 또한 주요 염기성 인자인 NHj과 Ca»의 중화인자를 구하여 중화율을 비교해 본 결과 NHs에 의한 중화율은 49.
- 결과를 표 2에 수록하였다. 측정된 강우의 부피가중평균 pH는 4.71 ~ 5.07로 측정 기간동안 비교적 약산성의 비가 주로 내린 것으로 조사되었다. 또 부피가중평균 전기전도도는 19.
후속연구
- , 1998a, b)되고 있다. 따라서 제주 지역에서의 강우 성분 분석 결과는 제주 지역의 대기오염 관리는 물론 갈수록 심각해지는 중국 오염의 영향을 파악하기 위한 기초자료로서 활용 가치가 높다. 본연구는 제주도 고산측정소에 자동강우채취기를 설치하여 강우 시료를 채취하고 주요 이온 성분을 지속적으로 분석하여 고산 지역 빗물 성분의 산성화 및 중화 특성을 다각도로 조사한 결과이다.
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