[논문]수도권 지역의 NO<tex> $_2$</tex>, <tex> $O_3$</tex>, VOC의 광역 공간분포 측정

정의석; 김선태; 김한수; 김신도; 이종범

[국내논문] 수도권 지역의 NO $_2$, $O_3$, VOC의 광역 공간분포 측정
The spatial distribution of NO $_2$, $O_3$, VOC in Seoul Metropolitan Area 원문보기

정의석 (대전대학교 환경공학과) , 김선태 (대전대학교 환경공학) , 김한수 (대전대학교 환경공학) , 김신도 (서울시립대학교 환경공학) , 이종범 (강원대학교 환경과학과)

광화학스모그에 의한 오염이 심각하다고 알려진 서울의 경우 오존 1시간 환경기준 초과횟수는 '95년에 21회, '96년 174회, '98년 269회, 그리고 2000년에는 335회 등 매년 증가하고 있으며, 측정지점별 초과 횟수의 경우에도 완만한 증가추세를 보이고 있다. 2000년 말 현재 전국 53개 도시에 대기오염 자동측정 망이 약 152개소가 운영되고 있으나, 측정소의 절대적 개수를 계속하여 늘릴 수 없다는 한계와 시·공간적으로 변화하는 오존 전구물질(NOx, VOCs 등) 및 오존의 현황자료 부족으로 인하여 광화학 대기오염의 생성 규명을 파악하는데 어려움이 있다. (중략)

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문제 정의

본 연구에서는 매년 고농도의 오존이 주로 발생하는 서울 과 인천 . 경기지역의 풍상과 풍하지역올 대상으로 이산화질소(NO, , 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 오존 (。3)passive sampler* 동시에 설치하여 대기오염농도의 공간 분포를 파악하고자 하였으며, 각 성분의 지역별 대기 중 배경농도 및 대기확산모델의 입력 및 검중 자료로서의 기초자료를 제공하고자 하였다.
그림 1과 그림 2는 본.연구대상지역을 중심으로 측정된 결과의 공간적인 분포를 확인하고자 나타낸 것이다. 전반적으로 6월에 측정한 1차 측정결과와 8월에 측정한 2차 측정결과의 분포가 상이함을 확인할 수 있으며, 이러한 원인은 풍향 및 풍속 둥 측정 일의 기상상황에 의한 영향이 큰 것으로 판단되나, 추가적으로 지속적인 연구가 선행된다면 광화학 대기오염의 생성과정을 규명하고 저감대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

제안 방법

이때 서울시 및 인천시 등에서 운영되고 있는 자동측정망 운영지점을 포함시켜 진행하였으며, NG, 。3은 본 연구팀이 개발한 samplers VOC는 3M사 제품인 모델 #3500을 구입하여 활용하였다. NG와。3은 24시간 시료를 채취한 후 각각 홉광광도계와 형광광도계를 이용하여 분석하였으며, VOCs에 대해서는 benzene, tolune, xylene을 포함한 10가지 물질을 중심으로 1주일간의 시 간가중평 균농도를 GC-FID system에서 분석하였다.

대상 데이터

공 간적으로 변화하는 오존 전구물질(NOx, VOCs 둥) 및 오존의 현황자료 부족으로 인하여 광화학 대기오 염의 생성 규명을 파악하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 매년 고농도의 오존이 주로 발생하는 서울 과 인천 . 경기지역의 풍상과 풍하지역올 대상으로 이산화질소(NO, , 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 오존 (。3)passive sampler* 동시에 설치하여 대기오염농도의 공간 분포를 파악하고자 하였으며, 각 성분의 지역별 대기 중 배경농도 및 대기확산모델의 입력 및 검중 자료로서의 기초자료를 제공하고자 하였다.
본 연구대상 지역은 서울과 인천, 그리고 경기 지역 일대로 서쪽으로는 강화도에서 인천, 북쪽으로는 의정부, 남쪽은 광명시, 그리고 동쪽으로는 남양주시에서 광주까지 일정한 간격으로 약 100개의 격자를 나눈 후, 6개 지역으로 구분하여 이산화질소(N₆), 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 오존(6)을 Passive sampler를 활용하여 동시에 측정을 진행하였다. 측정은 208년 6월과 8월에 걸쳐 2회 진행되었으며, 총 측정지점 수는 101개 지점이었다.
), 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 오존(6)을 Passive sampler를 활용하여 동시에 측정을 진행하였다. 측정은 208년 6월과 8월에 걸쳐 2회 진행되었으며, 총 측정지점 수는 101개 지점이었다. 이때 서울시 및 인천시 등에서 운영되고 있는 자동측정망 운영지점을 포함시켜 진행하였으며, NG, 。3은 본 연구팀이 개발한 samplers VOC는 3M사 제품인 모델 #3500을 구입하여 활용하였다.
측정은 208년 6월과 8월에 걸쳐 2회 진행되었으며, 총 측정지점 수는 101개 지점이었다. 이때 서울시 및 인천시 등에서 운영되고 있는 자동측정망 운영지점을 포함시켜 진행하였으며, NG, 。3은 본 연구팀이 개발한 samplers VOC는 3M사 제품인 모델 #3500을 구입하여 활용하였다. NG와。3은 24시간 시료를 채취한 후 각각 홉광광도계와 형광광도계를 이용하여 분석하였으며, VOCs에 대해서는 benzene, tolune, xylene을 포함한 10가지 물질을 중심으로 1주일간의 시 간가중평 균농도를 GC-FID system에서 분석하였다.

성능/효과

본 연구의 1차 및 2차 측정의 전체 분석항목과 결과를 표 1과 표 2에 나타내었다. 전체적인 이산화질 소 및 오존의 평균농도는 강우 등의 영향으로 인해 전반적으로 낮게 평가되었으며, 1차와 2차 측정의 평균농도를 비교해보면, 이산화질소는 각각 약 42.7ppb와 32.4ppb, 오존은 약 27.6ppb와 24.3 ppb, 톨루 엔은 약 6.96ppb와 5.65ppb로 2차측정의 결과가 1차측정 보다 낮은 것을 확인할 수 있었다. 또한 측정지 점간의 농도값 분포(분산)정도를 나타내는 %RSD를 계산한 결과, 이산화질소의 %RSD는 오존보다 약 1(广20% 정도 높은 약 40% 이상을 나타내고 있었으며, 휘발성 유기화합물의 경우는 약 50% 내외의 %RSD를 나타내고 있어 측정지점간의 농도의 분산정도가 다름을 알 수 있었다.
65ppb로 2차측정의 결과가 1차측정 보다 낮은 것을 확인할 수 있었다. 또한 측정지 점간의 농도값 분포(분산)정도를 나타내는 %RSD를 계산한 결과, 이산화질소의 %RSD는 오존보다 약 1(广20% 정도 높은 약 40% 이상을 나타내고 있었으며, 휘발성 유기화합물의 경우는 약 50% 내외의 %RSD를 나타내고 있어 측정지점간의 농도의 분산정도가 다름을 알 수 있었다. 이처럼 1차 및 2차 측 정에서 휘발성 유기화합물 중 톨루엔의 경우 %RSD가 매우 크게 평가되었는데, 이는 측정지점 주변의 직접적인 영향 등이 크게 작용하여 지역에 따른 농도분포특성에 영향을 주고 있는 것으로 판단된다.

후속연구

연구대상지역을 중심으로 측정된 결과의 공간적인 분포를 확인하고자 나타낸 것이다. 전반적으로 6월에 측정한 1차 측정결과와 8월에 측정한 2차 측정결과의 분포가 상이함을 확인할 수 있으며, 이러한 원인은 풍향 및 풍속 둥 측정 일의 기상상황에 의한 영향이 큰 것으로 판단되나, 추가적으로 지속적인 연구가 선행된다면 광화학 대기오염의 생성과정을 규명하고 저감대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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