[논문]제주 고산에서 측정한 <tex> $PM_{2.5}$</tex> 에어로졸의 원소성분 특성연구

류성윤; 김정은; 정현록; 김영준; 한진석; 문광주; 공부주; 안준영

[국내논문] 제주 고산에서 측정한 $PM_{2.5}$ 에어로졸의 원소성분 특성연구
Characteristics of Elemental Composition of $PM_{2.5}$ Aerosols Measured at Gosan, Jeju 원문보기

류성윤 (광주과학기술원 환경공학과) , 김정은 (광주과학기술원 환경공학) , 정현록 (광주과학기술원 환경공학) , 김영준 (광주과학기술원 환경공학) , 한진석 (국립환경연구원 대기화학) , 문광주 (국립환경연구원 대기화학) , 공부주 (국립환경연구원 대기화학) , 안준영 (국립환경연구원 대기화학과)

대기 중에 부유하고 있는 입자상 물질은 보통 입경에 따라 2.5$\mu\textrm{m}$ 이하의 미세입자와 2.5$\mu\textrm{m}$ 이상의 조대입자로 나눌 수 있다. 조대입자는 토양 및 해염, 꽃가루, 화산재 및 토양 먼지와 같이 자연발생원에서 주로 생성되며, 인체에 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 미세입자는 화석연료의 연소, 자동차의 배출가스 및 화학물질의 제조공정 등의 인위적 발생원에서 주로 방출되며, 또한 이들 1차 생성분진과는 달리 대기중에서 황산가스나 휘발성 유기화합물 둥이 응축과정을 거쳐 가스상에서 입자상으로 변환되어 생성된 2차 입자도 환경학적으로 매우 중요한 의미를 갖는다. (중략)

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문제 정의

제주 고산은 우리나라의 대표적인 배경 농도 지역으로서 이러한 입자들의 장거리이동 특성을 규명하기에 적합한 지역으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 오염원과의 거리가 먼 청정지역인 제주 고산 슈퍼사이트에서 PM2.5 분진을 채취하여 원소성분 농도 비를 조사 비교하여 미세입자의 화학적 특성 연구 및 장거리 이동 오염원이 대기의 조성변화에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 또한 본 연구에서는 Enrichment Factor 분석을 통하여 각성분의 상관성을 규명하고자 한다.
5 분진을 채취하여 원소성분 농도 비를 조사 비교하여 미세입자의 화학적 특성 연구 및 장거리 이동 오염원이 대기의 조성변화에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 또한 본 연구에서는 Enrichment Factor 분석을 통하여 각성분의 상관성을 규명하고자 한다.

제안 방법

분진채취는 2001년 11월 13일 ~ 25일, 2002년 3월 29일 ~ 4월 11 일, 2002년 8월 27일 ~ 9월 11일, 2003년 2월 14 ~ 26일 총 4차례에 걸쳐 실시하였다. 측정시간은 측정 당일 오전 9시부터 다음날 9시까지 24시간 동안 채취하였다. 채취된 분진에 함유된 화학적 원소성분은 ICP-AES(Shimadzu ICPS~1000m), ICP-MS(VG Elemental PQ1U STE), 및 AAS(Unicam989)에 의해 27종의 (Na, Mg, Al, Si, S, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Zr, Se, Pd, Cd, Sb, Ba, Ce, Pb) 성분이 분석되었으며, 분석은 기초과학지원연구소(대전분소)에서 수행하였다.
측정시간은 측정 당일 오전 9시부터 다음날 9시까지 24시간 동안 채취하였다. 채취된 분진에 함유된 화학적 원소성분은 ICP-AES(Shimadzu ICPS~1000m), ICP-MS(VG Elemental PQ1U STE), 및 AAS(Unicam989)에 의해 27종의 (Na, Mg, Al, Si, S, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Zr, Se, Pd, Cd, Sb, Ba, Ce, Pb) 성분이 분석되었으며, 분석은 기초과학지원연구소(대전분소)에서 수행하였다.

대상 데이터

PM% 분진측정은 제주 고산슈퍼사이트의 트레일러에서 각각 수행하였다. PM2.
5 분진에 함유되어있는 원소 성분을 분석하는데 사용되었다. 분진채취는 2001년 11월 13일 ~ 25일, 2002년 3월 29일 ~ 4월 11 일, 2002년 8월 27일 ~ 9월 11일, 2003년 2월 14 ~ 26일 총 4차례에 걸쳐 실시하였다. 측정시간은 측정 당일 오전 9시부터 다음날 9시까지 24시간 동안 채취하였다.
PM% 분진측정은 제주 고산슈퍼사이트의 트레일러에서 각각 수행하였다. PM2.5 분진의 포집을 위해 PM2.5 싸이클론 (URG-2000-30EH) 샘플러가 사용되었으며, 채취한 시료들은 PM2.5 분진에 함유되어있는 원소 성분을 분석하는데 사용되었다. 분진채취는 2001년 11월 13일 ~ 25일, 2002년 3월 29일 ~ 4월 11 일, 2002년 8월 27일 ~ 9월 11일, 2003년 2월 14 ~ 26일 총 4차례에 걸쳐 실시하였다.

후속연구

5-10 ㎛사이에 있는 조대입자 (coarse mode)의 광학적 및 화학적 특성에 많은 변화를 야기시키는 것으로 알려져 있다. 지금까지 입자크기가 2.5㎛보다 작은 미세입자에 대한 연구는 발생원이 주거지역의 벽난로나 목재 스토브뿐 만 아니라 자동차, 발전소, 및 산업용 시설등의 연료연소에서 발생되는 것으로 알려져 있어 이에 대한 관심이 집중되어 왔으나, 황사현상과 같은 장거리 이동물질로 인한 미세입자의 화학적 성질 변화에 대해서는 연구가 전무한 실정이며 이러한 입자의 건강에 미치는 영향을 규명하기 위해서는 미세입자 관점에서 연구를 수행하는게 바람직 할 것으로 사료된다. 제주 고산은 우리나라의 대표적인 배경 농도 지역으로서 이러한 입자들의 장거리이동 특성을 규명하기에 적합한 지역으로 알려져 있다.

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