초록 ▼

2004년 6월 중 서울 북동부에는 11, 13일 오존주의보가 발생되었으며 경기도 구리시에 2, 3, 4, 10, 11일 5회 발생되었다. 고려대학교에서 측정된 오존은 3, 4, 10, 11일에 100ppb 이상으로 높게나타났다. 서울은 NOx의 농도가 높아 밤에는 titration에 의해 오존농도가 0 가까이 감소하는 경향이 나타났다. 따라서 서울시 오존의 생성과 소멸을 2004년 6월 중 서울 북동부에는 11, 13일 오존주의보가 발생되었으며 경기도 구리시에 2, 3, 4, 10, 11일 5회 발생되었다. 고려대학교에서 측정된 오존은 3, 4, 10, 11일에 100ppb 이상으로 높게나타났다. 서울은 NOx의 농도가 높아 밤에는 titration에 의해 오존농도가 0 가까이 감소하는 경향이 나타났다. 따라서 서울시 오존의 생성과 소멸을 과 를 더한 odd-oxygen의 관점에서 이해해야 한다.
NOx와 NOy와의 비는 거의 1 근처에서 변하지 않았다. 또한 ln(/) 값이 대부분 0보다 큰 것으로부터 서울의 공기가 광화학적으로 상당히 fresh함을 알 수 있었다. 최대 오존 농도는 대략 14시와 16시 사이에 나타났으며 대체적으로 고농도 오존이 발생한 날에 NOx의 농도와 Toluene 농도가 높게 나타났다. 오존의 최대값은 /NO의 비가 급격히 바뀌는 지점에 나타났는데 이것은 고농도 오존이 광화학적 현상이라는 것을 간접적으로 보여준다. 그리고 오존의 농도가 최대가 되는 시점에 오존의 전구물질인 peroxy,
, 및 의 농도가 일반적으로 높게 나타났다. 따라서 NO의 로의 전환이 오존의 고농도 현상에 중요한 역할을 하고 있다는 것을 알 수 있다. 고농도 오존이 발생한 날에는 대기의 광화학조건이 광정류 상태에서 다소 벗어나 있음을 알 수 있었다. 오존의 생성속도에 가장 중요하게 영향을 주는 화학반응은 대부분 NO와 , 와 의 반응이고 와 NO의 반응의 역할이 가장 작게 나타났다. 측정과 광화학 모델결과 결과는 서울의 고농도 오존 생성에 VOC가 중요한 제한 요소로 작용함을 지시한다..

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 참여연구진 ... 4
• 요약문 ... 5
• 제목차례 ... 13
• 표차례 ... 21
• 그림차례 ... 28
• 제 1 장 총 괄 ... 37
• 1. 연구 목적 및 필요성 ... 39
• 1.1 필요성 ... 39
• 1.2 연구의 최종목표 ... 40
• 2. 년차별 연구계획 ... 40
• 2.1 연구 분야 ... 40
• 2.2 연차별 연구 목표 ... 40
• 2.3 연차별 계획 ... 40
• 3. 연구과제의 구성 및 기대효과 ... 42
• 3.1 연구 분야의 상호 연관성 ... 42
• 3.2 기대효과 ... 43
• 4. 연구 내용 ... 43
• 4.1 연구과제 및 연구팀 구성 ... 43
• 4.1.1 광화학 생성물질 집중측정 및 해석과 모델 평가 ... 43
• 4.1.2 광화학 오존생성 및 중거리 수송 메카니즘 규명 ... 44
• 4.1.3 집중측정기간 모사해석, 모델 정확도 개선 ... 45
• 4.1.4 오존저감 시나리오 개발 ... 45
• 4.2 연구 대상 및 범위 ... 47
• 4.2.1 대상물질 ... 47
• 4.2.2 공간적 분포 ... 47
• 4.2.3 시간적 범위 ... 47
• 5. 광화학 오존 분야의 Q/A list 및 추진 방향 ... 47
• 6. 추진 방법 ... 50
• 6.1 과제 및 연구진의 구성 ... 50
• 6.2 자문위원회 구성 ... 54
• 6.3 연구 진행 일정 ... 54
• 제 2 장 광화학 생성물질 집중측정 및 해석과 모델평가 ... 55
• 1. 서론 ... 57
• 1.1 연구 배경 ... 57
• 1.2 연구 목적 및 필요성 ... 57
• 1.3 연구 내용 ... 58
• 1.3.1 측정 ... 58
• 1.3.2 오존 Budget 모델링 ... 59
• 1.3.3 VOC 해석 및 모델링 ... 59
• 1.4 연구 결과 ... 60
• 1.4.1 대도시 지표부근에서의 오존의 광화학적 생성과 소멸에 관한 연구 ... 60
• 1.4.1.1 서론 ... 60
• 1.4.1.2 연구방법 ... 61
• 1.4.1.3 연구결과 ... 63
• 1.4.1.3.1 고농도 오존 사례에 대한 조사 (1시간 평균이 100ppbv 이상인 경우) ... 67
• 1.4.1.3.2 NOy와 오존과의 관계와 오존 생성 및 소멸의 수지 ... 83
• 1.4.1.4 요약 및 소결론 ... 88
• 1.4.1.5 인용문헌 ... 90
• 1.4.2 측정자료를 이용한 오존 생성 특성 연구 ... 91
• 1.4.2.1 서론 및 배경 ... 91
• 1.4.2.2 관측기반모형을 이용한 측정치 해석 ... 92
• 1.4.2.2.1 관측기반 모형 ... 92
• 1.4.2.2.2 2004년도 고농도 오존 사례일 선정 ... 93
• 1.4.2.2.3 2004년도 고농도 오존 사례시 주요 화학종의 거동 ... 94
• 1.4.2.2.4 2004년도 고농도 오존 사례에 OBM 적용결과 ... 96
• 1.4.2.2.5 2004년도 고농도 오존 사례시 control mechanism ... 97
• 1.4.2.3 한국형 VOC의 오존생성기여도 산출방법 개발 ... 99
• 1.4.2.3.1 POCP와 MIR의 비교 ... 100
• 1.4.2.3.2 한국형 POCP 개발 ... 103
• 1.4.2.4 광화학평가 측정망 측정자료 분석 ... 114
• 1.4.2.5 결론 ... 121
• 1.4.3 서울 고농도 오존 발생시 오존과 전구물질 분포 특성 ... 122
• 1.4.3.1 성분별 측정 방법 ... 122
• 1.4.3.1.1 O3 ... 122
• 1.4.3.1.2 UV ... 122
• 1.4.3.1.3 NO, NO2 ... 122
• 1.4.3.1.4 NO2, PANs ... 123
• 1.4.3.1.5 CO ... 123
• 1.4.3.1.6 H2O2 ... 124
• 1.4.3.2 2004년 고농도 오존 사례 분석 ... 126
• 1.4.3.2.1 6월 3일 고농도 오존사례 ... 130
• 1.4.3.2.2 6월 4일 고농도 오존사례 ... 131
• 1.4.3.2.3 6월 11일 고농도 오존사례 ... 132
• 1.4.3.3 2004 여름 광화학 지시종의 변화 ... 135
• 1.4.3.3.1 NOy ... 135
• 1.4.3.3.2 NOy ... 136
• 1.4.3.4 4차년도 측정 결과 ... 137
• 1.4.3.4.1 측정자료 ... 137
• 1.4.3.4.2 측정결과 ... 137
• 1.4.3.4.3 결론 ... 146
• 1.5 결론 ... 147
• 제 3장 수도권 오존 분포 특성과 오염 패턴별 주요 사례 연구 ... 148
• 1. 서 론 ... 150
• 1.1 연구의 필요성 ... 150
• 1.2 목적 및 연구내용 ... 151
• 2. 자료 및 방법 ... 152
• 2.1 수도권지역 오존농도 분포와 오염 패턴 ... 152
• 2.2 수도권지역 주요 고농도 오존오염 사례 분석 ... 154
• 2.3 오존의 환경기준치(1시간, 8시간) 초과 실태 해석 ... 155
• 2.4 상층 기상 관측 ... 156
• 3. 결과 및 토의 ... 157
• 3.1 수도권지역 오존농도 분포와 오염 패턴 ... 157
• 3.1.1 오존농도의 시ㆍ공간적 분포 변화 ... 157
• 3.1.2 오존오염 패턴 특성 ... 162
• 3.2 수도권지역 주요 고농도 오존오염 사례 분석 ... 172
• 3.2.1 대표적인 오존오염 패턴의 사례일 제시 ... 172
• 3.2.2 대표적인 오존오염 패턴의 사례 분석 ... 173
• 3.2.3 2004년 오존오염 사례 분석 ... 204
• 3.3. 오존의 환경기준치 초과 실태 해석 ... 223
• 3.3.1 1시간 초과 빈도 분석 ... 223
• 3.3.2 8시간 이동 평균 초과 횟수 분석 ... 230
• 3.3.3 환경기준초과시의 기상조건 해석 ... 236
• 3.4 상층기상 관측 ... 238
• 4. 요약 및 결론 ... 241
• 5. 참고문헌 ... 242
• 제 4 장 집중측정기간 모사해석, 모델정확도 개선 ... 246
• 1. 서론 ... 248
• 1.1 연구배경 및 필요성 ... 248
• 1.2 연구 진행 방안 ... 250
• 1.2.1 기상 모델개선의 필요성 ... 250
• 1.2.2 연구 방법 ... 250
• 1.2.3 광화학모델의 연구진행 ... 251
• 2. 기상장 모델링 ... 253
• 2.1 MM5 모델링의 개요 ... 253
• 2.1.1 MM5 모델링의 수행조건 ... 253
• 2.2 모델링 결과 ... 254
• 2.2.1 상세 지표경계자료 ... 254
• 2.2.2 상세 토지이용 자료 ... 268
• 2.2.3 상층 및 지상 관측값 자료 동화 ... 278
• 3. 광화학 모델의 평가 및 개선 ... 288
• 3.1 모델개요 ... 288
• 3.1.1 기상모델 ... 288
• 3.1.1.1 MM5 개요 및 구성 ... 288
• 3.1.1.2 모델 실행 영역 ... 288
• 3.1.2 광화학 모델 ... 290
• 3.1.2.1 CMAQ 개요 ... 290
• 3.1.2.2 CMAQ의 구성 및 특징 ... 290
• 3.1.2.3 CMAQ 모델 적용 방법 ... 291
• 3.2 모델 실행 및 결과 해석 ... 291
• 3.2.1 모델링 영역 ... 291
• 3.2.2 모델 입력자료 ... 294
• 3.2.2.1 초기 및 경계조건 산출 ... 294
• 3.2.2.2 기상장 ... 294
• 3.2.2.3 배출량 ... 295
• 3.2.3 모델링 실행 및 결과 ... 295
• 3.2.3.1 장기간 모델 평가 모델링 ... 296
• 3.2.3.2 고농도 오존 사례 모델링 ... 305
• 3.2.3.3 집중측정 기간 동안의 모델링 ... 328
• 3.2.3.4 배출량 저감정책 모델링 ... 332
• 4. 요약 및 결론 ... 338
• 5. 참고문헌 ... 339
• 제 5 장 오존저감 시나리오 개발 및 비용ㆍ편익 모형수립 ... 342
• 1. 서 론 ... 344
• 1.1. 연구 배경 및 필요성 ... 344
• 1.2 연구목적 ... 345
• 1.3 기대효과 ... 346
• 1.4 연구 추진 체계 ... 346
• 2. 오존저감을 위한 선진국의 정책분야연구 ... 348
• 2.1 유럽대륙의 오존저감정책 ... 348
• 2.2 미국의 오존저감정책 ... 356
• 2.2.1 오존저감정책 ... 357
• 2.2.2 주정부에서의 오존저감정책 ... 362
• 2.2.3 시 및 지역정부차원에서의 오존정책 ... 366
• 3. 전구물질 배출량 저감방안 도출 ... 373
• 3.1 저감방안 1 : 자동차정비 도장시설의 VOC 저감대책 ... 374
• 3.2 저감방안 2 : 자동차정비 도장시설의 도료개선 및 수계도료 전환 ... 379
• 3.3 저감방안 3 : 건축용 도료의 유기용제 함량 제한 ... 383
• 3.4 저감방안 4 : 주유소 stage II의 VOC 저감대책 ... 385
• 3.5 대책 5 : 자동차 배출가스 저감장치 부착 ... 386
• 3.5.1 배출가스 저감장치 부착 국내 사례 ... 387
• 3.5.2 자동차 배출가스 저감장치 부착을 통한 VOC 저감효과 분석 ... 387
• 3.5.3 저감장치의 적용비율에 따른 저감량 추정 ... 391
• 3.6 저감방안 6 : 자동차 운행 제한 ... 395
• 3.6.1 교통수요관리(부제운행) 국내시행 사례 ... 397
• 3.6.2 교통수요관리(부제운행) 효과 분석 ... 399
• 4. 오존대책 시나리오(예비) 작성 ... 409
• 4.1 오존대책 시나리오(예비) I ... 411
• 4.1.1 건축용 도료의 유기용제 함량 제한 및 수성도료 사용확대 ... 411
• 4.1.2 도장시설(건축 및 건물제외)과 세정시설의 비산배출허용기준 설정 및 관리강화 ... 413
• 4.1.3 생산공정 비산배출규제 ... 414
• 4.1.4 소비재 유기용제 함량 제한 ... 415
• 4.1.5 주유소 Stage II의 VOC회수시설 의무화 ... 416
• 4.1.6 DPF 부착을 통한 이동오염원의 VOC 저감방안 ... 417
• 4.1.7 DOC 부착을 통한 이동오염원의 VOC 저감방안 ... 418
• 4.1.8 오존대책 시나라오(예비) I의 결과 ... 419
• 4.2 오존대책 시나리오(예비) II ... 420
• 4.2.1 건축용 도료의 용제함량 저감의 확대 ... 421
• 4.2.2 자동차정비 도장시설의 VOC 저감량 산정 ... 423
• 4.2.3 세탁시설의 방지시설 설치에 따른 저감량 산정 ... 424
• 4.2.4 DPF 부착에 따른 저감량 산정 ... 425
• 4.2.5 DOC 부착에 따른 저감량 산정 ... 425
• 4.2.6 10부제 시행시 VOC 저감 효과 ... 426
• 4.2.7 오존대책 시나리오 II의 결과 ... 426
• 5. 정책지원시스템 ... 428
• 5.1 시스템의 구성 ... 428
• 5.2 프로그램 구성 ... 429
• 5.2.1 도입화면 ... 429
• 5.2.2 대책 및 시나리오 설정 화면 ... 430
• 5.2.3 선정된 결과 확인 및 저감율 저감율 변경을 통한 시행 효과분석 ... 433
• 5.2.4 산정결과 보기 ... 434
• 5.2.5 OZIPR 모델 링크 ... 435
• 5.2.6 출력결과 보기 ... 437
• 5.2.7 제한점 ... 438
• 5.3 OZIPR 모델의 개요 및 입력변수 산정방법 ... 438
• 5.3.1 OZIPR의 개요 ... 438
• 5.3.2 입력변수의 산정 ... 439
• 6. 오존 저감을 위한 배출량 연구 ... 448
• 6.1 2002년 CAPSS 배출량 개요 ... 448
• 6.1.1 점오염원 ... 448
• 6.1.2 이동오염원 ... 450
• 6.1.3 면오염원 ... 451
• 6.1.4 대분류별 총배출량 비교 ... 456
• 6.2 자연 배출량 ... 460
• 6.2.1 자연배출량 산정 개요 ... 460
• 6.2.2 GLOBEIS에 의한 자연배출량 산정 ... 460
• 6.2.3 자연배출량 산정이론 ... 461
• 7.2.4 GLOBEIS Processing ... 464
• 6.2.5 GLOBEIS 결과 ... 468
• 6.3 이동오염원 배출량 산정 ... 483
• 6.3.1 대기정책지원시스템(CAPSS)내 이동오염원 개요 ... 483
• 6.3.2 도로이동오염원의 CAPSS 분류 ... 483
• 6.3.3 이동오염원의 배출량 산정 ... 484
• 6.3.4 CAPSS의 이동오염원 배출량 제공형태 ... 485
• 6.3.5 월별, 시간별 교통량 패턴 재산정 ... 485
• 6.3.6 공간적 해상도 개선 : 격자별 총통행거리(VMT) 추정 ... 491
• 6.4 종분류 Profile 개선 ... 497
• 6.5 모델링 배출량 산정 시스템 ... 508
• 6.6 저감대책에 따른 배출량 산정 ... 509
• 6.6.1 시나리오(예비) I 배출량 산정 ... 511
• 6.6.2 시나리오(예비) II 배출량 산정 ... 513
• 6.7 결론 ... 517
• 7. 요약 및 결론 ... 518
• 7.2 오존저감을 위한 선진국의 정책분야연구 ... 518
• 7.2.1 유럽대륙의 오존저감정책 ... 518
• 7.2.2 미국의 오존저감정책 ... 520
• 7.2.3 시 및 지역정부차원에서의 오존정책 ... 522
• 7.3 전구물질 배출량 저감방안 도출 ... 522
• 7.3.1 저감방안 1 : 자동차정비 도장시설의 VOC 저감대책 ... 522
• 7.3.2 저감방안 2 : 자동차정비 도장시설의 도료개선 및 수계도료 전환 ... 522
• 7.3.3 저감방안 3 : 건축용 도료의 유기용제 함량 제한 ... 523
• 7.3.4 저감방안 4 : 주유소 stage II의 VOC 저감대책 ... 523
• 7.3.5 대책 5 : 자동차 배출가스 저감장치 부착 ... 524
• 7.3.6 저감방안 6 : 자동차 운행 제한 ... 524
• 7.4 오존대책 시나리오(예비) 작성 ... 525
• 7.5 정책지원시스템 ... 526
• 7.6 오존 저감대책의 비용ㆍ편익 분석 ... 526
• 7.7 오존 저감을 위한 배출량 연구 ... 527
• 7.7.1 자연오염원 배출량 ... 528
• 7.7.2 이동오염원 배출량 ... 529
• 8. 참고문헌 ... 531