[보고서]국내 배출원을 고려한 대기오염물질 성분비(speciate) 자료 구축 연구(II)

송금주

[국가R&D연구보고서] 국내 배출원을 고려한 대기오염물질 성분비(speciate) 자료 구축 연구(II) 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	포항공과대학교 산학협력단
연구책임자	송금주
참여연구자	경종대 , 문영훈 , 주종호 , 이아영 , 곽창환
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2009-12
주관부처	환경부
과제관리전문기관	국립환경과학원 National Institute of Environmental Research
등록번호	TRKO201300007773
DB 구축일자	2013-05-20

초록 ▼

대기오염물질이란, 대기 중에 존재하면서 인산의 건강이나 재산 등의 생활환경, 동/식물을 포함한 생태계 등 자연환경에 나쁜 영향을 미치는 물질 또는 사람의 건강, 재산이나 동/식물의 생육에 직접 또는 간접으로 위해를 줄 우려가 있는 물질을 말한다. 이러한 대기오염물질은 환경기준물질 (Criteria Air Pollutants, CAPs)과 유해오염물질 (Hazardous Air Pollutants, HAPs)로 분류된다. 환경기준물질이란 국가 대기환경정책 목표를 설정하고자 하는 물질로 이산화질소 ( $NO_{2}$ ), 아황산가스 ( $SO_{2}$ ), 오존 ( $O_{3}$ ), 일산화탄소(CO), 납 (Pb), 미세먼지 (PM), 총먼지 (TSP) 등을 말하고, 유해오염물질이란 환경기준물질 이 외에 인체 및 환경에 악영향을 초래하는 물질로 벤젠 ( $C_{6}H_{6}$ ), 톨루엔 ( $G_{7}H_{8}$ ), 비소 (As), 수은 (Hg) 등을 말한다. 발생원인은 화산폭발, 산불, 늪지대 등과 같은 자연적 발생원인과 인간의 인위적 일상생활에 의한 인위적 발생원인이 있다. 인위적 발생원으로는 대량의 오염물질을 배출하는 시설 혹은 지역 내 소규모 시설들이 다수 모여 오염물질을 배출하는 시설의 고정 오염원과 자동차, 비행기, 기차, 선박 등 움직이는 오연원에 의한 이동 오염원으로 분류한다. 대기오염물질의 성상에는 가스상 물질과 입자상 물질로 구분되고 가스상 물질은 보통 물질의 연소, 합성, 분해공정 등에 의해 발생되는 기체상의 물질을 말하며 무기성 오염물질과 유기성 오염물질로 구분된다. 또한 입자상 물질은 보통 물질의 파쇄, 선별 등 기계적 처리 및 연소, 분해공정에서 발생되는 고체 또는 액체상태의 미세물질을 말하며 미세입자와 조세입자로 구분된다. 무기성 오염물질로는 아황산가스 ( $SO_{2}$ ), 삼산화황 ( $SO_{3}$ ), 황화수소 ( $H_{2}S$ ), 이황화탄소 ( $CS_{3}$ ), 메틸메르캅탄 ( $CH_{3}SH$ ) 등과 같은 황화합물질, 일산화질소(NO), 이산화질소 ( $<IMG$ ), 암모니아 ( $NH_{3}$ ), 질산( $HNO_{3}$ ), 아민류 (-N) 등과 같은 질소화합물질, 일산화탄소 (CO), 이산화탄소 ( $CO_{2}$ ) 등과 같은 탄소화합물, 불소화합물 (Br-). 브롬화합물 (F-), 염화수소 (HCl), 염소 ( $Cl_{2}$ ) 등과 같은 할로겐화합물을 말한다. 유기성오염물질로는 벤젠 ( $C_{6}H_{6}$ ), 톨루엔 ( $C_{7}H_{8}$ ), 헥산 ( $C_{6}H_{14}$ ), 에틸렌 ( $C_{2}H_{4}$ ), 스티렌 ( $C_{8}H_{8}$ ), 메탄( $CH_{4}$ ), 부탄 ( $C_{4}H_{10}$ ), 부타디엔 ( $C_{4}H_{6}$ ) 등과 같은 탄화수소, 아세트알데히드 ( $CH_{3}CHO$ ), 포름알데히드 (HCHO), 아세톤 ( $CH_{3}COCH_{3}$ ), 메틸에틸케톤 ( $CH_{3}COC_{2}H_{5}$ ), 아크롤레인 ( $CH_{2}=CHCHO$ ) 등과 같은 알데히드류 및 케톤, 아세트산, 부티르산, 옥살산 등과 같은 유기산, 알코올류, 염화 비닐 ( $CH_{2}=CHCl$ ), 다이옥신류 (PCDDs/PCDFs), 다환고리방향족탄화수소물류 (PAHs) 등을 말한다. 미세입자에는 훈연, 매연, 카본블랙, 연소핵 등과 같은 1차 분진과 산소함유 탄화수소, 황산염, 질산염 등과 같은 2차 분진이 있고, 조대입자로는 시멘트먼지, 석탄먼지, 미분탄, 꽃가루 등과 같은 고체성 입자와 빗방울, 스프레이, 안개 등과 같은 액체성 입자가 있다. 발생원에 따라서는 1차 오염물질과 2차 오염물질로 구분하는데, 1차 오염물질은 오염원에서 대기 중으로 직접 배출된 물질로서 대기 중에서 화학반응을 하지 않거나, 반응정도가 미약한 물질을 말하고, 2차 오염물질은 오염원에서 대기 중으로 배출된 물질이 서로 대기 중에서 반응하여 만들어진 새로운 물질을 말한다. 즉, 광화학반응에 의해 생성되는 오존 ( $O_{3}$ ), PAN ( $CH_{3}COOONO$ ), 알데히드 등, 비 광화학반응에 의해 생성되는 황산미스트, 염화암모늄 등이 2차 오염물질에 속한다.

목차 Contents

표지 ... 1
제출문 ... 2
제목차례 ... 3
1. 서론 ... 11
2. 목표 및 범위 ... 13
2.1. 목표 ... 13
2.2. 범위 ... 13
3. 문헌조사 ... 14
3.1. 미국 EPA SPECIATE 4.0 자료조사 ... 14
3.1.1. 개요 ... 14
3.1.2. 구성 ... 16
3.1.3. 배출원 분류방법 ... 19
3.1.4. 배출시설 분류방법 ... 21
3.1.5. 대상시설 별 방지시설 분류방법 ... 23
3.1.6. 입경 분류방법 ... 25
3.1.7. 성분 분류방법 ... 25
3.1.8. 배출시설 별 입경에 따른 성분비 ... 27
3.1.9. 미국 SCC와 SPECIATE 4.0과의 연계성 조사 ... 28
3.2. 국내 CAPSS 자료조사 ... 30
3.2.1. 국내 배출원 분류체계 ... 30
3.2.2. 국내 배출원에 따른 배출량 ... 32
3.2.3. 국내 배출원 별 배출시설 및 사용연료에 따른 배출량 ... 35
3.2.4. 미국 EPA SPECIATE 4.0에 의한 PM10의 적용분율 조정(안) 자료 ... 40
3.3. 미국 EPA 자료와 국내자료 비교분석 ... 49
3.3.1. 배출업종 분류방법 비교 ... 49
3.3.2. 방지시설 분류방법 비교 ... 49
3.3.3. 입자상 물질의 입경 분류방법 비교 ... 50
3.3.4. 입경 별 대상오염물질 분류방법 비교 ... 50
3.3.5. 비교자료에 의한 국내자료의 보완방법 모색 ... 50
3.4. 기타 관련 문헌조사 ... 51
3.4.1. 유럽의 CORINAIR 빚 PM10, PM2.5 배출량 ... 51
3.4.2. 배출시설 별 입경 별 성분분포 ... 52
3.4.3. 배출시설 별 입자상물질 분포 ... 54
3.4.4. 배출시설 별 미세먼지 중 중금속성분 분포 ... 55
3.4.5. 배출시설 별 먼지 중 탄소성분 분포 ... 56
4. 실측조사 ... 57
4.1. 대상시설 선정방법 ... 57
4.2. 대상항목 선정방법 ... 57
4.2.1. 대상입경 ... 58
4.2.2. 대상항목 ... 58
4.3. 시료채취 ... 58
4.3.1. 시료 채취방법 ... 58
4.3.2. 시료 채취지점 및 횟수 ... 62
4.3.3. 시료채취 QA/QC 방법 ... 62
4.4. 시료분석 ... 63
4.4.1. 시료 분석방법 ... 63
4.4.2. 시료분석 QA/QC 방법 ... 69
4.5. 결과 ... 74
4.5.1. 대상시설 개요 ... 74
4.5.2. 굴뚝자동측정기(Tele-Monitoring System, TMS) 자료 ... 80
4.5.3. 대상시설 측정기간 중 가스분석기 측정농도 ... 82
4.5.4. 대상시설 입자상 물질 농도 및 배출량 ... 83
4.5.5. 대상시설 입자상 물질 중 중금속 농도 ... 91
4.5.6. 대상시설 입자상 물질 중 OC/EC 농도 ... 103
5. 결론 ... 116
5.1. 미국 EPA의 SPECIATE 4.0 자료조사 ... 116
5.2. 미국 EPA의 SPECIATE 4.0과 국내 CAPSS 비교 ... 117
5.3. 실측조사 ... 118
6. DB 작성(안) 제시 ... 122
6.1. 1차년도에 제시된 데이터베이스 (database, DB)형식 검증 및 보완 ... 122
6.2. 국내 적합한 SPECIATE DB 구축(안) 제시 ... 124
7. 조사 대상시설 및 물질에 대한 우선순위(안) 제시 ... 125
참고문헌 ... 136
부 록 ... 139
부록 1. 배출시설 별 조사대상 성분물질의 TSP에 대한 각각의 입경에 따른 총 성분비 ... 140

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과제기간(DetailSeriesProject) :	-
총연구비 (DetailSeriesProject) :	-
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연구목표(Goal) :	-
연구내용(Abstract) :	-
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