초록 ▼

광화학반응에 의한 2차 생성물질인 오존은 1950년대부터 도시지역의 대기 오염물질로 취급되어 왔다. 미국의 경우 1970년도 1차 Clean Air Act Amendments을 시작으로 오존 저감 정책을 추진하였으며, 우리나라는 1983년 오존에 대한 연평균 기준을 도입하였다. 이후 우리나라는 8시간 기준 및 1시간 기준을 각각 1993년 및 2001년도에 도입하였다. 각국의 대기환경기준은 다소 상이하며, 우리나라 오존의 환경기준 달성율 산정기준은 타 국가에 비해 높은 수준이다. 우리나라는 환경기준 달성율 산정방식으로 1시간 기준은

광화학반응에 의한 2차 생성물질인 오존은 1950년대부터 도시지역의 대기 오염물질로 취급되어 왔다. 미국의 경우 1970년도 1차 Clean Air Act Amendments을 시작으로 오존 저감 정책을 추진하였으며, 우리나라는 1983년 오존에 대한 연평균 기준을 도입하였다. 이후 우리나라는 8시간 기준 및 1시간 기준을 각각 1993년 및 2001년도에 도입하였다. 각국의 대기환경기준은 다소 상이하며, 우리나라 오존의 환경기준 달성율 산정기준은 타 국가에 비해 높은 수준이다. 우리나라는 환경기준 달성율 산정방식으로 1시간 기준은 999천분위값을 8시간 기준은 99백분위값을 이용하고 있으며, 미국은 8시간 평균값중 4번째 높은 농도의 3년 평균이 8시간 평균 기준을 초과하면 안된다는 기준을 적용하는 등 각국의 오존 대기환경기준은 상이한 상황이다.

우리나라는 아시아 대륙으로부터 유출되는 오염물질의 영향을 가장 많이 받는 지역에 위치하고 있으며, 동북아시아의 오존의 배경 농도는 서유럽에 비해 5~10 ppb 높고, 미국에 비해 10~30 ppb 높다. 2002년부터 광화학반응의 생성물질인 오존 및 그 전구물질에 대한 모니터링과 고농도 발생원인에 대한 연구가 계속되어 왔으나 아직 그 해결책을 찾지 못하고 있다. 최근 서울을 비롯한 대도시의 오존 농도는 지속적으로 증가하여 왔으며, 그 결과 2014년의 오존의 환경기준 달성율은 8시간 기준으로 0%, 1시간 기준으로 37.5%에 불과한 수준이다. 이에 따라 기상요인과 같은 단기적 변화요인을 제외한 장기 추세 분석방법의 확립과 고농도 오존의 발생원인 파악이 필요한 상황이다.

현재 오존의 화학적 반응 메카니즘 연구는 많이 수행되어 왔으나 대부분의 반응기작을 설명할 수 있는 측정방법은 아직 실용화되지 못한 상황이다. 특히 광화학대기오염물질 측정망의 측정항목으로는 NOy, NOz 모두를 측정하기 어려운 상황이며, 수동측정을 하고 있는 카르보닐기의 측정주기는 오존 시즌인 5~9월 매주 2일로 되어있다. 이에따라 과학원에서는 오존의 화학적 반응 기작을 설명할 수 있는 측정방법론을 개발하고 있으며 이의 적용이 시급하다.

(출처:본문 I. 서론 p.9)

Abstract ▼

Since smog event observed in Los Angeles in the summer of 1943, ozone is regarded as a key pollutant of urban areas and the research have been carried out continuously to provide the countermeasure at domestic and abroad. Recent the achievement rate of atmosphere environmental standard of domestic o

Since smog event observed in Los Angeles in the summer of 1943, ozone is regarded as a key pollutant of urban areas and the research have been carried out continuously to provide the countermeasure at domestic and abroad. Recent the achievement rate of atmosphere environmental standard of domestic ozone have been worse, countermeasures for this are urgently needed.

In this study, analysis was performed for behavior of ozone precursors, annual average ozone concentration trends of domestic major cities, lone-term variations of ozone using a KZ-filter, annual variations of NOx and VOCs limitation characteristics in photochemical air pollutant sites,methodology review of ozone production contribution rate, and ozone reduction scenarios by using the data of photochemical and urban air monitoring network.

1. Hourly and daily reaction characteristics of VOCs, NO, NO₂, and O₃ in photochemical air pollution monitoring networks were analysed from 2011 to 2014.

2. For the long-term variation analysis of ozone, it was confirmed that the concentration of ozone is generally increasing except temporary reduction from 2010 to 2012 based on the number of ozone exceeded environmental standard concentration. The concentrations of ozone precursors in 6 sitesincluding Seoul were found to be a tendency to decrease except for the increasing concentrations of TVOCs in Incheon and Busan.

3. It was confirmed that ozone concentrations were gradually increased through analysis of long-term variations which meteorological factors are removed using a KZ-filter.

4. The achievement rate of environmental standard(1 hour) of ozone fell sharply to 61.9%, 35.2%, and 37.5% respectively from 2012 to 2014. It was main reasons that the number of ozone exceeded environmental standard concentration in the metropolitan area and whole country in 2014 were respectively 6.5 and 3.6 times higher than those in 2012 and it was due to meteorologically optimal conditions for generating ozone(temperature, solar radiation and rainfall) in May 2014.

5. Variations characteristics of VOCs and NOx limitation were analysed in 18 photochemical air pollution monitoring stations(PAMS) from 2010 to 2014. In the first type station of PAMS, VOCs limitations were changed to NOx limitations at Seongmo-ri and Taejongdae in 2012. In the second and third types stations of PAMS, it was changed at Sosabon-dong and Goryak-dong in 2013, respectively.

6. Through a review of the four methodologies (POCP : Photochemical Ozone Creation Potential, MIR : Maximum Incremental Reactivity, RIR :Relative Incremental Reactivity, HDDM : High-order Decoupled Direct Method)to estimate the contribution of ozone generation, it was confirmed that contributions of ozone generation of VOCs meterials are little difference between the respective methodologies and calculation of contribution rate of ozone generation is needed for each substance to establish ozone reduction countermeasures for the future.

7. Through analysis of ozone reduction scenario using modeling it was confirmed that countermeasures of ozone reduction are needed in accordance with characteristics of the VOCs and NOx limitation.

(출처:Abstract p.7)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 7
• Ⅰ. 서론 ... 9
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 10
• 1. 오존의 연구동향 파악 ... 10
• 2. 오존 생성 전구물질 거동분석 ... 11
• 3. 오존 장기변동 추세분석 ... 11
• 가. 오존 통계분석 방법론 ... 11
• 나. 국내 주요 도시 연평균 오존농도 변화추이 분석 ... 12
• 다. KZ-filter 방법을 통한 장기추세 분석 ... 13
• 4. 오존 환경기준 달성율 악화의 원인 분석 ... 15
• 5. 오존의 화학적 반응기작 검토 ... 16
• 6. 오존 발생특성 분석 ... 16
• 가. 광화학대기오염측정망의 오존 발생특성 분석 ... 16
• 7. 오존 생성 기여율 산정 및 오존 저감을 위한 시나리오 분석 ... 17
• Ⅲ. 결과 및 고찰 ... 19
• 1. 오존 생성 전구물질의 거동분석 ... 19
• 2. 오존 장기변동 추세분석 ... 22
• 가. 오존 농도 기준초과 횟수 증가여부 분석 ... 22
• 나. 오존 생성 전구물질의 농도 추세 분석 ... 25
• 다. KZ-filter를 이용한 장기변동 추세 분석 ... 25
• 3. 오존 환경기준 달성율 악화 원인 ... 28
• 가. 전국의 오존주의보 발령 현황 분석 ... 28
• 나. 수도권 지역의 오존주의보 발령 현황 분석 ... 29
• 다. 고농도 오존 발생원인 분석 ... 29
• 4. 오존의 화학적 반응 기작 및 화학 메카니즘 분석의 한계점 ... 33
• 5. 오존발생 특성 분석 ... 34
• 가. NOx / VOCs limitation 분석 결과 ... 34
• 나. NOx limitation 및 VOCs limitation 분석 결과 검증 ... 39
• 6. 오존 생성기여율 산정 및 오존 저감을 위한 시나리오 분석 ... 40
• 가. 오존 생성 기여율 산정 방법론 검토 ... 40
• 나. POCP, MIR, RIR, HDDM 오존 생성 기여율 비교 ... 41
• 다. 오존 저감을 위한 시나리오 분석 ... 43
• Ⅳ. 결론 ... 45
• 참고문헌 ... 47
• 끝페이지 ... 48