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1. 연구의 필요성
1960년 Went는 식물에서 방출되는 휘발성 유기물질들 특히 monoterpenoids (C10H16)가 여름철 광화학 반응을 통해 에어로졸을 생성하는 가능성을 제시하였다. 또한 이를 이미 르네상스 시대 레오나르도 다빈치가 기술하고 이후 역사적인 문헌에서 자주 언급되는 여름철 산림지역에서 흔히 나타나는 “Blue Haze”의 원인이라고 기술한바 있다. 이러한 Went의 가정 이후 많은 대기화학자들이 자연기원 휘발성 유기화합물 (BVOCs)의 배출량을 산정하고 대기로 배출된 이후의 광화학 산화과정에 대한 이

1. 연구의 필요성
1960년 Went는 식물에서 방출되는 휘발성 유기물질들 특히 monoterpenoids (C10H16)가 여름철 광화학 반응을 통해 에어로졸을 생성하는 가능성을 제시하였다. 또한 이를 이미 르네상스 시대 레오나르도 다빈치가 기술하고 이후 역사적인 문헌에서 자주 언급되는 여름철 산림지역에서 흔히 나타나는 “Blue Haze”의 원인이라고 기술한바 있다. 이러한 Went의 가정 이후 많은 대기화학자들이 자연기원 휘발성 유기화합물 (BVOCs)의 배출량을 산정하고 대기로 배출된 이후의 광화학 산화과정에 대한 이해를 높이기 위한 연구를 지속적으로 수행하여왔다. 이러한 연구의 결과로 1988년 William Chameides의 연구팀은 Science지에 광화학 오존 생성에 BVOCs의 중요성을 지적하는 논문을 발표하였다. 산림에 둘러싸인 미국 조지아주의 수도 아틀란타에서 광화학적으로 생성되는 오존을 제어하기 위한 정책을 수립할 때 BVOCs의 기여를 고려하지 않을 경우 (여기서는 특별히 isoprene, C5H8) 심각한 부작용이 초래될 수 있음을 보고하였다. 광화학 오존에 대한 이와 같은 이정표적인 발견 이후 20년 이상 미국 및 유럽, 일본에서는 (최근 들어 중국에서도) BVOCs의 배출 및 이의 광화학 산화과정에 대한 연구를 통해 국지적 더 나아가 전 지구적 대기 질 변화에 미치는 영향에 대한 이해가 향상되어가고 있다. 전 지구적인 관점에서는 자연기원의 휘발성 유기물질은 배출량이 인위적 기원의 휘발성 유기물질 배출량의 10배 이상에 달하며 반응성 지표로 비교할 때 BVOC의 광화학 반응성이 일반적으로 높기 때문에 중요성이 크다. 지금까지 알려진 자연적 유기화합물의 대기중 광화학 과정과 이에 의한 오존과 에어로졸 생성에 대한 모식도를 그림 1에 나타내었다.

또한 그림 2의 위성사진에서 보이는 바와 같이, 우리나라의 서울을 비롯한 주요 도시 지역은 산림에 둘러 쌓여있다. 따라서 그림 1에 나타난 BVOCs에 대한 이해 없이 도심지역의 광화학 오염에 대한 이해는 어려울 것으로 판단된다. 또한 대기 중의 광화학 과정에 대한 이해 없이는 오염을 저감하기 위한 정책이 실효를 거둘 수 없기 때문에 BVOCs의 배출 및 광화학 과정에 대한 이해를 높이는 것이 매우 중요하다. 하지만 아직까지 국내에서는 도시지역 오존 생성을 이해하기 위한 연구에 BVOCs를 고려한 적이 없을 뿐 아니라 BVOCs 자체에 대한 연구도 매우 미흡한 상황이다. 따라서 모델에 사용되는 BVOCs 배출모델이 실제 우리나라에 적용 가능한지를 판단 할 수 없으며 더불어 BVOCs의 광화학 산화에 의한 오존과 에어로졸 생성에 대한 기여도를 평가하기도 어려운 실정이다.

(출처 : 본문 1. 연구의 필요성 13p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 그림목차 ... 5
• 표목차 ... 12
• 1. 연구의 필요성 ... 13
• 2. 연구 목표 및 내용 ... 15
• 가. BVOCs의 화학적 조성 조사 ... 16
• 나. BVOCs의 배출량 조사 ... 16
• 다. BVOCs의 광화학 부산물에 대한 조사 ... 17
• 라. OH reactivity 측정 ... 17
• 마. NO2 측정에 몰리브덴 및 광분해 방식 컨버터 비교 ... 17
• 바. 화학반응 메커니즘 모델을 이용한 광화학 오존 생성 평가 ... 18
• 사. 산림지역 미세먼지 측정을 위한 시료채취 라인 등 측정기반 구축 ... 18
• 아. organic peroxides PAN, PILS PM1.0 WSOC, HNO3, Aldehydes,H2O2 분석 ... 18
• 3. 연구 방법 ... 19
• 가. BVOCs 관측을 위하여 태화산에 설치된 high sensitivityproton-transfer-reaction- mass spectrometry (PTR-MS) 기기의상태 점검 및 최적화 ... 19
• 나. 공분산 방식을 이용한 생태계 스케일의 BVOC flux 측정 ... 20
• 다. Relaxed Eddy Accumulation 방식을 이용한생태계 스케일의 BVOCflux 측정 ... 21
• 라. PTR-MS를 이용한 산림 내 와 산림 밖에서의 BVOCs와 이의 산화물의 측정 ... 23
• 마. OH Reactivity 측정 ... 24
• 바. NO2 측정에 몰리브덴 (Molybdenum) 및 광분해 방식 컨버터 비교 ... 27
• 사. 화학 반응 메커니즘 모델을 이용한 광화학 오존 생성 평가 ... 27
• 아. 광화학 반응 연관물질 거동파악 및 오존과의 상관성 분석 ... 28
• 자. 산림지역 미세먼지 측정을 위한 시료채취 라인 등 측정기반 구축 ... 29
• 차. PILS-WSOC-Inorganic ion 분석 ... 29
• 카. 과산화수소 (H2O2) 측정 ... 30
• 타. HNO3 측정 ... 33
• 파. 카르보닐화합물 측정 ... 34
• 하. PAN 측정 ... 38
• 4. 연구 결과 및 내용 ... 41
• 4.1 개요 ... 41
• 4.1.1 2011년 결과에 대한 심화 분석 ... 45
• 4.1.2 2012년 VOCs (BVOCs+AVOCs), OH reactivity, REA BVOCflux 관측 ... 49
• 4.1.3 NO2 측정에 몰리브덴 (Molybdeum) 및 광분해 방식 컨버터(converter) 비교 ... 55
• 4.2 4~5월 관측 결과 ... 60
• 4.2.1 집중 관측 개요 ... 60
• 4.2.2 가스 상 물질 농도 분포 ... 60
• 4.2.3 기상 자료 ... 64
• 4.2.4 PAN 농도 분포 ... 69
• 4.3 5~6월 관측 결과 ... 86
• 4.3.1 집중 관측 개요 ... 86
• 4.3.2 가스 상 물질 농도 분포 ... 86
• 4.3.3 기상 자료 ... 90
• 4.3.4 광화학 반응 기체 ... 93
• 4.4 8~9월 관측 결과 ... 133
• 4.4.1 집중 관측 개요 ... 133
• 4.4.2 가스 상 물질 농도 분포 ... 134
• 4.4.3 광화학 반응기체 ... 139
• 4.5 10월 관측 결과 ... 158
• 4.5.1 집중 관측 개요 ... 158
• 4.5.2 가스 상 물질 농도 분포 ... 158
• 4.5.3 PAN ... 162
• 5. 요약 및 결과 ... 168
• 1) 전체 기간에 대한 농도 분포 ... 168
• 2) 전체 기간에 대한 TEI, PAN의 일별 평균 농도 변화 ... 168
• 3) 전체 기간에 대한 TEI, PAN의 높이별 농도 분포 ... 174
• 4) 전체 기간에 대한 TEI, PAN의 nomalized diurnal variation ... 180
• 5) 2012년 전체 측정 기간 동안 종별 수직분포 ... 182
• 1. 2012년 4-5월 실험 ... 182
• 2. 2012 5-6월 실험 ... 185
• 3. 2012 8-9월 실험 ... 189
• 4. 2012 10월 실험 ... 192
• 끝페이지 ... 196