보고서 정보
주관연구기관 |
건국대학교 산학협력단 KonKuk University |
연구책임자 |
선우영
|
참여연구자 |
마영일
,
정혜선
,
강병근
,
NGUYEN THI HUYNH TRAH
,
CHU THI PHUONG THAO
,
손영금
,
김예슬
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2012-12 |
과제시작연도 |
2012 |
주관부처 |
환경부 Ministry of Environment |
등록번호 |
TRKO201700008319 |
과제고유번호 |
1485010837 |
사업명 |
교통환경조사연구 |
DB 구축일자 |
2017-10-12
|
초록
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○ 본 연구는 교통량이 많고, 거주 또는 통행하는 사람들이 많은 도로이동오염원의 중요성이 매우 큰 지역인 ‘교통량 밀집지역’의 대기질에 미치는 자동차의 중요성을 판단하기 위한 기초자료를 마련하는 것은 물론, 해당지역의 대기환경 개선을 위해 필요한 사항에 대한 조사를 진행한 연구임.
○ 본 연구의 주요 연구내용은 ‘도로변 및 도시대기측정소 데이터 비교·분석을 통한 자동차 오염기여도 평가’, ‘교통량 밀집지역의 배출량 산정 및 농도 예측’, ‘교통량 밀집지역에서 자동차 오염물질의 고유한 배출 특성 관련 자료조사’, ‘교통량
○ 본 연구는 교통량이 많고, 거주 또는 통행하는 사람들이 많은 도로이동오염원의 중요성이 매우 큰 지역인 ‘교통량 밀집지역’의 대기질에 미치는 자동차의 중요성을 판단하기 위한 기초자료를 마련하는 것은 물론, 해당지역의 대기환경 개선을 위해 필요한 사항에 대한 조사를 진행한 연구임.
○ 본 연구의 주요 연구내용은 ‘도로변 및 도시대기측정소 데이터 비교·분석을 통한 자동차 오염기여도 평가’, ‘교통량 밀집지역의 배출량 산정 및 농도 예측’, ‘교통량 밀집지역에서 자동차 오염물질의 고유한 배출 특성 관련 자료조사’, ‘교통량 밀집지역 거주자에 대한 오염물질 노출 영향 관련 자료 조사’, ‘교통량 밀집지역에서의 자동차에 의한 오염물질 노출량 감소를 위한 관리방안 조사’이며 주요 결과는 아래에 서술된 바와 같음.
○ 도로변 및 도시대기측정소 데이터 비교·분석을 통한 자동차 오염기여도 평가
- 단일측정망만의 분석으로는 ‘교통량 밀집지역’의 대기오염에 대한 자동차의 기여도를 파악하는데 한계가 있으므로, ‘도로변대기측정소-도시대기측정소’ 사이의 오염물질 농도 차이를 통한 교통량 밀집지역에서의 자동차에 의한 대기오염 기여도 평가(‘짝 측정소’ 분석)를 수행함.
- 서울소재 7개 도로변대기측정소 및 해당 측정소와 인접한 도시대기측정소 사이의 PM10 및 NO2 농도를 분석하였으며 분석 대상기간은 2001년~2010년임.
연구결과의 신뢰성 평가는 ‘짝 측정소’를 구성하고 있는 도로변대기측정소와 도시대기측정소 자료 사이의 상관성 분석을 통해 진행함.
- ‘짝 측정소’를 구성하고 있는 측정소 사의의 풍향과 도시대기측정소의 오염물질의 농도가 도로변대기측정소의 오염물질 농도에 비해 높은 경우를 제외하고 분석한 결과, PM10의 경우, 대상지역으로 선정한 7개 지점 모두에서 시간의 흐름에 따라 농도차가 감소하는 것을 확인할 수 있었음. ‘짝 측정소’의 농도차는
‘교통량 밀집지역’의 대기질에 대한 자동차의 기여도라고 판단할 수 있음. ‘수도권 대기환경관리 기본계획’의 본격적인 시행시점인 2007년 이후 이러한 경향이 더욱 두드러지게 나타나는 것을 확인함.
- PM10의 경우 ‘짝 측정소’를 구성하고 있는 도시대기측정소 자료와 도로변대기 측정소 자료 사이의 상관성이 대부분 0.9이상(2007년 이후는 모든 측정소에서 0.9이상)으로 나타나 ‘짝 측정소’를 구성하고 있는 도로변대기측정소와 도시대기측정소가 동일한 공기괴의 영향 아래에 있다는 것을 확인할 수 있었음. 이는 본 연구에서 도시대기측정소의 오염물질 농도는 도로변대기측정소에 영향을 미치는 배경농도이며, 도로변대기측정소의 오염물질 농도는 이러한 배경농도에 자동차에서 배출된 오염물질의 농도가 가중된 것이라는 가정이 타당했음을 의미.
따라서 본 연구에서 도출된 결과들이 신뢰도 측면에서 충분히 타당하다는 것을 확인함.
- 이러한 경향은 ‘수도권 대기환경관리 기본계획’에서 제시된 각종 도로이동오염원 관련 대책들의 효과가 지속적으로 나타나고 있는 가능성을 시사하는 것으로 사료됨.
- NO2의 경우 PM10과 유사한 경향이 나타나고 있으나, 그 정도가 PM10에 비해 매우 낮은 것으로 나타남. NO2와 관련하여 이런 결과가 나타나는 것은 대기 중에서 급격하게 일어나는 복잡·다양한 NOx의 광화학 반응에 기인되는 것으로 판단됨.
○ 교통량 밀집지역의 배출량 산정 및 농도 예측
- 서울역 주변의 도로변대기측정소의 오염물질 농도자료와 회현역 주변의 교통량조사지점 교통량자료를 활용하여 교통량 변화에 따른 오염물질의 농도 사이의 관계를 파악함.
- PM10과 NO2 모두 교통량의 증가에 따라 대기 중 농도가 증가하는 현상을 확인할 수 있었음. 특히 조사기간(7일)의 시간대별 평균 교통량과 시간대별 평균 오염물질 농도 사이의 상관계수가 PM10의 경우에는 0.874, NO2의 경우 0.729로 나타나 두 인자 사이에 선형적인 상관성이 있는 것으로 나타남.
- 대표적인 ‘교통량 밀집지역’ 중의 하나인 건대입구역 사거리(상습 정체구간, 분당과 서울 도심을 이어주는 교통 요충지, 많은 수의 통행 인구 및 환경 민감시설 밀집지역)을 대상으로 소형영상기록장치를 활용하여 차종별 교통량 측정 및 도로이동오염원의 배출량 산정(대상기간 2012년 10월 25일(목)~27일(금))함.
- 교통량 조사 결과 시간별 교통량의 변화는 출·퇴근 시간에 높아지는 전형적인 분포를 확인. 반면 차종별 교통량 비율과 광진구 차종별 등록대수 비율에는 차이가 있는 것을 확인함.
- 차종별 교통량 조사결과에 기반하여 CAPSS에서 적용하고 있는 배출량 산정방법론을 적용하여 배출량을 산정한 결과 조사기간인 3일에 대한 PM10 배출량은 7.5kg, NOx 배출량은 832.5kg으로 산정됨.
- 이를 CAPSS에서 산정된 광진구 도로이동오염원 배출량을 광진구 도로면적과 본 연구에서 배출량을 산정하는데 활용된 도로면적 사이의 비율 및 각종 시간할당 계수를 활용하여 배출량을 할당한 결과, PM10의 경우 본 연구에서 산정된 배출량이 CAPSS 배출량의 약 37.7%~39.5%의 수준인 것으로 나타났으며, NOx의 경우 본 연구에서 산정된 배출량이 CAPSS 배출량의 약 138.6%~145.3%의 수준인 것으로 나타남을 확인.
- 본 연구결과는 단기간에 걸친 교통량 조사를 기초로 산정된 배출량이기 때문에 자료의 대표성을 확보하는데 한계가 있으나, 조사대상지역의 특성은 반영하고 있다고 판단됨. 따라서 본 연구에서 확인한 것과 같은 특정지역에 대한 교통량 조사를 통한 bottom-up 배출량 산정방법을 적용한 배출량과 CAPSS자료를 활용하여 배출량을 할당하는 top-down방법을 적용한 배출량 사이의 차이를 고려했을 때, 추후 미세규모의 ‘교통 밀집지역’에 대한 대책을 수립 및 이행하는 과정에서 본 연구에서 적용한 방법과 같은 실제 차종별 교통량 조사를 통한 배출량 산정과 같은 과정을 반영할 경우 보다 효과적일 수 있다는 것을 판단할 수 있음.
- ‘교통량 밀집지역’에서 자동차 배출 대기오염물질이 주변지역 대기질에 미치는 영향, 즉 도로로부터의 이격거리별 오염물질의 농도를 측정을 통해 판단하는 것은 다양한 배출원의 혼재, 밀집된 도로망, 외부지역으로부터의 영향 등으로 인해 매우 어려움. 이러한 문제의 극복을 위해서는 대기질 모델링 연구가 필요함.
- 본 연구에서는 ‘교통량 밀집지역’에서 순수하게 자동차 배출 대기오염물질이 주변지역 대기질에 미치는 영향, 즉 도로로부터의 이격거리별 오염물질의 농도를 평가하기 위하여 본 연구 대상지역인 ‘건대입구역 사거리’ 주변지역을 대상으로 본 연구에서 산정된 도로이동오염원 배출량만을 적용(점·면오염원 배출량 미입력)하여 모델링을 수행함.
- 대기질 모델링을 수행 결과 최고농도가 나타난 도로변에서 이격거리가 100m인 지점에서 오염물질의 농도가 약 절반정도의 수준으로 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 그보다 이격거리가 멀어질수록 오염물질의 농도가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있었음.
- 교통량의 증가는 배출량의 증가로 이어지며, 이는 다시 주변지역의 대기 중 오염물질 농도의 증가로 이어지는 것을 대기질 모델링을 통해 확인함.
- 적용된 대기질 모델 자체의 한계점, 점·면오염원 배출량의 미입력으로 인해 본 연구결과가 대기질 자체를 정확히 모사하는 것은 한계가 있음. 본 연구결과는 도로를 중심으로 이격거리별 자동차에서 배출되는 오염물질만의 농도분포를 확인하는 것임. 따라서 모델링 결과를 해석하는데 있어 주의가 요구됨.
○ 교통량 밀집지역에서 자동차 오염물질의 고유한 배출 특성 관련 자료조사
- 도로변 및 터널에서 수행된 다양한 국내·외 연구사례를 조사함.
- 대기 중 오염물질의 계절별, 시간별 농도 변화, 해당 지역에서 측정되는 오염 물질의 종류 및 농도 특성과 관련된 다양한 연구결과를 확보.
- 이러한 연구결과들 중 국내 도로변 및 터널 연구를 대상으로 진행된 일부 연구결과들에서 제시된 시간별 교통량과 오염물질의 농도자료가 본 연구에서 조사된 교통량, 배출량과 유사한 경향을 나타내고 있음을 확인.
○ 교통량 밀집지역 거주자에 대한 오염물질 노출 영향 관련 자료 조사
- 자동차 배출 오염물질로 인한 각종 위해성에 대한 다양한 국내·외 연구사례에 대한 조사 수행.
- 오염물질별, 각 질환별 위해성과 관련된 다양한 연구결과 확보.
- 자동차에서 배출되는 오염물질은 인체의 호흡기, 순환기계통 등에 영향을 미치는 것으로 조사됨. 아울러 발암성과도 영향이 있는 것으로 조사됨.
- 향후 도로이동오염원의 체계적이고, 신뢰도 높은 위해성 평가를 도출하기 위해 관련 역학 조사 연구, 자동차 배출 오염물질의 화학종 구성비와 같은 자료의 확보 등에 대한 연구가 필요한 것으로 조사됨.
○ 교통량 밀집지역에서의 자동차에 의한 오염물질 노출량 감소를 위한 관리방안 조사
- 현재 폭넓게 적용되고 있는 도로이동오염원 대기오염 방지대책 역시 ‘교통량 밀집지역’의 자동차로 인한 대기오염을 개선시킬 수 있기 때문에, 이 부분에 대한 연구는 ‘교통량 밀집지역’이라는 항목으로 제한을 두지 않고, 활용이 가능한 방안을 모두 조사함. 아울러 ‘수도권 대기환경관리 기본계획’을 통해 추진되고 있는 도로변 물청소에 대한 효과를 정리하고 효과를 높일 수 있는 방법들 역시 조사를 진행함.
- 자동차에서 배출되는 오염물질의 영향을 줄일 수 있는 방안으로, 하이브리드 자동차, 전기자동차, 연료전지 자동차와 같은 저공해 자동차와 배출저감장치 부착, 교통수요 관리 등과 같은 기술적 및 비기술적 내용에 대한 국내·외 현황을 정리함.
- 도로변 물청소의 효과와 방법에 대한 조사 결과 현재 국내에서 진행되고 있는 도로변 물청소에 대한 대기오염 저감효과는 긍정적인 분석과 부정적인 분석이 혼재되어 존재하는 것을 확인할 수 있었으며, 물청소의 효과를 높이기 위해서 상황에 따른 물청소 및 진공청소의 적절한 활용 또는 복합사용이 필요한 것을 확인할 수 있었으며, 물청소 주기, 살수차량 운행시기, 청소방법, 청소영역별 경제적/효율적 차량수요 결정, 물청소방법의 고도화 및 개선, 청소현장 및 급수원거리를 고려한 효율적 수원 공급 등과 같은 항목에 대해 표준화된 방안의 필요성을 확인함.
(출처 : 요약문 3p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 요 약 문 ... 3
- 목차 ... 8
- 표목차 ... 10
- 그림목차 ... 12
- 제 1 장. 서론 ... 15
- 1. 연구의 배경 및 필요성 ... 15
- 2. 연구 목표 및 내용 ... 21
- 3. 연구방법 ... 22
- 3.1 도로변 및 도시대기 측정소 자료 비교분석을 통한 자동차 오염기여도 평가 ... 22
- 3.2 교통량 밀집지역 배출량 산정 및 농도 예측 ... 26
- 3.3 교통량 밀집지역 내 자동차 배출의 특성, 거주자에 대한 오염물질 노출,노출저감 방안 자료조사 ... 33
- 제 2 장. 연구수행내용 및 결과 ... 34
- 1. 도로변 및 도시대기측정소 데이터 비교분석을 통한 자동차오염기여도 평가 ... 34
- 1.1 도시대기측정소-도로변대기측정소 데이터 특성 비교분석을 위한 짝(Pair)측정소 선정 ... 34
- 1.2 도시대기측정소-도로변대기측정소간 ‘짝(Pair) 측정소’ 결과 비교분석 ... 37
- 2. 교통량 밀집지역 배출량 산정 및 농도 예측 ... 56
- 2.1 교통밀집지역 자동차 통행량 증감에 따른 농도 변화 평가 ... 56
- 2.2 교통량 밀집지역의 차종별 · 연료별 통행량 조사 및 이동오염원 배출량산정 ... 64
- 2.3 모델링을 통한 도로 이격거리별 농도분포 및 악조건에 대한 대기질 변화 ... 70
- 3. 교통량 밀집지역내 자동차 배출 오염물질의 고유한 배출특성관련 조사 ... 76
- 3.1 국내 도로변 및 터널에서의 자동차 대기오염물질 배출특성 ... 77
- 3.2 국외 도로변 및 터널에서의 자동차 대기오염물질 배출특성 ... 88
- 4. 교통량 밀집지역 거주자에 대한 오염물질 노출영향 관련 자료조사 ... 94
- 4.1 주요 자동차 배출 대기오염물질 및 인체에 미치는 영향 ... 94
- 4.2 위해성 평가 ... 102
- 5. 교통량 밀집지역에서의 자동차에 의한 오염물질 노출량 감소를 위한 관리방안 조사 ... 107
- 5.1 국내 도로변 및 터널에서의 거주자에 대한 노출감소를 위한 정책 ... 107
- 5.2 도로변 물청소에 의한 영향 조사 및 효과를 높일 수 있는 방법 ... 131
- 제 3장. 요약 및 결론 ... 143
- 참고문헌 ... 147
- 끝페이지 ... 156
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