초록 ▼

I. 서 론

최근 동북아 지역은 높은 인구밀도와 급격한 산업화로 인해 인위적으로 생성되는 대기 입자상 물질의 주요 발생지역으로 알려져 있으며, 기후변화로 인한 사막화의 증가로 황사의 발생빈도 또한 증가되고 있다. 특히 중국의 석탄 사용량 증가로 중국 내 초미세먼지 (PM_2.5) 농도가 세계보건기구 (WHO)의 일평균 기준인 25 ㎍/㎥를 초과하는 빈도가 증가하고 있으며, 2013년 1월 북경지역에서는 992 ㎍/㎥까지 측정된 바 있다. 우리나라 또한, 지난 2년 (2011 ~ 2012년)간 11개 측

I. 서 론

최근 동북아 지역은 높은 인구밀도와 급격한 산업화로 인해 인위적으로 생성되는 대기 입자상 물질의 주요 발생지역으로 알려져 있으며, 기후변화로 인한 사막화의 증가로 황사의 발생빈도 또한 증가되고 있다. 특히 중국의 석탄 사용량 증가로 중국 내 초미세먼지 (PM_2.5) 농도가 세계보건기구 (WHO)의 일평균 기준인 25 ㎍/㎥를 초과하는 빈도가 증가하고 있으며, 2013년 1월 북경지역에서는 992 ㎍/㎥까지 측정된 바 있다. 우리나라 또한, 지난 2년 (2011 ~ 2012년)간 11개 측정지점 중 6개 지점에서 국내 PM_2.5 연평균 기준치 (2015년 1월 1일 시행 예고)인 25 ㎍/㎥을 초과한 것으로 나타났으며 특히 배경지역인 백령도에서 PM_2.5가 일평균 기준인 50 ㎍/㎥를 총 25회 초과한 것으로 나타났다. 자체 오염원이 적은 백령도에서 고농도가 자주 발생한 원인은 중국의 오염물질이 편서풍을 타고 국내로 유입되기 때문으로 평가되었다.

대기 중 PM_2.5의 효율적 관리 및 위해 저감 대책 마련을 위해서는 PM_2.5 중의 유해물질 특성 조사와 함께 발생원 규명 및 발생원별 기여도 평가가 필요하다. 최근 들어 동위원소를 활용하여 오염물질의 발생 기원을 파악하기 위한 많은 시도가 이루어지고 있으며, 특히 납 및 황산화물-황 동위원소를 이용한 도시지역의 미세먼지 발생 기원에 대한 많은 연구가 이루어져 왔다.

본 연구는 대기 미세먼지 중 오염물질의 장거리 이동 특성 및 배출 기여도를 평가할 수 있는 동위원소 추적자를 제시하기 위한 목적으로 추진되었다. 이를 위해 도시지역인 인천과 배경지역인 백령도에서 채취된 PM₁₀ 및 PM_2.5 중의 납동위원소, 스트론튬 동위원소, 황산염의 황 동위원소 및 C, N, S 동위원소 분포 특성을 조사하고 유입 기류 변화에 따른 동위원소 분포 특성 차이를 역궤적 분석을 통해 확인하였다. 또한 국내에서 사용되는 유연탄 및 무연탄과 석탄 화력발전시설 비산재 등에 대한 안정동위원소 특성을 조사하여 인천 및 백령도의 PM_2.5 동위원소 분석결과와 비교하고, 이를 통해 국내 배출원에 의한 기여도를 평가하기 위한 기초자료를 확보하고자 하였다.

(출처:본문 I. 서론 p.7)

Abstract ▼

The origin of atmospheric particulate in the atmosphere has long been subject to debate. In recent years, PM_2.5 levels in China increased sharply due to rapid economic development of coal-based industries. Past studies have demonstrated that aerosol and other pollutants can be transported

The origin of atmospheric particulate in the atmosphere has long been subject to debate. In recent years, PM_2.5 levels in China increased sharply due to rapid economic development of coal-based industries. Past studies have demonstrated that aerosol and other pollutants can be transported from China to other countries. The high concentrations of PM_2.5 become a more critical problem in urban areas, due to their negative effects on public health. Recently, isotopic tools have proved their value for unambiguously deciphering the origin of particles, which could help to better design management plans for reducing aerosol levels in the atmosphere.

This study conducted at an urban site of Incheon and a background site of Baekryung island to provide insights into the origin of PM_2.5 in the area and to help define isotopically distinct lead and sulfate sources. The isotope compositions of lead, strontium and C, N, S isotopes in aerosols as well as sulfur in aerosol sulfate were analysed by collecting PM_2.5 and PM₁₀ particles during April – October, 2013 at both sites.

The values of ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb were 1.158±0.006 for PM₁₀ in Incheon, 1.162±0.007 for PM_2.5 in Incheon and 1.173±0.014 for PM_2.5 in Baekryung island. The values of ²δ³⁴S-nssSO₄ were 0.82±3.19‰ for PM_2.5 in Incheon and 1.88±2.24‰ for PM_2.5 in Baekryung island. The isotopic results of PM_2.5 in Baekryung island showed that PM_2.5 originated from south-east part of Korean peninsular has higher value of ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb than 1.177 and has a negative δ ³⁴S-nssSO₄ in some cases. The lead isotopic distribution of PM_2.5 sampled in Incheon showed similar patterns of particles emitted from non-ferrous metal smelters in the country.

To procure a better understanding of the origin of aerosol particles, long-term monitoring data should be obtained and additional isotopic indicators should be developed in future study.

(출처:Abstract p.6)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 6
• Ⅰ. 서 론 ... 7
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 8
• 1. 개요 ... 8
• 2. 시료 채취 ... 8
• 가. 미세먼지 채취지점 및 기간 ... 8
• 나. 배출원 시료 조사 내역 ... 8
• 3. 시료 분석 ... 9
• 가. 미세먼지 시료 전처리 방법 ... 9
• 나. 이온성분 분석 ... 9
• 다. 중금속 분석 ... 9
• 라. 황산염-황 동위원소 및 C, N, S 동위원소 분석 ... 10
• 마. 납 및 스트론튬 동위원소 분석 ... 10
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 12
• 1. 개요 ... 12
• 2. 문헌 고찰 ... 12
• 가. 환경 중 황의 순환 및 황 동위원소 특성 ... 12
• 나. 납의 일반적 특성 및 납 동위원소 특성 ... 13
• 다. 스트론튬의 일반적 특성 및 스트론튬 동위원소 특성 ... 14
• 3. 인천 및 백령도 미세먼지 중 중금속 및 안정동위원소 분포특성 ... 15
• 가. 인천 및 백령도의 미세먼지 중 납 및 스트론튬 동위원소 분포특성 ... 15
• 다. 동위원소를 이용한 인천 및 백령도 PM2.5의 발생기원 추정 ... 27
• 4. 배출원에서의 납 및 안정동위원소 분포 특성 ... 29
• 가. 석탄화력 발전시설에서의 납 및 스트론튬 동위원소 분포특성 ... 29
• 나. 인천 및 백령도의 미세먼지 중 안정 동위원소 분포특성 ... 22
• 나. 석탄화력 발전시설 및 시멘트 소성시설에서의 안정동위원소 분포특성 ... 32
• Ⅳ. 결 론 ... 34
• 참 고 문 헌 ... 36
• 끝페이지 ... 39