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권역별 전구물질 저감에 따른 PM<SUB>2.5</SUB> 농도 및 화학조성변화민감도 분석
최은락,김용표,이지이 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
PM2.5 질량농도의 50~60%를 차지하는 무기 이온의 전구물질 저감은 PM2.5 농도 저감에 효과적일 것으로 예상된다. 따라서 PM2.5의 주요 무기 이온(NH₄<SUP>+</SUP>, NO₃<SUP>-</SUP>, SO₄<SUP>2-</SUP>) 전구물질 가운데 어떤 물질의 저감이 PM2.5 농도 저감에 가장 효과적일지 살펴보는 것은 정책적 측면에서 중요하다. 또한 권역별로 배출 특성과 지리적 특성에 따라 PM2.5 무기 이온 성분의 구성이 달라 전구물질 저감에 대한 민감도 또한 다를 것이다. 입자의 pH는 인체 위해성 측면에서 중요하며, pH는 입자 조성에 따라 달라지는데, 예를 들어 NH₄+, NO₃-를 저감했을 때 SO₄<SUP>2-</SUP>의 비율이 높아지면 입자의 pH는 낮아질 수 있어 저감대책 수립 시 전구물질 저감에 따른 pH의 변화 또한 살펴볼 필요성이 있다. 또한 입자의 수분함량이 높을 때는 빛 산란이 촉진되어 시정이 악화되는데, 최근 PM2.5에 대한 국민들의 관심도가 높아져 시정악화를 고농도 미세먼지 발생으로 이해할 가능성이 있어 이에 대한 주의도 필요하다. 따라서 이 연구에서는 기체/입자 평형모델의 하나인 ISORROPIAⅡ를 적용하여 무기 이온들의 전구물질농도에 대한 PM2.5 농도의 민감도 분석을 통해 효과적인 저감 대책을 권역별로 제안하고, 더불어 그에 따른 입자의 pH와 수분함량 변화도 살펴보고자 한다.
김용표,최은락,임용빈 한국대기환경학회 2023 한국대기환경학회지 Vol.39 No.5
The high temporal resolution (1 hour) measurement data at five intensive air quality monitoring stations from January 1 to December 31 in 2020 were used (1) to find the characteristics of fine particles (PM2.5) and (2) to estimate the sensitivity of the fine particles mass concentration to the variation of major ambient inorganic species, such as sulfate, total nitric acid (nitric acid+nitrate) and total ammonia (ammonium+ammonia). A gas-particle equilibrium model, ISORROPIA II, was used for the analysis. The acidities and aerosol water contents at the five stations were comparable to each other. The annual mean values for pH and the concentration of the aerosol water content were 3.7 and 15 μg/m3, respectively. At all stations, the fine particles mass concentrations were most sensitive to the variation of the concentrations of total nitric acid followed by those of sulfate and total ammonia. Ammonia reduction was effective for PM2.5 reduction when ammonia was reduced by more than 60% of the 2020 level. Further research directions for effective air quality management are also suggested.