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충남 양돈사육지역 대기 중 미세먼지 및 암모니아 농도 특성 연구
하태환,윤관훈,전용석 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
2017년 기준으로 암모니아 및 초미세먼지가 대기 중으로 각각 308.3천 톤 및 91.7천 톤 배출되었다. 배출된 암모니아 중에서 73.5%(227천 톤)이 축산 분뇨관리 부문에서 배출되었으며, 이 중에서 46.8%(106.1천 톤)이 돼지 사육을 통해 배출되었다. 이와 같이 배출된 대기 중 암모니아 가스는 대기 중에서 질소산화물 및 황산화물과 반응하여 입자상 물질인 2차 초미세먼지(PM2.5)가 형성된다. 하지만 축산 사육 밀집지역에서 배출된 암모니아 가스가 대기 중 초미세먼지 농도에 미치는 영향에 대해서는 정확히 규명되어 있지 않다. 본 연구에서는 분뇨관리 부문에서 암모니아 배출량이 가장 많은 돼지를 대상으로 하여 사육규모가 가장 큰 충남 보령 및 홍성 지역에서 대기 중 미세먼지(PM10), 초미세먼지 및 암모니아(NH₃) 농도를 측정하여 특성을 분석하였다. 대기 중 PM10 및 PM2.5 농도는 베타선 측정법으로, NH₃ 농도는 CRDS 방식으로 2020년 3월부터 측정하였다. PM10, PM2.5 및 NH₃ 평균 농도는 보령 측정 지점에서 각각 45.6 ㎍/㎥, 27.1 ㎍/㎥, 76.1 ppb로 측정되었으며, 홍성 측정지점에서 각각 40.8 ㎍/㎥, 20.2 ㎍/㎥, 62.3 ppb로 측정되었다. T-test를 이용하여 두 측정 지점에서의 농도를 비교하였으며, 3가지 측정 항목에서 보령 측정지점이 홍성 보다 유의미하게 높은 농도가 측정되었다. 또한 Pearson 상관분석을 통해 초미세먼지 농도와 암모니아 농도의 상관성을 분석하였다. 두 측정 지점에서 초미세먼지와 암모니아 농도 간의 상관관계는 나타났으나, 상관계수가 보령과 흥성 지점에서 각각 0.189 및 0.138로 매우 낮아 상관관계에 대해서 의미를 부여할 수 없는 것으로 분석되었다.
우샘이,하태환,윤관훈,전용석 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
암모니아(NH₃)는 가스상 물질로서 비료사용, 토양, 가축분뇨 등의 농 · 축산업활동에서 발생하고, 배출가스와 산업활동에서도 발생하는 것으로 보고되고 있다. 대기중 NH₃는 입자상의 암모늄(NH₄<SUP>+</SUP>)으로 전환되어 미세먼지 농도와 대기질에 영향을 미치는 것으로 보고됨에 따라 NH₃ 발생에 대한 관심이 증가되고 있다. 그러나 현재까지 국내 국가대기 오염측정망 측정물질에는 NH₃가 포함되어 있지 않으며, 특히 농축산 지역에서 장기간 모니터링 된 NH₃ 농도는 거의 보고된 바 없다. 이에 따라 본 연구는 농 · 축산업이 발달한 대표적인 지역으로 분류되고 있는 충남 보령과 홍성에서 2020년 3월부터 2021년 2월까지 1년간 NH₃ 모니터링을 수행하였다. 보령의 경우 1 km 이내주변에 돼지농장이 골고루 위치해 있으며, 홍성은 남서쪽에는 돼지농장이 다수 존재하며 북동쪽으로는 논과 밭으로 둘러 싸여 있었다. 모니터링 기간 중 8월과 9월의 경우 장마로 인하여 데이터의 불확도가 높아 제외 후 분석하였다. 각 측정지점의 암모니아 연간 평균 농도는 보령이 85.3±31.0 ppb, 홍성이 62.9±20.1 ppb로 나타났다. 측정기간 동안 월평균 농도는 보령은 10월 (125.8 ppb)에 가장 높았고 1월(48.5 ppb)에 가장 낮았으며, 홍성은 6월(77.7 ppb)이 가장 높고 10월(45.8ppb)이 가장 낮게 나타나 두 지역 간에 상이한 경향을 보였으며, 평균 일변화 경향은 보령과 홍성에서 각각 07시, 08시에 가장 높은 농도를 보인 후 16시까지 감소한 후 증가는 유사한 경향을 확인하였다.