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경기도 태화산에서 isoprene과 monoterpenes 측정 및 배출량 산정
김학영 ( Hakyoung Kim ),이미혜 ( Meehye Lee ),김세웅 ( Saewung Kim ),알렉스B겐터 ( Alex. B. Guenther ),박정민 ( Jungmin Park ),조강남 ( Gangnam Cho ),김현석 ( Hyunseok Kim ) 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.3
경기도 태화산 서울대학술림에 위치한 대기관측타워에서 BVOCs 중 이소프렌, 모노테르펜을 2013년 5월, 6월, 8월에 PTR-MS를 이용하여 측정하고 이들의 분포 특성을 분석하였다. O3과 온도, 습도 그리고 광합 성유효복사와 잎면적지수를 측정하였다. 측정기간 동안 BVOCs 농도는 온도가 가장 높은 8월보다는 6월에 더 높았다. 태화산에서 측정된 침엽수와 활엽수의 광합성량(NPP, net primary production) 모두 6월에 가장 높았다. 이는 식생의 활동이 6월에 더 활발함을 의미하는데 이는 동북아시아 몬순의 영향으로 생각된다. 이소프렌은 늦은 오후에 최고 농도를, 모노테르펜은 저녁부터 농도가 높아져 밤 늦게 최고 농도를 보였다. 이들 모두 높이에 따라 평균 농도에 차이가 있었는데, 이소프렌과 모노테르펜 모두 캐노피 아래에서 높은 농도를 보였다. 반면, 온도는 캐노피 아래가 위보다 낮았고 O3 또한 캐노피 위에서 높아 산림 내와산림 밖의 대기 간에 차이가 있었다. 특히, 이소프렌은 오후시간에 O3과 같은 시간에 최고농도 보여 O3 생성에, 반대로 O3은 농도가 급격히 감소하는 저녁시간에 캐노피 아래에서 농도가 크게 증가하는 모노테르펜은 O3의 소멸에 영향을 미치는 것으로 나타났다. MEGAN을 이용하여 태화산에서 산정된 이소프렌과 모노테르펜의 배출계수는 각각 641.9g km-2 h-1, 116.8g km-2 h-1로 CAPSS에서 산정된 잣나무 배출계수와 비교하면 이소프렌은 높고 반대로 모노테르펜은 낮았다. 이를 바탕으로 연간 배출량은 이소프렌은 1.1(톤/년), 모노테르펜은 0.9(톤/년)으로 산정되었다. To investigate the distributions of BVOCs (Biogenic Volatile Organic Compounds) from mountain near mega city and their role in forest atmospheric, BVOCs and their oxidized species were measured at a 41 m tower in Mt. Taehwa during May, June and August 2013. A proton transfer reaction-mass spectrometer (PTR-MS) was used to quantify isoprene and monoterpenes. In conjunction with BVOCs, O3, meteorological parameters, PAR (Photosynthetically Active Radiation) and LAI (Leaf Area Index) were measured. The average concentrations of isoprene and monoterpenes were 0.71 ppbv and 0.17 ppbv, respectively. BVOCs showed higher concentrations in the early summer (June) compared to the late summer (August). Isoprene started increasing at 2 PM and reached the maximum concentration around 5 PM. In contrast, monoterpenes concentrations began to increase 4 PM and stayed high at night. The O3 maximum was generally found at 3 PM and remained high until 5 PM or later, which was concurrent with the enhancement of O3. The concentrations of BVOCs were higher below canopy (18 m) than above canopy, which indicated these species were produced by trees. At night, monoterpenes concentrations were negatively correlated with these of O3 below canopy. Using MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature), the emissions of isoprene and monoterpenes were estimated at 1.1 ton/year and 0.9 ton/year, respectively at Mt. Taehwa.
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항공관측 결과를 활용한 당진시 대형사업장에서의 황산화물 배출량 평가
김용표,김세웅,김종호,이태형,Kim, Yong Pyo,Kim, Saewung,Kim, Jongho,Lee, Taehyoung 한국입자에어로졸학회 2020 Particle and Aerosol Research Vol.16 No.4
충청남도 대형사업장에서의 대기오염물질 배출이 미세먼지 농도에 미치는 영향에 대한 논란이 많다. 2019년 봄과 가을에 항공관측을 수행하여 충청남도 대형사업장 상공에서 대기오염물질 농도를 측정하였고, 이를 바탕으로 황산화물(SO2) 배출량을 산정하였다(하향식 배출량). 이를 사업장에서 제시한 배출량 자료(상향식 배출량)와 비교한 결과, 항공관측에 바탕을 둔 배출량이 더 많았다. 항공관측에 바탕을 둔 배출량은 석탄화력발전소는 1502.1 kg/hr, 제철소는 2805.5 kg/hr였다. 이는 사업장에서 밝힌 2019년 연평균 배출량보다 각각 2.5배와 2.0배 큰 값이다. 이와 같은 차이가 나는 원인을 규명하기 위해서는 관측에 바탕을 둔 하향식 배출량과 활동도에 바탕을 둔 기존의 상향식 배출량을 산정함에 있어서 보다 면밀한 검토와 개선이 필요하다. 하향식 배출량의 개선을 위해서는 관측 불확도를 줄이는 것이 중요하다. 불확도를 높이는 요소의 하나는 지상에서 항공기가 운행될 수 있는 최저 고도까지 관측을 하지 않은 것이다. 이러한 불확도를 줄이는 방법은 지상에서 관측을 수행하며, 더 나아가서는 지상과 항공기 관측 최저 고도 사이에서 드론 등의 방법을 통해 관측을 수행하는 것이다. 바람장 역시 관측 및 외삽과 내삽을 이용하여 평면 분포를 구하면 평면에 대한 적분을 이용하여 평면 전체의 플럭스를 구할 수 있어 불확도를 줄일 수 있을 것이다. 상향식 배출량의 정확도 개선을 위해서는 측정이 이루어지고 있는 굴뚝의 배출량 자료 정확도 개선과 함께, 관측이 이루어지고 있지 않은 배출구의 현황 파악이 필요하다. Based on the airborne measurement results over a coal fired power plant and steel work in Dangjin city, SO2 emission amounts of each site are estimated (top-down emission). Airborne measurements were carried out on May-June and October-November 2019. The estimated SO2 emission in 2019 for the power plant was 1502.1 kg/hr and that for the steel work was 2850.5 kg/hr, higher as much as a factor of 2.5 and 2.0, respectively, than the emission amounts provided by both facilities (bottom-up emission). The outcomes strongly illustrates that well designed airborne observations can serve a quantitative diagnostic tool for bottom-up emission estimates. Further research direction to improve the reliability of the top-down emission estimates is suggested.
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