칠레 코이아이께 지역에서 건강 관련 환경 지표를 활용한 초미세먼지 특성 연구

장유운 서울대학교 라틴아메리카연구소 2023 이베로아메리카硏究 Vol.34 No.1

The purpose of this study is to evaluate the characteristics of fine particulate matter(PM2.5) in the Coyhaique region of southern Chile using three environmental indicators(Environmental standards, Air quality forecasting systems, and the Air Quality Index). Hourly PM2.5 data measured from September 2013 to December 2022 and meteorological data (wind speed, wind direction, humidity, temperature, precipitation) provided by the Chilean Meteorological Service from January 2017 to December 2022 were analyzed. High PM2.5 concentrations exceeding the 24-hour environmental standards, forecast levels, and deterioration of AQI occurred most frequently during the winter season (June to August), when biomass burning was most prevalent, especially under conditions of low precipitation, slow winds, and low temperatures. PM2.5 concentrations decreased statistically over the analysis period, but there was no significant change in high-concentration PM2.5 levels corresponding to the hazardous level on the AQI scale. The annual average PM2.5 concentration exceeded the environmental standards set by the Chilean government and the World Health Organization by 2.4 and 9.8 times, respectively. The abnormal environmental indicators evaluated in this region indicate an urgent need for policies to reduce the use of biomass burning for heating during the winter season. 본 연구의 목적은 칠레 남부지역에 위치한 코이아이께 지역에서 세 가지 환경지표인 환경기준, 예보제 그리고 대기환경지수(AQI)를 적용하여 초미세먼지의 특성을 평가하는 것이다. 본 연구에서는 코이아이께 지역의 2013년 9월부터 2022년 12월까지 시간 단위로 측정한 초미세먼지 자료와 2017년 1월부터 2022년 12월까지 칠레 기상청에서 제공하는 기상자료(풍속, 풍향, 습도, 기온, 강수량) 자료를 분석하였다. 24시간 환경기준 초과 사례와 예보 수준의 고농도 사례 그리고 대기환경지수의 악화는 강수량이 적고, 풍속이 약하고, 기온이 낮은 겨울철(6월~8월)에 바이오매스 사용으로 가장 많이 발생하였다. 분석 기간 동안 초미세먼지는 통계적으로 유의미하게 감소하였지만, 대기환경지수의 가장 높은 단계인 위험에 해당하는 고농도 초미세먼지의 경우는 유의미한 변화는 없었다. 연평균 초미세먼지도 칠레 정부와 세계보건기구의 환경기준을 2.4배와 9.8배 초과하였다. 이 지역에서 평가된 비정상적인 환경지표는 겨울철 난방용 바이오매스 사용을 저감할 수 있는 시급한 정책의 필요성을 의미한다.

광양만 지역의 오존과 전구물질의 광화학적 특성

장유운,김성희,최희순,정유미,이민도,김소영,서석준,이강웅 한국대기환경학회 2011 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5월

멕시코시티 대기오염 저감 정책과 대기측정망의 대기오염물질특성 연구

장유운,하상섭,박일수,이강웅,정경원 한국외국어대학교 국제지역연구센터 2014 국제지역연구 Vol.17 No.4

This converged research deals with atmosphere quality and character investigation with scientificapproach in Mexico City and focuses on what kinds of air pollution reduction policy has introducedand developed for Mexican Government since the early of 1980s. Through many policies introductionand its operation with adopted reduction programmes, this research also find out improvement resultsthrough scientific research method and analysis in depth, especially by using of ‘receptor model’accepted with the atmospheric materials from 25 monitoring posts with RAMA system and 13monitoring posts with REDMA networks. As a receptor model, this paper made the best use ofPrincipal Component Analysis(PCA) and Cluster Analysis(CA) as well. According to fieldmeasurement data accumulated by gas materials since the year of 1986, air pollution concentrationwith SO2(87%) and CO(80%) are sharply reduced respectively and the concentration of NO2 alsoidentify drop of 18%. After operation of RAMA system, the cases of O3 and PM10 also decreased39% and 22% respectively, however, the data shows a little bit fluctuation since the year of 2008. The results of cluster analysis showed that the sites of RAMA system covered three and five groupsfor NO2 and SO2, respectively. For the spatial distribution, the concentrations of NO2 and SO2 werehigher in the Central and Northern Mexico city, respectively while O3 was higher in the Southernregion of the Mexico city. Finally, as a converged manner, this research identified the current limitsand challenges of air pollution reduction policy and environmental governance in Mexico. 본 연구는 멕시코의 수도인 멕시코시티(Mexico City)의 대기질 특성과 대기오염의 심각성이해 및 멕시코 정부의 대기오염 저감을 위한 정책적 노력을 이해하기 위해 연구되었다. 특히대기질 특성 이해를 위해 수용모델을 적용하여 25개의 대기자동측정망(RAMA)과 13개의 기상자동측정망(REDMA) 자료를 분석하였으며 동시에 1980년대 이후 멕시코 정부의 다양한대기오염 저감 정책을 살펴보았다. 수용모델로는 주성분 분석과 군집 분석을 활용하였다. 1986년부터 축적된 기체상 물질의 측정 자료에 따르면 이산화황(SO2)과 일산화탄소(CO) 성분의 대기 농도는 각각 87%와 80%씩 급감하였고 이산화질소(NO2) 성분도 18% 감소하였다. 오존(O3)과 미세입자상물질(PM10)은 대기자동측정망 운영 이후 약 39%와 22%가 감소하였지만, 2008년 이후에는 증감을 반복하였다. 수용모델에서는 각 성분에 따라 대기자동측정소별유사성이 다른 것으로 평가되었다. 주성분 분석에서는 SO2와 NO2가 오염원에 따라 각각 5개와 3개 인자로 분류되었으며, 군집 분석에서는 O3과 PM10 그리고 CO 성분이 4∼6개의 그룹을 형성하였다. 기상자료의 군집 분석에서는 풍속과 풍향 또한 대기오염물질 증감에 기여하는것으로 평가되었다. 공간 분석 결과 북서지역과 중앙 지역은 각각 SO2와 NO2 성분의 분포율이 많았으며, 남서부지역은 O3의 농도가 높게 분포하였다.

안면도에서 측정한 PM2.5 내 탄소성분의 열광학적 분포 특성 연구

장유운,이지이 한국대기환경학회 2019 한국대기환경학회지 Vol.35 No.5

Carbon fractions can be classified as organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) by thermal-optical definition. In the NIOSH protocol, OC is divided by four OC fractions (OC1~OC4) and OP is determined when transmission of laser light attains its original intensity after oxygen was added to the combustion atmosphere. EC is divided by six EC fractions (EC1~EC6). In this study, to understand the characteristics of carbon fractions in PM2.5, especially, the characteristics of temperature-resolved OC and EC fractions at Anmyeon Island which is a background area in Korea, routine measurements of OC and EC with other carbon fractions (WSOC and HULIS-C) and organic speciations were carried out during two years. Among temperature-resolved OC and EC fractions, we found that OP had distinct seasonal characteristics. OP concentrations decreased in summer, while, increased in fall. The split points by the transmission correction between OC and EC had four different characteristics during the sampling period. The split points were mainly located in OC4 fraction region in the summer samples and this might be related to the high oxidation condition of PM2.5 sample during summer. OP had significant correlation with HULIS-C (r2=0.52, P<.01) in summer. But in the other season, OP has significant correlation with HULIS-C (r2=0.85, P<.01) and Levoglucosan (r2=0.46, P<.01). When principle component analysis (PCA) was applied to the measurement, OP was extracted in factor 1 accounted for 28% of total variance (83%). In factor 1, OP was extracted with high loading of HULIS-C and Levoglucosan which are indicators of biomass burning. So, we could understand that OP in PM2.5 was mainly formed by the biomass burning process.

흑산도 지역의 PM<SUB>2.5</SUB> 유입기류별 고농도 사례 특성 분석

장유운,임용재,정선아,이세표,성민영,채지호,박정후,박정민,유명수 한국대기환경학회 2023 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.10

칠레 코이아이케시의 고농도 초미세먼지의 특성 연구

장유운 한국외국어대학교 중남미연구소 2022 중남미연구 Vol.41 No.3

The air quality of PM2.5 and PM10 in the city of Coyhaique is the most severe in South America. This study understood the characteristics of air quality in Coyhaique and studied the urgency of energy conversion for air quality improvement. The Chilean government and the city of Coyhaique implemented a PM2.5 reduction policy to reduce 3.15~4.86ug/m3 per year. The recent (2019~2021) winter PM2.5 of Coyhaique city was 81ug/m3, which was the highest in all atmospheric measurement stations in Chile. As of 2021, a high concentration of PM2.5 equivalent to "Alert" also occurred almost every day in winter. In Coyhaique city, the ratio of PM2.5/PM10 in winter was 0.9 or more, and the ratio of NO2/SO2 was also evaluated to be 3.5 times higher than in summer. This means that the cause of high PM2.5 concentrations in winter is the use of biomass burning. Due to energy costs in winter, the use of wet biomass increases PM2.5 emissions. In the city of Coyhaique, nitrogen dioxide, sulfur oxides and carbon monoxide emitted from fuel use were rated lower in both summer and winter than the average of all atmospheric stations in Chile. In order to reduce air pollution, it is most important to reduce the use of biomass, and it is necessary to introduce a fundamental fuel conversion policy to convert the heating system using biomass into renewable energy. The city's air quality improvement can be expected with government support for the renewable energy installation cost and government subsidies to make energy use costs cheaper than biomass costs. 코이아이케시의 초미세먼지와 미세먼지의 대기질은 남미에서 가장 심각한 상태로 지속되고 있다. 본 연구는 코이아이께시의 대기질의 특성을 이해하고 대기질 개선을 위한 에너지 전환의 시급성을 연구하였다. 칠레 정부와 코이아이케시는 초미세먼지 정 책 시행으로 연간 3.15~4.86 ug/m3의 감축 효과가 있었다. 그러나 코이아이케시의 최근(2019~2021) 겨울철 초미세먼지는 81ug/m3으로 칠레 전체 측정소에서 가장 높 았고, 2021년 기준으로 주의(Alert, 80~110 ug/m3) 이상의 예보에 해당하는 고농도 초미세먼지도 겨울철에 거의 매일 발생하였다. 코이아이케시에서 겨울철 PM2.5/PM10의 비율이 0.9 이상으로 높으며, NO2/SO2 비율도 여름철보다 3.5배 높 게 분포하여서 이 지역에서 겨울철에 바이오매스의 영향이 높은 것으로 평가할 수 있 다. 코이아이케시에서 겨울철에 대기질이 악화하는 것은 에너지 비용으로 인하여 수분 이 많은 바이오매스를 사용함으로써 PM2.5 발생량이 증가하고 있다. 코이아이케시에 서는 연료 사용으로 배출되는 이산화질소와 황산화물 그리고 일산화탄소는 칠레 전 지 역의 평균보다 여름과 겨울철 모두 낮게 평가되었다. 이것은 코이아이케 지역에서 대 기오염을 감축하기 위해서는 바이오매스의 사용을 감축하는 것이 가장 중요한 것으로, 이를 위해서는 바이오매스를 이용하는 난방시스템을 재생에너지로 전환하는 근본적인 연료전환 정책 도입이 필요함을 의미한다. 대체 에너지 설치에 대한 정부의 경제적 지 원과 함께 에너지 사용 비용이 바이오매스 비용보다 낮게 유지될 수 있도록 정부의 보 조금 지원도 따라야만 코이아이케 지역의 대기질 개선을 기대할 수 있을 것으로 전망 된다..

브라질 상파울로 시의 미세먼지 발생, 특성 및 정책적 대응 연구

장유운,하상섭,박일수,이강웅 한국 포르투갈-브라질 학회 2014 포르투갈-브라질 연구 Vol.11 No.1

This study aims to investigate the policy response against air pollution especially PM10/PM2.5 and evaluate the spatial properties, the meteorological effect of PM10 particles in São Paulo, Brazil. The results showed that the annual mean concentrations of PM10 at the 24 air quality monitoring stations ranged from 32 to 45 ug/m3. The highest concentration of PM10 was observed at the CAETA and OSASC stations. In São Paulo, the prevailing winds on a normal day tend to be from the south-east to north while the dominant wind direction of the daily maximum PM10 concentration is to either be from north to south. Using the back trajectory analysis at the 500 meters during the 72 hours, the winds originated from the Atlantic ocean adjacent to the northern region of Brazil and passed the northern regions of São Paulo state in the PM10 episode period(18.September~19.September). The wind field at the 50 meters above the ground also showed that the winds were from north in the PM10 event. The night time average for PM10 was higher than the day time values and the mean concentration of PM10 of the week also higher than the weekend. This means that the concentrations of PM10 have been affected by the anthropogenic sources in the urban area. PM10 is significantly correlated with PM2.5 at two stations suggesting that the concentration of PM10 and PM2.5 was affected by same sources. This study also infers that the winds from northern inducing PM10 and PM2.5 including PAH from biomass burning. Together with these scientific observations, this study also traced successful policy responses to reduce air pollution included the PM10/PM2.5, represented by transportation policy for regulation for air pollution with vehicles and energy policy for renewable energy development(e.g. bio-ethanol). Through this two-side(policy and scientific field) investigations and researches, this thesis concludes that there is a policy limit, or a side-effect with bio-ethanol development process even this process strongly involved against air pollution reduction. It needs more scientific researches and must develop more accurate policy response in near future in São Paulo, Brazil.

중남미 및 카리브 지역에서 이산화탄소 수지 분석

장유운,박일수,하상섭,장수환,최용주,정경원,이강웅,조천호 한국대기환경학회 2013 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.8

The Relationship Analyses between High Concentration Ozone and Local Wind Circulation in Mexico City

장유운,이강웅,김영성,이태형,박일수,Jeffrey Scott Owen 한국외국어대학교 중남미연구소 2019 중남미연구 Vol.38 No.1

In this study, we investigated the spatial and temporal patterns in ozone concentrations in Mexico City using a data set of meteorological characteristics and measured air pollutant concentrations from the RAMA (Red Automática de Monitoreo Atmosférico) for January 2011 to December 2013. The results showed that ozone in Mexico City was formed most actively from April to May when humidity is lowest. We also investigated related meteorological characteristics such as the wind direction during day and night, which were generally northerly. The mean wind speed during the study period was 1.5 m/s early in the morning which the air pollutants can be stagnated and 3.5 m/s in the late afternoon that pollutants can be transported outward the Mexico City. Ozone concentrations increased from the leeward area of central Mexico City. In the southwestern area of Mexico City, elevated ozone concentrations were also measured together with elevated VOC concentrations. In central Mexico City and most of the northern industrial complex, the weekend effect in ozone concentrations was observed except near the southwest residential area where higher ozone concentrations occurred. Based on the local scale vector field, the higher ozone concentrations were occurred during the prevailing northerly wind as the wind was converged into the suburban and southern area. The patterns identified in this study highlight the urgent need for a comprehensive approach of policies designed to reduce ozone in the southwestern residential area of Mexico.

쿠바의 풍력 에너지 자원 분석과 국제 협력

장유운,박일수,장수환,이강웅 한국외국어대학교 국제지역연구센터 2016 국제지역연구 Vol.20 No.2

쿠바의 바람 자원은 대부분 연안 지역에 밀집되어 있으며, 특히 남동부 지역과 서쪽 지역에서 운영 효율이 25% 이상(1.5 MW 풍력 터빈)인 것으로 전망되었다. 쿠바 정부가 계획하고있는 1.5 MW 풍력 터빈을 기준으로 풍속이 강한 야간에(18:00~24:00) 30% 이상의 발전 효율을 보였다. 더욱이 육상보다 해상 풍력으로 대체하고 허브 높이와 로터(블레이드) 직경을7% 연장할 경우 43% 이상 발전 효율이 향상하여서 연안 생태계 보전에 적극적인 쿠바의 정책 발전에 이바지할 수 있다. 쿠바 정부가 육성하고 있는 재생에너지원은 일별 그리고 월별로서로 상호 보완할 수 있는 이상적 조합이지만, 실제로 가뭄과 홍수 그리고 허리케인과 같은자연재해로 재생에너지 자원 활용이 어려울 수 있다. 따라서 한국에서 적극적으로 육성하고있는 신재생에너지(풍력, 태양광, 연료전지 등)와 도시 농림 융합 기상사업단의 도시 자연재해 예측 시스템을 연계하면 안정적 재생에너지 생산을 위한 양 국가 간 국제협력이 가능할 것으로 전망된다. The coastal area in cuba has rich wind resources. The capacity factor at the onshore wind resources was over 25% in the northern coast of the central and eastern regions with 1.5 MW wind turbine . Especially, the capacity factor was over 30% in the night(18:00~23:00). We found that the location and hub height with extended rotor length have positive impacts on the increase of wind power production. Cuba is encouraging an increase use of renewable energy to reduce dependency from fossil fuels and environmental impacts. Korean new energy(fuel cell and energy storage system) and environmental technology can contribute to the renewable energy policy in cuba increasing the cooperation both countries.