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남동권 초고농도 미세먼지 발생 특성과 비상저감조치 - 수도권과 비교연구 (II)
최다니엘,허국영,김철희,Choi, Daniel,Heo, Gook-Young,Kim, Cheol-Hee 한국환경과학회 2021 한국환경과학회지 Vol.30 No.10
This study analyzed the characteristics of high PM<sub>2.5</sub> episodes that meets the concentration criteria of Emergency Reduction Measures Plan (ERMP) in Busan during the 2015-2020, and compared with those in Seoul. As a first step, the CAPSS-2017 emission data was employed to analyze the emission differences between Busan and Seoul, and pointed out that Busan emission included the dominance of ship emissions (37.7%) among total PM<sub>2.5</sub> city emissions, whereas fugitive PM<sub>2.5</sub> emission was the highest in Seoul. These emission characteristics are indicating that the controlling action plan should be uniquely applied to cope with ERMP in each region. We selected extremely high PM<sub>2.5</sub> episode days that meet the criteria of ERMP levels. In Busan, Ulsan, and Gyeongnam region, 15, 16, and 8 days of extremely high PM<sub>2.5</sub> cases were found, respectively, whereas Seoul showed approximately doubling of occurrences with 37 cases. However, the occurrences in summer season indicated big differences between two cities: the proportion of summer-season occurrence was 13-25% in Busan, whereas no single case have occurred in Seoul. This is suggesting the needs of comprehensive summer emission reduction plan with focusing on sulfur reduction to effectively cope with the ERMP levels in summer in the southeastern region, including Busan.
부산지역 미세먼지 최근 경향 분석 - 수도권과 비교연구 (I)
김종민,조유진,양금희,허국영,김철희,Kim, Jong-Min,Jo, Yu-Jin,Yang, Geum-Hee,Heo, Gookyoung,Kim, Cheol-Hee 한국환경과학회 2020 한국환경과학회지 Vol.29 No.2
We analyzed the recent characteristics of Particulate Matter (PM) including PM<sub>10</sub> (PM with diameter of less than 10 ㎛) and PM<sub>2.5</sub> (PM with diameter of less than 2.5 ㎛) observed in Busan metropolitan area, and compared them with those measured in Seoul metropolitan area. This analysis includes the monthly, seasonal, and annual variations and differences, in emissions and chemical compositions observed in both Busan and Seoul areas. Synoptic meteorological conditions were investigated at the time when high PM concentrations occurred in each of the two areas. The results showed clearly decreasing trends of annual mean concentrations with strong seasonal variations: lower in summer and higher in winter in both areas. In comparison with Seoul, the seasonal variation in Busan demonstrated relatively lower, but showed greater summer fluctuations than in Seoul metropolitan area. This is implying the importance of secondary generation of PM in summer via active photochemical reaction in Busan area. In high concentration days, Busan's chemical composition of sulfate was higher than that of nitrate in summer, whereas nitrate was higher than sulfate in Seoul. The ratios of NO<sub>3</sub><sup>-</sup> to SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>(N/S ratio) showed lower in Busan approximately by a factor of 1/2(half of N/S ratio) in Busan compared with that in Seoul. Others such as synoptic characteristics and emission differences were also discussed in this study.
충청남도 맞춤형 미세먼지 대책을 위한 배출량 개선 및 기여도 분석
박성규,배창한,김형천,허국영,유철,김진식 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
환경부는 대기관리권역법(4개 권역) 확대에 따라 지역단위 미세먼지 발생원인 규명 등의 업무를 수행하고 있다. 충남은 대형 발전소 및 선박 등 점 ‧ 선 ‧ 면오염원이 복합적으로 존재하며 ’17년 CAPSS 기준, 전국 배출량 대비 PM-2.5 17%, SOX 22%, NOX 9%를 차지하고 있다. 본 연구는 충남을 대상으로 지역별 및 주요 배출원별(산업 · 발전 · 수송 · 생활 · 농업) 기여도를 추정하여 우선 관리 배출원을 제시하였다. 기여도 분석에 앞서, 대기질 모델링 정확도 향상을 위해 대형 배출원 (발전 ‧ 제철) TMS 자료 최신화 및 면오염원 활동도 자료 개선 등을 통해 배출량을 개선하였으며, 그 결과 PM-2.5 9,532 톤, NOX 26,612 톤, SOX 23,714 톤이 감소되었다. 개선된 배출량을 이용하여 대기질 모델링을 수행한 결과, 당진 송산면 측정소에서 PM-2.5 모사농도 정확성이 61.4% 개선(79.5 → 18.1%)되었다. 이를 토대로 BFM (Brute Force Method)을 이용한 지역별 기여도 분석을 수행한 결과, 충남 자체 영향은 60%, 경기 9%, 인천 5% 순으로 분석되었으며, 충남내에서는 당진 18%, 서산 11% 순으로 높은 기여도를 보였다. 배출원별 기여도는 자체 배출 60% 중 산업(20.2%), 수송(15.3%), 발전(10.2%), 농업(7.3%), 생활(7.2%) 순으로 기여하였다. 또한, 충남 내에서 배출기여도가 가장 큰 당진을 대상으로 정밀분석한 결과, 자체 영향 49%, 아산 15% 순으로 기여하였으며, 배출원별 기여도는 자체 배출 49% 중 산업(38.1%), 수송(3.7%), 발전(3.1%), 농업(2.5%), 생활(1.9%) 순으로 기여하였다. 따라서 충남과 당진은 산업과 수송부문을 중심으로 배출 저감 대책을 수립 · 관리하여야 할 것으로 판단된다.
서울시 초여름 PM<SUB>2.5</SUB> 고농도 시 HONO와 질산염 생성 특성
길준수,이미혜,손지원,이태형,박문수,김철희,허국영 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
PM2.5의 주성분인 질산염(NO₃<SUP>-</SUP>)은 질소산화물의 산화과정에서 생성되며 동아시아 지역 고농도 초미세먼지의 핵심 발생원이다. 이에 서울시의 질산염 생성 과정을 파악하고자 2019년 4~6월 중랑구 대기환경연구소에서 PM2.5의 조성과 입자 개수분포, 질소산화물(NO, NO₂, HONO, HNO₃, PAN)과 NH₃, 반응성기체(O₃, CO, SO₂), 그리고 혼합고와 수직바람을 함께 측정하였다. 측정 기간은 평년에 비해 온도가 높고 서풍이 강한 종관기상 특성과 함께 일평균 35 mg m<SUP>-3</SUP> 이상의 사례가 6회 발생하였고 특히 O₃이 크게 상승해 최고 농도가 200 ppbv에 근접하였다. NO₃<SUP>-</SUP>의 증가 양상은 사례별로 상이했으나 조해습도 이하의 조건에서도 농도가 증가하였다. NO₂와 NH₃의 농도는 크게 변하지 않았으며 HNO₃는 밤에도 농도가 상승했고 PAN 역시 저녁까지 고농도가 유지되기도 했다. 그러나 HONO는 상대적으로 밤에 농도가 3.3 ppbv까지 높아지고 낮에는 낮아지는 일정한 일변화 패턴을 유지하며 질산염 사례별로 증가 양상이 달랐다. 더불어 NO₃<SUP>-</SUP> 고농도 시 함께 증가하거나 또는 증가가 미미했는데 낮에 증가하는 경우와 밤에 증가하이는 습도와 입자 분포에 따른 결과로 이질반응에 의한 HONO의 생성 특성에 의한 것으로 판단되었다. 이러한 질소산화물의 종별 상세 변화 특성을 기반으로 혼합고 변동과 모델 결과와의 비교를 종합하여 서울시 질산염 화학 생성 특성을 제안하였다.