국내 대기오염물질 변화 분석과 저감 방안에 관한 연구

김두회 한세대학교 일반대학원 2023 국내석사

20세기 이후, 가파른 산업화 및 도시화로 인한 대기 환경오염 수준은 자연환경뿐 아니라 인간의 생존에 위협할 정도로 매우 심각한 수준에 이르렀 고, 이에 세계 각국의 대기오염물질 저감을 위한 적극적인 대책의 강구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 국내의 주요 대기오염물질인 일산화탄소(CO), 미세먼지 (PM10), 아황산가스(SO2), 이산화질소(NO2)와 각 대기오염물질의 주요 배출원에 대한 시계열 분석 및 이를 토대로 대기오염물질 저감을 위한 기술 및 관련 제도를 제시하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 환경부에서 제공되는 2015년부터 2020년까지의 대기오염도 현황 자료 및 각종 연구보고서를 활용하였으며, 국내 대기오염 물질 저감을 위한 기술 및 정책적 차원의 방안 제시를 위해 미국의 CO, PM10, SO2, NO2 실태 및 해당 대기오염물질 저감을 위한 기술 및 정책적 방안을 분석하였다. 다음은 본 연구에서 제시한 방안에 대한 요약이다. 정책적 차원의 제안으로 먼저, 환경보전 및 규제 정책 강화가 필요하다. 이를 위해 환경오염을 일으키는 산업 부문에 대한 엄격한 규제를 마련해야 한다. 대기오염 원인인 공장, 발전소 등에서의 배출가스 저감을 위한 기준을 강화하고, 이를 철저히 검사하고 단속하는 체계를 구축해야 한다. 그리고 대기오염물질 배출에 대한 규제를 강화해야 하는데, 대기오염물질을 배 출하는 기업은 사전에 정부로부터 배출 허가를 받고 이를 통해 대기오염물질 배출을 감시하며, 허가받지 않은 기업에 대해서는 강력한 처벌을 제도 화해야 한다. 또한, 대기오염을 줄이기 위한 차량 등록 및 운행 규제를 강화하여 대중교통 이용을 활성화하고 개인용 차량의 사용을 억제해야 한다. 이와 함께 무엇보다 대기오염 저감을 위한 환경 보전 교육 및 홍보 캠페인을 실시하여 사회적인 인식을 높이는 노력과 시민들에게 대기환경 보전에 대한 참여를 촉진하고, 정보에 대한 접근을 확대하여 대기 품질에 대한 인식을 높여서 환경 보전에 대한 참여를 유도하는 것이 필요하다. 둘째, 기술적 차원의 제안으로, 대기오염물질을 저감하는 기술 개발이 필요하다. 신재생 에너지 기술의 발전을 통해 화석연료 사용을 줄이고, 친환경적인 대체 에너지를 보급해야 한다. 또한, 공장 등에서 발생하는 배출 가스를 효율적으로 관리하기 위한 배출가스 정화장치의 개발과 보급이 필요하다. 이를 위해 정부와 기업은 연구개발에 투자하고 기술 혁신을 촉진 해야 한다. 더불어 에너지 효율 증대를 위한 산업 부문 및 건물 부문의 에너지 절약 정책을 시행하여 에너지 소비를 감소시키고, 에너지 생산 및 사용의 효율성을 높여야 한다. 본 연구의 결과는 향후 국내의 대기오염물질 저감을 위한 대책 마련의 기초자료로 활용되기를 기대한다. 키워드: 대기오염물질, 일산화탄소, 미세먼지, 이산화질소, 아황산가스, CO, PM10, NO2, SO2.

대기모델링을 이용한 울산공단지역의 대기오염물질 분산에 관한 연구

손기락 蔚山大學校 産業大學院 2002 국내석사

대기모델링인 AirMaster를 이용한 울산공단지역의 대기오염물질 분산연구를 위해 먼저 대상오염원을 공단내 대형사업장 30개업소의 212개 굴뚝을 점오염원으로 선정하여 2000년도 대기오염물질인 SO_(2), NOx, TSP 배출량을 조사하였으며, 기상자료는 기상청에서 수집한 2000년도 울산지역의 기상자료를 시간대별로 풍속, 풍향, 온도, 대기안정도, 혼합고를 산출하여 기상처리 software인 MetMaster를 이용하여 AirMaster 수행시 읽어지도록 하였다. 또한 지역의 대기환경오염도 파악을 위해 최근 수년간의 대기자동측정망오염도 자료의 환경부 조사결과를 취합하여 오염물질별로 정리하여 AirMaster 모델링 결과와 비교분석을 실시 하였다. 대기모델링을 실시한 결과 지역대기자동측정망 측정값과의 비교를 위해 회귀분석한 결과 SO_(2) 상관계수 R = 0.85로 유사한 값을 보였으며, 반면 NOx 및 TSP의 경우 두 농도값이 상이함을 나타내었다. 계절별 오염물질의 분산유형은 봄철에는 오염물질이 동해 바다쪽으로 미약하게 이동을 하며, 여름에는 동해 바다쪽에서 도심지역으로 오염물질의 이동을 볼 수 있었다. 가을 과 겨울철은 오염 물질의 이동이 공단지역남쪽으로 길게 포물선을 나타내며 분산되고 있음을 알 수 있다. 대기오염도 우심지역으로는 2000년 울산 기상 조건의 영향으로 공단주위의 오염도가 높게 나타났다. 특히 SO_(2)는 여름철에 석유 화학공단과 가까운 선암동 오염도가 높았으며, NOx의 경우 겨울철 개운동에서 높은 오염도를 나타내었다. AirMaster 모델링의 결과와 대기자동측정망 실측값과의 차이가 나는 원인을 분석하여 보면, 첫째 다양한 배출원 즉 이동 배출원, 가정난방 오염원, 규모가 작은 배출원, 자동차의 이동배출원에서 발생하는 오염물질에 대한 고려 미흡에 의한 오차를 들 수 있다. 둘째 울산전역에 대한 기상자료 불일치성으로 넓은 지역에서 관측소 1개소의 측정결과를 이용함으로 대기모델링 수행시 대상지역의 기상특성을 반영하지 못하여 모델의 예측성능을 저하시키는 요인으로 작용한 것으로 예상된다. 울산지역의 대기오염도 저감 및 개선을 위해서는 원천적으로 각 기업체의 청정 연료사용과 방지시설의 지속적인 투자가 필요하다. 관련 행정기관의 환경정책에 있어 공단지역의 대기오염물질 배출원 외 이동오염원 등의 대기오염물질 배출량의 정확한 산정과 규제정책이 병행되어야 할 것이며, 실질적인 개선을 위해서는 오염 물질저감 기술개발과 시민들의 환경의식을 고취시켜 참여를 이끌어 내어야 할 것으로 판단된다. 향후 연구과제로 대기모델링을 이용한 오염물질의 배출원에 대한 데이터베이스를 기초로 한 실시간 오염물질 분산에 대한 대기모델링에 대한 시스템 개발이 지속적으로 수행되어져야 한다. 그리고 근래 문제시 되고있는 NOx 및 O_(3) 저감을 위한 기초자료로 이용할 수 있는 배출원 분석 및 넓게 분포되어 있는 울산지역 기상자료확보를 위한 투자 및 연구개발이 이루어져야 할 것으로 사료된다. I have been select 30 big company & 212 emission stack which are located at ulsan industrial complex area as a point source of air pollution to examine a deviation of air pollution with an AirMaster and total emitting quantity of air pollutants, such as SO_(2), NOx, and TSP, emitted by point source in the year of 2000. I got a weather condition data such as wind velocity, wind direction, temperature, atmosphere stability, and mixing height, to operate MetMaster from korea meteorological administration. And also, comparision work between the result of TMS data and AirMaster modeling data to know local air pollution degree was conducted. I have been done a revolution analysis in order to compare local TMS data with modeling data. The contents of nitrogen dioxide and total suspended particle from that analysis are different from each other but the content of sulfur dioxide are similar to each other. Seasonal variation type of air pollution is as follows. In spring season, air pollutants slightly move to the east coast but in the summer, it move reversely from east coast to downtown. In fall and winter season, it spread widely like a parabola to the south of complex area. Most serious air pollution area is near to the ulsan industrial complex area due to a bad weather condition. Especially, the concentration of sulfur dioxide is very high at the Sun-Am Dong area which is near to complex area in a summer season but in the winter season, nitrogen dioxide is very high at Ge-Eun Dong. if we are going to compare the results of AirMaster modeling with the actual data of TMS, you will find out that there is some discrepancy between the two data. The big discrepancy between the two analysis come from a lack of consideration to the pollutants caused by moving source, small emission source and automobile source. And also, we can expect that unaccordance of weather condition data to the ulsan area lead to a lack of accuracy. To improve the degree of air pollution at the Ulsan area. Basically, all company should have to pay more attention to the investment of a protection facilities and usage of clean fuel as well. At the same time, the government should have to reinforce an environmental policy and regulation. High technology related to decreasing air pollution must be developed by the government in the future.

자동차 운행이 터널 주변 대기오염도에 미치는 영향 분석

한은미 서울시립대학교 일반대학원 2020 국내석사

이동식 실시간 측정장비를 이용한 대기오염배출원 관리연구

신현준 한국산업기술대학교 지식기반기술·에너지대학원 2022 국내박사

대기오염물질 배출사업장 관리는 대기오염물질을 연간 10톤 이상 발생하는 사업장의 경우 국가미세먼지정보센터에서 관리하고 있는 대기배출원관리시스템에서 운영기록 및 자가측정사항 등이 입력하여 관리하고 있으나 대기오염물질을 연간 10톤 미만 발생시키는 사업장의 경우에는 관할 점검기관의 정기점검 및 특별점검 등 단순한 인력투입의 방식으로만 관리하고 있어 점검 인원 대비 많은 사업장수가 많아 효율적으로 관리가 되고 있지 않다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 실시간 측정 장비인 SIFT-MS를 활용하여 고농도 대기오염물질 배출사업장을 선별하여 불법 대기오염물질 배출의심 사업장 위주로 점검하는 것이 대기오염물질 배출원을 효율적으로 관리하는 것으로 판단되었다. 실시간 측정 장비인 SIFT-MS는 국가에서 인정하는 측정방식인 공정시험방법에 의한 방법이 아니므로 측정 신뢰도를 검증하기 위하여 실제로 공정시험방법의 분석방법인 GC-MC와 같은 지점에서 6가지 VOCs 분석을 진행하였다. 분석결과 측정물질 모두 약 1 ppb 이내의 적은 차이값을 나타내었다. SIFT-MS의 측정신뢰도를 더욱 향상시키기 위하여 장비 가동시 교정용으로 사용하고 있는 2 ppm의 표준가스를 실제 산업단지에서 주로 측정되는 농도인 200 ppb, 100 ppb, 50 ppb, 10 ppb로 희석해서 측정을 진행하고 더 많은 VOCs를 이용한 농도 분석을 위하여 10가지의 VOCs를 이용하여 만든 2 ppm의 표준가스를 500 ppb부터 6단계로 희석하여 측정을 진행하였는데 모든 물질의 결정계수가 0.99 이상의 높은 직선성을 나타내었다. 실제로 장비의 교정에 사용되는 표준가스와 주로 측정되는 물질의 VOCs의 분석결과이므로 실시간 측정장비인 SIFT-MS의 측정 정확도는 높은 것으로 판단되며 해당 장비를 이용하여 고농도 대기오염물질 배출사업장을 선별하는데 활용할 수 있다는 결론을 내렸다. 차량에 SIFT-MS를 장착하여 시화산업단지와 반월산업단지 전체를 측정하며 고농도 대기오염물질 배출원을 선별한 결과 시화산업단지에선 실제 VOCs를 발생시키는 화학물질제조업, 인쇄잉크제조업, 도장 및 기타피막처리업 등이 있는 지역에서 톨루엔과 메틸에틸케톤이 산업단지의 평균값 보다 높게 측정되었다. 반월산업단지의 측정결과도 화학물질제조업이 위치한 지역에서의 측정값이 다른 산업단지 평균보다 높게 측정되었다. 해당지역의 측정결과를 선행 연구와의 측정데이터 비교결과 GC-MS와 측정한 평균수치와 비슷한 측정값이 나타났다. 따라서 차량에 장착된 SIFT-MS를 이용하여 산업단지를 측정한다면 빠른 시간내에 많은 수의 산업장 주변의 대기오염물질을 측정하여 고농도로 배출되는 지역의 중심으로 관리를 할 수 있을 것이다. 차량을 통해서 선정된 고농도 대기오염물질 배출 의심지역의 정밀 추적을 하기위해 드론을 이용하여 반월산업단지와 화성바이오밸리 산업단지의 측정을 진행하였다. 반월산업단지의 측정결과 고농도 지역으로 의심된 3지역 중 2지역에서 차량과 드론을 이용한 측정값이 비슷한 측정값이 나타나고 해당 사업장을 직접 점검한 결과 고농도로 측정된 톨루엔, 자일렌 등을 사용하는 것을 확인하였다. 화성바이오밸리 산업단지의 측정결과 고농도로 의심되는 지역에 3회에 걸쳐 드론을 이용한 측정을 진행하여 한가지 지점의 배출구에서 확산되는 메틸에틸케톤이 측정되는 것을 확인할 수 있었다. 드론을 이용한다면 차량을 통해 고농도로 선정된 지역에서 효율적으로 실제 대기오염물질을 배출하는 사업장을 선별할 수 있는 것이다. 본연구를 통해 실시간 측정장비인 SIFT-MS를 상황에 맞는 측정방법을 사용하여 등급화된 산업단지를 차량과 드론을 이용한 측정시스템을 활용하여 관할 점검기관의 인원 부족 문제를 해결할 수 있을 것으로 판단된다. 이동식 실시간 측정장비를 사용하여 효율적으로 대기오염배출원을 관리하는 것을 제안한다.

대기오염물질 배출시설의 효율적인 관리방안 연구

전상기 아주대학교 2022 국내석사

본 연구에서는 경기도 시화·반월 국가산업단지를 중심으로 대기오염물질 발생량과 안산·시흥시의 오염물질 배출량이 대기 오염물질 농도에 어떠한 영향을 주는지에 대하여 비교 분석하고, 현재 대기오염물질 관리를 위해 시행중인 법적, 정책적인 사항을 통해 대기오염물질을 보다 효율적으로 관리 할 수 있는 개선방안을 다음과 같이 제시 하였다. 첫째, 대기오염물질 발생량을 통한 사업장 규모의 산정을 먼지, 황산화물, 질소산화물 뿐 아니라 「대기환경보전법」에서 규정하고 있는 모든 오염물질을 대상으로 확대 적용하고, 규모미만의 배출시설도 대기오염물질을 발생·배출하는 경우 역시 제도권 안으로 포함시켜 관리할 수 있도록 법령의 보완·강화가 필요하다. 둘째, 사업장에서 시행하고 있는 자가측정의 실효성을 높이기 위하여 방지시설 뿐 아니라 배출시설까지 원격감시장치를 확대하여 실제 배출시설의 가동여부를 확인 후 오염물질을 측정할 수 있도록 하여야 할 것이며, 기존 1∼3종 사업장에 한정된 배출원 관리시스템을 전체 사업장(1∼5종)으로 확대를 통해 모든 사업장에서 얼마만큼의 오염물질을 배출하는지 객관적인 자료를 근거로 오염물질 배출시설에 대한 정책수립이 이루어져야 할 것이다. 마지막으로 행정기관에서는 민원 다발지역 관리 강화를 위해 대기오염물질 이동측정 차량 등을 통해 오염물질 발생원을 보다 적극적으로 확인하여 해결방안을 마련하고, 소규모 사업장 공동 환경기술인 임명 제도를 도입하여 쾌적한 환경조성에 사업장의 적극적인 참여를 유도할 것을 제안하고자 한다.

국내 중소도시 대기오염물질 배출량 관리의 체계 개선에 관한연구

정두희 호서대학교 대학원 2015 국내석사

요 약 문 본 연구는 대기질을 결정짓는 대기오염물질 배출량에 대하여 국가에서 보유하고 있는 자료와 하위 지자체 각 기관에서 보유하고 있는 자료의 검토를 통해 해당 자료의 일관성과 정확성을 저해하는 요소들에 대하여 검토, 분석하였다. 검토 결과 국가가 가지고 있는 배출량 자료와 지자체가 보유하고 있는 배출량이 다르다는 점이다. 국가자료는 CO, SOX, NOX, TSP, PM10, PM2.5, VOC, NH3 이상 8개 항목을 배출원 분류 체계방식인 시·군·구 단위로 제공·관리되고 있다. A도의 자료는 CO, SO2, NO2, PM10 이상 4개항목을 업체중심의 체계방식으로 제공·관리하고 있어 배출량 산정자료 활용 시 일관성이 없는 실정이다. 따라서 자료관리 형태의 통일이 필요한 것으로 판단되고, A도 예하의 시·군·구 단위 지자체의 대기오염물질 배출량 자료의 관리형태는 각 지자체마다 통일성이 없고 배출부과금 대상물질위주의 관리만 주로 이뤄지고 있으며, 그 외 물질에 대한 배출량 자료는 없거나 미비한 수준으로 데이터관리가 매우 취약한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해서 당연히 일치할 것으로 생각해오던 대기오염물질 배출량 자료에 대하여 발생되는 대기오염 기준치와 실정이 다른것의 문제점을 확인할 수 있었다. 본 연구과정에서 확인된 문제점에 대한 체계적 연구가 선행되어 향후 우리나라 대기오염물질 배출량 관리의 기본이 되는 중소도시 배출량 관리의 체계가 가추어져야 할것으로 판단된다.

패널모형을 이용한 도시 대기오염 배출 공간밀도가 대기오염물질 농도에 미치는 영향

백종인 충북대학교 2020 국내박사

대기오염은 급격한 도시화의 환경적 결과이며 다양한 건강 분야에 부정적 영향을 미친다(Yang et al. 2014). 대기오염물질의 배출과 대기 질은 기후, 지형 등과 같은 자연적인 요소, 산업과 교통 등 다양한 오염원, 사회경제적 요인에 의해 영향을 받는다. 대기오염은 도시 토지이용 패턴과 밀접하게 연관되어 있으며 (Tian et al. 2019), 토지이용의 분포와 형태는 인간 활동의 공간적 분포에 영향을 미침으로써 대기 질에 영향을 미친다(Wei·Ye, 2014). 도시계획적 측면에서 도시화와 고밀화가 환경에 미치는 영향은 주요 논쟁거리이다(Hassan·Lee, 2015). 선행 연구에서는 토지이용 및 도시구조가 대기오염에 미치는 영향이 상당 부분 확인되었지만, 토지이용 및 도시구조의 제한된 측면만을 고려하는 한계가 있다. 토지이용 측면에서 대부분의 연구들이 토지이용별 면적과 면적 비율 등을 활용하여 대기오염에 대한 영향 관계를 분석하고 있다. 도시 구조적 측면의 선행연구는 도시 확산(sprawl)/압축(compact) 지표(밀도, 거리 네트워크, 복잡성 등)와 대기 질과의 관계를 살펴보는 연구가 진행되었다. 이는 도시의 다양한 대기오염원 중 교통과 관련된 선 오염원인 자동차, 도로, 통행량 유발 등과의 관련성을 설명하는 데 초점을 맞추고 있다. 인구 밀도와 개발 강도(development intensity)가 도시 확산의 또 다른 핵심 지표(Breitschaft·Debbage, 2013)임을 감안할 때, 대기오염 배출원별 개발(영향) 강도를 나타낼 수 있는 밀도의 개념을 도입하여 토지이용 및 도시구조적 특성이 대기오염에 미치는 영향을 분석할 필요가 있다. 또한 대기오염 배출의 일반적인 원인을 살펴보면 기후 및 기상의 계절적 변화로 인해 대기오염물질의 배출 특성이 달라짐을 지적하고 있다. 또한 실증적 연구에서도 대기오염물질별, 지역별로 온도가 대기오염 농도에 미치는 영향에 차이가 나타났다. 따라서 전국적인 지역 단위에서 각각의 대기오염물질에 대한 기상 및 기후의 계절적(시간적) 영향을 종합적으로 분석할 필요가 있다. 한편, 대부분의 실증 연구는 최소 제곱 회귀 모델과 지리 가중 회귀 모델을 사용하여 토지이용 및 도시구조 특성이 대기 질이나 대기오염물질 배출과의 관련성을 분석하였다. 하지만 이러한 방법론은 계절적(시간적) 변수 처리에 있어서 한계가 있다. 본 연구의 목적은 도시 대기오염원 공간 밀도 특성이 도시 대기오염 농도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이를 위해 본 논문은 대기오염 물질별로 영향요인의 차이를 종합적으로 규명하고 대기오염 농도에 미치는 시간적 영향(지역 내 차이)과 공간적 영향(지역 간 차이)을 반영하여 연구모형 및 가설검정을 하기 위해 통계적 기법인 패널모형을 이용하였다. 연구목적에 관한 연구가설은 다음과 같다. 대기오염배출원 공간 밀도 특성, 기상학적 특성, 황사 특성이 대기오염물질 농도에 미치는 영향이 대기오염물질별로 다를 것이다. 대기오염물질별 연구가설은 다음과 같다 1) 대기오염배출원의 총밀도 특성은 이산화질소 (NO2) 농도에 영향을 미칠 것이다. 2) 대기오염배출원 총밀도, 일사, 황사, 도시확산 (순인구밀도) 특성은 오존 (O3) 농도에 영향을 미칠 것이다. 3) 대기오염배출원 밀도와 황사 특성은 미세먼지(PM10) 농도에 영향을 미칠 것이다. 종속변수는 이산화질소 (NO2), 오존 (O3), 미세먼지(PM10)를 선정하였으며, 대기오염 농도 측정 값의 월 평균을 변수로 활용하였다. 분석의 공간 단위는 자료 구득이 가능한 35개의 시군구 지방자치단체이며, 시간적으로 2008년부터 2016년까지의 월별 패널자료를 구축하였다. 통제변수는 평균기온, 평균풍속, 월강수량, 일조율, 일조시간, 황사일수, 화력발전소와의 거리를 활용하였으며, 독립변수는 도시 대기오염 배출 공간밀도를 나타내는 총인구밀도, 1인당자동차등록대수, 총배출시설 밀도, 순인구 밀도, 순자동차 밀도, 순배출시설 밀도를 적용하였다. 이를 통해 도출된 연구 결과는 다음과 같다. 먼저, NO2의 경우, 지역 간 차이와 지역 내 차이가 모두 고려된 확률효과 모델이 채택되었다. 총인구밀도가 증가하면 NO2 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 1인당자동차등록대수가 증가할 때 NO2 농도는 증가하는 양의 관계가 존재하고 그 영향력은 더 큰 것으로 나타났다. 총배출시설밀도가 증가하는 경우에는 NO2 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 기상특성이 NO2 농도에 미치는 영향의 방향과 크기는 기상특성 분석모델과 크게 다르지 않음을 확인할 수 있다. 화력발전소 거리가 가까울수록 NO2 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 둘째로, O3에 대한 분석 결과, 1인당자동차등록대수가 증가할 때 O3 농도는 증가하는 양의 관계가 존재하는 것으로 나타났다. 총배출시설밀도가 증가하는 경우에는 O3 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 배출원 공간 밀도 변수를 투입하였을 때, 기상특성이 O3 농도에 미치는 영향의 방향과 크기는 기상특성 만 고려한 모델에 비해 평균풍속의 영향은 늘어나고 일조시간의 영향은 줄어드는 것으로 나타났다. 순인구밀도를 추가하여 분석한 결과, 순인구밀도가 감소할수록 O3농도가 증가하는 것으로 나타났다. 기상특성 중 황사 일수를 추가하여 분석을 실시한 결과, 황사일수는 O3에 미치는 영향이 유의하지 않은 것으로 나타났다. 하지만 황사일수가 통제됨으로써 배출원 구조 및 밀도가 반영된 모델에 비해 지역 간 설명력과 전체적인 설명력이 증가하였다. 지역 간 차이가 두드러지는 평균풍속과 배출원 구조 및 밀도 특성의 영향이 더욱 견고함을 확인하였다. 다시 말해, 황사일수의 오존에 대한 영향은 외부 영향이 통제됨으로써 지역 간 차이에 의한 설명력이 높아졌다. 배출원 구조 및 밀도가 O3에 미치는 영향에 있어서도 순인구밀도가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 1인당자동차등록대수와 총배출시설밀도 순으로 비중이 컸다. 마지막으로, PM10에 대한 분석 결과, 총인구밀도와 총배출시설밀도는 유의하지 않게 나타났다. 반면, 순인구밀도, 순자동차밀도, 순배출시설밀도는 모두 증가할수록 PM10 농도가 증가하는 양의 관계를 나타냈다. 또한, 기상특성 중 황사일수를 추가하여 분석을 실시한 결과, 황사일수는 PM10에 미치는 영향이 유의한 것으로 나타났다. 황사일수가 증가할수록 PM10 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 황사일수가 투입됨으로써 평균풍속의 PM10에 대한 영향력도 크게 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 또한 황사일수가 통제됨으로써 통제되지 않은 모델에 비해 지역 간 뿐만 아니라 지역 내 설명력과 전체적인 설명력이 증가하였다. 이러한 사실을 통해 PM10 농도는 지역 간 차이가 두드러지는 배출원 공간 밀도 특성에 의해 양의 방향으로 강하게 영향을 받고 있다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 다음과 같은 정책을 제안하였다. 먼저, 이산화질소 (NO2) 관리를 위해서는 배출원의 구조적인 관리를, 둘째로, 오존 (O3)의 효율적인 관리를 위해서는 도시성장관리를, 마지막으로, 미세먼지 (PM10)관리를 위해서는 대기오염 배출원의 분산 및 밀도 관리, 도시지역에서의 효율적인 바람 관리 및 계획 기법 도입, 도시개발에 따른 미기후 및 대기오염 통합 영향 평가 체계 마련, 발전소 등과 같은 오염원 측정 지표 및 평가체계 개발, 개발 단계별 유형에 따른 대기오염 관리체계 구축 등과 같은 정책이 필요하다. 대기오염은 다양한 요인에 영향을 받는 매우 복잡한 과정이다. 따라서 향후 연구에서는 도시 대기오염에 대한 공간 수준별로 다양한 시공간적 영향요인들을 규명할 필요가 있다. 대기오염에 영향을 미치는 기상학적 특성뿐만 아니라 도시의 인구, 경제 등의 다양한 활동의 결과인 도시 특성의 다양성, 종합성을 고려한 세분화된 지표가 필요하다. 또한 거리(street) 단위부터 광역 단위까지 공간 위계별 시공간적 영향 요인 분석이 필요하다.

대기오염물질 총량관리제도 도입여부가 배출량 저감에 미치는 영향

은성희 서울대학교 대학원 2024 국내석사

This study empirically analyzed the effect of the introduction of the Air Pollutant Emission-Cap Regulation on the reduction of air pollutant emissions in the cement sector. Utilizing emission data from the cement industry from 2017 to 2022, the study examined changes in emissions before and after the policy's implementation and compared these changes between regions where the policy was implemented and those where it was not. The independent variable was the implementation of the Air Pollutant Emission-Cap Regulation, with the dependent variable being emissions per discharge point in the facilities. The analysis controlled for variables such as type of discharge point, company sales, and cement production performance to isolate the effect of economic size and production activity. The analysis revealed that the introduction of the Air Pollutant Emission-Cap Regulation did not significantly affect emission reductions in the cement sector. Consequently, the study further examined emission trends in other industries and the effect of other environmental policies. Although some industries showed partial effects from the policy on emission reductions, consistent effects across all industries and regions were challenging to observe. Significantly, in 2020, various policies such as the strengthening of emission standards, the introduction of a basic levy, and the nationwide expansion of the emission-cap regulation were implemented simultaneously, leading to a notable decrease in emissions. This period's analysis confirmed through government press releases suggested that the interaction of these policies might produce unforeseen results. Additionally, interviews with industry experts overseeing actual plant operations illuminated the practical impacts and implementation challenges of the policies. The multifaceted policy analysis indicated that while the combined implementation of various policies could temporarily reduce air pollutant emissions, assessing the sustained effect of these measures proved complex. The application and exemption scopes of specific policies varied, complicating the assessment of each policy's effectiveness and their interactions. The policy implications derived from this research are as follows: First, the importance of coherent policy design that considers the compatibility between different regulations is emphasized. Poorly coordinated policies could lead to unintended consequences. Second, policymakers must recognize that introducing new regulations in contexts where emission reductions have already been preliminarily reflected could lead to diminishing returns. Third, the allocation method of the emission-cap regulation, which initially assigns a larger quota that decreases over time, necessitates long-term monitoring and evaluation to adapt and optimize regulatory mechanisms effectively. Limitations and suggestions for future research include the need to extend the study to various industries and pollutants due to the lack of statistical significance and the complexity of policy interactions. Furthermore, there is a need for long-term data collection and continuous monitoring to evaluate the long-term effects of policies adequately. Overall, this study provides a comprehensive analysis of the effects of air pollutant management policies on emission reductions and offers significant insights for policymakers in designing more effective environmental strategies. The findings are expected to contribute to the formulation of more effective environmental policies. Keywords: Air Pollutant Emission-Cap Regulation, air pollutant emissions, Difference-in-Differences, environmental regulation, air policy, policy effectiveness. Student Number : 2023-24654 본 연구는 대기오염물질 총량관리제도의 도입이 시멘트 업종의 대기오염물질 배출량 저감에 미치는 영향을 실증 분석하였다. 본 연구는 2017년부터 2022년까지의 시멘트 업종 배출량 데이터를 사 용하여, 제도 도입 전‧후 및 도입 지역과 비도입 지역 간의 배출 량 변화를 이중차분법(Difference-in-Differences, DID)을 통해 분 석하였다. 독립변수로 대기오염물질 총량관리제도 도입 여부를, 종 속변수로는 사업장 배출구별 대기오염물질의 배출량을 설정하였으 며, 배출구 종류, 사업장 매출액, 시멘트 생산 실적 등을 통제변수 로 설정하여 경제적 규모와 생산 활동의 영향을 통제하였다. 분석 결과, 총량관리제도의 도입이 시멘트 업종의 대기오염물질 배출량 저감에 통계적으로 유의한 영향을 미치지 않았다는 결론이 도출되었다. 이 결과에 따라 추가적으로 타 업종의 배출량 추이와 총량관리제도 이외에 다른 환경 정책들의 영향을 분석하였으며, 일부 업종에서는 제도의 도입이 배출량 감소에 일부 영향을 미칠 수 있다는 결과를 얻었지만, 모든 업종 및 지역에서 일관된 효과 는 관찰하기 어려웠다. 특히, 2020년에는 배출허용기준 강화, 기본부과금 도입, 총량관 리제도 전국 확대와 같은 다양한 정책이 동시에 도입되었으며, 이 시기에 가장 두드러진 배출량 감소가 있었다는 사실을 정부 보도 자료 분석을 통해 확인하였다. 이러한 배경에서, 다양한 정책이 각 기 다른 방식으로 시행되면서 이들 정책 간의 상호작용이 예상치 못한 결과를 초래할 수 있음을 발견하였다. 또한, 연구 과정에서 실제 사업장 운영에 관여하는 업종 전문가와의 인터뷰를 실시하여 제도의 실질적인 영향력과 실행상의 문제점을 조명하였다. 다각적인 제도 분석 결과, 복합적인 정책 도입은 단기적으로는 대기오염물질 배출량 저감에 효과를 나타낼 수는 있으나 지속적인 저감 효과를 가져온다고 평가하기는 어려웠다. 또한 세부정책별 적용 및 면제 범위가 달라 각 정책이 미치는 효과성 및 정책간 상 호작용 효과를 파악하는 것은 어려웠던 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 도출된 정책적 함의는 다음과 같다. 첫째, 제도 간 정합성을 고려한 정책 설계의 중요성이 강조되었다. 여러 정책 이 복합적으로 시행될 경우, 각 정책의 상호작용을 충분히 고려하 지 못하고 설계된 정책은 예상치 못한 효과를 발생시킬 수 있다. 따라서 정책 설계자들은 정책 간의 조화와 일관성을 확보하는 것 이 필요하다. 둘째, 제도 도입 이전에 이미 배출 저감 효과가 선반 영되어 있는 상황에서 새로운 제도의 도입은 한계효용의 체감을 초래할 수 있다는 점을 인지해야 한다. 셋째, 총량관리제도의 할당 방식은 초기년도에는 할당량을 많이 주고 시간이 지남에 따라 삭 감하는 방식을 취하고 있으므로, 이러한 규제의 특성을 고려한 중 장기적인 모니터링과 평가가 필요하다. 연구의 한계 및 후속연구로는, 첫째, 통계적 유의성의 부재로 인 해 다양한 업종과 오염물질에 대한 연구의 확장이 필요하다. 둘째, 정책 간 상호작용의 복잡성 문제가 존재하므로 정책의 다양한 상 호작용을 분석하여 각 정책의 상호작용이 미칠 수 있는 효과를 보 다 정확하게 이해할 수 있도록 해야 할 것이다. 셋째, 데이터의 시 간적 한계가 존재하므로 정책의 장기적 효과를 평가하기 위해 장 기간에 걸친 데이터 수집과 연속적인 모니터링이 필요할 것이다. 종합적으로, 본 연구는 대기오염물질 총량관리제도와 관련된 정 책들이 대기오염물질 배출 저감에 미치는 영향을 다각도로 분석하 고, 이를 통해 정책의 효과성, 상호작용 및 지속 가능성을 분석하 였다. 연구 결과는 향후 정책 결정자들에게 중요한 시사점을 제공 하며, 보다 효과적인 환경 정책을 설계하는 데 기여할 것으로 기 대된다. 주요어 : 대기오염물질 총량관리제도, 대기오염물질 배출량, 이중차분법, 환경 제도, 대기 정책, 정책 효과 학 번 : 2023-24654

産業別 大氣汚染物質 排出量 算定 및 그 變化量의 經濟的 要因 分析

박대문 京畿大學校 2003 국내박사

경제활동과 불가분의 관계에 있는 환경문제를 대부분의 사람들은 기술적 문제로만 인식해 왔다. 환경정책도 대부분이 산업활동과 일상생활에서 배출된 폐기물, 오염물질 등의 처리와 삭감에 중점을 두었으며 환경정책의 효과와 평가도 각종 오염측정치라는 현상적 결과에 의존하여 왔다 반면에 환경문제에 대한 경제적 분석과 평가는 소홀히 했으며 경제적 분석과 예측에 필요한 환경통계 또한 매우 빈약했다. 그 결과 환경문제에 관련된 경제적 실증분석과 평가, 예측에 관련된 연구실적 또한 드물었다. 이 논문은 대기오염물질 중 아황산가스(SO_(2)), 먼지(TSP), 질소산화물(NO_(x)), 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC) 등 5종의 대기오염물질을 대상으로 하고 있다. 산업별 배출량 분석을 위하여 95년 『대기오염물질배출량』 에 나타난 402개 기본부문산업을 분석목적에 적합하도록 조정하여 24개 산업으로 통합, 분류하였다. 그리고 환경부가 91년부터 매년 발표해 온 『대기오염물질배출량』 산정방식을 바탕으로 에너지원별 오염물질 배출계수를 도출하였다. 또한 한국은행 『산업연관표』 의 '생산자가격 평가표' 와 부문별·품목별 공급액표' 를 활용하여 에너지 사용물량표를 작성하여 산업별로 대기오염 물질 배출량을 산정하였다. 산정된 '산업별 대기오염물질 배출량' 과 『산업연관표』의 '투입-산출표(I-O표)'를 바탕으로 '90년도와 '95년도 두 기간의 산업별·오염물질별 배출량 변화 및 오염집약도를 분석하였다. 그리고 환경투입산출 모형에 의한 평균변화율 지수(MRCI) 방법으로 오염물질 배출량변화의 경제적 요인분석을 통해 산업별 대기오염의 변화요인을 분석하였다. 이 논문의 분석 결과, 생산과정에서 발생하는 대기오염물질 총배출량 즉, CO, NO_(x), 먼지(TSP), SO_(2), HC의 합계량은 1990년 506만7천ton, 1995년 435만ton이었다. 이는 1990년도에 비하여 14,2 %에 해당하는 71만7천ton이 감소한 것이다. CO, NO_(x), HC가 각각 45만3천ton(29.0%), 20만4천ton(15.0%), 9만1천ton(37.8%) 감소한 반면에 먼지(TSP), 502가 각각 1만7천ton(4.4%), 1만3천ton(0.9%)이 증가하였다. 배출량 변화와 산출액과의 관계를 살펴보면 1990년도에 비하여 1995년도에 전 산업의 산출액(1995년 기준 불변가격)은 수산(s2)산업을 제외한 전 산업이 5.2%∼153.8% 증가율을 보여 산업전체의 총산출액(불변가격)이 59.0%(529조원에서 842조원으로) 증가하였다. 그러나 오염물질 총배출량은 오히려 14.2%(-71만7천ton) 감소했다. 이것은 한국의 산업이 같은 기간 중에 대기오염 지향적으로 성장하지는 않았음을 보여주는 것이라 하겠다. 다른 나머지 산업보다 오염발생량이 많은 다량배출산업으로는 석탄·석유(s7), 전력·가스(s17), 도소매·음식·숙박(s19), 운송·보관(s21)산업인 것으로 나타났다. 이들 산업은 경제성장과 더불어 산출액 증가율보다 오염물질 배출량이 큰 폭으로 증가한 것으로 나타났다. 이 결과는 경제학적 분석수단을 통하여 이들 산업에 대한 기존의 대기규제 정책이 다른 산업에 비해 비효율적이었다는 것을 확인 할 수 있었다는 데 의의가 있다. 산업별 총배출량 구성비가 총산출액 구성비보다 현저히 높은 산업은 고(高)오염산업, 낮은 산업은 저 (低)오염산업이라 할 수 있다. 이와 같은 기준에서 볼 때 90년도에는 석탄.석유(s7), 전력.가스(s17), 도.소매.숙박(s19), 운송.보관(s20)산업이, 95년도의 경우에는 석탄.석유(s7), 전력.가스(s17), 운송.보관(s20)산업이 고(高)오염산업으로 분석되었다. 총오염집약도(TEI)가 높은 산업은 유리·도자기(s9), 시멘트·석회·석제(s10), 전력·가스(s17), 운송 보관(s20)산업 순이었다. 직접오염집약도(DEI)가 높은 산업은 전력·가스(5), 운송·보관(s20), 수산(s2), 석탄·석유(s7), 시멘트·석회·석제(s10), 유리·도자기(s9), 도소매·음식·숙박(s19)산업 순이었다. 간접오염집약도(IEI)가 높은 산업, 즉 이 산업에 투입물을 제공하는 후방산업에 배출유발효과가 상대적으로 큰 산업은 목재·종이·인쇄(s6), 유리·도자기(s9), 시멘트·석회·석제(s10), 전력·가스(s17) 산업 순이었다. 총배출량의 요인분석 결과를 보면 1990년에 비해 1995년에 71만7천ton이 감소하였다. 이는 경제성장(요인△y: 340만8천ton)과 수요구조의 변화(요인△u: 19만8천ton)효과에 의한 총배출량 증가요인보다 배출계수 효과 (요인△f: -385만8천ton)와 생산기술 효과(요인△D: -46만5천ton)에 의한 총배출량 감소요인이 컸기 때문인 것으로 나타났다. 이 논문의 분석 결과 도출된 정책적 함의는 다음과 같다. 첫째, 환경부가 1991년부터 매년 조사, 발표하고 있는 『대기오염물질배출량』은 난방, 산업, 수송, 및 발전의 4부문으로 분류되어 있어 자료의 활용가치가 매우 낮아 조사 통계 내용의 다양화 및 산업분류기준이 개선되어야 한다. 둘째, 대기오염 대량배출산업은 석탄·석유(s7), 전력·가스(s17), 운송·보관(s20)산업이다. 이들 산업에 대한 기존의 대기규제정책은 다른 산업에 비해 비효율적이었다고 볼 수 있으며 향후 대기정책에서도 유념하여야 할 사항으로 여겨진다. 셋째, 시멘트·석회 석제(s10), 전력·가스(s17) 산업은 대량의 오염배출산업인 동시에 배출 유발효과도 상대적으로 가장 큰 산업이다. 네째, 배출량 변화의 가장 큰 감소요인은 배출계수의 변화(△f)이며, 가장 큰 증가요인은 경제성장 효과(△u)였다. 생산 또는 투입기술의 변화(△D), 수요구조의 변화((△u)는 배출량 증감에 미치는 영향이 산업별로 다르게 나타났으나 그 영향은 미미하였다. 다섯째, 대기오염 총량관리제 도입, 고(高)오염산업의 차별관리 및 환경과 경제의 상생을 위한 대기정책의 효율적 시행을 위해서는 산업별 배출량 기본자료의 산정방법 개선 및 경제적 분석과 평가 기준의 활용, 확대가 필요하다. 여섯째, 90년대 한국의 경제성장은 60-70년대와 같이 배리 코머너 가설에 상응한 오염지향적 경제성장은 아니었으나 산업전체의 기술 및 수요구조가 환경친화적이라 할 수도 없었다. 이것은 대기환경 개선을 위한 환경정책이 오직 환경당국의 환경정책수단에만 의존했을 뿐이며 국가경제 전체의 산업구조나 친환경 생산기술의 발전 등 범정부적 차원의 환경정책이 병행되지 못했음을 시사한다 하겠다. Environmental problems, which have an inseparable link to economic activities, have often been perceived as technical issues. Consequently, majority of environmental policies have focused on the treatment and reduction of wastes and pollutants and the evaluation of their effectiveness have mainly based on the physio-chemical pollution indicators. The economic analysis of pollution have not received due considerations and the basic data such as statistics for the proper economic analysis are still in its infancy. Thus, the availability of the empirical studies on the environmental implication of economic activities is very limited. Five air pollutants SO_(2), TSP, NO_(x), CO and HC are of interest in this study. For the estimation of pollutants emission amount for each industrial sector, 402 basic intermediate sectors according to I/O(Input-Output) table published by the BOK(Bank of Korea) are re-aggregated into 24 industrial sectors(cf: appendix 1) and then emission coefficient for each energy sources were deduced using the emission estimation method used by the MOE(Ministry of Environment) since 1991. An amount table of energy use was also deduced by using the transactions table at producers' goods and services and the supply table of each industrial sector and item contained in the I/O table. This table is used for the estimated pollutants emission amount for each industrial sector. Based on the amount of air pollutants and the I/O table, the change of pollutant emission amount, the emission intensities for each industrial sector and air pollutants were analyzed for 1990 and 1995 respectively. Also, an economic factor analysis of air pollutants emissions and its changes was conducted by applying MRCI(Mean Rate of Change Index)Method using the environmental input-output model. A result of this study shows that the total amount of the five air pollutants emission is 5,067 thousand tons in 1990 and 4,350 thousand tons in 1995 respectively which is 14.2% reduction and 717 thousand tons in volume between the two study years. This reduction amount is the net total of the reduction of 453 thousand tons(29%) for CO, 204 thousand tons(l5.0%) for NO_(x) and 91 thousand tons(37.8%) for HC and the increase of 17 thousand tons for TSP(4.4%) and 13 thousand tons for SO_(2) The analysis of changes in the pollutant emission amount and industrial products for 1990 and 1995 shows that industrial products at constant price increased by 5.2% to 153.8% in all industrial sector except s2(fisheries). The total industrial productions at 1995 constant price increased from 529,272 billion won to 841,519 billion won which is 59.0% increase. In contrast, as mentioned before, the total amount of air pollutants emission was decreased by 717 thousand tons which is 14.2% reduction. This result can be interpreted as the industrial growth achieved during the study period was not pollution-driven. It is found that s7(coal products & petroleum), sl7(electric & gas services), s19(wholesale · retail trade, eating · drinking & hotels, other lodging places) and s21 (communications broadcasting, finance, real estate & business service) are big polluting industries in which the rate of pollutants emission are higher than that of production increase. An industrial sector with significantly higher component ratio in emission amount than that of total product amount can be regarded as a high pollution sector and, if the opposite is true, it can be regarded as a low pollution sector. Applying the criteria, s7, s17 , s19 and s20(transportation & warehousing) fall into high pollution sectors in 1990 and s7, s17 and s20 are low pollution sector in 1995. It is found that sectors with TEI(Total Emission Index) has following order: s9(nonmetallic mineral products), s10(cement, concrete products & stone products), s17, and s20; the order by DEI(Direct Emission Index) are as follows: s17, s20, s2, s7, s10 and s19. The following industries are found with high IED(Indirect Emission Index): s6(wood, paper products, printing & publishing), s9, s10, and s17. These sectors have relatively higher pollution inducing effects on upstream industrial sectors. Total emission factor analysis shows the reduction of 717 thousand tons between 1990 and 1995. This results from the fact that factors contributing to the decrease of emission amount such as the emission coefficient effect(Δf> and the production technology factor effect(ΔD) are bigger than those contributing to the increase of emission amount such as the economic growth effect(Δy) and the final demand structure effect(Δu). The following policy implications can be drawn from this study: 1. The Air Pollution Emission Amount Report published by the Ministry of Environment since 1991 classifies industries into 4 sectors, i. e., heating, manufacturing, transportation and power generation. Currently, the usability of report is very low and extra efforts should be given to refine the current statistics and to improve the industrial classification. 2. Big pollution industries are as follows - s7, s17 and s20. The current air pollution control policy for these sectors compared to other sectors are found to be inefficient. This finding should be noted in the implementation of future air pollution policy. 3. s10 and s17 are found to be a big polluting industrial sector and its pollution reduction effect is also significant. 4. The effect of emission coefficient(Δf) has the biggest impact on the reduction of emission amount change and the effect of economic growth coefficient(Δy) has the biggest impact on the increase of emission volume. The effect of production technology factor(ΔD) and the effect of the change of the final demand structure(Δu) are insignificant in terms of the change of emission volume. 5. Further studies on emission estimation techniques on each industry sector and the economic analysis are required to promote effective enforcement of the total volume control system of air pollutants, the differential management of pollution causing industrial sectors and the integration of environment and economy. 6. Korea's economic growth in 1990 is not pollution-driven in terms of the Barry Commoner's hypothesis, even though the overall industrial structure and the demand structure are not environmentally friendly. It indicates that environmental policies for the improvement of air quality depend mainly on the government initiatives and systematic national level consideration of industrial structures and the development of green technologies are not fully incorporated.

(A) Study on elevated planetary boundary layer associated with long range transport process of air pollutants over Northeast Asia

이종재 부산대학교 대학원 2014 국내박사

대기 경계층은 오염물질의 장거리 수송 과정에서 매우 중요한 역할을 하며, 경계층의 성장 정도에 따라 그 지역의 오염물질의 농도를 결정하기도 한다. 특히 서해상의 경계층의 변화는 중국에서 배출된 오염물질의 연직 분포를 결정하여, 오염물질의 장거리 수송에 결정적인 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 항공기 자료, 고층기상 관측 자료, 모델링 시스템을 이용하여 서해상에서의 장거리 수송과 연관된 성층경계층에 대하여 연구하였다. 1997~2013년 항공기 관측 자료를 이용하여 오염물질의 연직 분포를 살펴본 결과, 대기오염물질이 장거리 수송이 되는 경우 연직으로 2개의 고농도 값이 관측되는 경우가 자주 발생하였으며, 그 고도는 1.5 km 와 2.5km 부근이었다. 이러한 특성은 장거리 수송이 우세한 겨우 사계절 모두 관측되었다. 장거리 이동되는 오염물질과 해상에서의 대기경계층 특성과의 관계를 살펴보기 위하여 고층기상관측소 (백령도) 자료와 덕적도에서 집중 관측된 고층 기상관측 및 항공기 대기오염물질 측정자료를 이용하였다. 그 결과 해양 대기경계층 상층 600hPa 지오퍼텐셜 고도까지의 온위의 변화가 건조기온감율과 비슷하거나 크고 (8 C km-1) 상대습도가 증가하는 층이 자주 관측되었으며, 이를 본 연구에서 상층(하부)혼합층 (Elevated Mixed Layer located at Lower 600hPa; l-EML)으로 정의하고 오염물질이 장거리 수송 될 때의 항공기 측정 자료의 연직 분포특성을 잘 설명하였다. l-EML의 발생을 2013년을 대상으로 그 발생빈도를 조사한 결과 총 212회 발생하였으며, 이중 서풍이 우세한 봄, 겨울철에 약 70%정도 나타났다. 이는 풍상측인 중국으로부터 풍하측인 우리나라로 오염물질이 자주 장거리 수송되는 계절과 일치하여 l-EML 이 장거리 이동 메커니즘과 매우 연관성이 있음을 보였고, 항공기 측정 결과 나타나는 오염물질 고농도 고도와 l-EML의 고도가 잘 일치하는 양상을 보였다. l-EML이 발생한 사례를 대상으로 발생 당일 및 그 이전의 종관 기상 상태, 중국 및 한반도 서해안의 고층 기상자료, 모델링 자료를 이용하여 l-EML의 발생 메커니즘을 준경험적으로 분류하였다. 그 결과 l-EML발생은 단일층으로 발생하는 경우가 28.8 %였고, 4.5%는2층이상으로 존재하기도 하였다. 단일층의 경우 중국 대륙에서 성장한 혼합층이 이류되어 대부분 발생한 것으로 나타났으며, 2층이상으로 존재하는 경우 황사 발생 및 이동과 같은 하루 이상의 대기경계층 발달 과정 혹은 하층 수렴과 상승 등 구름 형성과정과 연관되는 것으로 판단되었다. 중규모 기상 모델인 WRF를 이용하여 l-EML의 형성과정을 모의하였다. 그 결과 MYJ 대기경계층 scheme과 YSU 대기경계층 scheme 모두 l-EML을 모의하였으나, 상대습도의 모의 결과에 따라 l-EML의 일 변화 모의 결과의 차이가 나타나 구름 물리 과정의 정확한 모의가 l-EML모의 에 중요한 인자임을 보였다. 본 연구에서 밝혀진 l-EML의 생성과 발달 기작에 대한 정보는 동북아시아지역에서의 대기경계층 연구뿐만 아니라 풍상측으로부터 한반도로 장거리 이동하는 대기오염물질의 예측 및 평가에 중요한 인자로 작용할 것으로 판단된다.