수도권 지역 도시대기측정소 PM_2.5, PM₁₀, O₃ 농도의 지리적 분포 특성 = Geographical Characteristics of PM_2.5, PM₁₀ and O₃ Concentrations Measured at the Air Quality Monitoring Systems in the Seoul Metropolitan Area

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 수도권 지역의 대기오염물질(PM_2.5, PM₁₀, O₃) 농도와 지형 고도, 건물 면적비, 인구 밀도의 상관성을 조사하였다. 지형 고도와 건물 면적비를 분석하기 위해 국토지리정보원에서 제공하는 수치지형도를 이용하였고, 건물 면적비를 계산하기 위해 수도권 지역을 TM 중부원점을 기준으로 수평 9 km × 9 km 격자로 구분하였다. 인구 밀도는 국가통계포털의 행정구역별 면적과 인구수 자료를 이용하였다. 대기오염물질농도 자료는 수도권에 위치한 도시대기측정소 146개 지점의 PM_2.5, PM₁₀, O₃ 농도 측정 자료를 이용하였다. 분석 기간은 2010년 1월부터 2020년 12월까지이고, 1시간 평균 농도 자료를 이용하여 월평균 농도를 계산하였다. 지형 고도는 경기도 북부와 동부 지역에서 높았고 서해안에 근접할수록 낮았다. 건물 면적비와 인구밀도 분포는 서로 유사하였고, 서울특별시에서 가장 높았으며, 산악과 해안지역에서는 낮게 나타났다. 월평균 PM_2.5과 PM₁₀ 농도는 봄철과 겨울철(1월~3월)에 높았고 O₃ 농도는 늦봄부터 초여름(4~6월)까지 높았다. 농도가 높은 3개월에 대해서 AMQS 지점별 평균 농도를 비교·분석하였다. 건물면적비나 인구밀도와 대기오염물질 농도 사이에는 음의 상관 관계가 분석되었다(인구밀도와 PM_2.5, PM₁₀ 농도 사이는 약한 음의 상관관계가, O₃ 농도와는 비교적 강한 음의 상관관계). 반면, 대기오염물질 농도와 도시대기측정소 측정 고도 사이의 뚜렷한 상관성을 나타나지 않았는데, 향후, 이에 대한 연구 수행이 필요할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we investigated the relationships between the air quality (PM_2.5, PM₁₀, O₃) concentrations and local geographical characteristics (terrain heights, building area ratios, population density in 9 km × 9 km gridded subareas) in the Seoul metropolitan area. To analyze the terrain heights and building area ratios, we used the geographic information system data provided by the NGII (National Geographic Information Institute). Also, we used the administrative districts and population provided by KOSIS (Korean Statistical Information Service) to estimate population densities. We analyzed the PM_2.5, PM₁₀, and O₃ concentrations measured at the 146 AQMSs (air quality monitoring system) within the Seoul metropolitan area. The analysis period is from January 2010 to December 2020, and the monthly concentrations were calculated by averaging the hourly concentrations. The terrain is high in the northern and eastern parts of Gyeonggi-do and low near the west coastline. The distributions of building area ratios and population densities were similar to each other. During the analysis period, the monthly PM_2.5 and PM₁₀ concentrations at 146 AQMSs were high from January to March. The O₃ concentrations were high from April to June. The population densities were negatively correlated with PM_2.5, PM₁₀, and O₃ concentrations (weakly with PM_2.5 and PM₁₀ but strongly with O₃). On the other hand, the AQMS heights showed no significant correlation with the pollutant concentrations, implying that further studies on the relationship between terrain heights and pollutant concentrations should be accompanied.