성분들 간 상관성 비교

조대입자와 미세입자 구성 성분들 간의 상관성을 확인하기 위하여 통계프로그 램(SPSS 12)을 이용하여 각 성분들 간 상관계수(r)를 구하였고, 그 결과를 Table 14～15에 수록하였다.

먼저 조대입자에서 이온성분들 간의 상관관계를 살펴 본 결과, NH4+은 nss-SO42-, NO3-와의 상관계수(r)가 각각 0.66, 0.59로 비교적 높았다. 이러한 결 과는 아래 반응과 같이 NH4+이 nss-SO42-와 결합하여 NH4HSO4, (NH4)2SO4 등 의 염 형태로, 또 NO3-와 결합하여 NH4NO3 등의 염 형태로 존재하고 있을 가능 성을 의미한다(박진수 등, 2010; Szigeti et al, 2013).

NH3(g) + H2SO4(g) ⇌ NH4HSO4(s) 2NH3(g) + H2SO4(g) ⇌ (NH4)2SO4(s) NH3(g) + HNO3(g) ⇌ NH4NO3(s)

해양 기원의 Na⁺은 Mg²⁺, Cl^-과 각각 0.72, 0.92의 상관성을 보였고, Mg²⁺은 Cl^-와 0.70의 상관성을 보여 이들 세 성분들은 대체적으로 해염의 유입에 의한 것으로 판단된다.

또한 미세입자에서는 NH4+이 nss-SO42-와 NO3-의 상관계수가 각각 0.89, 0.66 으로 높은 상관성을 보여 앞의 조대입자에서와 마찬가지로 황산암모늄, 질산암모 늄 등의 염 형태로 존재하는 것으로 보인다. 그리고 K⁺은 NH4+과 0.67의 양호한 상관성을 보였고, nss-SO42-, NO3-과는 각각 0.59, 0.65의 상관성을 나타내었다.

따라서 이들 성분들은 K2SO4, KNO3와 같은 염을 형성하고 있을 것으로 추정된 다. 또 K⁺이 대체적으로 NH4+, nss-SO42-, NO3-과 상관성이 높게 나타나는 것은 이들 성분들이 유사한 경로로 대기 중에 유입되었을 가능성이 있음을 의미한다.

반면에 해염기원인 Na⁺는 Cl^-과의 상관계수가 0.63으로 해염의 유입 영향을 받았 으나 Mg²⁺과의 상관성은 낮아 조대입자와 다른 특성을 나타내었다. Mg²⁺의 경우 오히려 nss-Ca²⁺과의 상관계수가 0.64로 높아 미세입자에서 Mg²⁺은 해양보다는 토양입자에서 유래되었을 가능성이 더 큰 것으로 판단된다.

한편 원소성분의 상관성을 같은 방법으로 조사하였고, 그 결과를 Table 16～17

에 제시하였다. 먼저 조대입자 원소성분들의 경우 토양 지표물질인 Al이 Fe, Ca, Mg과의 상관계수가 각각 0.80, 0.73, 0.65로 높게 나타났다. 또 미량 원소성분 중 에는 Ti, Ba, Sr과의 상관계수가 각각 0.95, 0.92, 0.85로 높아 이들 성분들은 대 부분 토양입자로부터 유입되었을 것으로 추정된다. Fe 성분 역시 Ca, K, Ti, Mn, Ba, Sr과의 상관계수가 각각 0.91, 0.79, 0.84, 0.97, 0.89, 0.81로 이들 토양성 분들끼리 높은 상관성을 나타내고 있다. 그러나 Fe는 Zn, V, Cr, Pb, Cu 등의 인 위적 기원 성분들과도 0.83, 0.76, 0.76, 0.80, 0.94의 상관계수를 나타내어 부분적 으로 다른 유입경로 유래되었을 가능성도 있어 보인다. 반면에 Mg은 Na과의 상 관계수가 0.89로 토양보다는 해염의 영향이 더 큰 것으로 추정된다. 또 K은 V, Cr, Cu 등과의 상관계수가 각각 0.76, 0.74, 0.80으로 높고 토양 지표성분들과도 비교적 높은 상관관계를 나타내어 인위적인 영향과 토양입자의 영향을 동시에 받고 있는 것으로 추측된다. 그리고 V은 Cu와의 상관계수가 각각 0.86, 0.87로 두 성분들 간에 높은 상관성을 보였다.

또 미세입자에서 원소성분들 간의 상관관계를 조사한 결과에서는 Fe 성분과 Mn, V, Cr, Mo, Co와의 상관계수가 각각 0.93, 0.62, 0.73, 0.92, 0.91로 나타났다.

그리고 Ca 성분은 K, S, Ti, Sr, Zn, Pb, Cu와 각각 0.84, 0.81, 0.73, 0.90, 0.80, 0.82, 0.81의 상관성을 보였다. 이들 성분들은 대부분 토양 기원의 성분들이지만 K, S, Zn, Pb, Cu 등은 인위적인 기원 성분들이다. 이처럼 두 기원이 성분들이 상관성이 혼재되어 나타나는 것은 미세입자에서 원소성분 농도가 너무 낮아서 뚜렷한 상관성을 보이지 않기 때문인 것으로 판단된다. 반면에 Na은 Mg과의 상 관계수가 0.83으로 높아 해염 성분들 간에는 비교적 양호한 상관성을 나타내었 다. 그리고 S은 Zn, Pb, Cu, Cd과의 상관계수가 각각 0.66, 0.83, 0.83, 0.85로 인 위적 기원 성분들 간의 비교적 양호한 상관성을 보이고 있다.

Spices NH4+ Na⁺ K⁺

nss-Ca²⁺ Mg²⁺ NO3- Cl^- nss-SO4

2-NH4+ 1.00 　 　 　

Na⁺ -0.16 1.00 　

K⁺ 0.11 0.31 1.00 　

nss-Ca²⁺ 0.06 -0.12 -0.03 1.00 　

Mg²⁺ -0.13 0.72 0.25 0.30 1.00 　

nss-SO42- 0.66 0.24 0.28 0.07 0.16 1.00 　 NO3- 0.59 -0.06 -0.06 0.28 0.20 0.22 1.00 　 Cl^- -0.21 0.92 0.35 -0.13 0.70 0.10 -0.09 1.00 Table 14. Cross correlations between ionic species of PM10-2.5 coarse particles.

Spices NH4+ Na⁺ K⁺

nss-Ca²⁺ Mg²⁺ NO3- Cl^- nss-SO4

2-NH4+ 1.00 　 　 　

Na⁺ -0.14 1.00 　

K⁺ 0.67 0.10 1.00 　

nss-Ca²⁺ 0.10 -0.09 0.12 1.00 　

Mg²⁺ 0.08 0.38 0.10 0.64 1.00 　

nss-SO42- 0.89 -0.14 0.59 0.19 0.14 1.00 　 NO3- 0.66 0.00 0.65 0.02 0.09 0.37 1.00 　 Cl^- -0.07 0.63 0.10 -0.17 0.19 -0.15 0.11 1.00 Table 15. Cross correlations between ionic species of PM2.5 fine particles.

　 Al Fe Ca Na K Mg S Ti Mn Ba Sr Zn V Cr Pb Cu Ni Co Mo Cd Al 1.00

Fe 0.80 1.00 Ca 0.73 0.91 1.00 Na 0.36 0.17 0.39 1.00

K 0.70 0.79 0.85 0.50 1.00 Mg 0.65 0.51 0.65 0.89 0.80 1.00

S -0.10 0.12 0.16 -0.13 0.10 -0.11 1.00 Ti 0.95 0.84 0.77 0.36 0.72 0.68 -0.13 1.00 Mn 0.76 0.97 0.93 0.20 0.82 0.54 0.17 0.81 1.00

Ba 0.92 0.89 0.83 0.39 0.78 0.68 -0.07 0.96 0.87 1.00 Sr 0.85 0.81 0.85 0.65 0.84 0.87 -0.03 0.90 0.82 0.91 1.00 Zn 0.49 0.83 0.84 0.04 0.69 0.29 0.49 0.49 0.86 0.58 0.55 1.00

V 0.86 0.76 0.71 0.43 0.76 0.75 -0.18 0.92 0.75 0.86 0.85 0.41 1.00 Cr 0.78 0.76 0.68 0.43 0.74 0.68 -0.33 0.81 0.75 0.86 0.83 0.43 0.79 1.00 Pb 0.43 0.80 0.82 0.03 0.68 0.27 0.46 0.43 0.85 0.54 0.51 0.98 0.37 0.42 1.00 Cu 0.87 0.94 0.91 0.33 0.80 0.65 0.14 0.92 0.93 0.93 0.90 0.74 0.84 0.77 0.70 1.00 Ni 0.35 0.49 0.55 0.22 0.37 0.35 0.22 0.49 0.45 0.50 0.51 0.36 0.32 0.24 0.29 0.56 1.00 Co 0.59 0.72 0.67 0.17 0.60 0.46 0.11 0.70 0.68 0.70 0.65 0.49 0.56 0.45 0.45 0.75 0.87 1.00 Mo 0.38 0.48 0.67 0.52 0.57 0.58 0.19 0.42 0.52 0.45 0.64 0.52 0.28 0.38 0.48 0.51 0.53 0.53 1.00

Cd 0.49 0.86 0.85 0.07 0.72 0.34 0.27 0.57 0.90 0.66 0.62 0.90 0.47 0.58 0.89 0.74 0.44 0.58 0.58 1.00

Table 16. Cross correlations between elemental species of PM10-2.5 coarse particles.

　 Al Fe Ca Na K Mg S Ti Mn Ba Sr Zn V Cr Pb Cu Ni Co Mo Cd Al 1.00

Fe -0.04 1.00 Ca 0.31 0.16 1.00 Na 0.25 0.17 0.41 1.00

K 0.25 0.37 0.84 0.56 1.00 Mg 0.42 0.30 0.72 0.83 0.88 1.00

S 0.08 0.22 0.81 0.33 0.85 0.66 1.00 Ti 0.35 0.46 0.73 0.57 0.94 0.91 0.73 1.00 Mn 0.12 0.93 0.38 0.16 0.60 0.46 0.45 0.66 1.00

Ba 0.45 0.42 0.73 0.46 0.93 0.83 0.69 0.93 0.68 1.00 Sr 0.54 0.26 0.90 0.63 0.90 0.91 0.71 0.88 0.46 0.87 1.00 Zn -0.08 0.09 0.80 0.23 0.58 0.49 0.66 0.50 0.22 0.38 0.58 1.00

V 0.04 0.62 0.36 -0.13 0.39 0.19 0.37 0.46 0.72 0.48 0.31 0.26 1.00 Cr -0.19 0.73 -0.14 -0.29 -0.08 -0.20 -0.15 0.00 0.62 -0.02 -0.16 0.09 0.53 1.00 Pb 0.19 0.33 0.82 0.35 0.96 0.73 0.83 0.88 0.59 0.90 0.84 0.55 0.46 -0.05 1.00 Cu 0.20 0.46 0.81 0.25 0.89 0.71 0.83 0.88 0.70 0.86 0.79 0.66 0.57 0.11 0.91 1.00 Ni -0.20 0.92 -0.05 -0.03 0.18 0.09 0.04 0.29 0.81 0.21 0.04 0.03 0.65 0.84 0.18 0.32 1.00 Co -0.09 0.91 -0.11 -0.06 0.04 -0.01 -0.04 0.12 0.79 0.13 -0.05 -0.07 0.56 0.87 0.01 0.19 0.91 1.00 Mo -0.08 0.08 0.10 -0.08 0.28 0.16 0.31 0.38 0.21 0.24 0.10 0.31 0.31 0.32 0.33 0.30 0.22 0.04 1.00

Cd 0.19 0.30 0.82 0.33 0.94 0.70 0.85 0.84 0.57 0.88 0.82 0.57 0.44 -0.01 0.99 0.88 0.15 0.02 0.37 1.00

Table 17. Cross correlations between elemental species of PM2.5 fine particles.