한국입자에어로졸학회

Particle and Aerosol Research

Par. Aerosol. Res. Vol. 8, No. 4 (2012) pp. 151-160 http://dx.doi.org/10.11629/jpaar.2012.8.4.151

포항 지역 대기에서 측정된 에어로졸 입자분포 특성 연구

서 문 혁⋅장 혁 상

^*

영남대학교 환경공학과 환경에어로졸공학연구실

(2012년 10월 20일 투고, 2012년 11월 22일 수정, 2012년 11월 27일 게재확정)

A Characteristic Study of the Aerosol Size Distribution in Pohang Province

Moon Hyeok Seo, Hyuk Sang Chang

^*

Environmental Aerosol Engineering Laboratory, Department of Environmental Engineering, Yeungnam University

(Received 20 October 2012; Revised 22 November 2012; Accepted 27 November 2012)

Abstract

Health effects caused by the ultrafine particles in ambient air are great concern to the public health, and the strict measuring and monitoring of the ambient aerosol are required. In this work, the characteristics of the aerosol size distribution in Pohang province are studied. Optical particle counters (Grimm APS 1108 and 1109) were used to measure the aerosol size distribution in the area. Locations near the national monitoring site located in the industrial and the residence area were selected for the measuring sites of this study, and the locations in border area between the industry and the residence were selected for the reference of the comparison. In the industry site, it is found that the concentration of aerosol particles near the size of 5 ㎛ appear characteristically and the fluctuations in concentration with respect to time are minimal. The mass concentration of the aerosol above 10 ㎛ in diameter in the industry area was found to fluctuate significantly. The mass portion of PM

10

and PM

2.5

to TSP in the residence area were 83% and 51% respectively. In the industrial regional, it was found that the mass portion of PM

10

and PM

2.5

to TSP were 76% and 35% respectively. In the boundary area the mass portion of PM

10

and PM

2.5

to TSP were 78%

and 54% respectively.

Keywords：Aerosol distributions, Particulate Matter, Ambient air quality, Aerosol measurement, Industrial complex air quality

* Corresponding author.

Tel：+82-53-810-2547, E-mail：[email protected]

1. 서 론

기존의 많은 역학적인 연구들은 공기 중에 부유 하는 매우 작은 에어로졸들과 치사율은 관련이 있 으며 이 치사율은 농도에 비례하여 증가하는 관계 에 있음을 밝히고 있다. Kang et al.(2006)은 대도시 대기 중 미세입자의 농도와 호흡질환 사망과의 연 관성연구를 통해 대기 중 입자상 물질의 농도증가 와 총 호흡기질환 사망건수의 증가율의 상관관계를 발표한 바 있으며, Angela et al.(2004)은 PM

10

의 농 도가 인체에 즉각적인 영향을 미치는 반면 PM

2.5

와 같은 매우 작은 에어로졸들은 장기적인 영향을 주 는 것으로 연구 발표하였다. PM

2.5

의 경우 농도 증가 는 인체에 즉각적이면서 장기적인 문제를 야기하며 사망률과도 밀접한 관련이 있다는 사실이 알려지고 있기 때문에 많은 학자들에 의해 PM

2.5

에 관한 연구 가 진행되고 있으며 PM

2.5

에 관한 관리와 측정의 개 념이 발전하고 있다.

대기 에어로졸들은 입경에 따라 일정 분포를 가 지고 있으며 이는 시공간적으로 변한다. 도심 및 산 업 환경에서의 PM

10

의 농도수준은 고정 및 이동상 배출원의 기여도와 기상학적 조건 그리고 지형적 조건에 의해 수용체에서의 농도수준에 의해 지배적 으로 변화할 수 있다고 알려져 있으며, PM

2.5

는 확산 에 있어 기상학적 조건과 반응에 의해 수용체에서 나타나는 농도가 변화한다고 알려져 있다(Dubey and Pervez, 2008).

본 연구에서는 포항지역의 대표적인 공업지역을 중심으로 에어로졸의 입경분포와 특징을 파악하고 자 하였다. 먼지에 관련된 환경위생학적인 문제를 안고 있는 지자체는 관련된 문제의 피해 당사자로 서 여러 가지 형태의 관리방안을 모색하고 있다. 본 연구에 앞서 시행된 Baek et al.(2008)이 2003년부터 2004년까지 포항지역의 환경대기 중 PM

2.5

와 PM

10

의 성분에 관하여 연구한 결과를 보면 산업지역과 일 반 거주지역의 입경별 성분분석에 있어 열적반응이 나 2차생성에 기인하는 특성을 가지는 미세한 입자 의 특성과 기계적 기작으로 생성되지만 확산 등의 영향이 한정적으로 일어나는 큰 입자의 특성이 측 정지점 특성으로서 기술되어 있다. 그러므로 연구 대상지역인 포항지역에서는 위에서 언급된 PM

2.5

및 PM

10

의 두 영역의 분포비가 물리화학적인 원인

에 의해 측정지점에 따라 특징적인 프로파일을 이 루고 있을 것이라 예상할 수 있다. 대기 중 에어로 졸 분포에 대한 프로파일의 규명은 크게 입경별 농 도분포를 파악하는 물리적인 방법과 에어로졸의 화 학적 조성을 파악하는 방법으로 접근 할 수 있으며 본 연구는 공간적 위치에 따른 대기 중 에어로졸의 입경별 농도분포를 파악하여 행정관리적인 측면에 서 필요로 하는 정보를 얻기 위한 목적으로 수행하 였다(Kim, 2006). 물리화학적 생성기작으로 따져보 면 대기 중에 분포하는 대략 PM

2.5

크기 기준 이하 의 미세먼지들은 연소 및 화학반응에 기인되기 때 문에 관리적 측면의 주안점은 주로 굴뚝 배출에 대 해 두어야 하고 그 보다 큰 크기의 입자들은 주로 기계적 기작으로 발생되기 때문에 재료의 파쇄, 먼 지의 재비산 등이 이루어지는 발생원에 대해 관리 의 주안점을 두어야 한다. Park과 Kim(2005)이 계절 별 에어로졸들의 탄소 함량 분석을 위해 PM

2.5

와 PM

10

포집용도의 싸이클론과 필터 팩을 사용했던 방법과 Baek et al.(2008)의 포집방법은 에어로졸 입 경의 시공간적 분포를 쉽게 파악할 수 없기 때문에 본 연구에서는 대기 중 에어로졸 분포를 실시간으 로 현장에서 측정할 수 있는 광학적 특성을 이용한 측정 장비를 이용하였다. 광학적 특성을 이용하여 에어로졸의 분포를 파악하는 방법들은 에어로졸의 광학적두께(aerosol optical depth)와 같이 연직분포를 파악하는 접근 방법이 있으며(Lee et al., 2008) Park

et al.(2012)과 같이 광학적 특성을 이용한 기기를 사

용하여 고도별 측정을 하는 방법이 있으나 본 연구 의 성격과 맞지 않다. 그러나 최근 Kang과 Hu(2012) 는 대기 배경지역에 관한 측정에 본 연구의 접근과 유사한 방법을 적용하여 제주도 에어로졸의 배경 수농도를 측정한 바 있으며 본 연구와 관측하고자 한 결과와 유사한 방식의 접근이라 볼 수 있다. 이 러한 입경별 수농도 혹은 질량농도에 관해 수용체 지점의 특징을 파악하는 것이 본 연구의 목적이며 수용체 지점의 농도를 적절히 파악할 수 있는 방법 을 검토하여 연구를 진행하였다.

본 연구에서의 지향점은 먼지의 세부적인 발생원 과 수용처간의 명확한 상관관계를 규명하는 것이 되어야 하나 관련된 인자가 너무 광범위하기 때문 에 현실적으로 불가능한 작업이다. 대신 통계적 관 점에서 산업지역과 거주지역의 에어로졸의 입경별

프로파일을 정량화하여 산업지역에서 적정한 에어 로졸의 제어 대책에 관하여 논하고자 함에 있다.

2. 연구 방법 / 실험 방법

2.1 에어로졸 분포 측정방법

앞서 서론에서 전술한 바와 같이 기존의 연구에 서 에어로졸의 프로파일을 규명하는 접근 방법들의 예로서는 Horvath et al.(1996)가 비엔나 도심지역과 도심 주변지역의 입경분포와 성분을 파악하기 위해 임팩터를 이용했던 방법과 Park과 Kim(2005)과 같이 싸이클론과 필터 팩을 이용하는 방법 등이 있다. 그 러나 본 연구에서는 입경에 따른 시간적 변동을 파 악하기 위하여 실시간 측정을 진행하고자 하였으므 로 Kang과 Hu(2012)의 연구와 같이 에어로졸의 광 학적 특성을 이용하여 실시간으로 측정하는 기기를 이용하는 것이 적당하다고 볼 수 있다. 에어로졸 입 경을 실시간으로 측정하는 방법은 에어로졸의 광학 적 특성을 이용하는 방법이 있으며, 본 연구에서는 독일 Grimm사의 APS 1108 및 1109모델을 사용하여 에어로졸 입경분포를 측정하였다. Grimm APS 1108 및 1109는 최소입경 0.5 ㎛에서 최대입경 32 ㎛에 분포하는 입경의 입자에 대해 측정입경구간을 나누 어 입자들의 입경별 수농도 분포와 질량농도 분포 를 측정하는 광학적 장치이다. 연구의 목적을 위해 주어진 조건에서 가장 이상적인 프로파일을 파악하 기 위한 측정은 포항시의 대표적인 풍향과 풍속을 가진 날을 선정하여 진행되었다. 기상학적인 조건에 비추어 임의로 정해진 이러한 측정조건은 연구의 특성에 완벽히 부합한다고 할 수는 없으나 최대 10 년의 장기간에 걸친 포항지역의 기상자료를 통계 분석하여 에어로졸 측정 당시 기상학적 조건이 포 항지역에서 발생하는 특별한 기후조건이 아니었음 을 판단하여 시행한 것이므로 주어진 조건에서 최 선의 방법으로 판단할 수 있었다.

에어로졸의 광학적 특성을 이용하여 에어로졸 농 도분포 특성을 측정하는 기기는 센서의 감도, 측정 위치의 농도와 유량과 같은 기기의 특성에 따라 차 이가 있을 수 있다고 알려져 있으며 이로 인해 측정 결과의 불확실성이 존재할 수 있다. 이러한 불확실 성의 대표적인 원인은 Petter et al.(2006)의 연구의

결과에서 나타난 바와 같이 광학적 측정장치에서 측정되는 동일한 입경분포를 가진 에어로졸이라 하 여도 측정기기의 특성에 의해 측정결과가 상이할 수 있다는 결과와 같이 보고된 바 있다. 이는 개별 에어로졸 입자에 적용되는 광학적 신호특성의 변 환방법을 집단적 에어로졸을 대상으로 적용할 때 나타나는 통계적 신호특성의 변이에 기인되며 기기 가 고유하게 가지는 센서의 감도와 기타 신호의 잡 음에 기인하는 것으로 판단된다. 그러므로 에어로졸 분포측정 시 동일한 측정장치를 이용하면 정확성에 관해서는 별도의 논의가 필요하나 정밀성 측면에서 는 올바른 접근이라 할 수 있으므로 본 연구에서는 동일한 장비를 이용하여 측정을 진행하였다. 분포에 관한 해상도 측면에서 APS 1109 모델이 우수하기 때문에 APS 1109 모델이 주로 사용되었다. 앞서 밝 힌 바와 같이 광학적 특성을 이용하는 장비는 장비 의 감도에 따라 측정 결과가 다르게 나타날 수 있으 므로 보정(calibration)을 통해 기기 간의 오차 및 기 기의 정확도를 확인하였다. 측정장치의 측정값에 대 한 보정(calibration)은 측정된 입자크기 영역별 측정 수농도(number concentration)에 대한 보정과 측정대 상 입자의 광학적 성질변화에 따른 발생하는 측정 질량의 오차에 교정을 실시해야 한다. 입자크기영역 별 측정의 정확도는 대상기기에 대해 표준입자를 주입시켜 보정을 시행하는데 본 연구의 경우 기기 를 납품한 제작사가 PSL(polystyrene) 표준입자를 사 용하여 시행한 보정성적서를 기기의 보정으로 대체 하였다. 측정대상입자의 광학적 성질변화에 의해 발 생되는 측정상의 오차는 광학적 성질변화에 의해 발생되는 오차를 직접 보정하는 것보다 실제로 측 정되는 에어로졸을 기기에서의 광학적 측정과 동시 에 최상의 여과성능을 가진 PTFE(polytetrafluoroe- thylene) 멤브레인(membrane) 필터를 측정기의 출구 에 장착하여 전량 포집한 뒤 정량하여 질량 값을 비 교하여 기기측정값의 교정에 필요한 먼지의 밀도 및 질량 값을 보정을 하는 방법이 사용되었다. 이러 한 측정기기 보정법은 보정을 위한 측정 시간동안 시료의 형태가 일정해야 한다는 제한 조건이 있지 만 실제 에어로졸 측정이 이루어지는 곳과 같은 환 경에서 보정이 진행되면 현실적인 측면에서 신뢰성 이 있는 보정방법이 된다. 입경구간 별로 측정된 에 어로졸 자료를 이용하여 TSP(total suspended

Fig. 2. Wind rose of the Pohang Airport (10 Years Averaging at 10:00 to 17:00).

Fig. 1. Wind rose of the Pohang Airport (10 Years Averaging).

particles) 기준의 질량으로 환산하는 경우 식(1)과 같 은 변환식을 사용한다. 식(1)에서 먼지의 입경은 완 전구형이라 가정하며



는 각 측정입경 구간을 나타 내며

   

는 각 측정구간에서 측정된 입자의 평균입 경을 나타낸다.

 _

는 각 측정입경구간에서 측정된 수농도를 나타내며

 _

는 각 측정구간에 측정된 입자 의 밀도이다. 보통의 대기에서는 입경별 먼지의 조 성이 다르기 때문에 입경별 먼지밀도가 달라지나 본 측정에서는 보정을 통해 얻어진 측정지점에서의 에어로졸의 평균밀도가 사용하므로 식(1)의 변환과 정에서 적용되는 각 측정구간에서의 입경별 먼지의 밀도는 동일하다고 가정하여교정한다. 그러므로 측 정지점에서 측정된 먼지의 입자분포정보를 통해

 및 

_

(particulate matter 10)은 다음 상관관계 식으로 나타내질 수 있다.



  ^{   } _ ^{     ×  }

(1)

측정을 통해 얻어진 자료는 미세먼지에 대해 대기 환경기준에서 정의한 

_

의 농도 값으로 환산해 줄 필요가 있는데 식(2)의 관계식을 사용한다.



_  ^{ ≤ }

^

 ^{      } _ ^{     ×  }

⁽²⁾

여기서

 _

는 공기역학적 입경 (aerodynamic diameter)을 나타낸다.

2.2 기상조건의 선정

고정 배출원과 이동상에서의 먼지 발생량 및 기 상학적 조건에 의해 시간적 공간적으로 수용체에서 파악되는 에어로졸의 농도수준이 변화할 수 있다고 알려져 있으며(Dubey and Pervez,2008) 주어진 조건 에서 포항시 산업지역의 대표적인 에어로졸 분포를 파악하기위하여 연 평균 가장 빈도가 높은 기상조 건에서 측정을 하는 것이 가장 적절하다고 판단할 수 있다. 때문에 본 연구에서는 측정지역에서 인접 한 포항공항에서의 과거 10년(2001년~2010년)의 기 상자료를 바탕으로 주풍방향을 파악하여 측정값의 신뢰성을 높이고자 하였다. 그림 1의 바람장미는 10 년간의 기상자료를 전처리하여 나타내었으며, 주풍 방향은 남서풍으로 나타났다. 그러나 실제 측정이 진행된 오전 10시부터 오후 5시까지 나타나는 바람

장미에 경우 그림 2와 같이 나타나게 되는데 10년간 의 관측결과에서 오전 10시부터 오후 5시 사이에서 주풍방향은 북동풍으로 나타났다. 전술한바와 같이 측정시간이 중요한 인자로 작용할 것이라 예상되므 로 그림 2의 주풍방향인 북동풍을 선정하며 풍속은 2.1 m/sec 미만인 경우에 측정을 진행하는 것이 올바 른 선택이라 할 수 있었다. 온도와 습도 또한 에어 로졸 농도와 분포에 영향을 줄 요소이나 측정값에 비해 상대적으로 적은 양으로 나타날 것이므로 본 연구에서 의 검토사항으로 고려하지 않았다. 본 측 정은 2011년 11월 4일에 시행되었으며 측정지역 중

Table 1. Meteorological profile during measuring period on November 4th, 2011 at Pohang airport.

Time Temperature

(℃) Wind direction Wind speed (m/sec)

Humidity (%)

Sea level pressure (pa) 10:00

11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00

19.0 19.2 19.6 19.5 20.0 20.2 20.4 20.1

NNE NE NE NE NE NNE NNE NE

0.7 1.9 1.6 1.5 1.4 1.3 1.5 1.1

75.6 80.5 78.7 81.9 80.8 81.5 82.1 83.9

1028.0 1027.5 1026.8 1025.6 1024.9 1024.3 1024.2 1024.5

Fig. 3. Measuring locations and major wind direction on November 4th, 2011.(Chang, 2012)

심의 기상조건은 표 1과 같다. 표 1은 측정 당일에

나타난 포항공항의 기상정보를 나타내고 있으며 가 장 빈도가 높은 북동풍이 나타나고 있었다. 대표성 을 가지는 기상조건을 선정해야 하는 이유는 연무, 황사 그리고 돌풍과 같이 매우 특이한 주변상황에 의해 에어로졸 입자분포에 나타날 수 있는 오류를 최소화함에 그 목적이 있다.

2.3 측정 위치의 선정 방법

본 연구에서는 산업지역과 인접 주거지역에서의 특징적 에어로졸 분포를 측정하고자 이 두 지역의 대표성을 가질 만한 위치에서 각각 측정을 시행하 였고 이러한 특징을 가지는 지점의 경계지역을 측

정위치를 추가로 선택하여 에어로졸 분포를 측정 연구하였다. 그림 3은 측정지점의 위치를 나타낸다.

그림 3에서 점선으로 표기된 부분은 형산강을 기준 으로 남동쪽에 위치한 철강공단의 대략적인 영역을 나타낸다. 산업지역의 대표적인 지점은 장흥동 (Jangheung-Dong) ㈜ 동일실업의 국가 측정망이 위 치한 곳으로부터 10 m 이내의 같은 고도인 곳을 선 정하였고, 인접주거지역의 대표적인 지점은 상대동 (Sangdae-Dong) 주민센터의 국가 측정망이 위치한 곳으로부터 10 m 이내의 같은 고도인 곳을 선정하 였다. 이와 같은 위치 선정은 국가 측정망의 위치는 큰 논란없이 인접지역의 대표성을 가질 것으로 판 단하였고, 실시간으로 측정 보고되는 국가 측정값과

Table 2. Mass concentration distribution ratio respect with PM

10

and PM

2.5.

Location PM

10

/ TSP PM

2.5

/ TSP Jangheung-Dong

Sangdae-Dong Point 1 Point 2 Point 3

0.83 0.76 0.88 0.79 0.69

0.51 0.35 0.54 0.66 0.51 비교하여 동일시간 및 동일지점에서의 측정값이 의 도적으로 높거나 낮게 나타나지 않았음을 확인함에 있었다. 또한 경계지역의 측정지점은 형산강을 따라 측정이 가능한 지점 3곳을 선정하여 진행되었다. 그 림 2는 측정지점과 측정일의 주풍방향을 나타내고 있다. 당일 기상학적 조건으로 유추해보면 Point 1의 측정결과는 해상지역으로부터 유입되는 에어로졸 분포의 정보를 나타내는 특징을 나타낼 것이고 Point 2 및 Point 3은 바람이 공업지역을 통과하는 지점에 있으므로 정도의 차이는 있으나 공업지역의 입자분포특성이 포함되어 나타날 가능성이 있을 것 으로 판단된다.

3. 결과 및 고찰

포항 산업지역 대기의 에어로졸 농도분포 측정결 과는 그림 4에 나타내었다. 산업지역인 장흥동 측정 지점에서 측정된 에어로졸 분포자료로부터 얻어진 결과는 이 지역의 대기 중 PM

10

/TSP의 질량비는 0.76, PM

2.5

/TSP의 질량비는 0.35로 나타났으며 입경 별 분포는 그림 4(a)와 같다. 산업지역 인근 주거지 역인 상대동 측정지점에서의 측정된 에어로졸 분포 자료로부터 얻어진 결과는 이 지역의 대기 중 PM

10

/TSP의 질량비는 0.83, PM

2.5

/TSP의 질량비는 0.51로 나타났으며 입경별 분포는 그림 4(b)와 같다.

경계지역의 대기 중 PM

10

/TSP의 질량비는 위치에 따라 차이가 있으나 세 지점의 평균값으로는 0.78, Point 1에서는 0.88, Point 2에서는 0.79 그리고 Point 3에서는 0.69로 나타났으며 PM

2.5

/TSP의 질량비는 세 질량비의 평균값이 0.54, Point 1에서는 0.66, Point 2에서는 0.51 그리고 Point 3에서는 0.47로 나 타났다. 위치에 따른 PM

10

과 PM

2.5

의 질량비는 표 2

에 나타내었다.

측정된 에어로졸의 전체 질량비를 기준으로 판단 해볼 때 에어로졸 분포의 시간적 변동 폭은 지점이 다르더라도 입경 구역별로 특징적인 변동을 나타내 었는데, 입경이 1 ㎛ 미만일 경우 질량농도 면에서 시간적 변동이 5% 미만으로 나타났다. 입경 10 ㎛ 미만의 에어로졸의 질량농도는 지점에 따라 시간적 변동추이가 다르게 나타나지만 대체적으로 유사한 변동폭을 가지고 있는 것으로 확인되며 대략 20%

이하의 변동폭을 가진다. 반면 입경이 10 ㎛ 이상의 에어로졸 질량농도의 시간적 변동 폭은 20% 이상 으로 매우 크게 나타났다. 이러한 측정결과는 재비 산과 같은 기계적 생성인자에 의해 발생되는 큰 크 기 영역의 에어로졸은 발생원의 상태에 의한 변동 에 직접적인 영향을 받겠지만 기상학적 원인 같은 매우 작은 변동에 농도가 민감하게 변화함을 나타 내고 있다. 측정지점의 변동이나 지역적 기상학적인 조건이 변화함에도 불구하고 입자분포 상에 특성변 동 폭이 좁은 작은 입경의 에어로졸들은 주로 연소 와 같은 화학반응이나 에어로졸의 2차 생성과 같은 발생인자로 생성되며 확산기작에 지배적인 영향을 받으므로 지역의 기상학적 영향보다는 입경분포나 배출농도 같은 배출원의 초기 특성에 더욱 큰 영향 을 받는 것으로 판단된다. 측정된 에어로졸 중 입경 이 5 ㎛ 보다 작은 영역의 분포를 특성화하기 위해 측정된 결과를 그림 5와 같이 재정리하였는데 앞서 언급한 바와 같이 작은 크기영역의 입자의 질량 농 도비는 산업지역이 거주지에 비해 상대적으로 낮게 나타나며 Point 1에서 3까지 자료를 분석해보면 해 안과 가까운 지역일수록 작은 크기영역의 입자의 질량농도비가 높아진다. 거주지의 경우 PM

2.5

/TSP 비는 산업지역과 비교하여 확연하게 낮은 사실을 발견할 수 있었다. 측정지역 산업체의 성격에 대한 사전 편견 없이 측정결과로만 판단해보면 측정대상 산업지역에서 입자의 분포는 거주지역보다 조대한 입자를 많이 포함하는 입자분포특성을 나타냄을 보 이고 있는데 실제 측정이 시행된 지역주변의 산업 시설이 기계적 기작에 의해 먼지를 쉽게 발생시킬 수 있는 성격을 가지고 있으므로 측정결과는 주변 상황과 일치한다. 이러한 상황은 공업지역의 PM

2.5

/TSP 비가 경계지역과 거주지역보다 낮게 나타 나는 사실로 확인된다.

(a) Jangheung-Dong (Industrial Site) (b) Sangdae-Dong (Residential Site)

(c) Point 1 (d) Point 2

(e) Point 3

Fig. 4. Profile of the aerosol mass concentration distributions profile at different measuring locations in Pohang province.

본 연구에서 측정의 정확성을 판단하기 위하여 Airkorea에서 제공하는 실시간 자료를 수집하여 비 교하였는데 본 측정과의 비교에서 PM

10

을 비교하면 다소 차이가 나타나고 있다. 이러한 오차는 서론에 전술한바와 같이 기기의 종류가 상이하기 때문에 나타나는 것으로 판단할 수 있다. 표 3에서 Airkorea 에서 제공된 결과는 2012년 11월 기준으로 확정자 료가 아니므로 측정의 오차에 관해 판단하기 어렵

다. PM

2.5

가 산업지역에서 발생되어 주거지역에 영 향을 끼친다고 가정할 때 그 영향이 산업지역의 농 도보다 거주지역에서 높은 농도로 나타난다는 사실 은 관리적인 측면에서 PM

10

와 PM

2.5

가 다른 방법으 로 관리해야한다는 결론을 얻을 수 있는데, PM

10

은 지역적 기상상황에 의해 변동폭이 큰 것으로 판단 되므로 거주지 방향으로 풍향이 진행되는 에피소드 적 기상상황이 발생할 때 능동적인 대처가 필요할

(a) Jangheung-Dong (b) Sangdae-Dong

(c) Point 1 (d) Point 2

(e) Point 3

Fig. 5. Profile of the aerosol mass distributions profile below 5 ㎛ in diameter at different measuring locations in Pohang province.

Table 3. Mass concentration difference between Airkorea report data and measurement result data.

Location Airkorea (PM

10

, μg/㎥) Measurement (PM

10

, μg/㎥) Jangheung-Dong

Sangdae-Dong

36 58

26 ±5 26 ±2

것으로 판단되며 PM

2.5

와 지역적 기상상황의 상관관 계는 정확히 파악하기 어려우나 발생원의 정밀한

조사를 통하여 관리를 진행해야할 것이다. 더욱이 PM

2.5

는 거주지역에서 상대적으로 농도를 나타내고

있으므로 기여 배출원을 파악하는 것이 시급하다고 판단된다. 그러나 본 연구에서는 어떠한 요인이 거 주지의 PM

2.5

농도에 기인하는가는 규명하지 못하였 다. 주변의 상황을 토대로 판단할 때 거주지의 PM

2.5

의 농도가 공업지역보다 높게 나타난 이유는 확산 이 더 멀리 일어날 수 있는 굴뚝과 같은 높은 지점 의 발생한 입자들이 강하하거나 거주지역의 다른 발생원이 존재하는 것으로 추측된다.

4. 결 론

측정분석을 통해 산업지역과 인근지역의 에어로 졸 분포특성을 파악한 결과 산업지역은 질량농도적 인 측면에서 조대한 에어로졸이 차지하는 비율이 높으며 PM

2.5

/TSP 질량비는 상대적으로 낮은 값으로 존재하는 것이 확인되었다. 산업지역의 인근 주거지 역과 경계지역의 입경분포는 유사하게 나타나고 있 었으며, 입경 1 ㎛ 미만의 에어로졸 분포는 경계지 역과 주거지역에서 유사하며 산업지역보다 상대적 으로 높은 농도로 나타났다. 또한 시간별 변동폭은 입경에 따라 다른 경향이 나타나는데 기상학적 조 건과 결합된 에어로졸의 물리적 특성에 의해 발견 되는 현상으로 판단된다. 포항지역에서 산업지역인 장흥동 측정지점의 측정결과는 거주지역인 상대동 측정지점의 비교하였을 때, 조대한 에어로졸(>10

㎛)의 농도가 높은 것으로 파악되어 PM

10

기준의 측 정값에는 반영되는 정도가 낮을 가능성이 있다. 하 지만 TSP의 발생량에 대해 PM

10

및 PM

2.5

크기 기준 의 입자들이 일정율을 차지하므로 지역적 특성에 따라 에어로졸 입경별 관리대책이 필요할 것으로 판단할 수 있다. 경계지역의 경우 주변 환경에 의하 여 배출원에서 발생되는 조대입자들의 시간적 변동 이 크며 배출원의 대푯값으로 선정한 장흥동의 결 과 또한 유사한 변동 패턴을 나타낸다. 그러나 거주 지의 경우 조대입자영역의 입자농도 변동이 상대적 으로 감소하고 있었다. 본 연구를 통해 지역의 특성 지점 별 에어로졸의 입경별 분포특성을 파악하였으 며 시간별 변동에 관해 관측하였다. 이러한 입자분 포상의 지점별 특성 및 시간적 특성 해석의 결과는 지역의 먼지발생 기여분에 대한 이해를 위한 자료 로 활용가능하다고 판단한다.

감사의 글

본 연구는 2011년 경북녹색환경지원센터의 지원 에 의해 수행되었습니다.

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