Part 2. 입자상 오염물질
1. 입자상 물질의 정의와 분류 2. 입자상 물질의 물리적 특성 3. 입자상 물질의 화학적 특성 4. 입자상 물질의 생성과 소멸 5. 입자상 물질의 측정법
목차
대기 중 입자상물질(Particulate Matter)에 대한 이해
• 60년대 강하먼지, 검댕 등 육안으로 식별하는 수준 ☞ Smoke 등 불명확한 용어 혼용
• 70년대 대기 중 부유하는 입자의 중요성 인식 ☞ Total Suspended Particles (TSP)
• 80년대 인체 흡입가능성을 고려한 입도분리 측정 ☞ PM10 (10 μm 이하 입자)
• 90년대 PM10에서 PM2.5 (인체 위해성 측면) 및 PM1.0 (시정악화 요인)로 관심 이동
• 임의 형상의 먼지의 입경은 모두 공기역학적 등가경(밀도 1g/cm3)으로 환산된 입경
• PM( > 2.5 μm) 는 주로 자연적 발생원에서 배출되며 조대입자(coarse PM)라 부름
• PM( < 2.5 μm) 는 주로 인위적 발생원에서 배출되며 미세입자(fine PM)라 부름
• 우리나라의 미세먼지 관련 용어는 학술적인 면에서 부적절하게 사용되고 있음
• PM10은 미세먼지가 아니라 호흡성 먼지 (Inhalable Particulate Matter, IPM)
• PM2.5는 초미세먼지가 아닌 미세먼지, 실제 초미세먼지(Ultra Fine PM)는 PM1.0
입자상 물질의 정의와 분류
- 가스상태의 매체에 고체나 액체와 같은 물질이 부유하고 있는 상태
- 물질의 파쇄 · 선별 · 퇴적 · 이적 기 타
기계적 처리 또는 연소 · 합성 · 분해 시에 발생하는 고체상 또는 액체상의 미세한 물질
- 먼지(Dust) - 훈연(Fume) - 매연(Smoke) - 미스트(Mist) - 스모그(Smog) - 박무(Haze)
- 검댕(Soot) 등 (표3-1)
입자상 물질이란 ?
입자상 물질의 물리적 특성
형상과 밀도
(그림3-1) 입자상 물질의 여러 가지 형상
<꽃가루> <꽃가루>
<석면입자>
- 액체상태로 이루어진 물질 : 주로 구형
- 고체상태로 존재하는 물질은 매우 불규칙하고
다양한 형상을 가지며 등축형, 판형, 섬유형 등이 있다.
Filter fiber에 잡힌 입자
입자상 물질의 환경보건학적 영향
입자상 물질 시정거리에 영향 호흡기 질환, 알러지 발생
(대기 중 잔류시간 길어 타 국가에 전달됨)
반도체 품질저하
(PM2.5 이하, 집진장치로 제어 힘듦)
식물기공 폐쇄, 수확량 감소 기후변화 (알베도 증가)
호흡가능성 먼지
(먼지 내 중금속, 다이옥신, PAH 등)
입자상 물질의 물리적 특성
크기
(그림3-3) 크기 정의에 따른 입자상 물질의 직경
1) 공기역학 직경 (Aerodynamic diameter) : 대상이 되는 입자상 물질과 동일한 공기역학적 성질 (침강속도)을 가지며, 밀도가 1 g/cm
3인 구형 입자상 물질의 직경을 말한다.
2) 스토크스 직경 (Stokes’ diameter) : 대상이 되는 입자상 물질과 같은 밀도 및
침강속도를 갖는 입자상 물질의 직경을 말한다.
입자상 물질 같은 침강속도 공기역학적 직경 : 밀도 = 1g/cm
3스토크스 직경 : 밀도 = 입자상 물질 밀도
입자상 물질의 물리적 특성
크기에 따른 입자상 물질의 분류
Dust, Pollen, Mold, etc
Combustion particles, Organic compounds, Metals, etc
Size comparison of PM2.5 and PM10 against the average diameter of a human hair (~70 ㎛) and fine beach sand (~90 ㎛)
입자상 물질의 물리적 특성
입자상 물질의 크기별 체내 유입도
Deposition potential for particles of varying sizes
입자상 물질의 물리적 특성
입자상 물질의 크기별 체내 유입도
Deposition potential for particles of varying sizes
입자상 물질의 물리적 특성
크기에 따른 입자상 물질의 분류
- 미세입자 (Fine particle) : 2 μm 보다 작은 입자상 물질
- 조대입자 (Coarse particle) : 2 μm ~ 10 μm 범위에 있는 입자상 물질
- TSP (T otal suspended particulate matter) : 부유하는 모든 입자상 물질을 의미
- PM
10(Particles with an upper 50% cut point of 10 μm aerodynamic diameter) : 공기역학직경을 기준으로 10 μm 이하의 입자상 물질
- PM
2.5(Particles with an upper 50% cut point of 2.5 μm aerodynamic diameter)
: 공기역학직경을 기준으로 2.5 μm 이하의 입자상 물질
입자상 물질의 물리적 특성
대기 중 입자상 물질의 입도 분포 ( 부피 혹은 개수 관점)
입자상 물질의 물리적 특성
대기 중 입자상 물질의 입도 분포 ( 질량 관점)
대기중 입자상물질의 입도분포
초미세먼지(PM 2.5 )의 환경학적 중요성
왜 PM2.5가 환경학적으로 중요한가 ?
폐속 깊이 까지 침투가능 ☞ 입체 흡입 후 제거 불가능
재래식 집진장치로는 처리불가능 ☞ 고효율 집진장치의 도입필요
대기중 체류시간이 매우 김 ☞ 장거리 이동 가능성 (인접국으로의 월경성 문제 유발)
유해물질(PAH, 중금속 등)의 함유율이 매우 높음 ☞ 건강위해성(발암, 비발암) 높음
