대기 오염도 변화의 분석

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(a) Nap, Phe, Flr

(b) BaP, BghiP

Fig. 3-8. Changing mass flux [mol] of (a) Nap, Phe, and Flr.

and (b) BaP and BghiP in the air due to climate change.

-2.0E+08 0.0E+00 2.0E+08 4.0E+08 6.0E+08 8.0E+08 1.0E+09

Changing mass [mol]

Nap Phe Flr

-1.6E+07 -1.2E+07 -8.0E+06 -4.0E+06 0.0E+00 4.0E+06

Volatilization Advection out Diffusion out Degradation Dry gas deposition Dry particle deposition Wet gas deposition Wet particle deposition

Inflow process

Removal process Outflow process

Changing mass [mol]

BaP BghiP

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기후변화로 인해 Nap, Phe, Flr의 분해 반응은 물질에 따라 5.1%, 7.1%, 18% 증가한다. 분해 반응의 증가로 제거되는 오염물 질의 양이 증가하여 대기 중에 오염도를 감소시키는 것으로 평가된 다. POPsLTEA에서 분해 반응은 광분해 반응으로써, OH radical의 농도와 그와 반응하는 오염물질의 반응속도가 온도의 함수로 되어 있다. 기후변화로 인한 온도의 변화에 따라 분해 반응 속도 상수를 물질별로 나타냈다(Fig. 3-9 (a)). 여기서 광분해 반응은 가스상 오 염물질에서 발생하는 동태과정으로 입자상 분배계수의 증감에 따라 가스상 오염물질의 양이 달라진다. 입자상 분배계수 역시 온도의 함 수로서 이를 그래프로 제시하였다(Fig. 3-9(b)).

반면에 BaP와 BghiP는 기후변화로 인해 건식 입자상 침적 이 6.3%, 2.1% 감소한다. 침적의 감소는 대기에서 다른 매질로 빠 져나가는 오염물질의 양이 감소를 의미한다. 본 연구에서는 침적의 감소가 대기의 BaP와 BghiP 오염도를 증가시키는 중요 프로세스로 평가된다. POPsLTEA에서 건식 입자상 침적은 침적 속도와 입자상 오염물질 양의 곱으로 계산된다. 이때 침적 속도는 기상의 변화로 이루어진 함수는 아니지만, 강수 빈도가 증가하면 습식 침적의 증가 와 동반하여 건식 침적이 감소한다. 동시에 습식 침적은 증가하게 된다. 실제로 기후변화 전반과 후반을 비교하면 강수량의 통계적으 로 유의미한 변화는 없지만 강수 빈도는 지역에 따라 평균 9.8%

증가하였다.

Nap와 Phe는 대부분이 가스상 오염물질로 존재하고, 광분

해 반응이 잘 일어나는 물질이다. 기후변화로 인한 온도의 증가는 가스상으로 더 많이 분배되도록 하며, 광분해 반응 속도의 증가는 더 많은 물질이 대기에서 제거되도록 하는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 Flr은 지역별 TSP 농도에 따라 차이는 있지만 서울 지역 에서는 285K보다 증가하면 가스상으로 더 많이 존재하는 결과를 얻었다. 다른 물질과 마찬가지로 기후변화로 인해 온도증가는 더 많 은 Flr이 가스상으로 존재하게 한다. 그리고 증가하는 반응 속도로 인해 더 많은 오염물질이 광분해 반응으로 제거되는 모습을 보인다.

따라서 기후변화로 인해 대기중의 Nap, Phe, Flr은 오염도가 감소한 다.

반면에 BaP와 BghiP는 대부분 입자상으로 존재하는데 기후 변화로 인한 온도 증가에 따라 입자상으로 분배되는 비율이 감소한 다(Fig. 3-9(b)). 특히 BaP이 BghiP보다 입자상 분배계수가 더 크 게 감소하여 가스상으로 존재하는 비율이 증가한다. 따라서 온도 증 가로 입자상 비율이 더 많이 감소하는 BaP가 건식 입자상 침적과정 으로 감소되는 오염물질의 양이 BghiP보다 큰 것으로 분석되었다.

연구결과에 의하면 기후변화로 인해 PAHs의 대기에서 오 염도 변화는 가스상으로 분배되는 비율에 따라 중요 동태과정이 달 라진다. 가스상으로 많이 분배되는 오염물질은 광분해로 인한 제거 반응이 중요하며 입자상으로 더 많이 존재하는 오염물질은 다른 매 질로 이동하는 침적 반응이 중요한 현상으로 평가되었다.

106 (a) Degradation rate

(b) Kp/(1+Kp)

Fig. 3-9. Variations of (a) degradation rate and (b) particle partition coefficient (Kp/(1+Kp)) in the air with temperature.

0.0E+00 2.0E-05 4.0E-05 6.0E-05 8.0E-05 1.0E-04 1.2E-04

273 275 277 279 281 283 285 287 289 291 293 295 297 299 301

Degradation rate [/3hours]

Temperature [K]

Nap Phe Flr BaP BghiP

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

273 275 277 279 281 283 285 287 289 291 293 295 297 299 301

Kp/(1+Kp)

Temperature [K]

Nap Phe Flr BaP BghiP