여름철 서울과 백령도에서 PM1.0과 유기성분의 오염원에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of PM1.0 and source of organic components during summertime at Seoul and Baengnyeong Island)

서지정보

· 발행기관 : 한국도시환경학회
· 수록지 정보 : 한국도시환경학회지 / 17권 / 3호 / 213 ~ 230페이지
· 저자명 : 김정호, 박진수, 최진수, 박승명, 송인호, 신혜정, 안준영, 김신도, 박종성

초록

서울과 백령도에서 2014년 6월 여름철 PM1.0의 화학적 조성과 유기성분의 기원을 파악하였다. 백령도의 PM1.0의 질량농도는 평균 14.3 μg/m3이었고, 같은 기간의 서울의 PM1.0은 22.4 μg/m3으로 서울이 백령도보다 약 1.6배 높은 것으로 나타났다. PM1.0을 구성하는 화학적 성분을 살펴보면, 백령도는 sulfate 성분이 48%로 가장 우세하였고, 서울은 organic 성분이 39%로 가장 높은 비율을 차지하였다. PM1.0 화학적 성분의 일변화 특성은 백령도와 서울에서 뚜렷한 차이를 나타내었고, 백령도보다 서울에서 특징적으로 관찰되었다. 서울은 출근시간대에 nitrate 성분이 큰 폭으로 증가하였고, organic 과 sulfate 성분은 정오를 기점으로 활발히 생성되는 특징을 나타내었다. 이를 통해 서울 도심에서 대기 중 2차 에어로졸의 생성이 활발히 이루어지고 있는 것으로 파악되었다. PM1.0 유기성분의 원조조성을 분석한 결과, 백령도의 H/C 비는1.46, O/C 0.70, N/C 0.012, OM/OC 2.08로 나타났고, 서울은 H/C 1.54 O/C 0.39, N/C 0.007, OM/OC 1.67 이었다. 백령도는 섬이라는 지리적 특성으로 인해 기류가 외부에서 유입되는 빈도가 높아 서울에 비해 에어로졸 입자의 숙성시간(aging)이 길었던 것으로 판단된다. 반대로 서울은 산화수준은 낮으나 H/C 비율이 높아 도시지역에서 생성되는 OA 성분이 기여가 높은 특징을 보인다. 백령도는 내륙이 가깝게 위치한 방향에서 기류가 유입되고 바람의 속도가 낮을 때에 농도가 높은 특성을 보였다. 서울 측정지점에서 주풍의 방향은 서울 도심지로서 도심지의 다양한 오염원에서 배출되는 신선한 유기에어로졸(fresh aerosol) 성분이 유입됨으로 인해 주풍에서 에어로졸의 휘발도가 높았고, 반대로 풍속이 낮고 기류가 정체되었을 때 산화도가 높게 나타났다. PMF model을 이용하여 백령도와 서울의 PM1.0 유기성분의 기원을 추정하였다. 백령도는 POA가 20%, SOA가 80%를 차지하였고, 서울은 POA가 25%, SOA가 75%를 나타내 서울이 백령도보다 POA의 구성 비율이 큰 것으로 확인되었다. 백령도는 POA가 20%, SOA가 80%를 차지하였고, 서울은 POA가 25%, SOA가 75%를 나타내 서울이 백령도보다 POA의 구성 비율이 큰 것으로 확인되었다.

영어초록

This study identified the characteristics and origin of chemical composition of PM1.0 in the atmosphere, which is particle smaller than fine particle (PM2.5). Baengnyeong Island on the west sea and Seoul that represents inland city areas were selected and the characteristics of the two points in summer, June, 2014, were compared. Mass concentration of PM1.0 in Baengnyeong Island was average 14.3 μg/m3 and that is Seoul in the same period was 22.4 μg/m3, which was about 1.6 times higher than Baengnyeong Island. The chemical components comprising PM1.0, sulfate was predominant with 48% in Baengnyeong Island while organic component was highest with 39% in Seoul. Diurnal characteristic of chemical components of PM1.0 showed distinct difference in Baengnyeong Island and Seoul and was observed to be more characteristic in Seoul than Baengnyeong Island. H/C, O/C, N/C, and OM/OC ratios of Baengnyeong Island were found to be 1.46, 0.70, 0.012, and 2.08, respectively while Seoul showed 1.54, 0.39, 0.007, and 1.67, respectively. Baengnyeong Island showed higher O/C ratio than Seoul, which means that the oxidation level of organic components was high. The airflow came in Baengnyeong Island from the direction near land and concentration was high when the wind speed was low. The direction of main wind in the measuring point of Seoul was toward downtown area of Seoul and the volatility of aerosol in main wind was high because fresh aerosol components emitted from various pollutants in downtown area were flowed in while the oxidation level was high when wind speed was low and airflow was stagnant. The origin of organic components of PM1.0 in Baengnyeong Islandand and Seoul was estimated using PMF model. POA and SOA ratios of Baengnyeong Island were found to be 20% and 80% while Seoul showed 25% and 75% respectively. Baengnyeong Island and Seoul showed high percentage of SOA in organic fraction.

참고자료

· 없음