연구자료 287 (초미세먼지 제어기술)

목차

1. 초미세먼지와 기상환경
2. 초미세먼지와 무기원소 및 수용성 이온
3. 탄소성 에어졸 과 유기 화합물
4. 미기상환경의 산화작용과 호흡성 미생
5. 초미세먼지의 지구적 농 도와 영
6. 초미세먼지의 미래지향적 대응
7. 결론

본문내용

요론
초미세먼지(PM-2.5)와 미세먼지(PM-10)의 환경적 위협과 리스크(risk)에 대해 한국인은 지금 신경병적 반응을 하고 있다. 초미세먼지와 미세먼지는 편서풍을 타고 중국에서 자유로이 월경해 오고 있다. 그렇게 월경해오는 초미세먼지의 양부터 먼저 측정하고 확인해보고서, 중국의 화력발전소와 석탄보일러 개선기술을 개발해 유・무상으로 제공해야 한다. 중국에서 월경해 오는 초미세먼지와 미세먼지에 대해 ‘백령도’에서 ‘가거도’(소흑산도)까지, 그리고 ‘이어도 과학기지’까지의 서쪽경계선에 이르는 해발 1km까지 창공의 여러 위치에서 측정하고 분석하고 확인해야 한다. 초미세먼지 측정 드론(drone)을 개발하여 시료채취해 와서, 육상의 과학기술연구소에서 분석하고 확인할 수 있다. 이러한 월경 초미세먼지의 측정, 분석, 평가 과제는 비록 과대한 업무이긴 해도 한국의 기상전문 중소기업이 담당해 처리해야할 업무가 되기를 기대한다.

1. 초미세먼지와 기상환경
오늘날 기상환경 문제 중에서 지구인간 특히 한국인에게 가장 소란스런 겁주기를 하면서, 동시에 가장 큰 리스크(risk)를 던져주고 있는 과제가 공기역학적 직경 10㎛의 미세먼지 이다. 거기에다 2.5㎛ 사이즈의 초미세먼지는 한국인과 서울인의 대다수에게 하늘이 약간 흐리기만 해도 마스크(mask)를 착용하게 하고 있는 것이다. 더군다나 1.0㎛ 사이즈의 극미세먼지가 인간과 동물의 폐와 폐세포까지 거침없이 통과한다는 협박이 몰려오고, 중국 고비사막의 사막화가 가속화되어 황사 분진이 시도때도 없이 공습해오고, 중국 공업화의 유해분진이 황사에 끼어들기 하고, 만kW급의 37번째 중국원자력 전소가 2017년10월부터 가동하기 시작해 각종의 방사성 미분진마저 편서풍을 타고 밀려들어오는 시대에 접어들고 있다.
기상환경 오염과 미기상환경(전후좌우 1km이내) 오염 및 대기환경(시군구 지역) 오염은 눈에 확 보이는 가시성 때문에 시민들의 걱정을 쉽게 사로잡는다. 그러나 시민의 정신건강, 육체적 건강, 교통안전, 건설공사, 경제활동, 자연환경 및 기후변화에 대한 기상환경과 대기환경의 비-가시적 영향 혹은 간접적 영향은 더욱 심각하고 복합적이다.

참고자료

· Taylor, J., et al., “Understanding and mitigating overheating and indoor PM-2.5 risks
· using coupled temperature and indoor air quality models”, Build Serv. Eng. Res. Technol.,
· 36, 2015, pp.275~289.
· Verma, V., et al., “Organic aerosols associated with the generation of reactive oxygen
· species(ROS) by water soluble PM-2.5”, Environ. Sci. Technol., 49, 2015, pp. 4646~4656
· Balachandran, S., et al., “Bayesian-based ensemble source apportionment of PM-2.5”,
· Environ. Sci. Technol., 47, 2103, pp.13511~13518.
· Bonifacio, H.F., et al., “TSP, PM-10, and PM-2.5 emissions from a beef cattle feedlot
· using the flux gradient technique”, Atmos. Environ., 101, 2015, pp.49~57.
· Canha, N., et al., “Impact of wood burning on indoor PM-2.5 in a primary school in
· rural Portugal”, Atmos. Environ., 94, 2015, pp.663~670.
· Cao, C., et al., “Inhalable microorganisms in Beijing's PM-2.5 and PM-10 pollutants
· during a severe smog event”, Environ. Sci. Technol., 48, 2014, pp.1499~ 1507.
· Crawford, J., et al., “Incorporation of Radon-222 as a parameter in ME-2 to improve
· apportionment of PM-2.5 sources in the Sydney region”, Atmos. Environ., 80, 2013,
· pp.378~388.
· Deshmukh, D.K., et al., “Water-soluble ionic composition of PM-2.5 and PM-2.5
· aerosols in the lower troposphere of an industrial city Raipur, the eastern central India”,
· Air Qual. Atmos. Health, 6, pp.95~110.
· Donateo, A., et al., “Contribution of harbour activities and ship traffic to PM-2.5,
· particle number concentrations and PAHs in a port city of the Mediterranean Sea”,
· Environ. Sci. Pollut. Res., 21, 2014, pp.9415~9429.
· Elsasser, M., et al., “Dynamic changes of the aerosol composition and concen -tration
· during different burning phases of wood combustion”,. Energy Fuel, 27, 2013,
· pp.4959~4968.
· Ezeh, G.C., et al., “Elemental compositions of PM-10 and PM-2.5 aerosols of a
· Nigerian urban city using ion beam analytical techniques”, Nucl. Instrum. Methods, 334,
· 2014, pp.28~33.
· Feng, J., et al., “Investigation of the sources and seasonal variations of secondary
· 28
· organic aerosols in PM-2.5 in Shanghai with organic tracers” Atmos. Environ., 79, 2013,
· pp.614~622.
· Gehling, W., Khachatryan, L., Dellinger, B., “Hydroxyl radical generation from
· environmentally persistent free radicals(EPFRs) in PM-2.5”, Environ. Sci. Technol., 48,
· 2014, pp.4266~4272.
· Hanninen, O.O., et al., “Reduction potential of urban PM-2.5 mortality risk using
· modern ventilation systems in buildings”, Indoor Air, 15, 2005, pp.246~256.
· Ikemori, F., et al., “Influence of contemporary carbon originating from the 2003
· Siberian forest fire on organic carbon in PM-2.5 in Nagoya, Japan”, Sci. Total Environ.,
· 530, 2005, pp.403~410.
· Keuken, M.P., et al., “Source contributions to PM-2.5 and PM-10 at an urban
· background and a street location”, Atmos. Environ., 71, 2013, pp.26~35.
· Limu, Y.L. et al., “Autumn and wintertime polycyclic aromatic hydrocarbons in
· PM-2.5 and PM–10 from Urumqi, China”, Aerosol Air Qual. Res., 13, 2013, pp.407
· ~414.
· Matawle, J., et al., “PM-2.5 chemical source profiles of emissions resulting
· fromindustrial and domestic burning activities in India”, Aerosol Air Qual. Res., 14, 2014,
· pp.2051~2066.
· Nallathamby, P.D., et al., “Qualitative and quantitative assessment of unresolved
· complex mixture in PM-2.5 of Bakersfield”, Atmos. Environ., 98, 2014, pp.368~375.
· oliveira, R.L., et al., “PM-2.5-bound polycyclic aromatic hydrocarbons in an area of
· Rio de Janeiro, Brazil impacted by emissions of light-duty vehicles fueled by
· ethanol-blended gasoline”, Bull. Environ. Contam. Toxicol., 93, 2014, pp.781~786.
· Pachauri, T., et al., “Characteristics and sources of carbonaceous aerosols in PM-2.5
· during wintertime in Agra, India”, Aerosol Air Qual. Res., 13, 2013, pp.977 ~991.
· Pongpiachan, S., et al., “Chemical characterisation of organic functional group
· compositions in PM-2.5 collected at nine administrative provinces in Northern Thailand
· during the haze episode in 2013”, Asian Pac. J. Cancer Prev., 14, 2013, pp.3653~3661.
· Remoundaki, E., et al., “Composition and mass closure of PM-2.5 in urban
· environment”, Aerosol Air Qual. Res., 13, 2013, pp.72~82.
· Rogula-Kozlowska, W., et al., “Spatial and seasonal variability of the mass
· concentration and chemical composition of PM-2.5 in Poland”, Air Qual. Atmos. Health,
· 7, 2014, pp.41~58.
· Saylor, R., et al., “Recent trends in gas-phase ammonia and PM-2.5 ammonium in
· the Southeast United States”, J. Air Waste Manage. Assoc., 65, 2015, pp.347~357.
· 29
· Takahashi, K., et al., “Production-based emissions, consumption-based emissions and
· consumption-based health impacts of PM-2.5 carbonaceous aerosols in Asia”, Atmos.
· Environ., 97, 2014, pp.406~415.
· Barker, H.W., “Isolating the industrial contribution of PM-2.5 in Hamilton and
· Burlington, Ontario”, J. Appl. Meteorol. Climatol., 52, 2013, pp.660~667.
· Yang, J., et al., “Concentrations and seasonal variation of ambient PM-2.5 and
· associated metals at a typical residential area in Beijing, China”, Bull. Environ. Contam.
· Toxicol., 94, 2015, pp.232~239.
· Zhang, Y.M., et al., “Chemical composition andmass size distribution of PM-1 at an
· elevated site in central east China”, Atmos. Chem. Phys., 14, 2014, pp.12237 ~12249.
· Hayeck, N., et al., “Monitoring of organic contamination in the ambient air
· ofmicroelectronic clean room by proton-transfer reaction/time-of-flight/mass
· spectrometry (PTR-ToF-MS),” International Journal of Mass Spectrometry, 392, 2015,
· pp.102~110.
· Sahu, L. K. and Saxena Pallavi, “High time and mass resolved PTR-TOF-MS
· measurements of VOCs at an urban site of India during winter: Role of
· anthropogenic,
· biomass burning, biogenic and photochemical sources,” Atmos. Research, 164~165,
· 2015. pp.84~94.
· Müller, M., et. al., “A compact PTRToF- MS instrument for airborne
· measurements of volatile organic compounds at high spatiotemporal resolution,”
· Atmos. Measure. Tech., 7, 2014, pp.3763~3772.
· Jordan, A., et al., “A high resolution and high sensitivity proton-transfer-reaction
· time-of-flight mass spectrometer (PTR–ToF–MS),” Intern. J. of Mass Spect., 286,
· 2009, pp.122~128.
· De Gouw, J. and Warneke, C., “Measurements of volatile organic compounds in
· the earth’s atmosphere using proton-transfer-reaction mass spectrometry,” Mass
· Spectrometry Reviews, 26, 2006, pp.223~257.
· Chun-Sheng Liang et al., “Review on recent progress in observations, source
· identifications and countermeasures of PM-2.5”, Environment International, 86, 2016,
· pp.150~170