1. 서론2. 본론○ 방이동과 울릉도의 환경 파악○ 서울 방이동과 울릉도의 대기오염물질의 농도 비교와 해석- 각 오염물질의 특성과 월변화 (방이동과 울릉도의 비교)- 각 오염물질의 특성과 일변화3. 결론 및 느낀 점1. 서론이번 자료는 우리나라에서 대기 환경적으로 오염이 심한 곳에 해당하는 서울의 방이동과 청정 지역에 해당하는 울릉도의 오염물질 농도에 대한 수치자료이다. 그 중에서 방이동과 울릉도의 오염 농도를 비교분석 하는 것에 중점을 두었으며, 뒤에 첨부할 자료들은 일변화와 월변화 값을 나타낸 것들이다. 그 중 수치 해석에 사용되는 자료들인 CO, NO2, O3, SO2, PM은 왼쪽의 그래프와 같이 전체 오염물질 배출량 중에 가장 많은 부분을 차지하고 있는 주 오염원이라고 할 수 있다. 이렇게 문제가 되고 있는 각 오염물질들이 주변의 환경 차이에 따라 어떻게 변화하는지를 알아보고, 환경과의 상관관계를 따져보기로 하자.2. 본론○ 방이동과 울릉도의 환경 파악- 서울 송파구 방이동서울시 송파구 방이동은 서울에서도 내각 지역에 위치하고 있으며 바람이 불어 들어오는 풍하측에 위치한다고 할 수 있다. 주변에 대규모 아파트 단지와 교육시설이 있고 유동인구가 많은 지역이기 때문에 오염물질의 배출이 많은 지역이라고 할 수 있다.-울릉도울릉도는 우리나라에서는 보기 드문 해양성 기후를 나타내고 있다. 연평균기옥은 섭씨 12도이나 1월의 평균기온은 0도 이하로 내려가는 일이 거의 없고 8월의 평균 기온이 24도를 넘지 않으며 일교차도 적어 전국에서 가장 온화하다. 그러나 동해 한가운데 위치한 지형 적 여건으로 인하여 태풍이 연중 2차례 정도 내습하고 폭풍은 67회 정도 발생하는 등 연중 맑은 날씨가 54일 정도 밖에 되지 않는다. 또, 연 강수량은 1.485mm로 전국에서 가장 많은데 그 중의 약 40%가 겨울에 내리는 눈으로 인한 것이다. 평균 적설량은 lm내외이나 최대 적설량은 3mm에 이르러 전국 제일의 다설 지역이다.○ 서울 방이동과 울릉도의 대기오염물질의 농도 비교 무취의 기체로서 공기보다 약간 가볍다. 일산화탄소가 생성되는 과정은 일반적으로 세 가지로 나누어 볼 수 있는데, 첫째는 탄소를 포함하는 물질이 불완전 연소됨으로서 생성되는 것이고, 두 번째는 용광로 안에서 산화철을 철로 환원시키기 위하여 사용하는 기체의 누출이며, 세 번째는 높은 온도에서 CO2가 분해함으로써 생성된다. CO는 비록 속도는 느리지만 대기에서 산화되므로 대기에서 축적되지 않으며, 체류기간이 짧으면 1달, 길면 1~2년이 될 수도 있다.- 자동차의 연소나 공장의 배출 등이 거의 없는 울릉도는 연평균 농도가 일정하며 장마철에해당하는 8월을 기준으로 농도가 약간 감소하는 경향을 보인다.- 반면 오염물질의 배출량이 많은 서울 지역에서는 울릉도 보다 전반적으로 높은 농도를 보이고 있으며, 겨울에 아주 높은 수치를 보이는데, 이는 겨울철 난방과 발전소의 가동으로 인하여 증가하였음을 알 수 있다. 또한 4월과 9월에 최소값을 가지는데, 9월은 장마로 인하여 씻겨 내려가기 때문이고, 4월에 대해 해석한 바는 다음과 같다.? 우리나라의 봄 기후의 특징은 이동성 고기압과 저기압이 발달한다는 것이다. 이동성 저기압은 대개 악천후의 날씨를 가져오지만 때로는 큰 비,강풍 등의 변화 심한 현상을 수반한다. 또한 저기압이 대만 근해에서 발생하여 급속히 발달하면서 북동진하면 우리나라 남해안지방에 비나 눈이 내리며 폭풍우를 일으킨다. 왼쪽의 그림은 우리나라 주변에 발달한 이동성 저기압의 모습이다. 이러한 저기압에 의해 우리나라의 봄과 가을에는 바람이 많이 부는데, 바람은 오염물질의 확산에 중요한 역할을 하게된다. 체류기간이 짧은 CO는 더욱이 바람의 영향을 많이 받는다고 할 수 있다.? NO2 (이산화질소)- 질소 산화물은 주로 연료의 연소과정에서 배출되는 중요한 대기오염물질 중의 하나이다. 이산화질소는 무색, 무취의 가스로 가시광선의 흡수체이나 보라색 내지 청색 같은 단파를 더 잘 흡수하기 때문에 주홍색으로 나타나고, 부식성을 가지면서 인체에 독성을 끼친다. 대기에서 NO이 거의 없는 울릉도에서는 앞에서와 마찬가지로 1년 내내 농도가 적으며 그 변화도 거의 없다.- NO2 농도는 CO에 비해서도 울릉도와 현저하게 차이가 나는데, 이는 서울에서 NO2의 배출량이 그만큼 많다는 것을 의미한다. 서울에서 자동차 배기가스나 산업에 의한 배출량은 거의 일정한 수준이며, 장마가 발생하는 여름철에는 wash-out 현상에 의해 그 농도가 줄어들게 된다.? SO2 (이산화황)- SO2 배출원은 크게 자연적인 것과 인위적인 것으로 분류할 수 있다. 석탄이나 석유를 연료로 사용하는 화력발전소, 각종 난방시설 외에 정유공장, 용광로, 코크스공장, 황산제조공장 등이 주된 인위적 배출원이다. 자연기원에는 화산과 해양 플랑크톤, 식물의 박테리아 등이 있다. 왼편의 그래프에서는 배출량 중에서 산업과 발전 부분에서 가장 많은 부분을 차지함을 알 수 있다.난방용 연소시설(가정, 상업)로부터 배출되는 이산화황은 청정연료의 사용으로 저감이 기대되지만 동절기 중에 오염물질이 집중 배출되는 계절적 특성이 있다.- 먼저 서울의 이산화황의 농도를 살펴보면, 계절별로 뚜렷한 차이가 있음을 볼 수 있는데, 겨울철이 농도가 가장 높고 그 다음이 봄, 가을, 여름의 순으로 나타났다. 겨울은 난방으로 화석연료의 사용이 많기 때문에 높은 농도를 나타내며, 여름철에 낮은 농도를 나타내는 것은 강수에 의한 Washout이나 rainout에 의해 분진의 size가 다소 큰 입자가 대기 중에서 제거되거나, 대기의 불안정도 증가로 인한 공기 중의 확산과 이동이 용이하여 더 낮은 농도를 나타낸 것으로 생각된다.- 울릉도의 경우 오히려 4월과 11월에 가장 작은 값을 나타내고 5월부터 여름에 걸쳐 높은 농도를 보이는데, 이것은 바다의 DMS((CH3)2S) 와 OH가 만나 SO2를 생성시키기 때문에 거의 일정한 농도를 유지한다고 볼 수 있다.? PM ( 미세먼지, 에어로졸)- 미세분진은 화석연료의 연소, 자동차 배출가스 및 화학물질의 제조 등의 오염원으로부터 인위적으로 배출되거나 대기 중으의 배출원과 뚜렷하게 구분될 수 있어 오염원을 추정하는데 귀중한 자료로 활용된다.- PM10은 바람에 의해 비산된 토양 먼지 등 자연적인 입자들이 많이 포함되어 있고, 일반적으로 대기 중에 부유하고 있는 입자 중 조대입자는 주로 지면에서 비산된 토양입자나 화산재 등과 같은 자연적으로 발생한 입자들이다.(? 서울의 1월~4월까지의 PM 자료가 나와 있지 않아 그래프에서 생략하였으며, 그래프 해석은 예상되는 결론을 유추하여 적은 것입니다.)- 울릉도의 PM은 3~4월을 제외하고서는 일정한 농도를 나타내는데, 이를 해석하기에 앞서 우리나라의 봄철에 PM이 유입될 만한 환경이 조성되는지를 살펴보아야 한다. 봄철의 기후 현상 중 PM과 가장 관련이 깊은 것은 황사 현상이며, 황사의 오염물질 농도는 PM의 농도를 통해 측정하기 때문에 직접적인 관련이 있다고 볼 수 있다.- 서울의 그래프에서 5월 이후로는 일정하다가 9월에 감소하는 것을 볼 수 있는데, 이 또한 다른 물질들과 마찬가지로 장마에 의해 씻겨 내려간 결과이다. 앞에 관측되지 않은 자료들의 경향을 파악해 보자면, 중국에서 불어오는 바람의 풍하측에 해당하는 우리나라는 전 지역에 걸쳐 황사의 영향을 받게 되기 때문에, 서울 또한 3~4월에 PM의 농도가 높을 것임을 유추할 수 있다.? O3 (오존)- 오존은 일차물질의 화학반응에 의해 생성되는 2차 오염물질로써, 지표부근에서 광화학 스모그를 일으키는 O3은 NO2의 광분해 순환에 의해 생성된다. 이 반응을 위한 최초의 NO2 는 NO가 천천히 산화하여 NO2가 되는 반응에 의하여 형성된다. 또한 대기에 HC가 존재하면, 반응은 더욱 더 복잡해진다. HC의 반응에 의하여 NO2의 생성은 NO2광분해 순환에 의한 양보다 더 많아지며 O3의 농도는 증가하게 된다.- 오존에서 빼 놓을 수 없는 것이 전구물질의 수송효과인데, 오존은 다른 물질들의 광화학 반응에 의해 생성되는 것이므로, 오존의 생성을 촉진시키는 전구물질들이 유입되면 그 농도 또한 증가할 것이다. 결과적으로 오존마철에는 급격히 감소하는데, 이는 오존을 생성시키는 1차 오염물질이나 전구물질들이 비에 씻겨져 내려가면서 현저히 감소하기 때문이다.- 서울의 그래프에서 4~5월에 최대값을 보이고 장마 이후로 계속 감소한 상태로 머물러 있는데, 이를 통해 봄철의 기류패턴에 의한 오존 및 전구물질 수송효과를 예상 할 수 있다. 이 기류패턴의 특성은 서울지역 오존 오염의 원인으로 지역규모 대기오염물질 수송의 영향이 상당함을 보여주는 결과이다. 즉 황사의 유입이나 이동성 저기압의 영향으로 전구물질의 수송이 활발하게 되고, 그에 따른 오존의 농도도 증가하게 되는 것이다.- 울릉도의 경우 월별로 뚜렷한 결과를 보이는데 겨울에는 농도가 다른 월 보다 낮음을 알 수 있다. 이것은 울릉도의 지형적 특성으로 겨울에 강설량이 매우 많기 때문이다. 하지만 대체적으로 보았을 때 예상 외로 서울보다 훨씬 높은 값들을 가지고 있다. 그 이유를 생각해 보도록 하자.? 울릉도에서 전구물질이 유입될 가능성은 주위의 바다에서의 해염 입자 등의 유입 말고는 생각 해 보기 힘들다. 그렇다면 바다에서 이러한 전구물질들이 어떻게 유입되는 것일까? 바다에서 육지, 즉 울릉도 방향으로 바람이 부는 것은 해풍에 해당하는데, 낮 동안 데워진 지표면 상공의 공기가 상승 하게 되고, 상승한 공기의 빈 공간을 채우기 위해 바다에서 육지로 바람이 불어 해풍이 유입된다. 해풍이 유입되는 시간은 낮이며, 이때 유입된 전구물질들은 자외선에 의해 광분해 반응이 일어나기 때문에 오존이 발생하는 것이다. 해풍은 내륙의 온도와 해양의 온도차에 의해 발생하므로 오존의 농도가 한여름 보다는 오히려 5월과 9월에 높게 나타난 것을 이해할 수 있다.- 각 오염물질의 특성과 일변화(? 아래 두 개의 그래프는 시간별 평균값을 내어, 지역별 오염물질들의 상관관계를 엑셀로 표현한 그래프입니다.)? 울릉도? 울릉도에서는 하루 동안 시간당 오염물질의 변동이 거의 없으며, 비교적 PM과 O3의 양이 나머지 물질보다 높음을 볼 수 있다. 앞에서 언급한 것과 같이 있다.
