본 연구는 전력계통의 화력발전소로부터 배출되는 NOx및 SO$_2$같은 대기환경오염물질을 고려한 새로운 경제부하배분법을 제시한다. 제안된 방법은 총배출량 제약, 지역별 배출랑 제약 그리고 이들의 동시제약을 만족하면서 화력발전기의 출력을 계획하는 것에 대해 설명되어진다. 또한, 모든 부하배분의 대체안이며 배출량과 총연료비 사이의 상호상충관계를 나타내는 Trade-Off곡선에 의해 배출량과 총연료비 사이의 감도해석이 이 알고리즘에 적용된다. 한편, 이 제안된 방법은 개별적 환경피해(NOx, SO$_2$등)의 상대적 가중치와 총환경비용의 함수로써 경제부하배분이 이것에 의해 어떻게 변화되는지를 해석한다. 본 연구에서 제안된 방법을 시험계통에 적용하여 그 유용성을 검증하였다.
2003년 12월 '수도권 대기환경 개선에 관한 특별법'이 국회를 통과하면서, 서울을 포함한 수도권 대기에서 미세먼지와 이산화질소 농도를 저감하는 것을 주요 목표로 하는 '수도권 대기환경관리 기본계 획'이 수립되었다. 휘발성유기화합물도 저감대상물질이며, 여러 오염배출원에서 저감하기 위한 계획이 수립되어 추진중이다. 효과적인 저감 대책을 수립, 시행하기 위해서는 정확한 추이와 현황, 그리고 주요 기여원을 알아야만 한다. 여기에서는 휘발성유기화합물의 서울에서의 대기 농도, 주요배출원에서의 배출 조성 측정 결과를 바탕으로 수용모델의 하나인 CMB를 활용한 결과와 배출량 자료를 비교하여 주요배출원을 파악하고 휘발성유기화합물 저감 대책을 수립할 경우 고려하여야 할 문제들을 검토하였다. 배출량 자료는 유기용제 사용이 가장 중요한 배출원이라고 산정하였으나, 이와는 다르게 CMB 모델 결과는 자동차 배출가스가 서울 대기의 휘발성유기화합물의 가장 중요한 배출원임을 보였다. CMB 모델에 사용된 대기 측정자료와 주요 배출원의 조성비, 모델 운용 과정을 검토한 결과 모델 결과는 신뢰도가 높은 것으로 판단하였다. 따라서 우리나라의 휘발성유기화합물 배출량 자료의 검증, 보완이 필요하다. 이와 함께 휘발성유기화합물 배출을 저감하는 목표(미세먼지 저감, 위해성 저감, 오존 저감 등)에 따라 구체적인 대상 성분과 대상 배출원을 정확하게 파악하여 정책을 집행하여야 함을 논의하였다.
대기환경분야에 GSIS를 활용하기 위해서는 우선적으로 이러한 연속면적 성질을 지닌 대기오염이나 기후인 자를 비롯한 연속면(continuous surface)의 특성을 가진 환경인자의 공간분포를 도면화 할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 몇몇의 한정된 지점에서 측정된 점관측(point observation)자료에 의존하여 전 지역의 분포를 추정해야 한다. 본 연구에서는 자동차에 의한 대기오염물질 발생현황을 실질적으로 파악하기 위한 조사ㆍ연구의 일환으로 서울시 전지역을 대상으로 실시한 서울시 교통센서스의 자동차 통행량 자료, 오염물질별 배출계수 및 GIS-T용 수치지도등의 자료들을 이용하여 오염물질 배출특성을 지역별, 항목별, 시간별로 가시화 할 수 있는 GSIS기법의 적용성을 검토하고자 하였다.
도장시설은 현재 미국, 유럽, 일본 둥을 포함하여 세계적으로 유기용제를 가장 많이 사용하고 있는 시설중의 하나로 휘발성유기화합물질의 배출원으로 가장 큰 부분을 차지하고 있는 시설이다. 국내에서 도장시설에서의 휘발성유기화합물질의 배출량산정에 관한 구는 미국의 배출계수자료(AP-42)중 도료에 대한 배출계수값과 국내의 도료사용량에 근거하여 몇몇 연구기관에서 산정한 바 있으나, 도장시설을 각 공정별로 구분하고 각 공정에서 사용된 도료중 유기용제의 양을 MSDS(Material Safety Data Sheet)자료등을 활용하여 비교적 구체적으로 배출계수 및 배출량을 산정한 경우는 없었다.(중략)
동아시아 지역은 최근 인구급증과 경제성장으로 인해 화석연료의 사용이 증가함에 따라 이로 인한 대기오염물질 배출이 증가하여 대기질이 점차 악화되고 있다. 본 연구에서는 OMI (Ozone Monitoring Instrument) 위성 자료와 국가 대기오염물질 배출량 자료(National Emission Inventory)를 활용하여 동아시아의 대기현황 및 우리나라의 대기질에 국내외 배출량이 미치는 영향을 분석하고 이를 기반으로 미래 배출량을 추정하였다. 2005년부터 2015년까지 동아시아의 NO2, SO2 농도를 분석한 결과, 두 물질 모두 NEC (North East China), SEC(South East China), SMA (Seoul Metropolitan Area) 순으로 높았다. SO2는 우리나라와 중국의 편차가 크게 나타나NEC 지역은 SMA보다 1.63배 높았다. 농도비와 배출비 분석을 통해 국외 배출원이 우리나라 대기환경에 미치는 영향을 간접적으로 파악할 수 있었는데, NO2/SO2 농도비는 우리나라와 중국 모두 2013년에 가장 높았고, SMA의 NOx/SOx 배출비는 2013년 이후 22% 이상 증가했다. 국내 배출량은 지속적으로 감소했으나 농도-배출량 비율(NO2/NOx, SO2/SOx)은 점차 증가하는 것으로 분석되었으며, 이는 곧 국내 배출량 외에 다른 요인(국외 배출원, 체류시간 변화 등)이 우리나라 수도권의 대기질에 영향을 주고 있다는 것으로 해석된다. SMA의 미래 배출량은 2025년에 NOx, SOx가 각각 296.2, 39.0 kton, 2035년에는 284.4, 33.8 kton 만큼 배출될 것으로 예측되었다. 본 연구에서는 공간적 제약을 받지 않는 위성자료의 장점을 이용하여 농도와 배출량 사이의 유의미한 결과를 도출하였으며, 이 연구에서 사용된 위성관측 농도와 배출량 간의 상호비교 분석방법론과 GEMS(Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) 위성 산출물을 활용하여, 향후 국내 대기질 영향요인을 파악하기 위한 국외 발 대기오염물질 기여도 분석과 배출 인벤토리 보완을 위한 기초 자료를 제시할 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구에서는 대기오염 물질이 대기 변화에 따라 주변 지역의 오염농도에 미치는 영향 분석에 대한 필요성과 구체적인 방법론을 제시하였다. 이에 대한 사례연구로서 경기도 포천지역 도로망을 대상으로 본 방법론을 적용하였다. 본 연구에서 제시한 방법론은 1) 교통에서 배출된 오염물질만을 고려한 확산 분석, 2) 교통에서 배출된 오염물질과 주변오염물질농도를 결합하여 분석하는 두 가지 분석 모형을 포함하고 있다. 이를 통해 교통에 의해 발생된 대기오염물질이 교통망과 교통망 주변지역에 미치는 영향을 분석하는데 유용 할 것으로 판단된다. 또한, 교통에 의해 발생된 대기오염원과 대기오염원이 인체에 미치는 영향을 본 분석에 근거하여 도로주변 고농도의 대기오염물질에 의한 위해성(危害性)을 평가하는데 유용할 것으로 판단된다.
이 논문에서는 최근 서울시에서 시행하고 있는 대기오염 개선을 위한 정책 중 하나인 승용차 요일제가 대기오염도 저감에 어느 정도 효과가 있는지를 밝히려고 하였다. 먼저, 승용차 요일제와 같은 형태인 차량 2부제의 효과에 대한 연구에서 서로 다른 결론을 내고 있는 두 논문 김철희 등(2005)과 Lee et al.(2005)을 분석해 보았다. 분석 결과, 언뜻 보기에 전혀 다른 결론을 내리고 있는 것 같았던 두 논문은 문제에 접근하는 시각이 달랐기 때문에 다른 결론에 이른 것일 뿐, 기본적으로 같은 사실에 동의하고 있음을 알 수 있었다. 즉, 두 연구 모두 대기오염도는 오염물질의 배출량과 매일매일의 기상조건에 의해 결정된다는 사실이다. 가장 최근의 자동차 관련 자료를 활용하여 2002년도 차량 2부제 시행시, 서울에서의 배출량 변화를 계산하였다. 전체 배출량에 대해 이산화질소는 22.3%, 미세먼지는 5.5%, 아황산가스는 2.4% 저감되었다. 이러한 배출량의 저감이 대기 농도 변화에 미친 기여율을((배출량 변화/대기 농도변화)$\times$100로 정의) 계산한 결과 이산화질소 97%, 미세먼지 28%, 아황산가스 6%였다. 또한, 비산먼지 배출을 고려하여야 정확한 미세먼지 저감 영향을 산출할 수 있음을 알았다.
Calpuff 역모델링 기법을 이용해 산출된 자료는 오염물질 발생량을 예측할 수 있으며, 여러 가지 자료 비교를 통해 감축 가능성 및 목표 수립이 가능해졌다. 본 연구에서는 동해항 주변지역을 대상으로 Calpuff 역모델링 기법을 이용하여 대기 중 미세먼지 저감량 설정하기 위한 기초자료 구축에 목적을 두었으며, 모델링을 이용한 동해항을 포함한 5개 지역 배출농도 산출결과는 다음과 같다. 대기환경기준인 $50{\mu}g/m^3$을 적용하여 대상 지역별 허용배출량 산출 결과 site-D에서 가장 많은 $4.95{\mu}g/m^2{\cdot}S$의 배출량 저감이 요구되었으며, $4.95{\mu}g/m^2{\cdot}S$의 배출량을 감소시킬 경우 영향예측지점(동해하수종말처리장)의 PM10 평균 예측농도는 $42.6{\mu}g/m^3$로 감소될 것으로 나타났다. site-A(동해항)에서 배출되는 오염물질만을 적용하여 모델링 진행 결과 동해항 주변 민가의 기여농도는 평균 $40{\sim}50{\mu}g/m^3$으로 나타났으며, 배경농도를 고려하면 대기환경기준인 $50{\mu}g/m^3$을 상회 할 것으로 예상됨에 따라 더 이상의 오염물질 배출량은 허용되지 않을 것으로 판단된다. site-B는 상가와 나대지로 차량 통행과 나대지에서 비산되는 먼지로 인해 $0.11{\mu}g/m^2{\cdot}S$의 배출량 저감이 요구되었으며, site-C와 E는 오염물질 저감량은 발생하지 않았으나 지속적인 관리가 요구된다.
대기 중으로 배출되는 휘발성 유기화합물 (VOCs)은 인체에의 유해성 및 2차 오염물질의 생성 등에 많은 악영향을 미치고 있는 것으로 알려지고 있다. 최근에는 이들의 대한 원인물질, 정확한 발생량 및 기여의 정도를 파악하기 위한 연구가 미국-을 중심으로 국·내외적으로 광범위하게 수행되고 있다. 하지만 우리나라의 경우 이들에 대한 연구가 극히 저조한 실정인데 그 이유는 미량 VOCs 측정자체가 난해하고 비용 또한 많이 들기 때문이다. (중략)
황해는 한반도와 중국으로 둘러싸인 평균 수심 44 m 이하의 얕은 바다로 남쪽으로는 제주도와 중국의 상해를 잇는 선에 의해 동중국해와 구분된다. 동쪽의 한국쪽으로 수심이 깊은 곳이 치우쳐 있어 수심의 변화가 급한 편이고, 서쪽의 중국 쪽으로는 완만한 편이다 (과학기술처, 1997). 한편 중국 동부쪽에 대규모의 공업단지들이 있어 상당 부분의 오염 물질들을 배출하고 있어(Bai, 1997) 배출된 오염물질들이 한반도로 오는 경우가 많다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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