오존은 낮동안 일출이 시작되면서 광화학반응을 통하여 생성되며, 또한 혼합층고도의 발달과 함께 강부에 존재하는 오존이 아래로 유입되어 지표부근 오존농도에 영향을 준다. 야간에는 오존농도가 점차 파괴되는데 역전층 상부의 오존농도는 오존의 저수지 역할을 하여 연직적인 오존농도 분포에 영향을 미친다. 따라서 서울시 오존의 생성 및 소멸에 관련된 정확한 원인을 밝히는 데에는 혼합층고도 및 역전층의 발달과정에 따른 오존농도의 연직분포를 고찰하여 오존농도의 거동을 시ㆍ공간적으로 파악할 필요가 있다.(중략)
본 연구는 최근 인구와 산업체가 급증하고 있는 김해시를 대상으로 김해시.군을 통합한 1996년 이후부터 2002년까지 김해시 지상오존농도의 변화경향과 고농도 오존일에 대한 사례 연구결과 다음과 같다. 김해시 대기오염농도의 시계열변화는 증가추세가 뚜렷하였으며, 최근 대기환경기준이 강화되면서 환경지정기준을 초과하기도 하였다. 계절별 오존농도의 일변화는 사계절 가운데 봄철이 가장 농도가 높게 나타났으며 매년 증가하는 농도폭도 가장 크게 나타났다. 이는 여름철의 경우 태양고도가 높고 단위시간당 일사량은 많으나, 장마와 같은 운량 증가로 인한 일사량의 감소되거나, 기온이 상승할 경우 해안으로부터 해풍이 증가하여 여름보다는 봄철에 더 높은 농도를 나타낸 것으로 생각되며, 인구와 자동차 등의 증가로 인한 배출량이 증가한 것도 크게 영향을 미친 것으로 생각된다. 연구기간동안 60 ppb 이상의 고농도 오존일의 총 발생빈도는 237일로 나타났으며, 매년 발생빈도가 증가하고 있으며, 대기환경기준 100 ppb/hr를 초과한 날도 8일이나 되었는데, 1999년이 4일 발생하여 오존에 의한 대기오염규제지역으로 선정되었는데, 고농도 오존일은 지난 1997년 이후 매년 증가하고 있으며 겨울을 제외한 전 월에 발생하는 특징을 나타내어 오존의 저감을 위한 실천 계획 수립뿐 아니라 고농도 오존일에 대한 집중적인 연구와 빠른 시간 내에 오존의 예.경보제를 도입 운영하는 것이 김해시민의 건강과 복지에 도움이 될 것으로 생각된다. 고농도 오존일에 대한 사례일 첫 번째인 5월 1일은 일 최고 기온은 그리 높은 상태는 아니었지만 광범위한 이동성 고기압에 의해 대기가 정체하고 바람이 약한 시점에 광화학반응에 의한 오존생성이 용이하였고 해안가의 높은 농도의 오존이 수송되어 고농도 오존이 발생하였으며, 사례 2의 경우 대륙에서 이동해 오는 이동성 고기압의 영향으로 대기는 안정하고 바람이 약하여 기온이 급상승하였으며, 광화학반응에 의한 오존 생성이 용이하였다. 사례 3의 경우는 남북으로 놓여 있는 대규모 기압계 사이에 안상부 형태의 대상고기압이 놓여 대기는 매우 안정하고 바람이 약하며 때때로 기압계에 의한 바람이 불 경우 다소 강한 바람이 불어 일사량이 많은 기압계에서 광화학반응과 수소에 의한 오존생성이 용이하여 고농도 오존을 발생하였다.
오존농도는 낮동안 일출이 시작되면서 광화학반응을 통하여 생성되고 일몰 후 점차 감소되어 야간에는 오존농도가 점차 파괴된다. 역전층 상부의 오존농도는 오존의 저수지 역할을 하여 연직적인 오존농도 분포에 영향을 미친다. 따라서 서울시 오존의 생성 및 소멸에 관련된 정확한 원인을 밝히는 데에는 혼합층고도 및 역전층의 발달과정에 따른 오존농도의 연직분포를 고찰하여 오존농도의 거동을 시ㆍ공간적으로 파악할 필요가 있다. 특히 서울시에서 방학동 주변지역의 오존 농도는 해마다 높게 측정되고 있는데, 이 지역에 대한 자세한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 오존농도 연직분포와 기상측정을 하였다. (중략)
고농도의 오존 농도를 예측ㆍ평가하기 위해서는 대상지역의 기상조건과 풍상쪽(up wind)으로부터의 오존ㆍ오존전구물질(precursor)의 중ㆍ장거리이동, VOCs 및 NOx의 배경농도 및 배출량과 관련된 VOC/NOx의 농도 특성을 파악하는 것이 필수적이다. 따라서 대상지역의 VOCs/NOx의 농도 특성에 따라 차후 고농도의 오존 생성을 예방하기 위한 오존전구물질의 저감대책이 결정되어지므로 대상지역의 광화학특성을 파악하는 것이 선행되어져야 한다.(중략)
대기오염물질 중 오존은 대기성분 간의 화학반응에 의하여 광화학스모그를 형성하는 주요한 가스로서 지금까지 오존의 생성과 대기오염물질 및 기상과의 상관성을 이용한 오존 예측 연구가 다양하게 이루어져 왔다. 국내에서는 회귀모형을 이용한 오존농도 예측(허정숙등, 1993), 신경회로망을 이용한 오존농도 예측(김용국 등, 1994), Wavelet Transform을 이용한 단기오존농도 예측(김신도, 1998)등이 있고, 국외에서는 단기 오존예측(Feister & Balzer; 1991), 선형모델을 이용한 오존예측(Cox, Chu, 1992), 비선형모델을 이용한 오존예측(Peter et, 1995)등이 있다. (중략)
지난해 수도권에서 월드컵경기가 진행되었던 2002년 6월 6일에 구리 수택동 지점에서 203ppb에 이르는 고농도 오존이 발생하였다. 이때의 기상상태는 바람이 약하고 일사량이 강하고 운량이 적는 둥 고농도 오존의 좋은 조건이었다. 반면 2002년 7월 27일은 6월의 경우와 마찬가지로 기상조건은 고농도 오존생성의 호조건이었으나 수도권 67개 지점의 오존 평균 농도가 30ppb이하의 낮은 농도를 나타내었다. 본 연구에서는 광화학모델인 Models-3/CMAQ을 이용하여 이러한 2가지 오존 사례를 모사하고 특징을 비교 고찰하고자 한다. (중략)
고농도의 오존은 인간이나 동물의 건강뿐이 아닌 식물 및 토양등에도 중요한 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 따라서 날로 그 관심도가 증대되고 있다. 오존의 효율적 제어를 위해서는 오존 생성 메카니즘을 면밀히 분석하여 어떠한 물질 혹은 물질의 비율이 고농도 오존 발생과 연관성이 있는지에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 광화학 반응모델에서 초기농도 등에 따른 민감도 분석결과를 바탕으로 고농도 오존에 영향을 주는 지표를 살펴보고, 오존농도의 효율적 제어를 위한 기초자료로 활용하고자 한다. (중략)
최근 서울과 수도권지역의 오존농도에 대한 환경기준치 초과횟수와 고농도 발생일이 증가추세에 있으며, 일 최고농도 또한 높아지고 있다. 특히, 경기도지역 및 지방도시의 고농도 오존이 크게 증가하는 등 오존의 광역화현상이 나타나고 있다. 따라서 오존 및 오존 전구물질의 현황 및 발생기작을 파악하는 것이 시급한 상황이다. 외국의 경우 막대한 연구비를 투자하여 종합적인 오존 및 오존전구물질의 현황 파악 및 생성기작에 대한 연구를 진행해 왔다. (중략)
본 연구에서는 2001년부터 2005년까지의 최근 5년간의 대구시 보건환경연구원의 대기질 자동측정망 자료와 대구기상대의 기상자료를 이용하여 통계적 방법을 이용하여 대구시 주거지역의 오존농도를 평가하였다. 분석기간은 2001년부터 2005년까지 고농도 오존일이 가장 많이 발생한 5, 6월을 대상으로 하여, 오존농도와 대기오염물질 및 기상요소와의 상관관계분석과 교차상관관계 분석을 실시하였다. 대구지역의 오존농도는 측정지점별로 약간의 차이는 있지만, 기온 및 일사량이 증가하는 하절기에 증가하고, 동절기에 감소하는 전형적인 패턴을 보여주었다. 분석기간 중 오존최고농도는 상관관계분석 결과 고농도 오존에 영향을 주는 인자로 대기오염물질로는 $NO_2$, NO 그리고 기상요소로는 온도, 상대습도, 일사량으로 나타났다. 교차상관관계분석 결과 NO2, NO, 온도와 상대습도는 0시간 차이에서 가장 높은 상관계수를 나타내었으며, 일사량의 경우 오존농도가 최고치를 나타낼 때보다 -2시간 차이에서 가장 높은 상관계수를 나타내었다.
본 연구는 고 에너지 방사선 조사에 기인된 방사선치료실 내 오존 농도의 변화를 비교 분석하고자 하였다. 이를 위하여 치료실 주변 대기 중 오존 농도와 치료실 내 배경 오존 농도를 분석하여 고 에너지 방사선 조사에 기인된 치료실 내 평균 오존 농도를 비교하였다. 치료실 내 배경 오존 농도는 평균 $17.4{\pm}7.9ppb$로 방사선치료실 주변의 대기 중 오존 농도(평균 $36.8{\pm}22.3ppb$)보다 약 50% 정도 통계적으로 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 고 에너지 방사선 조사에 기인된 치료실 내 오존 농도는 방사선이 조사됨과 동시에 배경 오존 농도의 약 2배 수준으로 급격하게 증가되었으며 조사시간이 증가함에 따라 기울기가 일정한 증가 추이를 보이다가 약 130초에서 180초 부근에서 최대 오존 농도를 이루고 점차 포화되는 경향을 보였으며 배경 오존 농도로 감소하는데 소요되는 시간은 약 10분 이상이었다. 본 연구 결과를 토대로 고 에너지 방사선 조사에 기인된 방사선치료실 내 오존 농도는 후각을 자극하는 오존의 특이한 냄새를 맡거나 순간적인 호흡 곤란과 마른기침으로 가슴 통증 등의 신체적 증상이 나타날 수 있는 수준으로 밀폐된 방사선치료실에서 고농도 오존에 장시간 노출될 경우 폐 질환을 악화시킬 수 있기 때문에 각별한 주의가 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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