대기중 목정성분의 농도와 침적량 자료가 실측되어진 경우 침적속도를 추정하는 방법에는 직접계산에 의한 방식(Calculation method)과 그래프 방식(Graphical method)이 있는데 전자는 측정된 침적량을 대기 농도로 나눈 값으로 침적속도를 추정하는 방법이며 후자는 침적량(y축)과 대기농도(x축)자료를 회귀분석 하여 얻어진 회귀직선의 기울기로 침적속도를 추정하는 방법이다. (중략)
건식 침적은 강수가 없는 경우에 대기중의 오염물질이 식생, 토양, 수면 등의 지표면으로 직접 이동되는 과정을 일컫는 것으로서, 다음 식 (1)과 같이 대기중 오염물질의 농도와 건식 침적속도의 곱으로서 건식 침적속을 구할 수 있다. F=$V_d$.C 이때, F는 건식 침적속 (g/$\textrm{m}^2$/sec), $V_d$는 건식 침적속도 (m/sec), C는 대기중의 오염물질 농도 (g/$\textrm{m}^3$)이다. (중략)
입자상 물질에 대한 건성침적속도를 구하는 두 가지 모형 중 Slinn의 모수화로 구축된 건성침적모형이 ADOM 건성침적모형에 비해 좀 더 신뢰성있는 결과를 산출하였고 부산광역시에서의 입자상 물질에 대한 건성침적속도 수치모의 결과도 전반적으로 거칠기 길이가 큰 산림지역에서 높은 값이 나타남을 보여주었다. 입자상 물질의 건성침적속도 계산에 있어 가장 중요한 것은 대상 입자의 크기이므로 무엇보다도 그 물질에 대한 정확한 크기분포에 대한 규명이 있어야 하고 또한 본 연구에서는 다루지 못한 수면의 높은 풍속에서의 물결 파괴, 물보라 형성 그리고 물과 공기경계면 근처의 습한 지역에서 입자 성장의 영향 등을 고려하는 좀더 자세한 연구가 추후에 이루어져야 할 것이다.
피폭상자 내에서 벼를 생육단계별로 80 분 간 $I_2$ 증기에 피폭시키고 작물체 직접오염 관련 인자를 조사하였다. $I_2$ 증기의 경엽부 침적속도$(m\;s^{-1})$는 피폭시기에 따라 $1.4{\times}10^{-5}-1.3{\times}10^{-4}$의 범위로 생육 전반기 피폭시 비교적 낮았다. 이삭 침적속도는 $2.5{\times}10^{-5}-6.7{\times}10^{-5}$의 범위였다. 전체 작물체에 대한 침적속도는 $1.4{\times}10^{-5}-1.8{\times}10^{-4}$의 범위로 8월 18일(출수 시작후 7일) 피폭시 가장 높았다. 침적속도를 생육밀도 기준으로 나타내면 시기에 따른 변이 정도가 대체로 감소하였다. 기온, 일광 및 습도에 대한 이렇다할 침적속도의 경향성은 관찰되지 않았다. 요오드의 현미 전류계수는 $3.3{\times}10^{-5}-4.7{\times}10^{-4}$의 범위로 8월 23일 피폭에서 가장 높았다. 출수전 경엽부에 침적한 요오드도 상당량 현미로 전류하는 것으로 나타났다.
대기 중의 오염물질들은 지표면 환경과 식생, 농작물, 수면 등의 침적 대상 표면 그리고 생물 활동에 직접적인 피해를 줄 수 있고 토양오염과 수질오염원이 되는 오염물질 유입을 고려해야 하는 환경문제에 있어서 오염물질 농도 예측에 아주 중요한 역할을 한다. 입자상 물질의 건성침적은 습성 침적과 더불어 중금속이나 SO$_4$$^{2-}$ , NO$_3$$^{-}$ 및 NH$_4$$^{+}$와 같은 화합물을 생태계로 전달하여 생태계를 산성화시키거나 부영양화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고, 이러한 입자상 물질에 대한 건성 침적은 관측 결과들이 submicron particle들에 대한 침적 속도가 아주 작음을 보여주고 또한 particle들의 침적 과정의 복잡성 때문에 가스상 물질에 대한 건성침적보다 관심을 덜 받고 있다. (중략)
대기 중 입자상 물질의 건식 침적 속도는 그 과정의 복잡성으로 인해 모형을 이용한 연구 시 종종 일정한 값으로 간주되어 왔다. 그러나 입자상 물질의 전체 침적 속(flux)에서 건식 침적 속(flux)이 차지하는 부분은 무시할 수 없는 양이며, 따라서 입자상 물질의 기후 및 환경에 대한 영향을 평가하기 위해서는 이 과정의 정량적인 추정이 필요하다. 본 연구는 프랑스 기상청(Meteo-France)의 대기화학수송모형(CTM)인 MOCAGE에 에어로졸 모듈을 개발하는 일환으로 지표 특성 및 지표 가까이의 미기상학적 조건 등을 고려하여 입자 크기 별 입자상 물질의 건식 침적 속도를 모수화 하였다.(중략)
건식 침적은 오염물질의 물리 화학적 특성과 기상상태(온도, 풍속, 대기안정도 등)와 표면 특성의 함수이다. 건식 침적은 크게 가스상 침적과 입자상 침적으로 나뉘어 지며, 입자상 침적은 다시 중력침강에 주로 영향을 받는 조대입자 영역과 브라운 운동에 주로 영향을 받는 미세 입자 영역으로 나뉘어 질 수 있다. 건식 침적량은 일반적으로 이론적인 건식 침적 속도와 실측된 대기 농도로부터 추정되어지거나 혹은 대체 표면 측정과 같은 직접적인 측정방법을 이용하여 산출되어진다. (중략)
무에 대한 $I_2$ 증기의 작물체 침적속도와 뿌리 전류계수를 측정하기 위하여 파종 후 29 일에서 53 일 사이에 생육시기별로 작물체를 $I_2$ 증기에 80 분 간 피폭시켰다. 피폭은 오전 중에 투명한 상자 내에서 수행되었다. 침적속도($ms^{-1}$)는 대체로 $1.0{\times}10^{-4}{\sim}2.0{\times}10^{-4}$의 범위로 생육밀도가 높을수록 증가하는 경향이었다. 또한 상대습도가 높을 경우 값이 커진다는 기존 보고와 어느 정도 일치하였다. 본 침적속도는 몇몇 야외 측정치보다 수 십 배 정도 낮았고 이는 주로 피폭상자 내의 낮은 풍속($0.2\;ms^{-1}$ 내외)에 기인하는 것으로 추정되었다. 뿌리 전류계수(작물체 총침적량에 대한 수확시 뿌리 내 함유량의 비)는 다소 보수적으로 계산하여 파종 후 29 일 피폭에서 $1.3{\times}10^{-3}$, 파종 후 53 일 피폭에서는 $5,0{\times}10^{-3}$이었다. 본 실험결과의 이용에 있어서는 기상 조건, 요오드의 물리화학적 형태 등에 유의할 필요가 있다.
서울지역의 질량 및 중금속 건식침적량과 대기중 입자의 입경분포를 1998년 7월부터 11월까지 건식침적판, 다단계 관성충돌 채취기(Cascade Impactor) 및 조대업자 채취기(Coarse Particle Sampler)를 사용하여 측정하였다. 인위적 오염원에 기인한 중금속(Cu, Mn, Ni, Pt, Zn)의 건식침적량이 주로 자연적 오염원에 기인한 중금속(Al, Ca)의 건식침적량에 비하여 약 10배에서 100배 정도 낮은 값을 나타내었다. 완전한 총 입자 및 중금속 입자의 입경분포는 입자 입경이 $10{\mu}m$보다 작은 영역에서 두 개의 peak를 보이고 $10{\mu}m$보다 큰 입자 영역에서 또다른 peak을 보이는 삼봉형(trimodal) 입경분포를 보여주었다. Sehmel-Hodgson 모델을 사용하여 건식침적속도를 추정하고 이를 이용하여 총 입자 및 중금속 입자의 건식침적량을 계산하기 위하여 다단계 모델(Multi-step model)을 사용하였다. 이 방법에 의하면, 건식침적량은 입자의 입경이 $10{\mu}m$보다 큰 입자들의 높은 건식침적속도에 의하여 크게 영향을 받고 이로부터 건식침적은 $10{\mu}m$보다 큰 입자들의 침적이 대부분을 차지한다는 것을 보여주었다. 측정된 입자의 입경분포와 추정된 건식침적속도를 이용하여 다단계 모델을 통하여 예측된 건식침적량은 직접 측정된 건식침적량과 비교하였을 때 잘 일치하였다.
오존 등 기체상 오염물질의 식물 표면에 대한 건성침적은 식물의 생물학적 활동에 피해를 줄 수 있으며(Runeckles and Chevone, 1992; Chappelka and Chevone, 1992), 건성침적 현상은 노출된 식물지표 환경의 화학적 특성을 변화시키는 작용으로 관심의 대상이 되고있다(Businger, 1986; Galbally et al., 1986; Chang et al., 1987; Wesely, 1989; Hicks et al., 1989). 이러한 기체상 오염물질의 침적현상은 대기질 관리에 있어서 오염물질의 적절한 감소계획을 산정ㆍ평가하기 위하여 지상 오염물질의 농도를 정확하게 추정하는 과정에서 필수적으로 고려되어야 하는 부분이다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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