CALPUFF is one of the recommended air pollution models by EPA with AERMOD. It has been used to simulate the ambient concentration of critical air pollutants as well as non-critical pollutants such as persistent organic matters and the organic materials causing odor. In this model, the air pollutants go through dispersion, transportation, chemical reaction, and deposition process. These mechanisms are significantly influenced by meteorological condition. This study produces the meteorological field in three different methods for the simulation of $SO_2$ using CALPUFF: 1) CALMET model by using both ground-level and aerological observation, 2) CALMET model by using MM5 results with NCEP/NCAR reanalyzed data, 3) CALMET model by using MM5 results in which FDDA is applied with NCEP/NCAR reanalyzed data as well as the meteorological data of Korea Meteorological Administration. As a result of CALPUFF model, the resolved concentration of $SO_2$ showed different behaviors in three cases. For the first case, the fluctuation of SO2 concentration was frequently observed while the fluctuation is reduced in the second and third cases. In addition, the maximum concentration of $SO_2$ in the first case was about 2~3 times higher than the second case, and about 4~6 times higher than the third case. These results can be caused by the accuracy of the resolved meteorological field. It is inferred that the meteorological field of the first case could be less accurate than other two cases. These results show that the use of correct meteorological data can improve the result of dispersion model. Moreover, the contribution of various sources such as point, line, and area sources on the ambient concentration of air pollutant can be roughly estimated from the sensitivity analysis.
환경부가 발표한 21세기 대기환경관리 정책방향에서도 사업장의 대기오염 물질 관리강화를 포함시키고 있어, 이제 바야흐로 우리 나라도 사업장에 대한 과학적인 대기 환경관리 정책이 요구되고 있다. 그러나, 현재 대기확산예측 평가분야는 아직 국내기술이 미약하고, 사용되는 소프트웨어는 미국환경보호청에서 추천하는 모델을 사용하므로, 국내 실정에 맞는 데이터를 적용하기에 많은 인력과 시간을 소모해야 했다. 본 프로그램은 기존의 포트란으로 프로그램 된 소프트웨어보다 비주얼한 환경에 중점을 두고 C++언어로 프로그램 하였다. 또한, 국내 실정에 맞는 데이터를 사용하여 적은 비용과 짧은 시간 내에 대기확산예측을 할 수 있다.
This paper aims at studying the key design elements for the optimal ventilation system design, developing the design models and suggesting the design guidelines. The key elements include the basic exhaust emission rate, wall friction coefficient, vehicle drag coefficient and slip streaming effect, jet fan operating efficiency, natural ventilation force and installation scheme for jet fans and ventilation monitors in tunnel. The design models developed in this study are one-dimensional ventilation simulator to analyze the air flow, pressure profile and pollutant dispersion inside and outside tunnel, expert model to choose the optimal ventilation method, and the ventilation characteristic chart to evaluate the preliminary ventilation system. The study results are reflected in the design guideline for road tunnel ventilation system.
본 연구는 도시의 대기환경과 관련하여 도시림의 정화 기능을 평가해보고 개선방안에 대해 고찰해 보는 것이 목적이다. 대기오염은 도시화가 특히 심화되어 있는 지역일수록 심각하기 때문에 우리나라의 대도시 중 하나인 대구광역시를 대상으로 도시림의 대기정화기능을 추정하였다. 오염물질의 흡수량을 산정함에 있어 기존에는 고려되지 못했던 오염농도의 공간적 차이를 적용하였으며, 크리깅을 통해 대기확산모델링 자료의 해상도를 향상시켰다. 도시림의 유형 및 분포를 파악해 본 결과, 대상지역 도시림 내의 식생군락은 총 26개 유형이었으며, 소나무군락, 소나무-신갈군락, 소나무-상수리군락 등 다양한 수종이 분포하고 있었다. 도시림의 대기정화기능을 알아보고자 $CO_2$의 흡수량을 파악해 본 결과, 연간 흡수량은 총 108,155t/yr인 것으로 분석되었다. 도시림의 대기오염물질 흡수량의 경우 $SO_2$ 흡수량은 총 183.5t/yr이었으며, $NO_2$ 흡수량은 총 410.2t/yr인 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 오염농도에 대한 공간적 분포를 고려하지 않아 확인이 불가능했던 농도에 따른 흡수량의 차이를 확인해 볼 수 있었다.
선박의 오염물질 배출에 대한 규제는 최근 IMO/MEPC(국제해사기구/해양환경보호위원회)를 통해서 진행 중이다. 선박오염원에서 배출된 오염물질은 국지적인 요인에 의해서 연안지역을 비롯하여 육지로 확산될 수 있다. 인천과 같이 선박 배출 오염물질에 노출되어 있는 항구 도시에서 선박오염원 조절은 연안지역의 대기질 관리정책을 효율적으로 고안하기 위해서 반드시 필요하다. 연안지역의 대기오염물질 중 선박에 의한 NOx와 SOx의 농도는 전체 NOx와 SOx 농도의 각각 14 %와 10 %를 차지한다(NIER, 2008). 연안도시지역의 대기질은 국지적인 순환에 의존하는 오염물질의 확산 경향과 선박의 수에 영향을 받는다. 선박오염원으로부터 배출된 오염물질의 확산을 WRF(Weather Research and Forecasting model)의 기상장을 기초로 CALPUFF(California Puff model)를 사용하여 분석하였다. 그리고 연안도시지역의 대기확산모델은 정박한 선박과 입 출항하는 선박으로 나누어 각각 점오염원과 선오염원으로 구분하여 모의하였다. 선박척수 82~84척을 기준으로 NOx의 총 평균 배출량은 입 출항시 각각 6.2 g/s, 6.8 g/s이었고, SOx의 총 평균 배출량은 입 출항시 각각 3.6 g/s, 5.1 g/s 이었다. 정박 중인 선박의 NOx와 SOx에 대한 총 평균 배출량은 각각 0.77 g/s, 1.93 g/s이었다. 육풍의 영향으로 인하여 인천항으로부터 내륙으로 진행되는 오염물질의 수송이 억제되었고, 내륙의 SOx와 NOx 농도가 일시적으로 감소하는 원인이 되었다. 해풍에 의해 NOx와 SOx가 내륙으로 확산되었고, 내륙의 NOx와 SOx의 농도가 점차 증가하였다. 인천항과 인접한 지역의 오염물질의 농도는 해륙풍의 영향보다 인천항에 정박 중인 선박오염원에 의한 영향이 더욱 크게 반영되었다. 본 연구는 연안도시지역의 대기질 정책고안과 배출기준을 정하는 것에 유용할 것으로 기대된다.
Simple correlation analysis, factor analysis, and multi-variate analysis have been performed to analyze the relationship between air pollution and meteorological factors for air pollution and meteorological data measured at Kwanghwamun in Seoul during the period of one year(January 1990 $\sim$ December 1990). As a result of simple correlation and factor analysis, $SO_2$, TSP and CO concentrations have shown high negative correlation with temperature and among these indicating that these are related with pollutant emission trend based upon heating fuel usage. Ozone has a good corrleation with solar radiation and relative humidity to have a closed relation with $O_3$ generation reaction mechanism. The result of multi-variate correlation analysis shows that the concentration of $SO_2$ and CO are adequate for correlation model with ambient temperature and wind speed and $O_3$ concentrations are adequate for that with solar radiation and wind speed. $SO_2$ and CO levels are considered to be affected first of all by heating fuel usage as a emssion source and wind speed as a dispersion effect. The $SO_2$ concentration in the condition that the temperature fall below zero is explained by multilicative model with wind speed, only one variable.
The traffic volume of Seoul is extremely high in comparison to other major cities in Korea, and the result has been harmful physical and mental exposure to pollution by Seoulites on a regular basis. The street air pollution is more important than the others, because the air pollution generated by street traffic directly impacts the health of nearby pedestrians. This problem requires urgent attention and resolution. Among the factors creating the air pollution originating from the street, is the configuration of streets, which have emerged as the most significant because it is related to air and pollutant dispersion. Therefore, this study was conducted under the assumption that street form affects the air quality. Study sites were classified by street characteristics, and air quality was analyzed in each class. Then the OSPM (Operational Street Pollution Model) was employed to simulate the relationship between street configuration and air quality of streets within the old city center and new city center in Seoul. After that this study analyzed the correlation between air pollution and the spatial configuration of urban streets (ex. street width, building height, building density, etc.) to determine their contributions to air pollution. The outcome of this study is as follows : First, the result that was derived from the correlation analysis between street configuration and air quality hewed that the air pollution of the street is influenced by the average height of building, width of the roads as well as traffic volume. On the roadside, the concentration level of $NO_2$ is mainly affected by the average height of building and the deviation of building height along the street and CO is affected by street width. The outcome of this study can be used as a basis for more sound urban design policies, and the promotion of desirable street environments for pedestrians.
본 연구에서는 건물 꼭지점의 위 경도 좌표를 제공하는 GIS로부터 수치 모델의 건물 정보를 구축할 수 있는 알고리즘을 개선하였다. 이 알고리즘은 인접한 건물 꼭지점 위 경도 좌표를 지나는 선분을 순차적으로 연결하여 건물 외곽선을 구성하고, 외곽선 내부의 지점을 건물로 인식하기 때문에, Lee et al. (2009)에서 개발한 알고리즘의 한계를 개선하였고, 복잡한 형태의 건물을 실제에 가깝게 재현할 수 있었다. 본 연구에서는 GIS로부터 수치 건물을 구축할 때, 알고리즘 한계에 의해 발생한 건물 형태의 변화가 건물 주변의 흐름과 오염물질 확산에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해, 알고리즘에 의한 건물 변형이 나타날 수 있는 세 가지 형태의 건물을 대상으로 전산유체역학 모델을 이용한 수치 실험을 수행하였다. 알고리즘 한계에 의해 발생한 건물 변형은 풍하영역의 흐름 패턴에는 상대적으로 작은 영향을 미쳤으나, 건물 사이의 공간에 나타나는 소용돌이와 같은 건물 규모 대기 현상의 수치 모의에는 매우 중요한 영향을 미쳤다. 건물 변형에 따른 건물 사이 공간의 축소는 건물 주위에 나타날 수 있는 소용돌이를 전혀 모의하지 못하거나 소용돌이 규모를 과소 모의 하는 등의 결과를 초래하였다. 건물 변형에 따른 평균 바람장 변화는 건물 주변 지역에서 배출된 스칼라 오염물질의 확산 패턴에도 큰 영향을 미침을 확인할 수 있었다.
The Texas Climatological Model (TCM) Predicts long-term pollutant concentrations for a rectilinear array or receptors defined by the user. This paper describes the TCM and compares predictions from TCM with predictions from the Climatological Dispersion Model (CDMQC). A number of model runs have been made with the TCM and CDMQC using the same source inventories and sets of climatology. The concentrations predicted by these two models are compared and the result of several types of statistical analyses are reported. In most cases, the TCM predicts concentrations that are equivalent to those predicted by the CDMQC. However, in certain cases, the CDMQC tends to predict concentrations that are unrealistically high. In the computer time, the TCM requires about one-eights of the computer time used by the CDMQC.
This paper reports the experimental results for the determination of the overall partition coefficient of VOCs in unsaturated soil, A chromatographic method was used for the determination of gaseous partition coefficients to natural soil under various water content conditions. The equilibrium vapor pressure of water over saturated salt solution was used to fix the relative humidity of the air and control the water content of the soil systems. The transport behavior was studied for dichloromethane, trichloroethane and dichlorobenzene pollutants, with log octanol-water partition coefficients(log $K_{ow}$ ) which range from 1.25 to 3.39, or water to soil partitioning which varies by 135 times; water solubility constants which vary by 3 times; and vapor pressures which range from 1 to 362 torr. Water content of the soil had a pronounced effect on the effective partition coefficient(between gas and soil + water stationary phase) as well as on the effective dispersion coefficient.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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