• 분석과학
• /
• 제23권4호
• /
• pp.371-382
• /
• 2010

제주도 고산지역에서 TSP (total suspended particulate), PM2.5 (particulate matter, below $2.5\;{\mu}m$ particle size) 대기에어로졸을 채취, 분석하여 에어로졸의 조성과 오염 특성을 조사하였다. 고산지역 대기에어로졸에서 nss(non-sea salt)-$SO_4^{2-}$과 $NH_4^+$은 다른 국내 청정지역 및 도시지역에 비해 높은 조성비를보이고 $NO_3^-$는 상대적으로 낮은 조성비를 나타내었다. 에어로졸 성분의 입경별 분포를 비교해 본 결과, 인위적 기원의 nss-$SO_4^{2-}$, $NO3_^-$, $NH_4^+$ 성분들은 대체적으로 미세입자에, 토양기원의 nss-$Ca^{2+}$과 해염기원의 $Na^+$, $Cl^-$, $Mg^{2+}$은 상대적으로 조대입자에 많이 분포하고 있는 것으로 확인되었다. 계절별로는 봄철에 nss-$Ca^{2+}$, Al, Fe, Ca, $NO_3^-$ 성분의 농도가 크게 상승하고, nss-$SO_4^{2-}$은 여름과 봄철에 높은 농도를 나타내었다. 인자분석 결과, 에어로졸은 대체적으로 인위적 발생원의 영향을 많이 받고, 다음으로 해양 및 토양 영향을 많이 받았다. 또한 역궤적 분석법으로 에어로졸 성분의 유입경로를 조사해 본 결과, nss-$SO_4^{2-}$, $NO_3^-$, Pb, nss-$Ca^{2+}$ 성분들은 대체적으로 기류가 중국대륙으로부터 제주지역으로 이동할 때 훨씬 더 높은 농도를 나타낸 반면, 북태평양에서 제주지역으로 이동할 때 상대적으로 낮은 농도를 나타내었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.302-313
• /
• 2008

본 연구는 포항지역 대기 중 PM$_{2.5}$의 물리 화학적 성분들의 농도분포특성을 파악하여 PM$_{2.5}$에 대한 배출원 기여도를 정량적으로 추정하고 PM$_{2.5}$농도 변동에 영향을 미치는 배출원을 알아보고자 하였다. 시료채취지점은 포항지역 내의 대조적인 두 지점인 공업지역과 주거지역에서 각 1개 지점을 선정하였다. 시료채취는 2003년 3월부터 12월에 걸쳐서 계절별 10$\sim$15일 동안 고용량공기시료채취기를 이용하여 24시간 연속 채취였다. PM$_{2.5}$ 시료에 함유된 화학성분들은 산추출하여 ICP와 이온크로마토그래피로 분석하였다. PM$_{2.5}$의 전체평균은 공업지역이 36.6 $\mu$g/m$^3$, 주거지역에서 30.6 $\mu$g/m$^3$로 나타났다. 계절별로는 두 지점 모두 봄철에 가장 높은 농도를 보이고 있으며 다음으로 겨울철, 가을철, 여름철의 순으로 나타났다. 두 측정지점에서 PM$_{2.5}$ 중 가장 많이 함유된 화학성분들은 이차생성입자를 형성하는 성분인 NO$_3^-$, SO$_4^{2-}$으로 나타났으며 각각의 농도는 공업지역에서 4.2 및 8.6 $\mu$g/m$^3$, 주거지역에서 3.7 및 6.9 $\mu$g/m$^3$로 나타났다. 반면, 공업지역에서는 Fe, Mn, Cr 등의 금속성분 농도가 주거지역에 비해 상당히 높게 나타나 공업지역이 철강산업의 영향을 반영하고 있는 것으로 추측된다. 포항지역 대기 중 PM$_{2.5}$의 농도 변동에 미치는 주요 영향인자를 파악하기 위하여 주성분 분석 및 다중회귀분석을 실시한 결과, 공업지역과 주거지역에서 가장 중요한 변수는 도로 비산먼지와 이차생성입자인 것으로 나타났으며, 이들 변수의 변동이 전체 PM$_{2.5}$ 농도변동에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 또한 포항지역 PM$_{2.5}$에 대한 주요 발생원의 기여도를 평가하기 위하여 CMB 모델링을 수행한 결과 공업지역의 경우 기여도가 큰 발생원은 토사 및 도로상의 비산먼지로 나타났고 그 다음으로 이차생성입자, 자동차, 해염입자, 금속산업의 순을 보였으며 주거지역도 이와 유사한 양상을 보였다. 이와 같은 결과를 토대로 국내에서 측정된 먼지시료를 대상으로 CMB 모델링 수행 시 그 적용한계성과 문제점 등을 고찰하였다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.330-342
• /
• 1998

영산강 하구역의 저서동물 군집구조 연구 일환으로 이 일대 해역의 저서환경을 조사하였다. 조사해역에 40개 정점을 설정하고 1995년 4월부터 1996년 2월까지 계절별로 표층 및 저층수괴의 수온, 염분 및 용존산소. 그리고 표층퇴적물의 입도분석과 함께 강열감량. COD 및 POC를 측정하였다. 수온은 표층의 경우 $4.1\~29.8^{\circ}C$, 저층의 경우 $4.0\~27.0^{\circ}C$범위였다. 염분의 경우 표층은 $15.1\~33.6\%_{\circ}$, 저층은 $21.5\~33.2\%_{\circ}$범위였다. 표층 수온은 여름철에는 내만역이 외측에 비해 높은 양상이었으며, 가을부터 봄까지는 내만역과 큰 차이를 나타내지 않았다. 저층수온은 여름철에 내만역에 형성된 성층으로 인해 외해역에 비해 상대적으로 낮은 양상이었다. 표층 및 저층염분은 담수가 간헐적으로 유입되는 내만역이 외해역에 비해 전 계절에 걸쳐 통해 낮은 값을 나타내었다. 용존산소는 표층의 경우 $5.1\~11.2mg/\ell$ 범위였으며 저층의 경우 $0.79\~10.2mg/\ell$였다. 특히 여름철에는 하구둑에서 목포항에 이르는 내만역의 광범위한 해역에 $2.0mg/\ell$ 이하의 저층빈 산소수괴가 형성되었다. 퇴적물의 평균입도는 $9.12{\pm}0.45\phi$로서 하구둑에서 외해역으로 나갈수록 입도가 조립해지는 양상이었다. 퇴적상은 내만역에는 실트성 점토질, 외측역에는 점토성 실트질의 퇴적상이었다. 퇴적물의 COD는 $6.15\~15.49mg\;O_2/g$범위로서 평균 $10.59{\pm}12.64mgO_2/g$였으며, 강열감량은 $3.35\~15.45\%$범위로서 평균 $6.96{\pm}1.91\%$였다. POC는 $0.61\~1.39\%$범위로서 평균 $1.07{\pm}0.16\%$였다. 이들 퇴적물 환경요소들의 공간분포양상은 내만역에서 높고 외해역으로 갈수록 감소하는 양상을 나타내었다. 저층수괴의 수온, 용존산소량, 퇴적물의 평균 입도, 점토 함량, COD 등 5가지 환경 요인을 사용하여 주성분분석을 실시한 결과 영산강 하구역은 저층수괴의 용존산소량과 퇴적물의 점토 함량에 따라 3개의 정점군으로 구분되었다. 영산강 하구둑에서 목포항 주변까지를 포함하는 내만역에 위치한 정점군은 표층염분과 저층수온이 낮으며, 입도는 상대적으로 세립하며 유기물 함량이 높고 여름철 빈산소 수괴가 형성되는 정점군이다. 고하도와 화원반도로 둘러싸이고 목포구 수로를 통해 외해역과 면해 있는 정점군에서의 퇴적물 입도는 상대적으로 조립하며 유기물 함량은 낮은 양상이었다. 또한 여름철에도 산소결핍 현상은 발생하지 않았으며, 저층수온과 저층염 분도 다른 정점군에 비해 상대적으로 높은 양상이었다. 한편 목포항 주변에서부터 외해역과의 중간에 위치한 정점군에서의 제환경 요소들은 두 정점군의 중간값을 나타내고 있다. 결국, 각 정점군의 점토 함량의 차이 및 세립한 입도와 높은 유기물 함량. 그리고 빈산소 수괴의 출현은 영산강 하구역에서 저서동물의 공간분포 양상에 영향을 미칠 수 있는 특징적인 환경요인이라고 판단된다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
• /
• 제8권1호
• /
• pp.35-47
• /
• 2014

The purpose of the study is to evaluate the pollution level (gaseous and particle phase) in the public facilities for the PAHs, non-regulated materials, forecast the risk level by the health risk assessment (HRA) and propose the guideline level. PAH assessments through sampling of particulate matter of diameter < 2.5 ${\mu}m$ ($PM_{2.5}$). The user and worker exposure scenario for the PAHs consists of 24-hour exposure scenario (WIES) assuming the worst case and the normal exposure scenario (MIES) based on the survey. This study investigated 20 PAH substances selected out of 32 substances known to be carcinogenic or potentially carcinogenic. The risk assessment applies major toxic equivalency factor (TEF) proposed from existing studies and estaimates individual Excess Cancer Risk (ECR). The study assesses the fine dusts ($PM_{2.5}$) and the exposure levels of the gaseous and particle PAH materials for 6 spots in each 8 facility, e.g. underground subway stations, child-care facilities, elderly care facilities, super market, indoor parking lot, terminal waiting room, internet caf$\acute{e}$ (PC-rooms), movie theater. For internet caf$\acute{e}$ (PC-rooms) in particular, that marks the highest $PM_{2.5}$ concentration and the average concentration of 10 spots (2 spots for each cafe) is 73.3 ${\mu}g/m^3$ (range: 6.8-185.2 ${\mu}g/m^3$). The high level of $PM_{2.5}$ seen in internet cafes was likely due to indoor smoking in most cases. For the gaseous PAHs, the detection frequency for 4-5 rings shows high and the elements with 6 rings shows low frequency. For the particle PAHs, the detection frequency for 2-3 rings shows low and the elements with 6 rings show high frequency. As a result, it is investigated that the most important PAHs are the naphthalene, acenaphthene and phenanthrene from the study of Kim et al. (2013) and this annual study. The health risk assessment demonstrates that each facility shows the level of $10^{-6}-10^{-4}$. Considering standards and local source of pollution levels, it is judged that the management standard of the benzo (a)pyrene, one of the PAHs, shall be managed with the range of 0.5-1.2 $ng/m^3$. Smoking and ventilation were considered as the most important PAHs exposure associated with public facility $PM_{2.5}$. This study only estimated for inhalation health risk of PAHs and focused on the associated cancer risk, while multiple measurements would be necessary for public health and policy.

• 한국지구과학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.469-480
• /
• 2012

본 연구는 3년(2005. 12. 1-2008. 11. 30) 동안 부산의 $PM_{2.5}$ 대기오염자동관측소(장림동: 공업지역, 좌동: 주거지역) 측정자료 중 고농도 $PM_{2.5}$(24시간 환경기준 $50{\mu}g/m^3$)에 대한 $PM_{2.5}$ 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화 특성과 함께 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속)에 따른 특성을 분석하고자 하였다. 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동과 좌동 각각 182일 및 27일이었다. 장림동에서 고농도 $PM_{2.5}$의 시간평균농도 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화는 모든 계절에서 오후에 비해 새벽과 오전 및 야간에 높은 비슷한 패턴을 나타내었다. 좌동의 여름 주간에 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비가 증가하는 것은 해양조건에서 광화학반응에 의해 생성되는 이차 입자상물질 중 $PM_{10}$의 거대입자 농도가 미세입자인 $PM_{2.5}$ 농도보다 더 감소하기 때문이다. 시간대별로 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속등급) 특성을 분석하였다. 그 결과, 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동에서 공업단지의 산업활동에 의한 오염물질 정체와 주변지역의 오염물질 이동에 의해 발생되었다. 좌동에서는 주로 주거와 상업활동으로 인한 지역적 오염물질 정체로 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제23권2호
• /
• pp.91-108
• /
• 2018

완도-도암만 주변 조하대 여름철 저서동물 분포 양상을 파악하기 위하여 2013년 8월에 25개 정점을 선정하여 현장조사를 실시하였다. 조사 결과 186종이 출현하였으며, 평균밀도는 $1,229ind./m^2$, 생체량은 $265.7g/m^2$이었다. 출현종수는 환형동물(43%), 밀도 및 생체량은 연체동물이 우점분류군이었다. 신지도 및 조약도, 고금도 주변에서 많은 출현종수와 높은 밀도를 보였으며, 외해역에서 내만역으로 들어가면서 출현종수 및 밀도가 감소하였는데 저층 수온과는 음의 상관관계, 염분 및 DO와는 양의 상관관계를 보였다. 최우점종은 아기반투명조개(Theora fragilis)로서 수하식 양식장이 산재한 고금도-조약도-신지도 주변 정점에서 높은 밀도를 보였으며, TOC와 양의 상관관계를 보였다. 두 번째 우점종인 옆새우류 Eriopisella sechellensis는 도암만 입구역에 폭넓게 분포하였으며, 환경요인과는 유의한 상관관계가 나타나지 않았지만 유기물 함량이 낮으면서 입도가 세립한 정점들에서 상대적으로 높은 밀도를 보였다. BIO-ENV분석 결과 저층수의 수온, 염분, pH, 표층퇴적물의 함수율, 황 함량 조합이 저서동물군집 분포의 71%를 설명하고 있었다. 집괴분석 결과 6개 정점군으로 구분되었으며, SIMPER 분석결과 각 정점군별로 특징적인 종들이 기여한 것으로 나타났다. 저서오염지수(BPI)의 분포에 의한 군집 오염도 평가결과 완도 서측 및 고금도-조약도-신지도 주변의 양식장 밀집지역은 유기오염의 영향을 받고 있었다. 특히 완도-도암만 해역은 만입구역의 섬 사이 해역의 저서동물군집이 유기오염의 영향을 더 받고 있었으나, 그 밖의 대부분의 정점들은 정상적인 저서생태계를 보였다. 연구 해역은 입구역의 양식장으로부터 공급되는 유기물이 내해역까지 영향을 미쳐 만 전체가 유기오염의 영향을 받을 가능성이 있기 때문에 외해역의 유기오염원에 대한 영향을 저감하는 방향으로 생태계 관리가 이루어져야 할 것으로 보인다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제54권4호
• /
• pp.22-35
• /
• 2021

최근 기후가 급격히 변하고 미세 먼지가 증가하는 등 대기 환경 오염 물질의 양상도 변하고 있다. 이에 따라 채색 문화재에 사용되는 안료의 안정성 연구에 대한 필요성이 대두되고 있다. 회청은 전통 인공 무기 안료로 스몰트(Smalt)라고 불리는 청색의 유리 안료이다. 포타쉬 유리에 코발트를 녹여 만드는데 벽화, 회화 등의 채색 문화재에 사용되어왔다. 본 연구에서는 시판되는 회청 안료 3종을 수집하여 안료의 특성을 분석하였다. 회청은 제조사에 따라 발색 원소인 Co와 융제인 K의 함량에 차이를 보였는데 Smalt-3의 경우 Co 함량이 15.1 wt.%로 가장 적았고, K 함량은 29.6 wt.%로 가장 많았다. 채색 시편을 제작하여 안료의 보존에 영향을 미치는 것으로 알려진 자외선, CO₂/NO₂ 등의 대기 오염 가스, 그리고 미세 먼지에 이온 상태로 존재하는 염(NaCl) 등 주요 환경 인자에 대한 안정성을 평가하였다. 색 안정성에 영향을 미친 인자는 NO₂ 가스, 자외선, 수용성 염(NaCl)이며 이 중 NO₂ 가스가 색 변화에 가장 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 성분 분석 결과, 안료의 색 변화에 K와 Co의 함량이 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며, Smalt-3은 NO₂와 수용성 염(NaCl)에서 색의 안정성이 가장 취약하였다. 특히 수용성 염(NaCl)은 색 변화에도 작용하지만 이보다 채색층 표면 물성을 약화시켜 채색층 도막 안정성에 악영향을 미치는 것을 본 연구를 통해 확인하였다. 반면 CO₂ 가스에 노출된 시편들은 색상 및 성분에 큰 변화가 없었다. 따라서 CO₂를 제외하고 시험에 적용된 모든 환경 인자가 회청의 색상을 변화시키고 도막의 안정성도 저해한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.275-290
• /
• 2021

대기 중의 이산화황(SO2)은 주로 인위적 배출원에 의해 발생하며 화학 반응을 통해 (초)미세먼지를 형성하여 직간접적으로 주변 환경 및 인체 건강에 해로운 영향을 주는 물질이다. 특히 지상에서의 농도는 인간 활동과 밀접한 관련이 있어 모니터링의 필요성이 매우 크다. 따라서, 본 연구에서는 TROPOMI SO2 연직 컬럼 농도 산출물 및 타 위성 산물과 모델 산출물 등을 융합 활용하여 기계학습 기법에 적용하여 SO2 지상 농도 추정모델을 개발하였다. 기계학습 기법으로는 널리 활용되고 있는 RF(Random Forest)에 잔차 보정 과정을 결합한 2-step 잔차 보정 RF를 적용하였다. 개발된 모델은 무작위, 공간 및 시간별 10-fold 교차 검증을 통하여 검증하였으며, 기울기(slope) 값이 1.14-1.25, 상관계수(R) 값이 0.55-0.65, rRMSE 값이 약 58-63% 정도로 나타났다. 이는 잔차 보정이 적용되지 않은 기존의 RF 대비 slope의 경우 약 10%, R과 rRMSE의 경우 약 3% 가량 향상된 결과를 보인다. 국가별로 나누어 분석하였을 때에는 샘플 수가 적고 SO2의 전반적인 농도가 낮은 일본 지역에서의 공간별 10-fold 교차검증 성능이 소폭 감소하는 것으로 나타났다. SO2 지상농도 분포를 계절별로 표출하였을 때, 일본의 경우 다른 지역 대비 연중 저농도가 관찰되며 높은 결측 값 비율로 인하여 관측소 농도 대비 2-step 잔차 보정 RF 모델에서 과대 모의하는 경향이 관찰되었다. 대표적 고농도 발생지인 중국의 YRD(Yangtze River Delta) 와 한국의 SMA(Seoul Metropolitan Area)의 계절적 분포 변화를 추가적으로 분석하였을 때, 연료 연소로 인한 겨울철 농도 증가 패턴이 나타났다. 이는 인위적 배출원의 영향을 크게 받는 SO2의 시공간적인 분포 특성을 잘 반영하고 있는 결과이다. 따라서, 본 연구를 통하여 제안한 모델은 장기적으로 SO2 지상 농도의 시공간적 분포를 파악하는 데에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.268-276
• /
• 2018

본 연구는 일반인에게 안전한 실내공기질 개선수단으로 인식되는 공기정화식물의 효율적 적용을 위해 실내공조에 요구되는 총풍량 확보가 가능한 식생기반 바이오필터 시스템을 제안하고자 했다. 시스템의 정량적 성능평가는 강의실형태의 실험실 체적 $332.73m^3$ 내 16명의 재실자 조건에서 목업단위 시스템의 공조 성능, 실내공기질 및 쾌적지표 개선효과에 대한 시계열 분석으로 진행되었다. 우선, 시스템 구동을 통해 총 $1,411.22m^3/h$의 유출 총풍량을 확보하여, 4.24 ACH의 환기율을 제공할 수 있었다. 실내온도는 $1.6^{\circ}C$, 흑구온도는 $1.0^{\circ}C$ 감소가 확인되었으며, 상대습도는 24.4% 상승한 최대 82.0%까지 증가하였다. 상대습도 급증에 따른 쾌적도 감소현상은 송풍기 구동에 따라 발생되는 실내기류로 상쇄되는 것으로 판단된다. 또한, 시스템 가동에 따른 공기질 개선지표 중 $PM_{10}$은 39.5% 감소한 평균 $22.11{\mu}g/m^3$을 기록하였다. 반면, $CO_2$는 최대 1,329 ppm까지 지속적으로 농도가 상승했는데, 이는 광도조건이 광보상점을 만족하지 못해 적용 식물과 재실자에서 방출되는 $CO_2$가 처리되지 못한 것으로 해석된다. 실내쾌적지표의 경우 PMV는 평균 83.6 % 감소된 -0.082, PPD는 평균 47.0% 감소된 5.41%에 수렴하여 식생기반 바이오필터 구동에 의해 높은 쾌적범위의 실내공간조성이 가능한 것으로 판단되었다. 본 연구의 한계는 소수 참여인원과 단기간 실험으로 인하여 시스템의 성능 규명이 제한적인 부분이었으며, 보다 장기간의 실험을 통해 바이오필터에 도입된 식생의 생육상태에 따른 압력손실 변화, 미세먼지 저감에 대한 구체적인 메커니즘 규명 등의 후속연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제100권1호
• /
• pp.112-117
• /
• 2011

본 연구는 산불이 저서성대형무척추동물의 섭식기능군과 군집안정성에 미치는 영향을 파악하기 위해 실시 되었다. 산불이 발생한 울진군의 2개 수계를 실험수계 그리고 산불비발생지의 2개 수계를 대조수계로 설정하여 산불이 발생한 2007년부터 2009년까지 조사하였다. 조사결과, 대조수계에서 4문 6강 16목 47과 89종, 실험수계에서 4문 6강 16목 43과 84종이 출현하였다. 각 연도별 실험수계에서 조사된 청정수계지표종인 E.P.T 분류군의 종수 및 개체수의 경우, 2007년에는 하루살이목이 21종, $2,434.6inds./m^2$, 강도래목이 3종, $199.8inds./m^2$, 날도래목이 14종, $540.2inds./m^2$로 나타났으며, 2009년에는 하루살이목 9종, $296inds./m^2$, 날도래목 4종 $44.4inds./m^2$, 강도래목은 나타나지 않았다. 전체적으로 매년 E.P.T 분류군에 속하는 종수 및 개체수가 급감하는 것으로 나타났다. 또한 매년 대조수계에 비해 실험수계에서 다양도와 풍부도가 감소하는 경향을 보였다. 섭식기능군은 GC type은 종수 및 개체수가 매년 감소하는 경향을 나타내었으나 기타 type에는 큰 변화가 없었다. 군집안정성은 실험수계에서 I III구역에 해당하는 종이 가장 많이 출현하였으나, 산불 후 매년 I III구역의 종수가 대체적으로 감소하는 경향을 나타내었다.