| 초록 |
1. 바이오매스 연소과정 배출 PM 2.5 및 입자크기 별 화학 및 광학적 특성 평가 연구 세 종류 (볏짚, 솔잎, 및 참깨줄기)의 바이오매스 연소 (biomass burning, BB) 배출 PM 2.5 및 입경별 시료를 채취하여 화학적 성분분석을 수행하였다. PM 2.5 의 경우, 볏짚, 솔잎, 및 참깨줄기 연소 배출의 HULIS-C/OC와 HULIS-C/WSOC는 각각 0.26±0.03와 0.63±0.05, 0.15±0.04와 0.36±0.08, 및 0.29±0.08와 0.51±0.08이었다. BB 에어로졸의 수용액 추출액의 빛 흡수는 갈색탄소의 빛 흡수특성을 보여주었다. 300-400 nm 파장범위에서 조사한 수용액 추출액의 평균 AAE 값은 볏짚, 솔잎, 및 참깨줄기 연소 배출시료에 대해 각각 8.3, 7.4, 및 8.0 이었다. 그리고 볏짚, 솔잎, 및 깻잎줄기 연소배출 에어로졸 입자에 대한 365nm 파장에서 WSOC의 질량흡수효율 (MAE 365 )은 각각 1.37±0.23, 0.86±0.09, 1.38±0.21 ㎡/g·C 이었다. 입경별 BB 샘플 수용액 추출액의 AAE 값은 0.32–1.0 μm의 범위에서 볏짚 및 참깨줄기 연소에 대해 각각 6.6–7.7와 7.5–8.0을 보여주었으며 PM 2.5 추출액 값들과 큰 차이를 보이지 않았다. 그리고 입경별 WSOC와 HULIS-C의 평균 MAE 365 는 볏짚 및 깻잎줄기에 대해서 각각 1.09와 1.82 ㎡/g×C 및 1.13와 1.83 ㎡/g×C이었다. 2. 대기환경 PM 2.5 및 입경분포 측정 및 화학적 성분분석을 통한 수용성 유기물질 생성과정 연구 (1) 도시지역 PM 2.5 WSOC 및 HULIS의 화학적 특성 및 생성과정 조사 도시지역에서 약 1년 동안 PM 2.5 를 측정하여 WSOC와 HULIS의 농도 수준, 계절적 변동특성, 및 생성과정을 조사하였다. 측정기간 중 WSOC와 HULIS의 평균농도는 겨울에 가장 높았으며 가을에 가장 낮은 계절적 특성을 보여주었다. WSOC/OC는 여름에 가장 큰 값을 겨울에 가장 작은 값을 나타내었다. 그러나 HULIS 농도는 평균적으로 WSOC 농도의 45%을 차지하였으며 기온이 높은 여름에 작은 분율을, 기온이 낮은 겨울과 봄에 비교적 높은 분율을 차지하였다. 상관해석 결과에 의하면 HULIS의 2차 생성에 의한 영향은 확실하게 겨울보다는 여름에 높게 나타났으나, 흥미로운 점은 여름의 HULIS 농도가 바이오매스 연소과정에 의해서도 영향을 받은 것이다. (2) 도시지역 입경 별 WSOC 및 HULIS의 생성과정 규명 HULIS의 크기분포와 오염원을 조사하기 위하여 도시지역에서 2015년 2월 3일에서 28일까지 48시간 기준의 대기입자의 크기분포를 측정하였다. HULIS는 비-황사 기간 중 0.55㎛에서 최고치를 보이는 응결모드가 지배적이었으나, 황사 기간 중에는 0.32㎛와 1.8㎛에서 모드를 보이는 bimodal 크기분포를 나타내었다. 입경별 HULIS와 수용성 이온성분과의 상관분석은 비-황사 기간 중 미세모드의 HULIS는 2차 이온성분의 생성과정과 비슷한 2차 유기에어로졸 (SOA)의 생성과정과 1차 바이오매스 배출과정과 관련이 있는 반면에 황사 기간에는 SOA의 생성과정과 직접적으로 관련이 있음이 확인되었다. (3) 도시지역 PM 2.5 빛 흡수특성 조사 2016년 5월 – 6월에 수행된 KORUS-AQ 캠페인 기간에 도시지역 PM 2.5 의 메탄올 추출, 물 추출, 및 HULIS 추출액의 365nm의 파장에서 측정한 빛 흡수계수와 OC, WSOC, 및 HULIS 농도사이에 높은 상관성이 확인되었다. 또한 메탄올 추출, 물 추출, 및 HULIS 추출액의 AAE값은 각각 4.2, 5.1, 6.6로 기존에 발표한 결과들과 큰 차이를 보이지 않았으며 여름철 광주지역에서 측정한 PM 2.5 에 상당한 양의 갈색탄소가 존재하고 있음을 확인할 수 있었다. 메탄올 추출, 물 추출, 및 HULIS 추출액의 AAE의 평균값은 각각 4.7±0.3, 5.3±0.6, 6.5±0.7이었으며 MAE 365 의 평균값은 각각 1.32±0.44, 0.95±0.31, 0.84±0.27이었다. (4) PMF 모형을 이용한 도시 및 시골지역 PM 2.5 WSOC 및 HULIS의 오염원 기여도 평가 도시 및 시골지역 PM 2.5 WSOC 및 HULIS의 오염원 기여도 평가는 2015년 여름 (6월- 7월) 및 겨울 (12월 – 2016년 1월)에 측정한 자료를 이용하여 PMF 모델링을 수행하였다. PMF 모델링에 의하면 도시지역 오염원은 2차 황산염, 2차 질산염, 바이오매스 연소, 토양먼지, 자동차 배기가스, 및 1차 연소오염원으로 시골지역은 2차 황산염, 2차 질산염, 바이오매스 연소, 토양먼지, 및 자동차 배기가스 오염원이 확인되었다. 두 지점 WSOC 및 HULIS의 오염원 기여율에 대한 큰 차이는 바이오매스 연소과정에 의한 영향이다. 도시지역에 비해 시골지역의 바이오매스 연소 배출원에 대한 WSOC 및 HULIS에 대한 바이오매스 연소 배출원의 기여율은 시골지역이 도시지역에 비해 약 2-3배 높았다. 이는 시골지역에서 측정기간 중 간헐적으로 발생한 바이오매스 연소 활동에 의해 기인한 것으로 사료된다. 그리고 계절적인 차이를 보면 질산염의 기여율은 여름보다는 겨울에 황산염의 경우는 겨울보다는 여름에 훨씬 높은 기여율을 보여주었다. 이는 여름과 겨울의 대기온도와 대기 광화학 반응 수준의 차이에 의해 나타난 현상이다. 그러나 자동차 배기가스에 의한 영향은 지역적 (도시 및 시골) 및 계절적인 차이는 크게 나타나지 않았다. 이는 시골지역이 도시지역에서 배출한 자동차 배기가스에 의해 크게 영향을 받고 있음을 의미한다. (출처 : 연구결과 요약문 3p) |
