A Study on the Characterization of Size Distributions and Atmospheric Dry Deposition of Heavy Metals

대기중 중금속 입자의 입경분포 및 건식침적 특성에 관한 연구

Mass and elemental dry deposition fluxes and ambient particle size distributions were measured using dry deposition plates, a cascade impactor. and a CPS(Coarse Particle Sampler), from July to November 1998 in Seoul. Korea. Primarily anthropogenic elemental fluxes (Cu, Mn, Ni, Pb, Zn) were on average one to two orders of magnitude lower than primarily crustal elements (Al, Ca). Complete total and elemental particle size distributions showed trimodal size distributions due to the peak in particles larger than $10{\mu}m$ in diameter. A multi-step model and the Sehmel-Hodgson model were used to calculate total and cumulative deposition fluxes. The result indicated that dry deposition fluxes were extremely sensitive to the mass of particles larger than $10{\mu}m$ in diameter due to their high dry deposition velocities. The result showed that particles larger than $10{\mu}m$ in diameter dominated atmospheric dry deposition. The modeled fluxes calculated using the measured atmospheric particle size distributions and modeled deposition velocities were compared to measured ones. In general, the measured mass and elemental fluxes agreed well with the modeled ones.

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.