Air Pollution in Seoul Caused by Aerosols

서울의 미세먼지에 의한 대기오염

  • Kim, Yong-Pyo (Department of Environmental Science and Engineering Ewha Womans University)
  • 김용표 (이화여자대학교 환경공학과)
  • Published : 2006.10.31

Abstract

Various aspects of air quality problems caused by aerosols in Seoul are discussed. Based on the measurement data, it was found that the general air quality in Seoul has improved during last twenty years. However, PM10 concentration in Seoul is still higher than other cities in Korea and worldwide. At Seoul, it was suggested that secondary aerosols are as important as aerosols directly emitted in Seoul or transported from outside.

2003년 12월 '수도권 대기환경 개선에 관한 특별법'이 국회를 통과하면서, 서울을 포함한 수도권 대기에서 미세먼지 농도를 저감하는 것을 주요 목표로 하는 '수도권 대기환경관리 기본계획'이 수립되었다. 효과적인 미세먼지 저감 대책을 수립하기 위해서는 정확한 추이와 현황, 그리고 주요 기여원을 알아야만 한다. 이 연구에서는 2006년 9월까지 국내외 학술지와 학술대회 등에서 발표된 연구 결과를 종합적으로 검토, 분석하여 서울 대기의 미세먼지에 대해 (1)변화 추이를 파악하고, (2)농도에 영향을 미치는 주요 변수는 무엇인지를 찾고자 하였다. 아황산가스, 미세먼지 등의 대기환경기준물질 농도와 체감 대기오염의 지표인 시정의 지난 20여 년간의 변화를 검토한 결과 서울의 대기환경은 1990년 이후 개선되고 있음을 알았다. 그러나 서울의 미세먼지 관련 대기환경은 아직 우리나라 다른 대도시나 외국의 대도시에 비해 미세먼지 질량 농도나, 시정, 먼지의 화학조성 등 여러 면에서 나쁘다. 서울 대기의 미세먼지 농도에 영향을 미치는 주요 인자는 자체에서의 배출, 반응에 의한 생성, 외부로부터의 유입 세 가지이다. 현재의 측정 자료는 서울 대기의 미세먼지의 화학조성의 추이를 이해하기에 충분하지 않아, 외부로부터의 장거리이동과 반응에 의한 생성을 구분하기 힘들다. 그럼에도 불구하고, 측정 자료와 모사 결과를 종합하면 서울의 경우에는 배출과 외부로부터의 유입만큼이나 반응에 의한 생성의 영향이 큰 것으로 나타났다. 이는 서울의 미세먼지 농도를 줄이기 위해서는 직접 배출을 줄이는 것도 중요하지만, 광화학반응에 의한 생성과 외부에서의 유입을 줄이는 것도 중요함을 의미한다. 보다 효과적인 미세먼지 저감대책을 수립하기 위해서는 시공간적으로 대표성 있는 미세먼지 성분 분석 결과가 필요함을 다시 한 번 확인하였다.

Keywords

References

  1. 강충민 (2003) Characteristics of the fine particles and source apportionments using the CMB model in Seoul area, Ph D. thesis, Konkuk University, 서울
  2. 국립환경연구원(2005) 동북아대기오염 감시체계구축 및 환경보전협력사업 (VI), 발간등록번호 11-1480523-000030-10, 서울
  3. 김용표 (1999) 동북아시아지역 대기오염 현황: 중국을 중심으로, 한국대기환경학회지, 15(2), 211-217
  4. 김철희, 박일수, 이석조, 김정수, 홍유덕, 한진석, 진형아 (2005) 하층대기의 연직 안정도 지표를 이용한 차량 2부제의 수도권 대기오염도 저감 효과분석, 한국대기환경학회지, 21(2), 243-257
  5. 김현구, 정용원, 홍지형(2004) 전국 시도별 비산먼지 배출량 산정 (2001년도), 한국대기환경학회지, 20(2), 263-276
  6. 박주연, 김용표 (2002) 서울시에서의 최적 오존 저감 대책: OZIPR을 이용한 사례 연구, 한국대기환경학회지, 18(2), 427-433
  7. 백남준, 김태오, 김용표, 문길주 (1994a), 시정장애현상 원인과 그 규명방법: 수도권 지역의 시정장애현상 연구를 위하여, 한국대기보전학회지, 10(1), 1-23
  8. 백남준, 김태오, 김성주, 김용표, 문길주 (1994b) 서울시의 1993년 가을철 시정 및 입자 특성 측정 및 분석, 한국대기보전학회지, 10(1), 32-40
  9. 산업자원부(2004) 지역에너지통계연보, 서울
  10. 서울대학교 (2005) 환경오염질환 모니터링을 통한 위해성관리방안 구축에 관한 연구, 환경부
  11. 손동헌, 허문영 (1986) 도시대기중 부유입자상물질, 염화물, 질산염 및 황산염의 농도와 입경분포, 한국대기보전학회지, 2(3), 27-33
  12. 유정석, 김동술, 김윤신(1995) 서울시 PM-10 오염원의 정량적 기여도 추정, 한국대기보전학회지, 11(3), 279-290
  13. 이민희, 한의정, 원양수 (1986) 황사현상이 우리나라에 미치는 영향, 한국대기보전학회지, 2(3), 34-44
  14. 이학성, 강충민, 강병욱, 이상권, (2005) 수용모델을 이용한 서울지역 미세입자(PM2.5)에 영향을 미치는 배출원특성에 관한 연구, 한국대기환경학회지, 21(3), 329-341
  15. 이화여자대학교 (2002) 대도시 대기질 및 수문 개선대책에 관한 연구, 서울
  16. 최만식, 조성록, 이동수 (1989) 서해안 대기 분진의 화학 조성 및 기원에 대한 연구(1), 한국대기보전학회지, 5(2), 72-83
  17. 한국대기환경학회 (2006a) 대도시 대기질 관리방안 조사연구 Workshop (미세먼지분야), 서울
  18. 한국대기환경학회(2006b) 대도시 대기질 관리방안 조사 연구(V): 광화학 대기오염 생성과정 규명과 저감대책 수립, 서울
  19. 환경부(2005a) 환경백서 2005, 서울
  20. 환경부(2005b) 수도권 대기환경관리 기본계획, 서울
  21. 황인조, 김동술(2003) PMF모델을 이용한 대기 중 PM-10 오염원의 확인, 한국대기환경학회지, 19(6), 701-717
  22. Bae, S.Y., S.M. Yi, and Y.P. Kim (2002) Temporal and spatial variations of the particle size distribution and their dry deposition fluxes in Korea, Atmos. Environ., 36, 5491-5500 https://doi.org/10.1016/S1352-2310(02)00666-0
  23. Baik, N.J., J.H. Lee, Y.P. Kim, K.C. Moon, and Y.I. Joe (1995) Trend of visibility impairment caused by smog phenomenon in Seoul, Korean J. of Chem. Eng., 12, 300-305 https://doi.org/10.1007/BF02705760
  24. BP (2005) Statistical review of world energy 2005 (available at http://www.bp.com/downloads.do?categoryId=9003093&contentId=7005944)
  25. Brook, J.R., T.F. Dann, and R.T. Burnett (1997) The relationship among TSP, PM10, PM2.5, and inorganic constituents of atmospheric particulate matter at multiple Canadian locations, J. AWMA, 47, 2-19
  26. Choi, J.C., M.H. Lee, J.Y. Kim, S.N. Oh, and Y.S. Chun (2001) Chemical composition and source signature of spring aerosol in Seoul, Korea, J. Geophys. Res., 106 (D16), 18067-18074 https://doi.org/10.1029/2001JD900090
  27. Chow, J.C., J.G. Watson, Z. Lu, D.H. Lowenthal, C.A. Frazier, P.A. Solomon, R.H. Thuillier, and K. Magliano (1996) Descriptive analysis of PM2.5 and PM10 at regionally representative locations during SJVAQS/AUSPEX, Atmos. Environ., 30, 2079-2112 https://doi.org/10.1016/1352-2310(95)00402-5
  28. Christoforou, C.S., L.G. Salmon, M.P. Hannigan, P.A. Solomon, and G.R. Cass (2000) Trends in fine particle concentration and chemical composition in Southern California, J. AWMA, 50, 43-53
  29. Duan, F., X. Liu, T. Yu, and H. Cachier(2004) Identification and estimate of biomass burning contribution to the urban aerosol organic carbon concentrations in Beijing, Atmos. Environ., 38, 1275-1282 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2003.11.037
  30. Ghim, Y.S., K.C. Moon, S.H. Lee, and Y.P. Kim (2005) Visibility trend in Korea during the past two decades, J. AWMA, 55, 73-82
  31. Henry, R.C., C.W. Lewis, P.K. Hopke, and H.J. Williamson (1984) Review of receptor model fundamentals, Atmos. Environ. 18, 1507-1515 https://doi.org/10.1016/0004-6981(84)90375-5
  32. IEA, International Energy Agency, 2006. Energy statistics (available at http://www.iea.org/Textbase/stats/index.asp)
  33. Kim, Y.P., K.-C. Moon, J.H. Lee, and N.J. Baik (1999) Concentrations of carbonaceous species in particles at Seoul and Cheju in Korea, Atmos. Environ., 33, 2751-2758 https://doi.org/10.1016/S1352-2310(98)00313-6
  34. Lee, B.K., N.-Y. Jun, and H. Kim Lee (2005) Analysis of impacts on urban air quality by restricting the operation of passenger vehicles during Asian Game events in Busan, Korea, Atmos. Environ., 39, 2323-2338 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.11.044
  35. Lee, H.S. and B.-W. Kang (2001) Chemical characteristics of principal $PM_{2.5}$ species in Chongju, South Korea, Atmos. Environ., 35, 739-746 https://doi.org/10.1016/S1352-2310(00)00267-3
  36. Lee, H.S., C.-M. Kang, B.-W. Kang, and H.-K. Kim (1999) Seasonal variations of acidic air pollutants in Seoul, South Korea, Atmos. Environ., 33, 3143-3152 https://doi.org/10.1016/S1352-2310(98)00382-3
  37. Lee, S.H., Y.S. Ghim, Y.P. Kim, and J.Y. Kim (2006) Estimation of the seasonal variation of particulate nitrate and sensitivity to the emission changes in the greater Seoul area, Atmos. Environ., 40, 3724-3736 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.03.029
  38. Meng, Z., D. Dabdub, and J.H. Seinfeld (1997) Chemical coupling between atmospheric ozone and particulate matter, Science, 277, 116-119 https://doi.org/10.1126/science.277.5322.116
  39. Minoura, H., K. Takahashi, J.C. Chow, and J.G. Watson (2006) Multi-year trend in fine and coarse particle mass, carbon, and ions in downtown Tokyo, Japan, Atmos. Environ., 40, 2478-2487 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2005.12.029
  40. Park, M.H., Y.P. Kim, C.H. Kang, and S.G. Shim (2004) Aerosol composition change between 1992 and 2002 at Gosan, Korea, J. Geophys. Res., 109, D19S13, doi:10.1029/2003JD004110
  41. Schaap, M., K. Müller, and H.M. ten Brink (2002) Constructing the European aerosol nitrate concentration field from quality analysed data, Atmos. Environ., 36, 1323-1335 https://doi.org/10.1016/S1352-2310(01)00556-8
  42. Stockwell, W.R., J.G. Watson, N.F. Robinson, W. Steiner, and W.W. Sylte (2000) The ammonium nitrate particle equivalent of $NO_x$ emissions for wintertime conditions in Central California's San Joaquin Valley, Atmos. Environ., 34, 4711-4717 https://doi.org/10.1016/S1352-2310(00)00148-5