Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회)
권호 표지

Estimation on the Contribution of VOCs and Nitric Oxides in Creating Photochemical Ozone

휘발성유기화합물과 질소산화물의 오존생성 기여도 평가에 관한 연구

  • Cheong, Jang-Pyo (Department of Environmental and Civil Engineering Graduate School Kyungsung University) ;
  • You, Sook-Jin (Busan Metropolitan City Institute of Health & Environment)
  • 정장표 (경성대학교 건설환경공학부) ;
  • 유숙진 (부산광역시 보건환경연구원)
  • Received : 2009.09.22
  • Accepted : 2010.02.09
  • Published : 2010.02.28
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Abstract

The fifty six components of volatile organic compounds(VOCs) were continuously measured by the hour to see the distributions their of its concentration and the ozone creating contribution of nitric oxides and VOCs in Gamjeon Odor and VOCs Monitoring Network from April to September, 2008. Aromatics occupied 51.3% of VOCs and paraffins, alkanes and olefins came in order. The monthly concentration of VOCs in Gamjeon was high in July and low in September. As for hourly concentration of ozone and nitric oxides, ozone started to increase since 10am having the highest in the daytime, and nitric oxides had the different trend from that of ozone, showing the lowest in the daytime. The photochemical ozone creating potentials(POCPs) of toluene, propane, m/p-xylene, ethylbenzene, and 1,2,4-trimethylbenzene were 30.6%, 10.2%, 9.4%, 7.4% and 5.2% respectively. These five components occupied 62.8% of total POCPs, which means they contributed to the ozone creation mainly. Related with the ozone creating contribution, the ratio of VOCs to NOx was generally under 6 occupied 72.0%, which came under the area coexisting the limit of VOCs. Therefore it is thought that the management of emission source of VOCs is very important for the reduction of ozone.

감전동 측정소에서 측정한 일반대기의 휘발성유기화합물 중 방향족화합물이 전체의 51.3%로 가장 높은 농도를 나타내었고 다음이 paraffin류(44.2%), olefin류(2.7%), alkyne류(1.8%)의 순이었으며 대연동 측정소는 paraffin류가 전체의 56.7%를 나타내어 가장 높았으며 다음이 aromatic류(35.9%), olefin류(6.1%), alkyne류(1.3%)순으로 조사되었다. POCP를 고려한 오존생성 기여도는 toluene이 30.6%로 가장 높았으며 그 다음으로 propane, m/p-xylene, ethylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene이 각각 10.2%, 9.4%, 7.4%, 5.2%로 높았다 상위 5가지 물질의 기여도가 전체의 62.8%로 다른 물질들의 기여도 보다 비교적 높은 것으로 나타났다. 한편 상위 32종의 VOCs가 전체 VOCs중 97.6%로 조사되어 나머지 14개 VOCs물질의 오존생성 기여율은 미미한 것으로 조사되었다. 고농도 오존이 발생한 시점과 $NO_2$/NO의 비의 시간 변화율이 바뀌는 시점은 대체적으로 아주 유사한 현상을 보였다. 이것은 고농도 오존과 광화학적 현상이 밀접한 관계를 보인다는 것을 간접적으로 시사한다. NO의 $NO_2$로의 전환이 오존의 고농도 현상에 중요한 역할을 하고 있다는 것을 알 수 있다.

Keywords

References

  1. Menachem, L. and Ralph, J"., Airborne study of ozone formation over Dalls, Texas," Atmos. Environ., 42, 6951-6958 (2008). https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2008.04.057
  2. Xiaobing, P. and Yujing M., "Contribution of isoprene to formaldehyde and ozone formation based on its oxidation products measurement in Beijing, China," Atmo. Environ., 43, 1-6 (2009). https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2008.09.017
  3. Steven, G., Brown and Anna, F., "Source apportionment of VOCs in the Los Angeles area using positive matrix factorization" Atmos. Environ., 41, 227-237(2007). https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.08.021
  4. 이종현, 한진석, 윤혜경, 조석연," 수도권에서 오존생성 기여 도 산출에 관한 연구,"한국대기환경학회지, 23(3), 286-296(2007).
  5. 손장호," 2004년 여름 서울에서 발생한 고농도 오존 사례의 광화학적 분석,"한국대기환경학회지, 22(3), 361-371, (2006).
  6. KWOK, E, S, C. and R. Atkinson., "Estimation of hydroxyl radical reaction rate constants for gas-phase organic compounds using a structure-reactivity relationship," Atmos. Environ., 29, 1685-1695(1995). https://doi.org/10.1016/1352-2310(95)00069-B
  7. Seinfield, J. H. and S.N. Pandis., "Atmospheric chemistry and physics," John Wiley &Sons, New York(1998).
  8. Carter, W. P. L., JA. Pierce, D. Luo. and I. L. Malkina., "Environmental chamber study of maximum incremental reactivities of volatile organic compounds,"Atmos. Environ, 29, 2499-2511(1995). https://doi.org/10.1016/1352-2310(95)00149-S
  9. Derwent, R. G. and M. E. Jenkin., "Hydrocarbons and the longrange transport of ozone and PAN across Europe,"Atmos. Environ., 25(8), 1661-1678(1991). https://doi.org/10.1016/0960-1686(91)90025-3
  10. 유승성, 김홍기, 이상훈, "질소산화물과 휘발성유기화합물 의 오존생성 기여도 평가,"서울시 보건환경연구원보, pp. 380-386(2005).
  11. 정일록," 지표 오존생성의 기작과 영향요소,"국립환경연구원, (2001).
  12. US EPA Photochemical Assesment Monitoring Station Implementation Manual. EPA-454/B-93-051(1994).
  13. 김유근, 김영성등, "대도시 오존오염의 근원적인 저감대책 수립 추진방안 마련 최종보고서,"환경부, p. 116, (2001).
  14. 전의찬, "광화학산화제 단기예측모형 개발,"서울대학교 (1999).
  15. Sanford, S., Dongyang, H., Carlos C. and Robert E. Imhoff., "The Use of Photochemical Indicators to Evaluate Ozone-Nox- Hydrocarbon Sensitivity," Case Studies from Atlanta, New York, and Los Angeles, J. Air Waste Manage. Assoc., 47, 1030-1040 (1997). https://doi.org/10.1080/10473289.1997.10464407
  16. Eric C. Apel, Jack G. Calvert, Michael O. Rodgers, Viney P. Aneja, James F. Meagher, and William A. Lonneman, "Hydrocanbon Measurements During the 1992 Southern Oxidants Study Atlanta Intensive: Protocol and Quality Assurance," J. Air Waste Manage. Assoc., 45, 521-528(1995). https://doi.org/10.1080/10473289.1995.10467383