Dispersion of Air Pollutants from Ship Based Sources in Incheon Port

Emissions of pollutants from ship-based sources are controlled by the International Maritime Organization (IMO). Since pollutants emitted from ship may be dispersed to the land, controlling emissions from ships is necessary for efficient air quality management in Incheon, where exposure to ship-based pollution is frequent. It has been noted that the ratios of air pollutant emissions from coastal areas to inland areas are about 14% for NOx and 10% for SOx. The air quality of coastal urban areas is influenced by the number of ships present and the dispersion pattern of the pollutants released depending on the local circulation system. In this study, the dispersion of pollutants from ship-based sources was analyzed using the numerical California Puff Model (CALPUFF) based on a meteorological field established using the Weather Research and Forecasting Model (WRF). Air pollutant dispersion modeling around coastal urban regions such as Incheon should consider point and line sources emitted from both anchored and running ships, respectively. The total average NOx emissions from 82-84 ships were 6.2 g/s and 6.8 g/s, entering and leaving, respectively. The total average SOx emissions from 82-84 ships, entering and leaving, were 3.6 g/s and 5.1 g/s, respectively. The total average emissions for NOx and SOx from anchored ships were 0.77 g/s and 1.93 g/s, respectively. Due to the influence of breezes from over land, the transport of pollutants from Incheon Port to inland areas was suppressed, and the concentration of NOx and SOx inland were temporarily reduced. NOx and SOx were diffused inland by the sea breeze, and the concentration of NOx and SOx gradually increased inland. The concentration of pollutants in the area adjacent to Incheon Port was more influenced by anchored ship in the port than sea breezes. We expect this study to be useful for setting emission standards and devising air quality policies in coastal urban regions.

인천항의 선박오염원에서 배출된 대기오염물질의 확산

선박의 오염물질 배출에 대한 규제는 최근 IMO/MEPC(국제해사기구/해양환경보호위원회)를 통해서 진행 중이다. 선박오염원에서 배출된 오염물질은 국지적인 요인에 의해서 연안지역을 비롯하여 육지로 확산될 수 있다. 인천과 같이 선박 배출 오염물질에 노출되어 있는 항구 도시에서 선박오염원 조절은 연안지역의 대기질 관리정책을 효율적으로 고안하기 위해서 반드시 필요하다. 연안지역의 대기오염물질 중 선박에 의한 NOx와 SOx의 농도는 전체 NOx와 SOx 농도의 각각 14 %와 10 %를 차지한다(NIER, 2008). 연안도시지역의 대기질은 국지적인 순환에 의존하는 오염물질의 확산 경향과 선박의 수에 영향을 받는다. 선박오염원으로부터 배출된 오염물질의 확산을 WRF(Weather Research and Forecasting model)의 기상장을 기초로 CALPUFF(California Puff model)를 사용하여 분석하였다. 그리고 연안도시지역의 대기확산모델은 정박한 선박과 입 출항하는 선박으로 나누어 각각 점오염원과 선오염원으로 구분하여 모의하였다. 선박척수 82~84척을 기준으로 NOx의 총 평균 배출량은 입 출항시 각각 6.2 g/s, 6.8 g/s이었고, SOx의 총 평균 배출량은 입 출항시 각각 3.6 g/s, 5.1 g/s 이었다. 정박 중인 선박의 NOx와 SOx에 대한 총 평균 배출량은 각각 0.77 g/s, 1.93 g/s이었다. 육풍의 영향으로 인하여 인천항으로부터 내륙으로 진행되는 오염물질의 수송이 억제되었고, 내륙의 SOx와 NOx 농도가 일시적으로 감소하는 원인이 되었다. 해풍에 의해 NOx와 SOx가 내륙으로 확산되었고, 내륙의 NOx와 SOx의 농도가 점차 증가하였다. 인천항과 인접한 지역의 오염물질의 농도는 해륙풍의 영향보다 인천항에 정박 중인 선박오염원에 의한 영향이 더욱 크게 반영되었다. 본 연구는 연안도시지역의 대기질 정책고안과 배출기준을 정하는 것에 유용할 것으로 기대된다.