• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.445-450
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• 2012

2015년 대기환경기준에 추가되는 PM2.5의 천안시 대기 중 오염도를 조사하기 위해, 2010년 2월부터 2011년 1월까지 천안시 상명대학교에 광산란방식의 Dust Monitor를 설치하여 대기 중 연간 PM2.5 농도 특성을 PM10 농도와 같이 조사하였다. 측정 기간 중 연평균 PM2.5 농도는 $40.45{\mu}g/m^3$으로 시행예정인 연평균 기준인 $25{\mu}g/m^3$을 초과하였다. 일평균 PM2.5 농도는 $2.43{\sim}174.84{\mu}g/m^3$으로, 전체 측정 기간 중 약 26%의 측정일이 일평균 기준치인 $50{\mu}g/m^3$을 초과하였다. 같은 기간 중 일평균 PM10 농도 기준을 초과하는 측정일 수는 11%로 나타나, PM2.5의 오염도가 PM10에 비해 상대적으로 심각함을 나타냈다. 계절별로는 봄과 겨울철에 높은 PM2.5 농도를 보였으며, 강우의 영향을 많이 받는 여름철의 PM2.5 오염도가 다른 계절에 비해 상대적으로 낮았다. 일 중 PM2.5의 농도 분포는 출퇴근 시간대에 높은 농도를 나타내는 전형적인 도시형 특성을 나타냈으며, 이는 인위적 배출원 중 이동오염원에 의해 생성되는 미세 입자가 PM2.5의 주요 성분임을 시사한다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1159-1170
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• 2000

여러 가지 대기오염물질을 규제대상으로 지정하여 대기중으로 방출되는 대기오염물질에 대한 적절한 처리와 방지를 통하여 대기질을 개선하는 작업이 필요하다. 특히 도시지역의 경우 이들 오염물질 중 시정의 악화, 인체보건학상 급 만성 장애를 초래하며, 재산상의 피해를 주는 분진 에 대해 최근 관심이 모아지고 있다. 이러한 분진의 농도 중가에 따른 피해를 저감시키기 위해서 는, 먼지의 농도 특성 자료에 근거한 적절한 통제전략을 수립할 필요가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 부산지역의 도시분진 오염도에 대한 적절한 관리를 위해 부산지역의 대기중 $PM_{2.5}$의 질량농도 및 수용성 음이온성분($Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$)의 농도 특성을 $PM_{10}$의 경우와 대비하여 비교 평가하였다. 시료채취기간은 1999년 5월부터 1999년 11월까지이며, 각 38회의 $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$의 시료를 채취하여, 그 질량농도와 수용성 음이온성분 ($Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$) 의 농도 특성을 분석하였다. $PM_{2.5}$의 전체기간동안 평균농도는 $35.016{\mu}g/m^3$으로 산정되었으며, $PM_{10}$ 평균농도 ($50.293{\mu}g/m^3$)에 대한 $PM_{2.5}$의 질량농도비 평균은 0.692로 산정되었다. $PM_{2.5}$ 중 수용성 음이온성분의 전체평균농도는 각각 $1.581(Cl^-)$, $3.690(NO_3{^-})$ 그리고 $12.825(SO_4{^{2-}}){\mu}g/m^3$으로 나타났으며, $PM_{10}$은 각각 $2.471(Cl^-)$, $5.819(NO_3{^-})$ 그리고 $14.414(SO_4{^{2-}}){\mu}g/m^3$으로 나타났다. 각 성분들간의 상관분석을 시행한 결과, $PM_{2.5}$와 $PM_{10}$ 질량농도의 상관성은 0.945로 상당히 높은 상관관계를 나타내었다. $PM_{2.5}$ 질량농도와 각 성분들간에는 $Cl^-$(0.025), $NO_3{^-}$(0.788), 그리고 $PM_{10}$ 질량농도와는 $Cl^-$(-0.019), $NO_3{^-}$(0.806), 그리고 $SO_4{^{2-}}$)(0.535)의 상관성을 나타내었다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권6호
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• pp.469-480
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• 2012

본 연구는 3년(2005. 12. 1-2008. 11. 30) 동안 부산의 $PM_{2.5}$ 대기오염자동관측소(장림동: 공업지역, 좌동: 주거지역) 측정자료 중 고농도 $PM_{2.5}$(24시간 환경기준 $50{\mu}g/m^3$)에 대한 $PM_{2.5}$ 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화 특성과 함께 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속)에 따른 특성을 분석하고자 하였다. 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동과 좌동 각각 182일 및 27일이었다. 장림동에서 고농도 $PM_{2.5}$의 시간평균농도 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화는 모든 계절에서 오후에 비해 새벽과 오전 및 야간에 높은 비슷한 패턴을 나타내었다. 좌동의 여름 주간에 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비가 증가하는 것은 해양조건에서 광화학반응에 의해 생성되는 이차 입자상물질 중 $PM_{10}$의 거대입자 농도가 미세입자인 $PM_{2.5}$ 농도보다 더 감소하기 때문이다. 시간대별로 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속등급) 특성을 분석하였다. 그 결과, 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동에서 공업단지의 산업활동에 의한 오염물질 정체와 주변지역의 오염물질 이동에 의해 발생되었다. 좌동에서는 주로 주거와 상업활동으로 인한 지역적 오염물질 정체로 발생하는 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_3호
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• pp.1653-1667
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• 2020

본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름과 PM2.5 농도 분포를 조사하였다. 도로 배출이 건물 밀집 지역의 PM2.5 농도에 미치는 영향을 분석하기 위해, PM2.5의 연간 시·군·구별, 배출 원소 별, 연료 별 도로이동오염원·비산먼지 배출량 자료와 월별·일별·시간 별 배출 계수를 이용하여 부산의 단위 면적당 시간별 PM2.5 배출량을 산정하였다. 본 연구에서는 건물 옥상과 도로변에서 수행된 특별 측정 자료를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하고, 도로배출 유·무에 따른 PM2.5 농도 분포 특성을 분석하였다. 대상 기간(2020년 06월 22일) 동안 대상 지역에서는 바람이 약하게 나타났다. 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불고 주간에는 주로 남동풍이 불었다. 도로 배출을 고려하지 않은 경우에 LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 지점(PKNU-AQ Sensor)의 PM2.5 농도를 과소모의 하였으나, 도로 배출을 고려하여 수치 모의한 PM2.5 농도는 도로 배출의 영향으로 PM2.5 농도가 증가하여 측정 결과와 유사하게 나타났다. 2020년 6월 22일 07시와 19시의 유입 풍향은 각각 북동풍과 남동풍이지만, 주변 지형과 건물에 의해 흐름이 변화되어, 두 시각 모두 측정 지점 주변에서는 주로 남풍 계열의 흐름이 나타났다. 07시와 19시의 유사한 흐름에 의해, 두 시각의 PM2.5 농도 분포도 매우 유사하게 나타났다. 건물 옥상 측정 지점에서 수치 모의된 PM2.5 농도는 도로 배출 영향을 크게 받지 않았으나, 도로변 에서는 도로 배출 영향을 상대적으로 크게 받았다. 도로 배출을 고려한 경우, 풍속이 약한 북쪽 도로와 긴 도로 협곡에 위치한 서쪽 도로에서 PM2.5 농도가 높고, 상대적으로 건물의 밀집도가 낮은 동쪽 도로에서는 PM2.5 농도가 낮게 나타났다. LDAPS-CFD 접합모델은 모든 도로에서 배출량이 동일하게 적용되기 때문에, 좁은 골목과 건물 밀도가 낮은 지역의 지형 특성이 반영되어 도로 별 PM2.5 농도 특성이 다양하게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권8호
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• pp.739-746
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• 2010

본 연구의 목적은 1) 시료채취공간에서 ${\pm}10%$ 이내의 공기 유속을 가지는 챔버시스템을 제작하여, 2) 먼지(PM, particulate matter)측정을 위하여 사용되는 PM10과 PM2.5 시료채취기의 이론적 특성을 연구하고, 3) 실험을 통하여 본 연구에 사용된 먼지 시료채취기의 수행 특성을 평가하는데 있다. 챔버 내에서의 먼지 시료채취기의 수행능력을 측정하기 위하여 $20\;{\mu}m$의 공기역학중위입경과 2.0의 기하표준편차 특성을 가지는 옥수수전분을 분포하였다. 챔버 실험에 사용된 시료채취기는 미국 연방규정을 만족하는 각 1개의 APM PM10 및 APM PM2.5 시료채취기와 특수 제작된 3개의 소용량 시료채취기(2개 PM10과 1개의 PM2.5)를 사용하여 평균 공기 유속이 0.67 m/s와 2.15 m/s인 두 조건에서 각 1시간씩 3회 반복하여 총 6회의 실험을 실시하였다. 실험 결과, APM PM시료채취기를 기준 시료채취기로 사용하여 소용량 PM10과 PM2.5 시료채취기는 각 각 0.25와 0.39의 보정계수가 필요하며 이원 분산 분석을 통하여 두 개의 소용량 PM10 시료채취기의 평균 농도값 사이에는 유의적 차이가 있었다. 분리한계직경과 기울기(PM10: $10{\pm}0.5\;{\mu}m$와 $1.5{\pm}0.1$, PM2.5: $2.5{\pm}0.2\;{\mu}m$와 $1.3{\pm}0.03$)를 가지는 PM10과 PM2.5 시료채취기는 이론적으로 본 연구에 사용된 옥수수전분의 입자특성을 고려하여 86~114%와 64~152%의 먼지농도 범위를 채취하게 된다. 또한, 공기 중에 분포하는 입자의 공기역학중위입경이 해당 시료채취기의 분리한계직경보다 작을 때 시료채취기의 측정 질량농도는 이상적인 질량농도보다 크며, 반대의 경우 시료채취기는 작은 질량농도를 측정한다. 챔버 실험 결과, PM10과 PM2.5의 시료채취기는 각각 37~158%와 55~149% 범위를 가지며 이론적 계산농도보다 큰 범위의 질량 농도를 측정하였고 챔버 내 공기 유속이 2.15 m/s의 조건에서는 0.67 m/s와 비교하여 상대적으로 작은 먼지농도 범위를 가지며 이론적 계산농도와 유사한 먼지농도 범위가 측정되었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권2호
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• pp.143-156
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• 2015

본 연구에서는 문헌조사를 중점으로 1984년부터 2013년까지의 TSP, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$와 $PM_{2.5}$의 이온성분 그리고 원소상탄소의 농도변화 추이에 대해 살펴보았다. TSP와 $PM_{10}$은 비슷한 추이를 보이고 있으며 1998년부터 2003년까지를 제외하고는 지속적으로 감소하고 있다. $PM_{2.5}$는 정부 자료와 학술대회나 학술지에서 파악한 자료의 질량농도는 다르지만 두 자료 모두 지속적으로 감소하고 있다. 2010년 이후에는 2015년부터 적용될 연평균 기준농도보다 낮은 값을 보이고 있다. 그러나 2013년에는 다시 증가했고 안정적으로 기준을 만족시키지 못하기 때문에 $PM_{2.5}$에 대한 보다 적절한 대책이 필요할 것으로 보인다. $PM_{2.5}$의 이온성분의 경우 $NH{_4}^+$와 $NO{_3}^-$의 농도는 증가하고 $SO{_4}^{2-}$농도는 감소하는 경향을 보이고 있다. $SO{_4}^{2-}$ 농도의 감소는 중국에서의 장거리 이동 영향과 정책의 적용이 원인으로 보인다. 또한 이온성분들 간의 반응도 이온성분의 농도에 영향을 미친 것으로 보인다. $NO{_3}^-$의 경우 $SO{_4}^{2-}$와는 다르게 $NO_x$의 농도는 감소하고 있지만 저감 대책에 따른 $NO_2$의 뚜렷한 농도변화를 보이지 않고 $NO{_3}^-$의 농도가 증가하고 있기 때문에 적절한 대책이 필요할 것으로 보인다. $PM_{2.5}$의 원소상 탄소의 추이를 통해 1차 오염과 2차 오염의 영향을 볼 수 있다. OC는 2000년대 초반까지는 감소하였으나 2000년대 후반에는 뚜렷한 경향이 없으며, EC는 감소하는 추이를 보이고 있다. OC와 EC의 추이뿐만 아니라 두 성분의 비를 통해 1차 오염보다는 2차 오염에 의한 영향이 크다는 것을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 1986년부터 2013년까지 장기간의 $PM_{2.5}$와 그 화학성분들의 연평균 농도 추이를 파악하였다. $PM_{2.5}$와 그 성분의 농도 변화 추이를 통해 대기오염원의 기여도에 대해 파악할 수 있다. 따라서 $PM_{2.5}$와 그 화학조성은 대기질 개선을 위한 대책 수립에 중요한 기초자료가 된다. 이 연구가 정확성을 갖기 위해서는 더 많은 연평균 농도파악을 통해 구체적인 추이를 살펴볼 필요가 있다. 지속적인 측정과 분석이 필요하며 이를 통해 적절한 대책을 수립할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_3호
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• pp.1691-1710
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• 2020

본 연구에서는 평택과 부산의 초등학교를 대상으로 학교 주변과 교실 내를 포함하여 총 16개 지점에서 PM2.5(particulate matter less than 2.5 ㎛ in diameter) 및 PM10(particulate matter less than 10 ㎛ in diameter)을 동시에 측정하였고, 이 결과를 여러 국외 선행연구 리뷰를 통해서 획득한 실내·외 PM2.5 및 PM10 측정 농도 및 I/O ratio(Indoor/Outdoor ratio)와 비교하였다. 선행연구는 총 30건의 연구에서 144건의 사례를 수집하여 이를 실내활동, 측정 계절, 건물용도, 주변환경에 대해 다양한 항목별로 분류하여 본 연구의 측정결과와 비교하였다. 선행연구 결과에서 PM2.5는 흡연활동이나 요리활동 등의 실내 연소작용이 없는 환경에서는 외기농도가 실내농도에 중요한 영향을 미치는 반면, PM10은 외기농도와 함께 물리적 활동에 따른 재 비산이 중요한 실내 배출원일 것으로 보인다. 평택과 부산의 초등학교에서의 측정결과도 선행연구 리뷰 결론을 뒷받침하는 양상을 보였고, 공기청정기 사용이 미세먼지 저감에 효율적인 것으로 나타났다. PM2.5와 PM10은 실내 배출원 및 외기와의 상호작용 영향이 다를 수 있으며 환기방식에서는 강제환기가 자연환기보다 PM2.5와 PM10의 실내농도 감소에 더 효율적일 수 있는 것으로 보인다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.20-28
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• 2014

대구지역의 13개 대기오염측정소 중 PM-10과 PM-2.5를 동시에 측정하는 3개 측정소 즉, 공업지역에 위치한 이현동, 주거지역에 위치한 만촌동, 도로변에 위치한 평리동 측정소를 대상으로 최근 2년간(2011~2012)의 자료를 이용하여 PM-10과 PM-2.5의 농도분포 특성을 연구하였다. PM-10 농도는 이현동($52.5{\mu}g/m^3$)과 평리동($60.9{\mu}g/m^3$) 모두 연평균 기준치인 $50{\mu}g/m^3$을 초과하였고, 만촌동($44.9{\mu}g/m^3$)은 기준치를 만족하였다. PM-2.5 농도는 세 지점 모두 미국의 EPA 연간기준치($15{\mu}g/m^3$)를 초과하였으며, 우리나라에서 2015년부터 시행되는 PM-2.5의 연평균기준치($25{\mu}g/m^3$)도 초과하는 수준이었다. 계절별 변화를 보면, PM-10은 봄철 > 겨울철 > 가을철 > 여름철 순이었고, PM-2.5는 겨울철 > 봄철 > 가을철 > 여름철 순으로 나타나는 특성을 보였다. 월변화 특성을 보면, PM-10과 PM-2.5 모두 겨울철인 2월에 가장 높고 여름철인 9월경에 가장 낮은 농도를 보였다. 일변화 특성을 보면, PM-10과 PM-2.5 모두 오전 7시부터 증가하여 10시~11시경에 최고 농도를 기록하고 오후 6시까지 하강하여 저녁과 새벽까지 일정한 농도를 나타내는 경향을 보였다. 또한, 주중의 미세먼지 농도는 주말보다 높은 농도를 보였으며, 그 변동 폭은 공업지역이 주거지역보다 크게 나타났다. PM-2.5/PM-10 비는 여름철이 높고 봄철이 가장 낮게 나타났고, 황사발생시 PM-2.5/PM-10 비는 비황사시 0.54~0.64에 비해 0.32~0.42로 매우 낮은 특성을 보였다. 본 자료는 대구지역의 미세먼지(PM-10, PM-2.5)의 현황과 특성에 대한 연구로써 향후 미세먼지의 연구 및 대기오염 관리에 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권3호
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• pp.234-245
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• 2010

본 연구에서는 2006년부터 2008년까지 3년간 봄철에 $PM_{10}$과 $PM_{2.5}$를 채취하여 질량농도와 금속원소의 화학적 특성, 기상인자와의 관계 분석, 황사 및 비황사시의 미세먼지 특성 그리고 이동경로에 따른 농도의 특성을 고찰하였다. 연구기간동안의 $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, $PM_{10-2.5}$평균농도는 각각 $126.2{\pm}89.8$, $85.5{\pm}41.6$, $40.7{\pm}54.9{\mu}g/m^3$이었으며 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 및 $PM_{10-2.5}/PM_{2.5}$ 비는 각각 0.70, 0.48이었다. 우리나라의 북서쪽인 북경을 포함한 지역과 서쪽인 상해를 포함한 지역에서 공기덩어리가 이류 할 때 가장 높은 미세먼지농도를 나타내었다.

• 환경영향평가
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• 제27권2호
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• pp.215-231
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• 2018

본 연구에서는 지상 기상 및 $PM_{2.5}$ 농도, GOCI 위성의 AOD 등 다양한 관측 자료와 WRF-CMAQ 모델링을 통해 2016년과 2017년의 우리나라 가을철 $PM_{2.5}$ 농도변화 원인을 분석하였다. 지상에서 관측된 2017년 전국 평균 $PM_{2.5}$ 농도는 2016년에 비해 약 12.3% ($3.0{\mu}g/m^3$) 감소한 것으로 나타났다. 두 해간 $PM_{2.5}$ 농도 차이는 10월과 11월의 두 사례(사례1: 10월 11일~10월 20일, 사례2: 11월 15일~19일) 기간에 주로 발생하였으며, 2017년의 기상조건이 2016년에 비하여 국외로부터 대기오염물질의 장거리 수송이 어렵고, 국내의 대기환기 효과를 증가시키는 방향으로 변화한 것이 주요한 원인으로 분석되었다. WRF-CMAQ 모델링 시스템을 이용하여 기상조건 변화가 $PM_{2.5}$ 농도에 미치는 정량적인 영향을 평가한 결과, $PM_{2.5}$ 모의농도는 2016년 대비 2017년의 사례1 기간에는 64.0% ($23.1{\mu}g/m^3$) 감소, 사례2 기간에는 35.7% ($12.2{\mu}g/m^3$) 감소한 것으로 나타나, 관측 농도 기반 감소율인 53.6% (사례1)와 47.8% (사례2)에 상응하는 감소율을 보였다. 따라서 기상조건 변화가 우리나라 가을철 $PM_{2.5}$ 농도 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 기상조건 변화로 인한 우리나라 $PM_{2.5}$ 농도 감소에 미친 국내외 기여율은 사례1 기간에 국외로부터의 장거리 수송영향이 52.8% 그리고 대기환기 효과에 따른 국내영향이 47.2% 로 국내외 영향이 유사하게 나타나지만, 사례2 기간에는 국외영향이 66.4% 그리고 국내영향이 33.6%로서 국외영향의 감소효과가 더 크게 나타났다.