대기질 예측 모델링은 대기질 관리의 유용한 도구이다. 특히, 도시지역에서 대기질은 건물과 자동차와 같은 국부적인 장애물에 의해 크게 영향을 받는다. 일반적으로 도로를 따라 건물이 연속적으로 형성되어있는 도시거리협곡에서의 대기질을 예측하고자 할 때 현재 이용 가능한 대기확산모델은 대기질을 정확하게 예측하는데 많은 한계점을 가지고 있다. 본 연구에서는 도시거리협곡에서 대기질 예측을 위한 경험적인 모델을 제안하고자 하였다. 이를 위해 풍동실험을 수행하고, 그 결과를 통계적으로 분석하였다. 풍동실험 결과 넓은 협곡인 경우와 도로축과 직각을 이루는 바람일 때 도시거리협곡의 대기질을 향상시키는데 유용하다는 것을 확인하였다. 또한, 제안한 모델을 이용한 모델 예측치는 풍동실험 결과와 상관성이 양호하게 나타났다.
1960년대 이후 지속되어온 국토개발과 성장위주의 결제모델이 각 도시의 지역적인 특성을 고려하지 못하고 일률적으로 적용되어 환경친화적인 도시 발전을 저해하고 있는 실정이다. 또한, 각 도시의 정체성을 찾기보다는 성장과 개발의 모델을 답습하여 인구 유입과 주택 건설, 산업시설과 교통시설의 확충등 외형 부풀리기와 비교적 쉽고 가시적인 성과에 치중한 가운데, 대기환경도 이전의 쾌적한 도시 모습을 잃어 가고 조금씩 대기오염문제에 봉착하게 되었다. (중략)
지역 내의 도시들은 인구수, 계절, 교통량, 산업단지 등의 변수에 따라 대기오염의 수치가 다르게 관측되기 때문에 소규모 지역에 대해 정확하게 모니터링을 할 수 없는 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 인체에 악영향을 미치는 대표적인 대기오염 물질 SO2, PM10, NO2, CO, O3이 관측되는 소규모 지역에 대해 결정계수(Coefficient of determination)를 통해 비교분석 하였다. 그리고 본페로니(Bonferroni) 다중 비교분석을 기반하여 기간별 대기 오염도를 나타내었다. 그리고 모니터링 시스템을 위해 지도를 각 소규모 도시의 좌표와 연동하여 분석 데이터를 기반으로 소규모 도시들에 대한 대기오염 물질을 시각화 하였다. 이를 통해 지역에 대한 대기오염 물질을 보다 정밀하게 사용자에게 모니터링 시스템을 제공할 수 있으며 일상생활에서 대기오염으로 발생할 수 있는 사고로부터 예방할 수 있을 것으로 보인다.
90년대 들어 서울을 포함한 수도권 지역과 서해안에 위치한 일부 도시를 중심으로 오존에 의한 대기 오염주의보의 발령이 크게 늘어나고 있다. 이에 따라 광화학오염을 진작시키는 전구물질로 알려진 휘발성유기화합물에 대한 관심도 함께 증가하면서 최근 들어 이에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다.(중략)
포름알데하이드는 오염된 혹은 깨끗한 대기 환경에서 편재하는 오염물질이다. 일반적으로 깨끗한 대기 환경에서 수 ppt의 농도로 존재하지만 오염도가 높은 도시지역에서 여름철 심한 스모그 현상이 일어나면 수십 ppb의 농도를 보이기도 한다. 포름알데하이드는 1차 혹은 2차 대기오염물질이고, 탄화수소의 광화학 반응의 중간 생성물로써 포름알데하이드는 도시지역에서의 광화학 반응의 오염물질의 형성에 기여하며, 발암물질로서 인체에 유해한 것으로 알려져 있다. (중략)
도시의 무분별한 개발로 인해 수도권의 주요도시는 환경문제를 겪고 있다. 이 중 대기오염은 도시민들이 신체적 경제적 피해를 받고 살아가게 되는 원인으로 작용하고 있다. 이에 인간활동으로 인해 배출되는 대기오염물질을 도시환경이 어느 정도 수용가능한지 예측하고, 이를 통해 적정 도시개발 수준을 검토할 필요성이 제기되고 있다. 본 연구는 대기오염물질 배출량에 따라 대기오염의 양상이 다르게 나타날 것이란 전제 하에, 경기도 과천시를 대상으로 대기환경기준 하에서 허용가능한 대기오염물질 배출량을 산정하고, 이를 기반으로 적정 인구규모를 도출하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, IDW 보간법을 통해 일산화탄소(CO), 이산화질소($NO_2$), 아황산가스($SO_2$) 농도를 추정한 결과 과천시 전체적으로는 대기환경기준을 초과하지 않는 것으로 나타났다. 둘째, 대기오염물질 배출량과 농도와의 상관분석 결과 일산화탄소(CO)와 이산화질소($NO_2$) 농도는 이동오염원과 총오염원, 아황산가스($SO_2$) 농도는 이동오염원과 상관관계가 높은 것으로 나타났다. 셋째, 회귀분석을 통해 대기환경기준 하에서 대기오염물질 배출량을 산정하고 이를 기반으로 지탱가능한 인구수를 산정한 결과, 일산화탄소(CO)의 경우 지탱가능인구수가 실제 인구수보다 높게 나타났고, 이산화질소($NO_2$)와 아황산가스($SO_2$)의 경우는 주거지와 상업시설이 밀집된 도심부와 경계부에서 지탱가능한 인구수를 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 시도된 환경용량 측정은 대기환경기준 하에서 어느 정도의 인간활동이 적절한 수준인지를 제시해 주었다는데 의의가 있다. 이를 통해 도시환경이 지니는 용량의 범위 내에서 개발행위를 관리함으로써 지속가능한 도시개발이 가능할 것이다.
동북아시아에서 화석연료의 연소로부터 배출되는 인위적 대기오염물질의 증가는 심각한 문제로 대두되고 있다. 우리 나라의 경우는 도시화, 인구 밀집과 자동차의 증가로 인한 대기오염물질 배출은 대도시에서 공기질 저하를 야기하고 있다. 특히, 서울 지역은 가시도(Visibility), 오존 등의 심각한 공기오염문제를 경험하고 있다. 이러한 대기오염은 국지적 기상변화에 따라 발생하는 도시형 스모그나 안개과 밀접한 관계가 있는 것으로 추정되며, 발생시 에어로졸의 특성변화가 예상되고 있으나, 스모그나 안개 발생시 에어로졸의 특성이나 고도 분포에 대한 연구는 미흡한 실정에 있다. (중략)
동아시아지역의 산업발달로 인하여 증가한 대기중의 에어로솔들은 도시지역 시정장애의 주요 요인으로 작용하며 강우의 산도를 증가시켜 토양의 산성화를 야기하고 또한 장거리 이동하여 청정지역의 대기오염농도에 주된 요인으로 작용하고 있다. 동아시아지역의 대표적인 오염물질 장거리 이동현상인 황사는 중국에서 발생한 dust storm이 주변 산업지역의 오염된 공기와 이동, 인접국가의 대기오염농도에 직접적인 영향을 끼치는 현상으로 발생빈도는 년간 3-5회 정도 발생한다. (중략)
황사는 대기오염과 관련하여 심혈관계 및 호흡기계 질환으로 인한 사망 의 증가 등의 건강 영향으로 인해 관심의 대상이 되어왔다. 그러나 최근의 황사성분을 분석한 연구결과에 따르면 실제로 황사기간 동안에 전체먼지농도 중 조대먼지농도의 비율은 증가한 반면 미세먼지농도의 비율은 감소하였고 유해한 중금속의 농도도 별다른 변화를 보이지 않거나 오히려 감소하였다. 이에 본 연구에서는 서울시의 2000년부터 2002년, 2월부터 5월까지의 황사시기를 포함한 경우와 포함하지 않은 경우를 비교하여 황사현상으로 인한 대기먼지가 총사망에 미치는 영향을 비교하였다. 분석결과에 따르면 총사망에 미치는 대기먼지의 영향은, 황사시기를 포함하여 분석한 경우보다 황사시기를 제외하고 분석한 경우에서 더 큰 건강영향을 보였다. 즉, 황사시기를 제외하고 분석한 경우에서 대기먼지가 총사망에 미치는 위험의 크기가 더 큰 것으로 나타났다. 이는 황사의 화학성분 및 황사시 사람들의 행동양식의 변화와 같은 노출의 감소로 설명될 수 있으며 이는 도시 대기오염의 건강위해성을 평가함에 있어서 황사시기를 포함하여 분석하는 경우 도시 대기오염, 특히 대기먼지의 위해도를 과소평가할 가능성이 있으며, 지금까지 제안되는 기존의 연구결과보다 실제 도시 미세먼지의 건강영향이 훨씬 더 클 수 있음을 본 연구결과가 제시하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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