입자상 물질은 호흡에 의해 폐 깊숙이 침착되어 인체에 피해를 줄 수 있다 같은 질량의 거대 및 미세 입자가 있을 경우, 입자의 크기가 작아짐에 따라 비표면적이 급속히 커지기 때문에 입자가 유해 중금속 성분을 함유하고 있을 경우 그 중금속의 농축 정도가 크다. 지하철 역사는 사람들이 가장 많이 생활하는 지하 공간중의 하나이며, 유동인구가 많아 입자상 물질의 발생이 심한 지역으로 외기에 비해 희석, 화산 공간이 크지 않기 때문에 역사 내 유해 환경 오염 물질의 영향과 관리 대책에 대한 연구가 진행되고 있다. (중략)
경주시는 신라 천년의 고도로서 신라의 역사와 문화가 아직도 곳곳에 남아 있는 국내 최대의 역사도시이자 유적도시로 잘 알려져 있으며, 세계적으로 역사적인 문화가치를 인정받아 유네스코에 의해 세계문화유산으로 지정된 불국사, 석굴암, 남산 및 고분군 등의 문화재가 분포하고 있다. 특히, 경주시 지역에는 다보탑, 석가탑, 석굴암 및 불상 등 세계적으로 유명한 석조문화재가 고 밀도로 분포되어 있다. (중략)
급속한 도시화, 인구 과밀화로 인한 교통문제와 생활공간의 확보는 현재 대도시가 직면한 사회적인 문제이다. 이와 같은 대도시의 교통문제를 해결하기 위해 건설된 지하철은 인구의 도시집중으로 인해 발생하는 교통량의 증가를 효과적으로 관리할 수 있는 유일한 운송 수단이다. 이러한 지하철의 이용공간은 밀폐성으로 인해 환기가 용이치 않고, 그로 인한 유해물질의 축적으로 인체에 대한 위해성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 지하공간 내 오염물질 중 가스상 오염물질 즉, 휘발성유기화합물질(VOCs)을 측정, 분석함으로써 지하역사내의 쾌적한 환경을 확보하기 위한 효과적인 방안을 정립하는데 일조 하고자 한다. (중략)
본 연구에서는 열차와 지하철 역사 형상긴의 유통 흐름에 대한 상호작용을 고려하여 승강장 스크린도어(PSD)봐 비정상 풍압해석을 수행하였다. PSD의 주목적은 열차가 역사 안으로 진입할 때, 인명사고를 예방하고 풍압, 오염된 분진, 소음 등을 차단하는데 있다. PSD에 대한 비정상 풍압수준을 정확하게 예측하기 위하여 이동격자법을 활용한 전산유체역학 기법이 적용되었다. 개방형 및 밀폐형 역사가 고려되었으며, 열차가 역사를 통과하는 경우와 역사에서 멈추는 경우에 대한 풍압 수준을 상호 비교하였다.
연구지역인 수영지역은 부산 동남부 해안가에 위치한 도심지역으로서 수영만과 수영강에 직접 접하고 있어 해수침입의 가능성이 존재하고 있다. 본 연구의 목적은 해안가에 위치한 도심지역에서 해수면 이하의 지하수 수위가 분포하고 있고, 이에 따른 지하수 수위 하강의 발생 원인과 해수침입에 의한 지하수 수질 오염에 관한 연구를 수행하였다. 연구지역에서 지하수 수위 및 현장 간이수질(수온, 수소이온농도, 산화-환원전위, 전기전도도, 염도, 용존산소)의 현장조사는 갈수기(2007년 12월)와 풍수기(2008년 7월과 2009년 8월)로 구분하여 약 140여개 관정을 대상으로 실시하였다. 또한, 정밀 지하수 수질 분석을 위하여 2009년 8월에 50지점의 수질 시료(지하수 44지점, 유출지하수 1지점, 수영강 2지점, 해수 3지점)를 대상으로 지화학적 분석을 실시하였다. 지하수 수위 및 수질을 조사한 결과, 갈수기와 풍수기에 상관없이 지하수 수위가 해수면 이하인 지역에서는 해수침입의 가능성이 나타났다. 지하수 수질 유형은 일반 지하수를 지시하는 $Ca(HCO_3)_2$ 유형, 해수침입이나 인위적인 오염 가능성을 지시하는 $NaHCO_3$ 유형, $CaSO_4$ 유형 및 $CaCl_2$ 유형과 직접적인 해수침입을 지시하는 NaCl 유형으로 분류되었다. 연구지역에서 지하수 수위 하강의 원인을 규명하기 위해 지하수 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수량의 조사를 실시하였다. 지하수 이용량 조사 결과, 306개소에서 $1,531,000m^3$/년을 이용하는 것으로 나타났고, 지하철의 유출지하수량은 6개의 역사에서 $751,000m^3$/년이 발생하고, 이는 지하수 개발가능량인 $951,000m^3$/년의 2.4배를 초과하여 지하수가 배출되어 지하수 수위하강을 초래하고 있다. 지하수 수위의 하강이 발생하는 지역과 비교 분석한 결과, 수영만에 위치한 광안리해수욕장의 유락시설이 밀집한 지역과 유출지하수가 발생하는 역사 주변 지역에서 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고 있는 것으로 나타났다. 연구지역에서는 지하수의 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수에 의해 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고, 이들 지역에 해수침입에 의한 지하수 수질 오염이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 또한, 수영강과 인접한 지역에서는 해수의 영향을 받고 있는 수영강의 유입으로 지하수가 염수화 되어 가고 있는 것으로 나타났다.
대기오염의 역사는 산업의 발전과 그 맥락을 같이 한다. 자동차가 대기오염의 한 Source로 주목 을 받기 시작한 것은 1940년대초 LA의 극심한 Smog발생의 원인을 찾으면서 부터이며, 1950년대 에 와서 Haagen Smit박사에 의해 Photo Smog의 Mechamism이 해석되면서 Smog를 유발하는 HC, NOx는 자동차 배출 Gas가 50% 이상을, 유해한 CO는 90%이상을 기여한다는 것이 파명되 어, 1965년 미국 California주에서 자동차에 대한 배출 Gas규제가 최초로 시작되었다. 자동차 배출 Gas로서 규제대상은 HC(타화수소), CO, NOx(질소산화물)이며, 엔진 Crankcase Emission(Blow-by Gas), Tail pipe로부터 배출되는 Exhaust Emission, 그리고 연료 Tank, 기 화기등의 연료계로부터 배출되는 Evaporative Emission에서의 HC, CO, NOx 각 상한치를 규제 하고 있다.
지하역사 내 대기오염물질은 외부에서 유입되거나 또는 지하철 내부의 승객 승·하차 시 발생하는 등 여러 가지 요인에 의해 복합적으로 발생한다. 최근 연구 결과에 따르면, 지하역사 내 터널 및 지하철역에서 발생하는 대부분의 대기오염물질은 열차풍에 의해 발생되는 것과 같이 내부적 요인에 많은 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 이러한 대기오염물질을 제어하기 위해서는 지하철역사 내에 전기집진장치와 같은 집진시설이 필요하며, 집진장치에 의해 제거된 미세먼지를 보다 효율적으로 관리하기 위해서는 집진장치 내부에 지속적인 세척이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 지하역사에 설치할 전기집진장치 내부 집진판에 쌓인 미세먼지를 세척하기 위한 나노버블세척 장치를 개발하였고 나노버블수의 먼지세척효율을 평가하고자 하였다. 실험 결과, 분사압 증가에 따라 세척 효율이 일정하게 증가하였고 나노버블수로 세척할 경우 수돗물로 세척한 경우보다 부착먼지 제거효율이 130.8% 더 증가하였다. 세척횟수 증가에 따라 최대 제거효율은 수돗물에 비해 143.1% 높았지만 적합한 세척횟수는 3회 미만인 것으로 나타났다. 또한 나노버블수 체류시간 변화에 따른 세척효율 실험결과, 나노버블수의 최대 체류시간은 5분 이내로 유지됨을 확인하였다.
마산만의 오염과정을 파악하기 위하여 3개 정점의 코어 퇴적물에서 중금속 함량과 저서성 유공충의 분포를 조사하였다. 마산만의 퇴적속도는 마산항 0.33 cm/yr, 덕동 하수종말 처리장 앞 0.20 cm/yr, 마산만 입구 0.33 cm/yr로 나타났다. 퇴적물 깊이 약 15 cm부터 표층까지 Cu, Zn, Pb 함량이 뚜렷하게 증가하는 것은 1940년대 이후 점진적으로 축적되던 오염물질이 1960년대 이후 산업폐기물에 의해 급격하게 증가했기 때문인 것으로 해석된다. 코어 퇴적물에서 나타나는 저서성 유공충의 수직적인 분포는 오염에 따른 유공충의 반응을 잘 나타내고 있다. 퇴적물 상부로 중금속 함량이 증가함에 따라 개체수와 종 다양성은 감소하고 사질유공충의 비율은 증가하였다. 이러한 현상은 오염이 증가함에 따라 몇몇 내성종들 만이 존재함으로써 결과적으로 종 다양성이 감소하였음을 반영한다. 기회종인 Eggerella advena와 Trochammina pacifica는 오염퇴적물에서 뚜렷한 증가를 보였다. 이러한 종들은 마산만의 현생 오염 환경을 평가할 수 있는 유용한 환경 지시자로 사용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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