• 제목/요약/키워드: Atmospheric deposition

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백두산 분화 강도에 따른 화산재 확산 사례 분석 (A Case Analysis of Volcanic Ash Dispersion under Various Volcanic Explosivity Index of the Mt. Baegdu)

  • 이순환;장은숙;이현미
    • 한국지구과학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.280-293
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    • 2012
  • 다양한 지질학적 분화 강도에 따른 백두산 화산분출물의 확산 특성과 이들 분출물이 한반도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 대기역학모형 WRF (Weather Research and Forecasting)와 확산모형 FLEXPART를 이용하여 수치실험을 실시하였다. 연구 대상일은 화산재 유입이 예상되는 2010년 10월 21일의 종관장이며, 방출 후 48시간 동안 화산재의 이동을 분석하였다. 백두산 분화 후 한반도에 유입되는 강하화산재의 크기는 0.05 mm 이하가 대부분을 차지하며, 큰 입자는 확산에 의한 이동이 작기 때문에 유입가능성이 크지 않았다. 분화강도에 따른 화산재의 이동 특성을 보면, 분화강도 차이에 따른 입자의 분포도의 차이는 크지 않으나, 수밀도의 차이는 크게 나타났다. 한반도 내 도시별 화산재의 침적량 분석에서 화산재가 기류를 타고 동해에서 유입되고 태백산맥의 차폐효과에 의하여 한반도 동쪽에 위치한 강릉, 부산의 침적량이 초기에 증가하는 경향을 나타내며, 지역별 침적량은 일시에 급격하게 증가할 수 있다.

백두산 화산 분출물 확산 예측에 대기흐름장 평균화가 미치는 영향 (Impact of Meteorological Wind Fields Average on Predicting Volcanic Tephra Dispersion of Mt. Baekdu)

  • 이순환;윤성효
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.360-372
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    • 2011
  • 백두산 화산분출물의 이류와 확산 예측 특성을 살펴보기 위하여 3차원 대기역학 모형인 WRF와 입자 확산 모형인 FLEXPART를 결합하여 다양한 수치실험을 실시하였다. 기상자료의 시간 평균화에 따른 영향을 보기 위하여 네가지 서로 다른 평균화 기간을 가진 수치 실험을 실시하였다. 본 연구에 적용된 기상자료의 평균화 기간은 각각 1개월, 10일, 3일이다. 또한 평균화를 실시하지 않은 실시간자료를 이용한 수치실험도 실시하였다. 기상자료의 평균화 시간이 길어질수록 주풍성분인 동서 방향의 운동이 뚜렷해지고, 짧을수록 주풍의 법선 방향인 남북 운동이 명확하게 나타나며, 화산분출물을 가정한 입자의 확산 역시 동일한 특성이 나타난다. 상하층의 바람은 강도의 차이가 명확하고, 평준화 기간에 따른 영향이 다르게 나타나기 때문에 상층입자와 하층입자의 이동과 지상 침적이 다양하게 나타난다. 또한 한반도의 지상 침적은 방출고도 2 km 이하의 입자가 주로 영향을 미친다. 따라서 기상자료의 평균화 시간 간격이 화산분출물의 지상 침적을 결정하는 하나의 요인으로 작용하기 때문에, 확산 실험 전에 적절한 기상자료의 시간평균을 결정할 필요가 있다.

밭 토양에서 돈분 퇴비 시용방법에 따른 암모니아 휘산량 평가 (Evaluation of Ammonia Emission Following Application Techniques of Pig Manure Compost in Upland Soil)

  • 윤홍배;이연;이상인;김석철;이용복
    • 한국환경농학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.15-19
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    • 2009
  • 대기중으로 휘산되는 대부분의 암모니아는 농경지에서 시용하는 가축분뇨 퇴비와 질소비료에서 유래한다. 본 연구는 밭 토양에서 돈분 퇴비 시용방법에 따른 암모니아 휘산량을 소형원드터널 방법을 이용해서 정량적으로 평가하였다. 돈분 퇴비(20 Mg/ha) 표층살포(SA), 표층살포 후 즉시 경운(IRA), 표층 살포 3일 후 경운(RA-3d) 처리의 13일 동안 암모니아 휘산량은 각각 28.7, 8.7, 24.3 kg N/ha로 IRA 처리구는 SA 처리구에 비해 70% 저감효과를 가져왔다. 그리고 SA 처리구의 퇴비 처리 후 24시간 이내 휘산된 암모니아 양은 총 휘산량의 61%로 대부분의 암모니아는 시용 초기 짧은 시간 내에 휘산됨을 알 수 있었다. 석회와 퇴비 혼용시용 후 교반(L+C mix), 퇴비표층 살포 3일후 석회시용 교반(C+L3D), 석회시용 3일 후 퇴비시용 교반(L+C3D) 처리구의 22일 동안 총 암모니아 휘산량은 각각 40.1, 31.4, 27.7 kg/ha이었다. 따라서 가축분 퇴비 시용시 석회를 혼용하는 것은 피해야 하며, 만일 동일 작기내 시용이 불가피할 경우는 퇴비시용에 앞서 석회를 먼저 충분한 일수를 앞두고 시용하는 것이 암모니아 휘산량을 저감시킬 수 있다는 결론을 얻었다.

2009년 우리나라 농경지 토양에서의 N2O 배출량 평가 (Assessment on Nitrous oxide (N2O) Emissions of Korea Agricultural Soils in 2009)

  • 정현철;김건엽;이덕배;심교문;이슬비;강기경
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.1207-1213
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    • 2011
  • 우리나라 농경지에서의 $N_2O$ 배출량을 1996과 2006 IPCC 방법론에 준하여 직접배출과 간접배출로 구분하여 산정하였다. 배출량 산정을 위한 활동자료는 농림수산식품부의 농림수산식품통계연보를 활용하였고, 배출계수는 1996 IPCC와 2006 IPCC에서 제시하고 있는 기본계수를 활용하였다. 직접배출량을 질소 투입원별로 산정한 결과 논과 밭에서 화학비료 시용에 의한 $N_2O$ 배출량은 각각 159,579 $CO_2$-eq Mg과 976,460 $CO_2$-eq Mg이었고, 축산분뇨 시용에 따른 $N_2O$ 배출량은 1,465,363 $CO_2$-eq Mg이었다. 두과작물의 질소 고정에 따른 $N_2O$ 배출량은 52,395 $CO_2$-eq Mg이었고, 작물잔사 환원에 의한 $N_2O$ 배출량은 14,562 $CO_2$-eq Mg 이었다. 간접배출에 의한 $N_2O$ 배출량을 대기 유출과 수계 유출로 구분하여 산정된 양은 각각 1,415,881 $CO_2$-eq Mg과 1,864,043 Mg이었다. 우리나라 농경지의 $N_2O$ 총배출량은 5,948,284 $CO_2$-eq Mg으로 직접배출량은 44.9%, 간접배출량은 55.1%를 차지하였으며, 경종부문 온실가스 전체 배출량의 48.7%를 점유하였다.

춘천지역의 대기오염도와 은행나무의 생리적 변화에 관한 연구 (Air Pollutants Levels and Physiological Variation of Ginkgo biloba in Chuncheon)

  • 이상덕;주영특;한진석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.141-147
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    • 2005
  • 본 연구는 강원도 춘천지역의 산성장하물중 습성강하물의 농도와 침착량을 산정하고, 대기오염도의 측정과 함께 가로수로 식재되어 있는 은행나무의 계절적 엽중산도와 수용성황함량의 변화를 조사하여, 대기오염과 수목의 생리적 변화를 통해 환경영향평가로서의 수목의 역할을 알아보는데 그 목적이 있다. 계절별 춘천지역의 대기오염도, 산성강하물의 농도와 침착량, 은행나무의 생리적 변화는 다음과 같이 조사되었다. $SO_2$농도는 연평균 0.004ppm으로 전국 연평균 0.006ppm과 비교해 보았을 때 다소 낮은 수치를 나타냈으며, 계절별 $SO_2$의 농도는 겨울 0.007ppm, 봄 0.004ppm, 여름 0.003ppm, 가을 0.004ppm으로 측정되었고, $NO_2$의 농도는 연평균 0.013ppm으로 전국 연평균 0.024ppm과 비교해 보았을 때 다소 낮은 수치를 나타냈으며, 계절별 $NO_2$의 농도는 겨울에 0.024ppm, 봄에 0.020ppm, 여름에 0.013ppm, 가을에 0.017ppm으로 측정되었다 $PM_{10}$ 경우에는 $66{\mu}g/m^3$으로 나타나 전국 연평균농도 $56{\mu}g/m^3$에 비해 다소 높은 수치를 보였으며, 계절별로는 겨울에 $587.64{\mu}g/m^3$, 봄에 $82.14{\mu}g/m^3$, 여름에 $48.34{\mu}g/m^3$, 가을에 $46.03{\mu}g/m^3$으로 측정되었다. 산성강하물의 주요 이온인 $SO_4\;^{2-},\;NO_3^-,\;Cl^-,\;NH_4\;^+$의 연평균 농도는 각각 3.584 mg/l, 2.803 mg/l, 1.485 mg/l, 0.998 m/l를 보이고 있는데, $SO_4\;^{2-}$는 5.135 mg/l의 농도를 보인 겨울에 가장 높은 값을, 봄에 2.156mg/l 가장 낮은 값을 보였으며, $NO_3^-$의 경우에도 3.875mg/l의 농도를 보인 겨울에 가장 높은 값을, 봄에 1.586mg/l로 가장 낮은 값을 나타났고 $Cl^-$의 경우 여름에 2.559mg/l로 가장 높은 값을, 겨울에 0.820mg/l로 가장 낮은 값을 나타냈다. $NH_4^+$의 경우에는 1.284mg/l를 보인 여름에 가장 높은 값을, 봄에 0.653mg/l로 가장 낮은 값을 보였다. 산성(습성)강하물의 연간 침착량을 살펴보면 $SO_4^{2-}\;3.865g/m^2/yr,\;NO_3^-\;2.924g/m^2/yr,\;Cl^-\;2.773g/m^2/yr,\;NH_4^\;+1.485g/m^2/yr$이 조사기간 동안 침착되었고, 계절별로는 여름철에 강수가 집중됨으로서 습성강하물 침착량이 총량적으로 증가하였으며, 그 값은 $SO_4^{2-}\;2.118g/m^2/season,\;NO_3^-\;1.509g/m^2/season,\;Cl^-\;2.185g/m^2/season,\;NH_4\;^+\;1.096g/m^2/season$로. 나타났다. 계절별 잎의 평균 pH의 변화는 봄 pH $5.9\pm0.5$, 여름 pH $5.5\pm0.4$, 가을 pH $5.1\pm0.3$을 나타내었고, 엽중 수용성 황함량의 계절별 평균값은 봄 $0.012\pm0.004\%$, 여름 $0.012\pm0.002\%$, 가을 $0.020\pm0.007\%$ 수준을 보이고 있다. 수피 내 함유되어 있는 수용성 황함량의 계절별 평균값은 봄 $0.0071\pm0.0003\%$, 여름 $0.0066\pm0.0004\%$, 가을 $0.0063\pm0.0004\%$, 겨울 $0.0071\pm0.0003\%$ 수준을 나타냈다.

동해 울릉분지 시추 퇴적물에서 안정 Pb 동위원소를 이용한 Pb의 기원 추정 (Sources Identification of Anthropogenic Pb in Ulleung Basin Sediments using Stable Pb Isotope Ratios, East/Japan Sea)

  • 최만식;우준식;김동선
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제12권4호
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    • pp.315-327
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    • 2007
  • 동해 울릉분지 퇴적물에서 오염 기원 Pb의 근원지 및 이동 경로를 추정하기 위하여 2005년 4개의 박스형 시추퇴적물(30cm 길이)을 채취하였고 연대별 Pb 농도 및 Pb 동위원소 비율을 MC ICP/MS를 이용하여 분석하였다. 연구지역에서 1M HCl 용출 부분의 Pb 농도 및 동위원소 비율($^{207}Pb/^{206}Pb$$^{208}Pb/^{206}Pb$)은 1930년 전 약 300년 동안 거의 일정한 값을 보였으나 그 후로는 현재까지 지속적으로 증가하여 농도가 거의 2배 수준, 동위원소 비율은 3.41% 및 1.70% 증가한 값을 보였고 잔류 부분의 Pb 농도는 지난 400년 동안 거의 유사하였다. 오염 Pb의 축적률은 심해분지해역에서 1990년대 이후 $3.1-3.5mg/m^2/yr$ 범위로 대기로부터의 총 강하량과 유사하였고 대륙사면에서는 퇴적물 축적률에 비례하는 정도 이상으로의 급격한 증가를 보였다. 오염 기원 Pb의 축적률과 동위원소 비율의 시 공간적인 변화 그리고 오염 기원 Pb의 동위원소 비율과 가능한 오염원 물질의 동위원소 비율의 비교를 통하여 울릉분지에 축적되는 오염 기원 Pb의 근원지와 이동 경로를 설명할 수 있었다. 즉, 1930년대부터 중국 및 한국의 석탄 연소에 의해 오염 Pb의 축적이 이루어졌으며 여기에 유연 휘발류 사용으로 1990년대 초반까지 대기로부터의 강하량이 증가하여 오염 Pb 축적률이 계속 증가하였으며 수입 광상(호주 Broken Hill)의 비율 또한 점차 증가하였다. 1990년대 이후에는 한국 및 중국의 유연 휘발류 사용 금지 및 중국의 석탄 사용 급증에 의해 심해분지 해역에서는 그 이전과 매우 유사한 오염 Pb의 축적률을 보였으나, 대륙사면 해역에서는 1990년대 이후부터 급증한 국지적 오염원의 영향으로 급격한 오염 Pb 축적이 이루어지고 있었다.

대덕부지 원자력관련시설 운영에 따른 주민피폭선량 현황분석 (Radiological Dose Analysis to the Public Resulting from the Operation of Daedeok Nuclear Facilities)

  • 정해선;김은한;정효준;한문희;박미선;황원태
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제39권1호
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    • pp.38-45
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    • 2014
  • 본 연구에서는 대덕 원자력부지에 위치한 원자력관계시설들에 의한 방사선환경의 안전성을 확인하기 위해, 기체상 및 액체상 유출물에 의한 주민선량평가를 수행하였다. 이를 위해 2010년부터 2012년까지의 3년간 대덕부지의 기상자료 및 환경으로 방출된 선원항 자료를 기반으로 하여 개인 최대피폭선량을 평가, 분석하였다. 기체상 유출물의 대기확산 인자 및 침적인자는 XOQDOQ 전산코드를 이용하여 계산하였다. 기체상과 액체상 방사성물질의 방출에 의한 최대개인선량(이하 개인선량)계산은 각각 ENDOS-G와 ENDOS-L 코드를 사용하였고, 원자력안전위원회 고시 제 2012-29에 제시된 부지당 연간기준치와 비교하였다. 최대피폭지점에서의 개인의 유효선량과 갑상선선량을 계산하였고, 이에 대한 피폭영향에 미치는 기여도를 분석하였다. 그 결과, 최대 피폭연령군은 소아로 평가되었으며 하나로 운영에 의한 영향이 90% 이상 지배적인 것으로 나타났다. 또한 기체상유출물에 의한 주요피폭경로는 섭취와 호흡에 의한 것이며, 유효선량에는 삼중수소가, 갑상선 등가선량에는 방사성옥소가 가장 영향을 많이 미치는 것으로 분석되었다. 선량평가시 기체상유출물이 90% 이상 기여하였고 액체상유출물에 의한 기여도는 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 결과적으로, 대덕부지의 원자력관계시설들에 의한 부지 내 개인선량은 최대 기준치의 3% 이내로 평가되어 환경에 미치는 영향이 매우 적은 것으로 확인되었다.

경기도(京畿道) 광주(廣州) 지방(地方) 잣나무림(林), 낙엽송림(落葉松林), 활엽수림(闊葉樹林)에서 수관통과우(樹冠通過雨), 수간류(樹幹流), 토양수내(土壤水內) 양료동태(養料動態) (Nutrient Dynamics in the Throughfall, Stemflow and Soil Solution of Korean Pine, Japanese Larch and Hardwood Stands at Kwangju-Gun, Kyonggi-Do)

  • 박영대;이돈구;김동엽
    • 한국산림과학회지
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    • 제88권4호
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    • pp.541-554
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    • 1999
  • 이 연구는 경기도 광주지방에서 잣나무림, 낙엽송림, 참나무류 위주의 활엽수림을 대상으로 임분간 수관통과우, 수간류를 통한 양료유입 양상을 비교하고 수관통과우, 수간류, 토양수별로 양료동태 특성을 알아보고자 하였다. 조사기간동안 총 강우량은 1410.1mm였으며 수관통과우량은 낙엽송림에서 전체강우량의 85%, 잣나무 간벌림에서 84.5%, 잣나무 하예림에서 83.2%, 활엽수림에서 81.2%로 나타나 활엽수림 보다는 침엽수림에서 높게 유입되었다. 수간류량은 활엽수림에서 강우의 2.7%, 잣나무하예림에서 1.3%, 잣나무 간벌림에서 1.2%, 낙엽송림에서 0.8%로 활엽수림이 침엽수림에 비하여 높았다. 강우, 수관통과우, 수간류내 평균 이온농도는 수간류가 가장 높았으며 임분별 평균 이온농도는 양이온, 음이온 모두 낙엽송림, 잣나무림, 활엽수림의 순으로, 활엽수림에 비하여 침엽수림에서 높았다. 수관통과우와 수간류내 양이온 농도는 $NH{_4}^+$-N, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Na^+$, $Mg^{2+}$의 순으로 높았으며 음이온 농도는 $SO{_4}^{2-}$, $NO{_3}^-$-N, $Cl^-$의 순이었다. 강우가 수관층을 통과한 후 수관통과우와 수간류에서의 농도변화를 보면 활엽수림의 경우 가장 크게 증가한 이온이 $K^+$인 반면 잣나무림과 낙엽송림에선 $NH{_4}^+$-N이온이 가장 크게 증가하여 수종에 따라 각기 다른 양상을 보였다. 토양수내 양이온 농도는 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$의 순으로 높았고, 음이온 농도는 $NO{_3}^-$-N, $Cl^-$, $SO{_4}^{2-}$의 순으로 높았다. 이 중 $NH{_4}^+$-N, $K^+$는 주로 대기로 부터 유입되고 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$는 주로 모암의 풍화에 의하여 유입되었다.

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중국의 스모그 저감정책에 대한 고찰 (A Study on the Smog Reduction Strategies in China)

  • 전소현;김용표
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.63-75
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    • 2015
  • 2008년 베이징 올림픽을 전후하여, 그리고 2013년 1월 베이징을 중심으로 중국 전역에서 발생한 스모그 현상으로 대기오염이 심각한 사회문제로 대두되었다. 그 동안 도시화와 산업화가 빠르게 추진되며 중국경제는 급속하게 성장하였으나, 이는 에너지 과소비와 환경오염을 동반하는 성장이었다. 특히 중국의 에너지 소비구조를 보면 석탄의 비중이 절대적으로 높아, 대기오염에 영향을 주고 있다. 또한 도시화 과정에서 도시 인구가 늘어나고, 소득수준의 향상으로 자동차 보유량이 급격하게 증가하면서 대기오염을 더욱 악화시키고 있어 도시 인구와 교통시스템에 대한 관리도 필요하게 되었다. 2000년대 이후 중국은 다양한 대기오염 관리정책을 실시하여 현재 중국의 대기오염물질의 농도는 2000년대 들어 계속 감소하고 있는 추세이다. 대기오염심각지역인 베이징의 경우 $PM_{10}$,$SO_2$,$NO_2$의 농도가 2000년에 각각 $162{\mu}g/m^3$, $71{\mu}g/m^3$, $71{\mu}g/m^3$에서 2013년 $108{\mu}g/m^3$, $27{\mu}g/m^3$, $56{\mu}g/m^3$으로 꾸준히 감소하는 추세를 보인다. 하지만 각각의 수치들을 대기환경기준과 비교했을 때 여전히 높은 수치를 보여 중국의 대기질의 개선이 필요한 것으로 판단되고 있다. 이에 따라 중국은 대기오염 저감을 위한 대기오염 방지와 억제를 위한 저감대책을 수립하게 되었다. 중국 국무원에서 2013년 9월 12일 '2013~2017년 대기오염방지 행동계획'을 발표하면서 이듬해 환경보호법과 대기오염방지법을 개정하였다. 행동계획에서는 징진지(베이징-텐진-허베이), 장강삼각주(상하이 일대) 및 주강삼각주(광동 일대) 등 3대 대기오염 심각지역을 중심으로 계획을 수립하였다. 3대 대기오염 심각지역에서는 $PM_{2.5}$농도를 2012년 대비 각각 25%, 20%, 15% 감축을 하고 이 중 베이징은 $PM_{2.5}$연평균 농도를 $60{\mu}g/m^3$ 수준으로 감축하는 것을 목표로 하였다. 이에 따라 징진지(베이징-텐진-허베이) 지역을 중심으로 $PM_{2.5}$저감을 목표로 하여 석탄 규제, 자동차 규제를 포함한 에너지, 공업, 교통, 건설, 농업, 생활 분야 등에서 대기오염방지 행동계획을 수립하였으며 2017년 말까지 목표 달성을 위하여 정책을 시행할 예정이다. 개정된 환경보호법의 경우 2015년 1월 1일부터 발효되었으며 대기오염방지법의 개정은 2015년에 확정하는 것을 목표로 하고 있다. 우리나라는 중국의 풍하지역으로 중국에서의 대기오염물질 배출을 줄이기 위한 국제적인 협력관계를 만들기 위하여 일본과 더불어 노력하고 있다. 우리나라가 동북아시아의 정치역학상 동북아 환경협력을 적극적으로 추진한다면, 중국에서 우리나라로 이동하는 대기오염물질의 현황의 정확한 파악과 함께 동북아시아 전지역의 대기질에 영향을 미칠 수 있는 중국의 스모그 대응 방안이 중요한 의제가 될 수 있다. 현재 동북아시아에서는 국제적인 협력체계를 만들기 위하여 LTP(Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia), EANET (Acid Deposition Monitoring Network in East Asia) 사업을 추진하고 있다. 하지만 정부간의 공식 협력체로 구성되지 못하거나 낮은 수준의 합의만 이루어지는 등 포괄적인 협력체계는 이루어지고 있지 않다. 우리나라와 중국의 경우에도 '한-중 양국협력: 한-중 환경협력에 관한 양해각서'를 지난 2014년 7월 체결하여 협력을 도모하고 있으나 이 체결을 통한 한-중 양국의 추가적인 이득은 많지 않은 상태다. 또한 이러한 협력관계도 동북아시아의 정치적 환경에 따라 혹은 중국의 판단에 따라 협력 수준이 변화할 가능성이 높다. 따라서 동북아시아에서 대기환경관련 협력에 있어서 특정 국가의 영향이 압도적이지 않도록 다자간의 대기환경 협력체가 되도록 하는 것이 필요하다. 이를 위하여 우리나라는 우리나라와의 대기환경 관련 협력에 참여하는 국가에 실질적인 이득이 되도록 우리나라의 대기환경 산업과 연구, 정책 개발 역량 강화를 통해 중국을 비롯한 일본, 러시아, 몽골, 북한의 참여 또한 유도하여야 할 것이다.