[대기오염] Lecture 6. Criteria air pollutants 기준성 대기오염물질

대기오염물질 중에서 가장 일반적으로 알려진 물질은 미세먼지입니다. 이외에도 연탄가스로 많이 알려진 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2), 이산화황(SO2), 오존(O3) 등이 기준성 대기오염물질(Criteria Air Pollutants: CAPs)입니다. 이들 물질은 대기환경기준(농도)이 있어서 이 기준을 고려해서 대기질을 평가할 수 있습니다. 

 

기준성 대기오염물질에 대한 기본적인 사항은 에어코리아 사이트에 잘 나와 있습니다.  

• 에어코리아 : 대기환경기준물질 
• 에어코리아 : 통합대기환경지수
• 에어코리아 : 국내 환경기준

 

국내 대기질 자료는 에어코리아에서 실시간으로 공개되고 있고 대기환경연보와 월보를 보면 국내 대기오염 현황에 대해서 상세히 파악할 수 있습니다. 연구를 위해서는 확정자료를 다운 받습니다.

에어코리아 : 대기환경 월간/연간 보고서 (airkorea.or.kr)

에어코리아 : 최종확정 측정자료 조회 (airkorea.or.kr)

 

2021년 대기환경연보에 있는 연도별 농도 추세입니다. 

• SO2는 꾸준히 농도가 감소해서 전국적으로 매우 낮은 농도를 보입니다.
• NO2는 최근에 감소하기는 했지만 1980년대부터 2010년대까지 비슷한 수준을 보입니다. 
• O3는 계속 증가하고 있습니다. 
• CO는 SO2와 비슷하게 1980~90년대에 상당히 감소했습니다.
• PM10(미세먼지)과 초미세먼지(PM2.5)도 전반적으로 감소하는 추세입니다.

 

 

물질 농도 분포 지도입니다. 왜 아래와 같은 분포를 보이고 있을까요? 학생들이 스스로 생각해 봐야 합니다.    

• SO2는 전국적으로 비슷한 수준입니다. 
• NO2는 수도권에서 가장 높습니다.  
• O3는 수도권에서 상대적으로 낮습니다. NO2와 O3의 공간분포는 전반적으로 반대 경향을 보입니다.  
• CO는 SO2와 비슷하게 전국적으로 낮은 수준입니다.
• PM10(미세먼지)과 초미세먼지(PM2.5)도 수도권, 충청도, 전라북도에서 농도가 상대적으로 높습니다.

 

 

다음 사이트에서는 전 세계 실시간 대기질 지도를 볼 수 있습니다. 

Air Pollution in Asia: Real-time Air Quality Index Visual Map (aqicn.org)

Air Pollution in Asia: Real-time Air Quality Index Visual Map

 

실제 수업에서는 다양하고 상세한 그래프를 보면서 개별 물질의 오염특성을 가르치고 있지만, 아래 그림 하나로 요약할 수 있습니다.  Openair 패키지로 그린 울산 2019년 1년 자료 그림입니다.

• 시간별 농도 추세 - 출퇴근 시간에 농도가 올라가는 물질들이 있습니다. O3는 다른 물질과 다르게 오후에 농도가 높습니다. 광화학 반응으로 생성되는 것을 보여줍니다. O3와 NO2는 정반대 추세를 보이는데, 적정(titration) 효과 때문입니다.
• 월별 농도 추세 - 물질별로 차이는 있지만 전반적으로 겨울과 봄에 농도가 높다가 여름과 가을에는 낮은 경향입니다. 개별 오염물질의 배출, 2차 생성, 기상조건에 의해서 월별/계절별 추세가 결정됩니다. 
• 요일별 농도 추세 - 아주 뚜렷한 추세는 보이지 않지만, 주말에는 NO2 농도가 급감하고 O3 농도는 증가합니다. 

 

우리 연구실에서 울산의 기준성대기오염물질을 대상으로 작성한 논문입니다. 이 논문을 읽으면 울산의 기준성 대기오염물질의 전반적인 사항을 파악 수 있습니다.

 

Fast and reliable source identification of criteria air pollutants in an industrial city