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지역별 PM1.0, PM2.5 상세분석 결과를 활용한 미세먼지 특성 및 생성원인 규명(Ⅰ)

기간: 2022. 05. 18 ~ 2023. 03. 14
연구책임자: 김종범
연구자: 윤종주,이상신,김아람,이상우,황규철,송혜영
키워드: PM1.0,PM2.5,미세먼지,생성원인,화학성분,질량분석,대기질,지역특성
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내용

본 연구는 경기권 수도권 충청권의 PM10 및 PM25에 대한 유무기 성분을 실시간 분석하여 입자의 생성기원과 거동 특성을 과학적으로 규명함 질량분석장비HRToFAMS와 PMF 기법 등을 활용해 화학적 조성 및 오염원 기여도를 정밀 평가함으로써 고농도 미세먼지 발생 원인 분석과 정책 기반 자료 마련을 목적으로 함
20212022년 동안 수행된 집중관측 결과 PM10은 평균적으로 PM25의 약 70 수준을 차지하며 고농도 구간에서는 질산염의 비중이 급증함 충청권은 유기탄소 경기수도권은 질산염 비중이 높았고 특히 여름철에는 광화학 반응에 의한 2차 유기에어로졸SOA 생성 영향이 뚜렷하게 나타남
PM25는 PMF 분석을 통해 910개의 오염원 인자가 도출되었으며 2차 무기 에어로졸이 50 이상을 차지함 특히 질산염NH4NO3은 주요 성분으로 NOx와 NH3 관리의 중요성이 강조됨 PM10의 경우 유기성분 비율이 높으나 무기성분이 60 이상이며 SIA2차 무기 에어로졸 영향이 지배적임
측정기법 간 데이터 신뢰성 확보를 위해 베타선 흡수법과 HRToFAMS 기반 질량농도 간 편차 분석이 수행되었고 OM 산정 보완을 통해 PM25 재구성 정확도를 향상시킴 각 입자별 성분 조성과 계절별 변동성을 분석함으로써 대기 중 오염물질의 기여도 평가와 정책 설계의 기초자료를 구축함
산업단지 주변의 수직수평 농도 특성 분석에서는 기상조건 변화에 따라 혼합양상과 농도 분포에 차이가 발생함을 확인함 수직분포는 고농도일수록 유형이 뚜렷하게 나타났으며 총 16가지 유형으로 구분하여 농도 기여도 및 대기 확산 패턴을 분류함
결론적으로 PM10과 PM25의 연계 분석은 미세먼지 생성원인 규명과 지역별 맞춤형 저감정책 설계에 핵심적인 기초자료로 활용 가능함 향후에는 유기성분 고도분석 성분 간 상호관계 정립 질량 분석의 신뢰성 강화 등을 통해 미세먼지 대응정책의 과학적 기반을 지속적으로 강화해야 함