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이 연구는 충청남도 교외지역 특히 홍성을 중심으로 암모니아NH₃와 초미세먼지PM25의 관계를 실측 분석하여 2차 생성 오염물질 관리를 위한 기초자료를 마련하는 것을 목적으로 한다 NH₃는 NOₓ 및 SOₓ와 반응해 2차 PM25를 형성하는 주요 전구물질로 농업 및 축산업에서 다량 배출되며 도심보다 교외에서 농도가 더 높게 나타난다 2021년 기준 충남의 NH₃ 배출량은 전국 대비 166로 주요 배출원은 분뇨관리와 NH₃ 소비 공정이며 지역별로는 홍성이 가장 높은 배출량을 기록하였다
홍성군에서 2024년 5월6월 한 달간 실시간 측정장비를 이용한 모니터링 결과 NH₃ 평균 농도는 266123 ppb로 도심보다 2228배 높은 수치를 기록하였다 이는 비료살포 시기와 주변 농경지 및 축사의 영향으로 분석되며 PM25는 15577 로 환경기준에 근접하였다 특히 PM25의 화학 성분 중 유기물질이 44로 가장 큰 비중을 차지했고 그 외 질산염 황산염 암모늄 등이 포함되어 2차 생성 메커니즘이 활발히 작용하고 있음을 시사하였다
시간대별 농도 변화에서는 NH₃가 오전 9시경 가장 높은 농도를 보였고 저녁에는 감소하는 패턴을 보였다 이는 차량 배출물질과 유사한 시간대 변화를 보이며 NO₂ BC 등의 물질과 함께 대기 중 농도 상승 및 PM25 형성에 영향을 미친다 PM25는 하루 중 여러 피크를 보였으며 기상 조건 및 외부 유입에 따라 고농도가 나타나는 경우도 있었다 NH₃ 농도는 서산보다 홍성에서 더 높게 나타났으며 이는 농축산 배출원의 차이에 기인한다
타 지역과의 비교에서 수도권 경기권 충청권 모두 NH₃ 농도가 1012 ppb 수준으로 나타났으며 홍성은 이보다 2배 이상 높은 수치를 보였다 계절별로는 여름철 NH₃ 농도가 가장 높고 겨울철이 가장 낮았다 하루 중에는 911시경 최고농도 1720시경 최저농도를 보이며 ㅅ자형 농도 변화를 나타냈다 NH₃는 수분과 반응성이 높고 분석이 어렵기 때문에 정확한 측정이 어렵지만 지역적 배출 특성을 반영한 정책 수립이 필요하다
연구는 NH₃의 주요 배출원이 분뇨관리689와 NH₃ 소비 공정134임을 명확히 하며 특히 농업부문 관리의 중요성을 강조한다 PM25의 2차 생성을 억제하기 위해 NH₃ 농도에 대한 지역별 모니터링이 필요하고 이를 위해 측정망 설치 확대와 장기적 자료 수집이 필요하다 또한 화학성분 분석을 통한 PM25 구성 이해는 정책 수립에 중요한 근거로 작용한다
결론적으로 충남은 NH₃ 배출량이 높은 농축산 지역 특성을 가지고 있어 PM25의 효과적 관리를 위해 NH₃에 대한 집중적인 정책 관리가 요구된다 향후 정책은 지역 특성을 반영한 맞춤형 접근이 필요하며 실측 데이터를 기반으로 한 분석은 이를 위한 중요한 기반이 될 것이다

I 연구목적 및 방법
II NH3의 특징 및 PM25 생성 메커니즘
III NH3 배출현황
IV 교외지역 NH3 및 PM25 모니터링
V 정책제언