도시지역 유해대기오염물질(HAPs) 모니터링

국립환경과학원 지음

진한엠앤비 2015년 06월 15일 출간 종이책 : 2014년 12월 11일 출간

작품소개

책소개

▶ 이 책은 도시지역 유해대기오염물질(HAPs) 모니터링을 다룬 이론서입니다. 대기오염의 전반적인 내용을 학습할 수 있습니다.

목차

제1장 조사연구사업의 개요
제2장 조상대상지역과 연구의 내용
제3장 유해대기오염물질 조사 및 측정 방법
제4장 유해대기오염물질 측정 결과 및 고찰
제5장 유해대기오염질 오염기여도 평가
제6장 유해대기오염물질 배출원 및 배출원 조사
제7장 측정지점 선정기중 표준화 및 향후 연구추진방향 제언
제8장 요약 및 결론

출판사 서평

본 조사연구에서는 서울특별시의 3개 측정 지점에서 총 30일(10일씩 3회)에 걸쳐 증기상 HAPs와 입자상 HAPs의 두 그룹으로 나누어 총 130여종의 HAPs를 측정하였다. 증기상 HAPs에는 과업지정 필수 측정 물질 26개를 포함한 총 66개의 VOC 물질이 포함되며 VOCs와는 별도로 카보닐화합물 15종을 분석하였다. 입자상 HAPs에는 10여종의 중금속과 36종의 PAH 그룹이 포함된다. 이와는 별도로 개별물질은 아니지만 먼지 중의 EC(원소성 카본)과 OC(유기성 카본)을 분석하여 입자상오염물질의 발생원과 거동 해석의 보조 자료로 활용하였다.
서울시내 3개 지점에서 측정한 결과 VOC 그룹에서는 톨루엔이 4.79 ppb로서 가장 높았고 다음으로 에틸아세테이트, m,p-자일렌, 에틸벤젠 순이었다. 국가대기환경기준 항목인 벤젠은 평균농도 .48 ppb로 환경기준농도 약 1.5 ppb의 1/3 수준 이하였다. 측정지점별 농도경향을 보면, 벤젠의 경우 강남구와 서울역이 비슷하였고 구로구가 상대적으로 낮았다. 반면에 특정대기유해물질의 하나인 트리클로로에틸렌의 경우 사업장이 많은 구로구에서 높게 나타났는데 이는 일부 소규모 사업장에서 트리클로로에틸렌이 사용되고 있는 것으로 판단된다. 국내?외 타 지역과 농도를 비교한 결과 톨루엔, 에틸벤젠, m,p-자일렌 등은 일부 대규모 산단지역을 제외하고는 서울지역 VOC 농도는 상대적으로 높은 수준이었다. 따라서 본 연구의 VOC 측정결과를 미루어 볼 때 서울지역 VOC 농도는 개선이 요구되는 수준이라고 할 수 있다.
서울지역의 카보닐화합물 평균농도는 폼알데히드와 아세트알데히드의 경우 서울역이 구로구와 강남구에 비해 높았다. 반면에 산업체 유기용제 사용과 관련이 있는 아세톤의 경우 구로구가 타지점 보다 높았다. 본 연구 서울지역의 카보닐화합물 농도를 국내 타 지역 및 국외 주요도시의 카보닐화합물 농도와 비교한 결과 서울은 이탈리아 로마와 미국 뉴욕, 그리고 캐나다 온타리오의 카보닐화합물 농도에 비해 높았다. 따라서 서울의 카보닐화합물은 선진국 농도와 비교하였을 때 관리가 필요한 농도 수준이다.
서울지역 PAH 농도는 평균농도 측면에서 구로구와 강남구가 유사하였고, 서울역이 약간 낮게 나타났다. 관심사가 높은 벤조(a)파이렌의 평균농도는 구로구와 강남구가 각각 0.60 ng/m3 로 비슷하였고 서울역이 0.51 ng/m3이었다. 그러나 서울역과 다른 지점간의 차이는 5% 수준에서 유의적인 의미는 아닌 것으로 나타났다. 계절별 PAH 농도는 11월(가을)과 2월(겨울)이 월등히 높고 8월(여름)은 매우 낮은 전형적인 동고하저형으로 나타났으며 이는 PAH물질의 발생원이 화석연료의 연소와 밀접한 관계가 있다는 점을 시사하며 여름철과 같은 기간(년중 배경농도)에는 자동차(특히 경유차량) 배기가스가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 파악된다. 가을과 겨울철 서울지역 외부 (경기도, 중국 혹은 북한 등)에서 발생한 PAH의 유입가능성을 고려하면 PAH 농도 변동은 VOC와 달리 측정지점 인근 배출원의 국지적인 영향을 직접 받기 보다는 동일한 대기유역(air-shed)의 영향을 광역적으로 받고 있는 것으로 판단된다. 또한 비교적 트인 공간인 서울역 부근의 풍속이 다른 지점보다 1.5배 이상 강한 것으로 조사되어 이로 인한 오염물질의 희석효과도 일부 작용했을 것으로 판단된다. 서울지역의 PAH 농도와 국내 타 지역 및 우리나라 유해대기측정망, 그리고 국외 주요 도시의 PAH 농도와 비교한 결과 서울의 PAH 농도는 여전히 개선이 요구되는 농도 수준이었다.
특히 벤조(a)파이렌은 WHO의 1급 발암성물질로 등재된 물질로서 국가대기환경기준을 설정하고 있는 영국의 년간 기준은 0.25 ng/m3이다. 따라서 서울대기 중의 벤조(a)파이렌 농도는 영국의 대기 기준을 초과하는 수준으로서 향후 특별한 관리가 요망되는 주요물질이라고 할 수 있다. 서울지역의 중금속 농도는 전체적으로 보았을 때 세 지점 모두 비슷하게 나타났다. 도로변인 서울역에서는 도로비산먼지의 영향으로 망간과 철이 타 지점에 비해 높았다. 대기환경기준이 설정된 납의 경우 서울지역 전체의 평균농도가 약 0.03 ㎍/m3로 대기환경기준 0.5 ㎍/m3 보다 1/10이하의 수준이었다. 서울지역 중금속 농도와 국내 타 지역 및 우리나라 대기중금속측정망 농도와 비교한 결과 서울의 중금속 농도는 특이한 양상을 나타내지는 않았다.
서울지역 HAPs 자료 중 발암위해도 자료가 마련된 물질에 대해 위해가중농도를 계산한 결과 폼알데히드, 비소, 벤젠 등이 주요 관리대상물질이며, 인체노출참고농도(RfC)가 마련된 물질에 대해 환경위해도를 구해보면 망간, 아세트알데히드, 폼알데히드, 비소, 납 등이 주요 관리대상물질임을 파악할 수 있다. 과거 산단지역에서 개별물질별 위해성 고려농도를 본 연구의 서울지역과 비교한 결과 서로 유사하였다. 따라서 과거산단지역 환경대기 중 유해대기오염물질 측정결과를 토대로 도시지역의 모니터링 대상물질을 선정한 것은 실제적이면서 타당성이 있는 것으로 판단된다.
본 연구에서는 서울지역 대기 중에서 유해대기오염물질을 측정하고, 이 농도를 근거로 위해성기 여도 평가를 통하여 우선관리가 필요한 물질 15개(포름알데히드, 비소, 벤젠, 아세트알데히드, 망간, 납, 에틸벤젠, 사염화탄소, 벤조(a)파이렌, 카드뮴, 테트라클로로에틸렌, 니켈, 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 1,3-부타디엔)을 선정하였다. 본 조사에서는 6가 크롬은 측정하지 않았다. 그러나 6가 크롬은 향후 측정 결과를 바탕으로 주요관리대상물질로 포함할 필요가 있다고 사료된다.
본 연구의 우선관리가 필요한 15개 물질 중에서 서울·인천·경기지역에 대한 PRTR 배출량을 파악해본 결과, 배출량이 가장 많은 것은 트리클로로에틸렌으로 1차 금속제조업과 자동차 트레일러제조업에서 배출되고 있다. 이들 물질에 대한 배출공정별 기여율을 살펴보면 탈지·세정·표백공정과 대기오염방지시설에서 주로 배출되고 있다. 우선관리 대상물질을 저감하기 위해서는 배출허용 기준과 시설관리기준을 이용하여 관리하는 것이 가장 현실적이면서 효과적이다.
도시지

작가정보

저자(글) 국립환경과학원