남한 원소탄소 농도의 국내외 배출 기여도 검토: 2016년 사례연구
Impacts of Domestic and Foreign emissions on Elemental Carbon concentration in South Korea during 2016
초록/요약
본 연구에서는 2016년 남한 5개 권역 (수도권, 강원, 충청, 영남, 호남)의 Elemental Carbon (EC) 농도에 대해 Community Multiscale Air Quality-Primary Carbon Apportionment를 이용하여 5개 권역의 3개의 배출 부문 (면, 선, 점)의 기여도와 장거리 이동되는 국외 기여도를 정량화하였다. 상향식 배출목록 기반 모사에서 5개 권역 평균 연평균 EC 농도는 약 0.6 ㎍/㎥으로, 관측 농도보다 0.4 ㎍/㎥ 낮았다. 연평균 EC 농도 중 54%는 장거리 이동되는 국외 기여도 (0.3 ㎍/㎥)로 모사되어 국내 EC 농도를 낮추기 위해서는 국제적인 협력이 요구된다. 한편, EC 모사 농도의 불확도를 개선하기 위해 2016년 5월에 대해 5가지 배출량 보정 방안 (Generalized Reduced Gradient method, Matrix method, Matrix method with constant, Regression method, Regression method with error)을 적용하였다. 이 중 관측 농도의 재현성 평가에서 Regression method with error 방법이 가장 나은 결과를 보였다. 다만, EC 배출량 보정과 관계없이 중국의 BTH와 NRB는 국내 EC 농도에 주요한 기여도를 보이는 지역으로, 주요 국외 배출원으로 제시되었다. 권역별 자체 기여도의 경우, EC 배출밀도가 상대적으로 낮았던 강원을 제외한 국내 모든 권역에서 EC 농도의 약 2/3를 차지하였다. 또한, 본 연구에서는 인구 노출 측면에서 주요 배출 권역 및 배출 부분을 선별하기 위해 population-weighted exposure contribution (PWEC)를 검토하였다. 검토 결과, 기여도 측면과 달리 국내 PWEC가 국외 PWEC 보다 약 8% 높았다. 이는 남한의 EC 배출이 도로 및 비도로 이동오염원 등 인구가 밀집한 도심 지역에서 주로 이루어지므로, 해당 지역에서 기여도와 인구 노출이 상대적으로 높기 때문이다. 따라서 기여도 측면과 달리 EC 농도에 대한 인구 노출도를 개선하기 위해서는 국외보다는 국내 EC 배출량 관리가 더 중요하다.
more목차
제 1장. 서론 1
1.1 연구의 배경 및 필요성 2
1.2 연구의 목표 및 방법 4
제 2장. 문헌 연구 6
2.1 동북아 지역의 원소탄소 배출량 7
2.2 동북아 지역의 원소탄소 농도 9
2.3 원소탄소의 인체 및 기후 영향 12
제 3장. 연구 방법 15
3.1 관측자료 16
3.1.1 남한 측정자료 16
3.1.2 중국 관측자료 17
3.2 대기질 모사 18
3.2.1 기상 모사 20
3.2.2 배출량 모사 23
3.2.3 3차원 광화학 대기질 모사 25
3.3 배출원별 기여도 분석 32
3.3.1 PCA를 이용한 기여도 분석 32
3.3.2 ISAM을 이용한 기여도 분석 34
3.4 배출원별 인구노출도 평가 36
3.5 배출량 보정 37
3.5.1 남한 관측자료 기반 국내외 원소탄소 배출량 보정 37
3.5.2 본 연구의 원소탄소 배출량 보정 방법론 41
제 4장. 연구 결과 47
4.1. 남한 권역별 원소탄소 배출량 및 농도 47
4.1.1 남한 원소탄소 배출량 47
4.1.2 남한 원소탄소 농도 및 모사 불확도 51
4.1.3 국내외 기여도 55
4.1.4 남한 배출원별 기여도 59
4.1.5 배출량 불확도에 따른 배출원별 원소탄소 기여농도 및 인구 노출도 62
4.2. 동북아 지역별 원소탄소 배출량 보정 64
4.2.1 보정에 따른 원소탄소 모사 농도 변화 64
4.2.2 보정에 따른 원소탄소 배출량 변화 78
4.2.3 보정에 따른 원소탄소 기여도 변화 80
제 5장. 결론 85
제 6장. 참고문헌 88
