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코로나-19 발생에 따른 대기오염물질 농도 변화에 관한 연구 : 경기 남부를 중심으로

  • 오하영 (아주대학교 공학대학원)

초록/요약

본 연구는 코로나-19 발생으로 인한 사회적 거리두기 정책이 경기 남부 지역의 대기오염물질(NO2, PM10, PM2.5) 농도 변화에 미친 영향을 분석하고, 거리두기 단계별 정책 강도의 차이에 따라 대기질 변화 양상이 어떻게 달라졌는지를 확인하고자 하였다. 경기도 남부 지역은 대규모 산업단지 (반월, 시화, 송탄, 김포 등), 주요 교통망(경부고속도로, 수도권 제 2 순환로), 서울과의 인접성 등 다양한 환경적 요인이 복합적으로 작용하고 있어 지역 특성에 따른 대기질 변화를 살펴볼 필요성이 있다. 연구를 위해 2017 년부터 2023 년까지의 월별 대기오염물질 농도 데이터를 국가대기오염정보시스템(AIRKOREA)에서 확보하고, 사회적 거리두기 정책 자료와 기상 데이터를 함께 분석하였다. 통계 분석 방법으로는 정규성 검정을 기반으로 비모수 검정(Wilcoxon rank sum test)을 실시하였으며, 사회적 거리두기 단계 간 농도 차이를 명확히 확인하기 위해 Kruskal- Wallis 검정과 Dunn’s 사후 검정을 적용하였다. 또한, 교통량 많은 지역, 산업단지 밀집 지역, 서울 인접 지역, 서해안 인접 지역 등 지역 특성별로 그룹화한 뒤 그룹별 다중회귀분석 및 emmeans 분석, pairwise 사후분석을 진행하여 코로나-19 발생 이전 시기와의 농도 변화를 비교하였으며 GIS 기반 공간분석을 수행하고 그 결과를 시각적으로 제시하였다. 분석 결과, 팬데믹 기간 동안 모든 대기오염물질의 농도는 유의미한 감소를 보였으며(NO2 10.1%, PM10 9.4%, PM2.5 10.1%), 특히 고강도 거리두기 단계(4 단계)에서는 NO₂와 PM10 의 감소폭이 가장 크게 나타났다. 이는 차량 이동 및 산업 활동의 급격한 축소와 밀접한 관련이 있는 것으로 해석된다. 반면, PM2.5 는 외부 유입과 2 차 생성 영향이 크게 작용하여 거리두기 정책의 효과가 제한적으로 나타나는 양상을 보였다. 거리두기 해제 이후에도 대기오염물질 농도는 일정 기간 낮은 수준을 유지하였으나, 2022 년 하반기 이후 점차 증가세로 전환되는 경향이 관측되었다. 이러한 결과는 사회적 거리두기와 같은 비환경 목적의 정책이 단기적이지만 대기질 개선에 영향을 줄 수 있음을 보여주며, 인간 활동과 대기오염 간의 인과적 관계를 확인한 사례라 할 수 있다. 또한 본 연구는 지역별 특성과 시기별 조치 수준을 함께 고려함으로써, 향후 감염병 대응과 대기환경 정책 간의 연계 가능성에 대한 논의에 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 생각한다. 키워드: 코로나 19, 대기오염, 미세먼지, 사회적 거리두기, 경기도 남부, NO2, PM10, PM2.5

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목차

제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구 범위 및 방법 2
제2장 선행연구 고찰 4
제1절 국내 연구 동향 4
제2절 국제 연구 동향 5
제3절 본 연구의 차별성과 의의 6
제4절 통계 분석 기법 활용 동향 7
제3장 연구 방법 8
제1절 연구 대상 및 지역 특성 8
제2절 데이터 수집 및 출처 8
제4장 분석 결과 10
제1절 공간 분포 분석 10
제2절 연도별 농도 변화 및 시계열 분석 15
제3절 코로나19 전후 대기질 비교 분석 18
제4절 거리두기 단계별 대기질 변화 분석 20
1. 거리두기 단계별 통계적 비교 분석 20
2. 다중 회귀분석을 통한 거리두기 정책 효과 검증(기상, 계절 통제) 24
3. 지역 특성을 고려한 사회적 거리두기 효과의 지역별 차이 분석 26
제5절 거리두기 해제 이후 대기질 변화 분석 34
1. 거리두기 해제 전후 평균 비교 34
2. 월별 추이 분석 35
3. 연도별 거리두기 해제 이후 평균 비교 37
4. 종합적 해석 및 시사점 38
제5장 결론 및 시사점 39
참고문헌 41
Abstract 45

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