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목차
제1장 서론 22
1.1. 연구의 필요성 24
1.2. 연구 목적 24
1.3. 연구의 범위 24
제2장 인천의 일반 환경 26
2.1. 행정구역 28
2.2. 기상 28
2.2.1. 기상개황 28
2.2.2. 월별, 계절별 주요 기상개황 29
2.2.3. 현상일수 31
2.3. 인구 및 세대 32
2.3.1. 인구 추이 32
2.3.2. 군·구별 인구 및 세대 33
2.4. 토지이용현황 34
2.5. 산업단지 및 대기배출업소 36
2.6. 교통 37
2.6.1. 도로현황 37
2.6.2. 자동차 등록대수 38
제3장 인천의 대기환경 40
3.1. 인천시 대기측정망 현황 42
3.2. 대기환경기준 43
3.3. 인천시 미세먼지 오염도 43
3.3.1. 연평균 미세먼지 오염도 추이 43
3.3.2. 월별 미세먼지 오염도 추이 45
3.3.3. 시간대별 미세먼지 오염도 추이 47
3.4. 인천시 미세먼지 환경기준 초과현황 48
3.5. 인천시 중금속 오염도 48
3.6. 황사의 영향 52
제4장 인천시 미세먼지의 주요 발생원 추정 54
4.1. 연구개요 56
4.2. 연구 방법 57
4.2.1. 미세먼지 배출원 구분 57
4.2.2. 배출량 산정방법론 58
4.2.3. 연구 대상 및 범위 59
4.3 비산먼지 배출량 산정 60
4.3.1. 포장도로 재비산먼지 배출량 산정 60
4.3.2. 비포장도로 비산먼지 배출량 산정 63
4.3.3. 타이어/브레이크/도로 마모에 의한 비산먼지 배출량 산정 65
4.3.4. 건설활동 비산먼지 배출량 산정 69
4.3.5. 농업활동 비산먼지 배출량 산정 71
4.3.6. 야적장 비산먼지 배출량 산정 72
4.4. 인천시 미세먼지 배출량 산정결과 74
4.4.1. 비산먼지 배출량 산정결과 74
4.4.2. 인천시 미세먼지 배출량 산정결과 78
제5장 인천시 사계절 도로먼지의 실태조사 82
5.1. 연구개요 84
5.2. 실시간 이동먼지측정시스템을 이용한 silt loading 측정법 85
5.2.1. 측정의 기본원리 85
5.2.2. 실시간 silt loading 측정을 위한 상관관계식 86
5.2.3. 이동먼지측정시스템 88
5.2.4. 측정데이터의 처리 및 정도관리 89
5.3. 연구방법 92
5.3.1. 측정도로의 선정 92
5.3.2. 측정일의 선정 93
5.3.3. 측정도로의 구획 및 분류 94
5.4 계절별 도로먼지 측정결과 97
5.4.1. 봄(5월, 6월) 측정결과 97
5.4.2. 여름 측정결과 101
5.4.3. 가을 측정결과 105
5.4.4. 겨울 측정결과 109
5.4.5. 계절별 도로먼지 측정결과 종합 113
5.5 고압살수차 운행구간의 여름과 겨울 도로먼지 측정 118
제6장 도로청소형태에 따른 청소효율 평가 124
6.1. 연구개요 126
6.2. 문헌연구 127
6.2.1. 포장도로에서의 비산먼지 발생특성 및 제거 127
6.2.2. 도로청소의 기능 및 형태 129
6.2.3. 도로 청소의 효과에 대한 문헌 연구 139
6.3. 인천시 도로청소 현황 143
6.4. 연구방법 144
6.4.1. 측정 방법 146
6.4.2. 도로청소의 먼지 저감효과의 평가기준 149
6.4.3. 측정도로의 선정 및 측정일 개요 150
6.5. 이동먼지측정시스템을 이용한 측정결과 151
6.5.1. 시범 측정도로의 측정결과 151
6.5.2. CASE STUDY 156
6.5.3. 장기간 silt loading 측정결과를 통한 도로먼지 저감 평가 168
6.6. 재래식방법에 의한 도로청소에 의한 먼지저감 효과 측정 170
6.6.1. 진공청소에 의한 도로먼지(측구) 제거 효과 170
6.6.2. 진공청소에 의한 도로먼지(노면) 제거 효과 (남구 인주로) 174
6.7. 도로먼지의 화학분석 결과 176
6.7.1. 분석 방법 176
6.7.2. 화학분석 결과 177
6.8. 인천시 도로청소 차량 필요대수 산출 179
6.9. 인천시 도로청소 방안 182
6.9.1. 측정결과에 대한 평가지점 182
6.9.2. 인천시 도로청소 방안 184
제7장 먼지발생원에 대한 점·면·이동오염원별 저감방안연구 188
7.1. 인천시 미세먼지 오염 및 배출원 특성 190
7.1.1. 인천시 미세먼지 농도 특성 190
7.1.2. 인천시 미세먼지 배출원 특성 190
7.2. 점·면·이동오염원별 미세먼지 저감방안 193
7.2.1. 점오염원 저감방안 195
7.2.2. 면오염원 저감방안 195
7.2.3. 이동오염원 저감방안 197
7.3 비산먼지 저감방안 198
제8장 결론 및 활용계획 206
8.1. 결론 208
8.2. 활용 계획 211
참고문헌 212
판권기
표 2-1. 인천시 행정구역 및 면적 현황 28
표 2-2. 인천지역 10년간 연평균(1996~2005년) 기상개황(인천기상대) 29
표 2-3. 인천지역 10년간(1996~2005년) 월별 기상개황(인천기상대) 29
표 2-4. 인천지역 10년간(1996~2005) 계절별 기상개황(인천기상대) 30
표 2-5. 인천지역의 현상일수(인천기상대) 31
표 2-6. 인구 및 세대 추이 32
표 2-7. 인천시 군·구별 인구 분포현황(2005년) 34
표 2-8. 인천시 군·구별 토지 지목별 이용현황(2004년) 35
표 2-9. 인천시 군·구별 용도지역 현황(2004년) 35
표 2-10. 인천시 산업 및 농공단지 현황 36
표 2-11. 인천시 대기오염물질 배출시설 현황 37
표 2-12. 인천시 도로 현황(2004년) 38
표 2-13. 인천시 연도별 자동차 등록대수 38
표 3-1. 인천시 대기오염자동측정망 현황 42
표 3-2. 미세먼지의 대기환경기준 43
표 3-3. 인천시 연도별 미세먼지(PM10)(이미지참조) 오염도 44
표 3-4. 인천시 월별 미세먼지 오염도 변화(2005년) 46
표 3-5. 연간 환경기준 초과 측정소 현황 48
표 3-6. WHO 대기 중금속 물질 권고 기준 49
표 3-7. 인천의 황사 관측일수 52
표 4-1. 국가대기오염배출량 배출원 분류체계(대분류) 58
표 4-2. 미세먼지 배출원 분류 60
표 4-3. 인천시 각 구·군별 통행차량의 평균무게(ton) 63
표 4-4. 인천시 구·군별 포장도로 재비산먼지 배출량(PM10)(이미지참조) 63
표 4-5. 인천시 구·군별 비포장도로 비산먼지 배출량(PM10)(이미지참조) 65
표 4-6. 유럽 CORINAIR의 차종별 타이어·브레이크·도로표면 마모 배출계수 66
표 4-7. 타이어 마모에 의한 차종별 비산먼지(TSP) 배출계수 67
표 4-8. 배출량 산정방법에 따른 타이어 마모 미세먼지 배출량 비교(PM10) 68
표 4-9. 인천시 구·군별 타이어/브레이크/도로표면 마모 비산먼지 배출량(PM10)(이미지참조) 69
표 4-10. 인천시 구·군별 건설활동 비산먼지 배출량(PM10)(이미지참조) 71
표 4-11. 인천시 구·군별 농업활동 비산먼지 배출량(PM10)(이미지참조) 72
표 4-12. 야적물질의 평균 실트 및 수분 함량(EPA, 1998) 73
표 4-13. 인천시 야적장 비산먼지 배출량(ton/year) 74
표 4-14. 인천시 비산먼지 배출량 산정결과(2003년도 추정치) 75
표 4-15. 인천시 비산먼지 배출량 산정결과(2004년도 추정치) 75
표 4-16. 인천시 2003년도 미세먼지 배출량 78
표 4-17. 인천시 2004년도 미세먼지 배출량 78
표 5-1. 이동먼지측정시스템으로 측정한 데이터(1초 간격)의 처리기준 91
표 5-2. 인천시 고압살수청소 용역 도로구간(2006.7.5) 93
표 5-3. 도로먼지 측정일 및 기상정보 94
표 5-4. 봄철 측정도로의 구간별 분류 95
표 5-5. 여름철(가을, 겨울 동일) 측정도로의 구간별 분류 96
표 5-6. 봄철(5월, 6월) 측정도로의 silt loading(g/m²) 측정결과 98
표 5-7. 봄 측정 평균 구간 silt loading 값 상위 10개 구간 98
표 5-8. 여름철 측정도로의 silt loading(g/m²) 측정결과 101
표 5-9. 여름 측정 평균 구간 silt loading 값 상위 10개 구간 102
표 5-10, 가을철 측정도로의 silt loading(g/m²) 측정결과 105
표 5-11. 가을철 측정 평균 구간 silt loading 값 상위 10개 구간 106
표 5-12. 겨울철 측정도로의 silt loading(g/m²) 측정결과 109
표 5-13. 겨울철 측정 평균 구간 silt loading 값 상위 10개 구간 110
표 5-14. 계절별 동일하게 측정된 도로구간 115
표 5-15. 고압살수차 운행구간의 여름(7월) 측정결과 120
표 5-16. 고압살수차 운행구간의 겨울(12철) 측정결과 120
표 6-1. 도로특성에 따른 평균 silt loading 값 비교 (서울시·인천시·안산시 봄 측정결과) 129
표 6-2. 도로청소의 형태와 기능 131
표 6-3. 국외의 물청소 사례 131
표 6-4. PM10(이미지참조)-effective street sweeping 136
표 6-5. 국내 청소장비의 특징 138
표 6-6. 다양한 입자 크기 범위에서 도로 오염물질의 중량 퍼센트(%) 139
표 6-7. 다양한 입자 크기에 대한 도로청소의 제거효율 139
표 6-8. 인천시 군·구 청소차량 보유 현황 및 청소 현황 144
표 6-9. 도로청소의 먼지저감효과 측정방법 149
표 6-10. 측정도로 및 측정일 150
표 6-11. 시흥시 월곶 서해안로 측정결과(2006년 8월 23일) 156
표 6-12. 시흥시 월곶 서해안로 측정결과(2006년 8월 24일) 156
표 6-13. 남동공단 논고개길 측정결과(06/08/28~29) 159
표 6-14. 동구 중봉로 구간의 계절별 평균 silt loading 비교(g/m²) 169
표 6-15. 서구 중봉로 구간의 계절별 평균 silt loading 비교(g/m²) 170
표 6-16. 진공청소에 의한 입경별 도로먼지(측구) 제거효율 174
표 6-17. 남구 인주로 진공청소에 의한 입경별 도로먼지(노면) 제거효율 176
표 6-18. Microwave 분해장치의 조건 177
표 6-19. 도로먼지(측구)의 각 원소별 중량비 178
표 6-20. 도로먼지 오염지수 산정결과 179
표 6-21. 인천시 관리도로 현황 180
표 6-22. 일일 1회의 도로청소를 수행하기 위해 필요한 진공차량 소요대수 182
표 7-1. PMF 모델을 이용한 PM2.5와 PM10의 평균 배출원 기여도 (인천 용현동) 192
표 7-2. 인천시 용현동의 PM10, PM2.5의 구성성분 분포(이미지참조) 192
표 7-3. 인천시 시행계획의 세부추진계획 194
표 7-4. 비산먼지 발생 관리 수단 199
표 7-5 공정 및 도로의 비산먼지 관리 방안 200
표 7-6. WRAP 지역에 적용할 수 있는 비산먼지 관리 수단과 효율 202
그림 2-1. 인천지역 월별 평균기온과 상대습도 변화(1996~2005년) 30
그림 2-2. 인천지역 월별 강수량과 일조시간 변화(1996~2005) 30
그림 2-3. 인천지역의 현상일수(1996~2005년) 31
그림 2-4. 인천시 인구추이 33
그림 2-5. 인천시 연도별 자동차 등록대수 변화 39
그림 3-1. 인천시 측정소별 미세먼지(PM10)(이미지참조) 연평균 농도 현황 45
그림 3-2. 주요 5대도시의 미세먼지(PM10)(이미지참조) 연평균 농도 변화추이 45
그림 3-3. 인천시 측정소별 미세먼지(PM10)(이미지참조)의 월평균 농도 변화(2005년) 46
그림 3-4. 서울과 인천 미세먼지 계절 평균 농도 비교(2005년) 47
그림 3-5. 인천시 측정소 별 미세먼지의 시간대별 변화 (2005년) 47
그림 3-6. 인천시 연평균 중금속 농도의 변화 추이 (자료 : 대기환경연보(2006)) 50
그림 3-7. 인천시 대기 중 중금속 농도의 월별 변화 추이 (2005년) 51
그림 4-1. 인천시 비산먼지(PM10)(이미지참조) 배출원별 기여도 (2003년도 추정) 76
그림 4-2, 인천시 비산먼지(PM10)(이미지참조) 배출원별 기여도 (2004년도 추정) 76
그림 4-3. 인천시 각 구·군별 비산먼지 배출량 기여도(2003년 추정) 77
그림 4-4. 인천시 각 구·군별 비산먼지 배줄량 기여도(2004년 추정) 77
그림 4-5. 인천시 구·군별 미세먼지 및 비산먼지 배출량 비교(2003년) 79
그림 4-6. 인천시 구·군별 미세먼지 및 비산먼지 배출량 비교(2004년) 79
그림 4-7. 인천시 구·군별 배출원 대분류 미세먼지 배출량(2004년) 80
그림 4-8. 인천시 배출원 대분류 미세먼지 배출량(2004년) 81
그림 4-9. 인천시 미세먼지 배출량의 배출원별 기여도 81
그림 5-1. 실시간 silt loading 측정을 위한 이동먼지측정시스템 85
그림 5-2. 재래식 방법의 silt loading 값과 속도가 보정된 △Dust 농도와의 관계 87
그림 5-3. 이동먼지측정시스템의 개략도 88
그림 5-4. Data Aquisition System 89
그림 5-5. 데이터 처리 흐름 90
그림 5-6. 봄철 측정도로의 측정일에 따른 구간 silt loading 값의 분포(5, 10, 25, 50, 75, 90, 95 percentile box plot, 점선은 평균 값) 99
그림 5-7. 봄철 측정도로의 각 구간별 평균 silt loading (error bar = 표준편차) 99
그림 5-8. 봄철(5월, 6월) 인천시 측정도로의 silt loading map 100
그림 5-9. 여름철 측정도로의 측정일에 따른 구간 silt loading 값의 분포(5, 10, 25, 50, 75, 90, 95 percentile box plot, 점선은 평균 값) 101
그림 5-10. 여름철 측정도로의 각 구간별 평균 silt loading (error bar=표준편차) 102
그림 5-11. 여름철 인천시 측정도로의 silt loading map 103
그림 5-12. 여름철 인천시 측정도로의 silt loading map(계속) 104
그림 5-13. 가을철 측정도로의 측정일에 따른 구간 silt loading 값의 분포(5, 10, 25, 50, 75, 90, 95 percentile box plot, 점선은 평균 값) 105
그림 5-14. 가을철 측정도로의 각 구간별 평균 silt loading (error bar = 표준편차) 106
그림 5-15. 인천시 측정도로의 가을철 silt loading map 107
그림 5-16. 겨울철 측정도로의 측정일에 따른 구간 silt loading 값의 분포(5, 10, 25, 50, 75, 90, 95 Percentile box plot, 점선은 평균 값) 109
그림 5-17. 겨울철 측정도로의 각 구간별 평균 silt loading (error bar = 표준편차) 110
그림 5-18. 인천시 측정도로의 겨울철 silt loading map 111
그림 5-19. 측정 도로구간별 평균 silt loading 비교(여름 vs. 가을) 114
그림 5-20. 측정 도로구간별 평균 silt loading 비교(가을 vs. 겨울) 114
그림 5-21. 가을과 겨울 측정 도로 구간별 평균 silt loading 값의 상관성 검토 115
그림 5-22. 동일 측정도로구간(N=14)의 계절별 평균 silt loading 비교 117
그림 5-23. 전체 측정일의 평균 silt loading 변화 (도로구간 N=14) 117
그림 5-24. 구별 고압살수청소 강화도로구간 silt loading 측정결과(여름과 겨울 비교) 121
그림 5-25. 고압살수 운행구간의 1초 간격 silt loading 값의 빈도분율 비교(여름과 겨울) 121
그림 5-26. 고압살수 운행구간에 대한 여름과 겨울 silt loading map 122
그림 5-27. 각 구별 고압살수 운행구간의 silt loading 분포 비교 123
그림 6-1. 포장도로 비산먼지의 침적(deposition)과 제거(removal) 과정(EPA, 1995) 128
그림 6-2. 도로청소의 형태(인력, 기계식진공청소, 고압살수청소) 131
그림 6-3. 아스팔트에서 도로청소에 의한 도로 분진의 축적과 제거의 `saw-tooth` 패턴 (Pitt, 1979) 137
그림 6-4. 이동먼지측정시스템을 이용한 도로 silt loading 측정사진 (남동공단 아암로) 147
그림 6-5. 재래식 방법을 이용한 시료채취 과정 (왼쪽 : 노면 먼지 시료 채취, 오른 쪽 : 도로 측구 먼지 시료 채취) 148
그림 6-6. 진공 및 살수청소차량에 의한 도로청소 과정(남구 인주로, 2005) 151
그림 6-7. 진공청소 전·후의 silt loading 변화(남구 인주로, 05/04/23) 152
그림 6-8. 도로청소(진공+살수청소) 전·후의 silt loading 변화(연수구, 06/07/03) 153
그림 6-9. 연수구 능허대길의 도로청소 전·후의 silt loading map 153
그림 6-10. 시흥시 월곶 서해로 측정구간(a), 및 진공청소 차량(b) 154
그림 6-11. 진공청소 전·후의 평균 silt loading의 변화(시흥시 서해안로) 155
그림 6-12. 남동공단 논고개길 측정 도로 157
그림 6-13. 남동공단 논고개길 청소 전·후 평균 silt loading의 변화(06/08/28~29) 158
그림 6-14. 남동공단 논고개길 2006년 8월 28일 측정결과 159
그림 6-15. 남동공단 논고개길 2006년 8철 29일 측정결과 160
그림 6-16. 남동공단 아암로 진공청소 과정(06/11/10) 161
그림 6-17. 남동공단 아암로 측정결과(06/11/10) 161
그림 6-18. 남동구 아암로 청소 전·후 평균 silt loading 변화 162
그림 6-19. 동구 중봉로 도로 청소 과정(06/11/16) 163
그림 6-20. 동구 중봉로 측정결과(06/11/16) 164
그림 6-21. 동구 중봉로 도로청소 전·후 평균 silt loading 변화 164
그림 6-22. 서구 중봉로 도로청소 과정(06/11/24) 165
그림 6-23. 서구 중봉로 측정결과(06/11/24) 166
그림 6-24. 서구 중봉로 도로 청소 전·후의 평균 silt loading 변화(06/11/24) 166
그림 6-25. 남구 인주로 도로청소 과정(06/12/26) 167
그림 6-26. 남구 인주로 측정결과(06/12/26) 168
그림 6-27. 동구 중봉로 (만석고가-화수4거리) 평균 silt loading 측정결과 비교 169
그림 6-28. 서구 중봉로 (북항고가 끝 - 서부공단 입구) 평균 silt loading 측정결과 비교 169
그림 6-29. 남동공단 아암로 진공청소 전·후의 입경별 dust loading(측구) 변화 171
그림 6-30. 동구 중봉로 진공청소 전·후의 입경별 dust loading(측구) 변화 172
그림 6-31. 서구 중봉로 진공청소 전·후의 입경별 dust loading(측구) 변화 172
그림 6-32. 남구 인주로 진공청소 전·후의 입경별 dust loading(측구) 변화 173
그림 6-33. 도로 측구의 청소 전과 후의 silt loading 변화 173
그림 6-34. 진공청소에 의한 도로 측구의 먼지 제거 효율(error bar : 표준편차) 174
그림 6-35. 남구 인주로 진공청소 전·후의 입경별 dust loading(노면) 변화 175
그림 6-36. 남구 인주로 진공청소에 의한 도로먼지 제거효율 175
그림 6-37. 도로먼지 화학분석 결과 178