[표지] 1
제출문 3
요약문 4
목차 11
제1장 서론 17
제1절 연구배경 및 필요성 17
제2절 연구목적 및 범위 21
1. 연구목적 21
2. 연구범위 21
3. 연구추진체계 23
4. 추진일정 24
제2장 연구 수행방법 25
제1절 측정장소 25
제2절 측정방법 28
제3절 주요 측정 장비 30
1. High-Resolution Tlme-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer(HR-ToF-AMS) 30
2. Scanning Mobility Particle Sizer(SMPS) 31
3. Aethalometer(Black Carbon, BC) 33
4. Proton Transfer Reaction Time of Fight Mass Spectrometer(PTR-ToF-MS) 34
5. NH₃ monitor 35
6. Gas monitor (SO₂, NOx, CO, O₃) 36
7. 준 실시간 HNO₃ 분석 시스템 (HUFS-HNO₃) 37
제3장 연구 결과 41
제1절 지역별 집중관측 41
1. 계절별 집중관측 시계열 농도 변화 41
2. 계절별 측정항목별 일변화 비교 분석 57
3. 계절별 입자상 물질의 물리 화학적 특성 64
4. 계절별 고농도 사례분석 73
5. 집중관측 인근지점 농도 비교 분석 79
6. 지역별 미세먼지 영향요인 분석 및 주요 발생기작 추적 82
7. 수용모델 (AMS-PMF)을 이용한 지역별 유기미세먼지 주요 발생 추적 94
제2절 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측 100
1. 계절별 시계열 결과 100
2. 계절별 측정항목별 일변화 비교 분석 103
3. HNO₃ 측정을 통한 질산염 저감 방안 104
제4장 결론 109
제1절 지역별 집중관측 109
제2절 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측 113
제5장 활용방안 114
제6장 참고문헌 115
제7장 부록 129
표 1. 연구추진체계 23
표 2. 일정 및 추진일정 (사업기간 : 2021. 4 ~ 2022. 4(12개월)) 24
표 3. 본 연구에 사용된 장비 목록 28
표 4. 암모니아 농도 산출식 35
표 5. 대기오염 가스상 오염물질 측정에 사용된 장비 37
표 6. 봄철 집중관측지점의 가스상 및 입자상 물질 평균 농도 46
표 7. 가을철 집중관측지점의 가스상 및 입자상 물질 평균 농도 51
표 8. 겨울철 집중관측지점의 가스상 및 입자상 물질 평균 농도 56
표 9. VOCs 성분별 OH 반응 SOA yield 68
표 10. 관측기간에서의 상대적 고농도 기간 74
표 11. 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측 가스상 및 입자상 물질의 평균 농도 103
그림 1. 중국 대도시 대기 중 초미세먼지의 화학성분 구성비 18
그림 2. 2017년 서울시 대기오염배출원 중 PM₂.₅ 농도 기여도 19
그림 3. 인쇄단지 인근 도심지역 집중관측 지점(a) 및 측정 사진(b) 26
그림 4. 소규모배출시설 밀집 지역 집중관측 지점(a) 및 측정 사진(b) 26
그림 5. 지역난방시설 인근 지역 집중관측 지점(a) 및 측정 사진(b) 26
그림 6. 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측 측정 사진 27
그림 7. 모바일랩 측정 사용장비 관련 모식도 29
그림 8. High Resolution Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer 모식도 31
그림 9. SMPS 모식도 32
그림 10. 블랙카본(BC) 계산 원리 33
그림 11. Aethalometer(Black Carbon, BC) 의 모식도 34
그림 12. PTR-MS의 모식도 35
그림 13. Off-Axis ICOS 방식을 사용한 셀 내부의 모식도 36
그림 14. HNO₃ 측정 장비의 모식도 38
그림 15. HNO₃ 측정 장비 사진 38
그림 16. HUFS-HNO₃ 사전 실험. IC 검량선 (좌), HNO₃ 시계열 분석(우) 39
그림 17. HUFS-HNO₃의 포집효율 측정 40
그림 18. 봄철 집중관측 주요 풍향 42
그림 19. 지역난방시설 인근지역에서 측정한 봄철 집중관측 시계열 농도 변화 43
그림 20. 인쇄단지 인근 도심지역에서 측정한 봄철 집중관측 시계열 농도 변화 44
그림 21. 소규모배출시설 밀집 도심지역에서 측정한 봄철 집중관측 시계열 농도 변화 45
그림 22. 가을철 집중관측 주요 풍향 47
그림 23. 지역난방시설 인근지역에서 측정한 가을철 집중관측 시계열 농도 변화 48
그림 24. 인쇄단지 인근 도심지역에서 측정한 가을철 집중관측 시계열 농도 변화 49
그림 25. 소규모배출시설 밀집 도심지역에서 측정한 가을철 집중관측 시계열 농도 변화 50
그림 26. 겨울철 집중관측 주요 풍향 52
그림 21. 지역난방시설 인근지역에서 측정한 겨울철 집중관측 시계열 농도 변화 53
그림 28. 인쇄단지 인근 도심지역에서 측정한 겨울철 집중관측 시계열 농도 변화 54
그림 29. 소규모배출시설 밀집 도심지역에서 측정한 겨울철 집중관측 시계열 농도 변화 55
그림 30. 봄철 집중관측 가스상 및 입자상 물질의 일변화 비교 58
그림 31. 광화학반응에서의 NO, NO₂, HNO₃ 형성 과정 58
그림 32. 봄철 집중관측 VOCs의 일변화 비교 59
그림 33. 가을철 집중관측 가스상 및 입자상 물질의 일변화 비교 61
그림 34. 겨울철 집중관측 가스상 및 입자상 물질의 일변화 비교 62
그림 35. 가을철 집중관측 VOCs의 일변화 비교 63
그림 36. 겨울철 집중관측 VOCs의 일변화 비교 63
그림 37. 서울 지역의 입자상 물질 생성비 64
그림 38. 서울 지역의 입자상 물질 성장률 65
그림 39. 전체 측정 기간의 입자상 물질 (a)생성비 및 (b)성장률 65
그림 40. 봄철 집중관측 입자상 물질 구성비 68
그림 41. 가을철 집중관측 입자상 물질 구성비 69
그림 42. 겨울철 집중관측 입자상 물질 구성비 70
그림 43. 유기성 입자상 물질의 배출원에 따른 Van Krevelen diagram 71
그림 44. 계절별 집중관측 유기성 입자상 물질의 Van Krevelen diagram 72
그림 45. 봄철 고농도 기간 대기의 정체 및 유입에 따른 입자상 물질 구성비 75
그림 46. 가을철 고농도 기간 대기의 정체 및 유입에 따른 입자상 물질 구성비 77
그림 47. 겨울철 고농도 기간 대기의 정체 및 유입에 따른 입자상 물질 구성비 78
그림 48. 집중관측의 PM₁과 인근지역에서 측정된 PM₂.₅의 시계열 농도 변화 80
그림 49. 집중관측과 인근지역에서 측정된 O₃의 시계열 농도 변화 80
그림 50. 집중관측과 인근지역에서 측정된 NO₂의 시계열 농도 변화 81
그림 51. 집중관측의 VOCs와 인근지역에서 측정된 TVOC의 시계열 농도 변화 82
그림 52. 전체 측정지역의 T/B 비율 및 AVOCs 농도 83
그림 53. 서울 및 측정지역의 NOx, CO, BC 배출원 85
그림 54. 지역난방시설 인근지역 대기 중 CO, NOx, BC 상관관계 비교 87
그림 55. 인쇄단지 인근 도심지역 대기 중 CO, NOx, BC 상관관계 비교 88
그림 56. 소규모배출시설 밀집 도심지역 대기 중 CO, NQx, BC 상관관계 비교 89
그림 57. 지역난방시설 인근지역의 NH₃와 CO의 상관관계 비교 91
그림 58. 인쇄단지 인근 도심지역의 NH₃와 CO의 상관관계 비교 91
그림 59. 소규모배출시설 밀집 도심지역의 NH₃와 CO의 상관관계 비교 91
그림 60. 봄철 인쇄단지 인근 도심지역의 풍향에 따른 VOCs 농도 92
그림 61. 가을철 인쇄단지 인근 도심지역의 풍향에 따른 VOCs 농도 93
그림 62. 겨울철 인쇄단지 인근 도심지역의 풍향에 따른 VOCs 농도 93
그림 63. 유기성 입자상 물질의 일변화 비교 96
그림 64. 실시간 유기성 입자상 물질 농도 변화에 따른 구성비 변화 정도 96
그림 65. 지역난방시설 인근지역의 유기성 입자상 물질 구성비 98
그림 66. 인쇄단지 인근 도심지역의 유기성 입자상 물질 구성비 98
그림 67. 소규모배출시설 밀집 도심지역의 유기성 입자상 물질 구성비 99
그림 68. 여름철 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측 가스상 및 입자상 물질의 시계열 농도 변화 101
그림 69. 겨울철 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측 가스상 및 입자상 물질의 시계열 농도 변화 102
그림 70. 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측 가스상 및 입자상 물질의 일변화 비교 104
그림 71. 2차 무기성 입자상 물질 생성반응 집중관측의 질산염 생성 조건 105
그림 72. 질산암모늄 생성 및 회귀 조건 파악을 위한 온도에 따른 Km 및 KD[이미지참조] 106
그림 73. 대기 중 질산암모늄 생성원인 파악을 위한 Limitation 비교 107
그림 74. 질산암모늄 저감 효과 정도 108
수식목차 13
식 1. HUFS-HNO₃ 장비의 대기 중 HNO₃ 농도 산출식 39
식 2. 입자상 물질 성장률 계산식 64
식 3. 평형상수 Kp, 반응상수 Km 계산식[이미지참조] 106
식 4. R값 계산식 107