울산시 PM2.5 고농도 사례 오염특성

Abstract

최근 미세먼지 고농도 사례가 빈번함에 따라 고농도 현상의 원인 파악이 중요하다. 중국으로부터의 장거리 이동뿐만 아니라 국내 배출에 의한 요인도 주원인으로 언급되고 있다. 특히, 대규모 산업단지가 밀집한 울산에서는 지역 오염원에 의한 미세먼지 오염이 중요하다. 본 연구에서는 2014년 울산의 PM2.5 고농도 사례 중, 전국적으로 농도가 높았던 기간(고농도 기간 1), 영남권 지역에서만 농도가 높았던 기간(고농도 기간 2), 대조군 기간(저농도 기간)으로 나누어 오염특성을 분석하였다. 국립환경과학원 영남권대기오염집중측정소에서 제공한 PM2.5 성분자료로 통계모델과 기상모델을 이용하였다. 고농도 기간 1에서는 SO42-의 비율이, 고농도 기간 2에서는 NO3-와 중금속 농도의 비율이 증가하였으며, OC와 EC의 회귀분석 결과, 고농도 기간 2에서 SOC의 영향을 확인하였다. 주성분 분석 결과는 고농도 기간 2에서 Zn, V, Ni 등의 중금속 영향을 나타냈다. CALMET 모델로 모사한 울산시 지표바람장과 R프로그램을 이용한 CBPF plot의 결과에서 고농도 기간 1은 타지역 영향과 대기 정체 영향을 받았고, 고농도 기간 2는 지역 산업단지와 주변 SOC의 영향을 받았다. 또한, 역궤적 자료를 이용한 CWT 모델 결과로 고농도 기간 1에서는 중국 및 수도권 지역에서의 장거리 이동영향을, 고농도 기간 2에서는 지역적 영향을 파악하였다. 최종적으로 PMF 수용모델을 통해 배출원별 기여도를 파악하였으며 CBPF plot과 연계하여 주 오염원의 위치를 특정하였다. PMF 모델의 정확성을 높이기 위해 Random forest 기법을 활용하여 결측 자료를 예측하였다. 결론적으로, 울산시에서는 장거리 이동과 지역 배출에 의해 미세먼지 고농도 현상이 발생하며, 본 연구의 결과는 각 현상에 따른 미세먼지 대책 수립에 기초자료로 활용될 수 있다.