백령도지역 PM2.5 유기성분의 화학적 특성

Abstract

미세먼지(PM2.5)의 화학조성은 크게 황산염, 질산염, 암모늄 이온과 같은 이온성분, 원소탄소(EC)와 유기탄소로 구분되는 탄소성분, 금속 등으로 구분된다. 미세먼지에 함유된 다환방향족탄화수소(PAHs)와 알칸계 탄화수소와 같은 유기성분은 발생원이나 지역에 따라 다양한 농도특성과 분포를 보이므로, 유기성분 분석을 통해 미세먼지의 특성을 파악할 수 있다. 백령도대기오염집중측정소는 우리나라 서해 최북단에 위치한 백령도에 설치되어 국내 배경농도를 파악하는데 활용되고 있다. 본 연구에서는 백령도대기오염집중측정소에서 채취한 PM2.5 시료에 함유된 유기성분을 분석하여 계절별, 물질별 특성을 파악하고, 진단비와 역궤적 모델을 활용하여 백령도지역의 미세먼지 오염원을 파악하였다. 고용량대기채취기(HiVol)에 PM2.5 임팩터를 장착하여 PM2.5 시료를 채취하였으며, 계절별로 1월(겨울), 3월(봄), 8월(여름), 11월(가을)에 시료채취를 수행하였다. 초음파 추출기를 이용하여 PM2.5 시료를 추출하고 여과한 후 가스크로마토그래프/질량분석기(GC/MS)를 이용하여 비극성성분(PAHs, n-Alkanes)을 분석하였으며, 극성성분(fatty acids, dicarboxylic acids, sugars)의 경우, 유도체화를 진행하여 GC/MS로 분석하였다. 개별 유기성분 농도는 미세먼지 질량농도를 따라 증감하는 경향을 보였으며, 겨울철에 가장 높은 농도수준을 보였다. PAHs 진단비와 n-Alkanes의 CPI지수 등을 활용하여 계절별 미세먼지 오염원을 추정한 결과, 바이오매스 연소보다 화석연료 연소의 영향이 크게 나타났으며, 겨울철 화석연료 연소의 영향이 크게 증가하였다. 또한, HYSPLIT을 이용하여 역궤적을 추적하여, 계절별 미세먼지 오염지역을 파악하였다.