황해상 소청초 해양과학기지의 PM2.5 배출원 분포와 고농도 발생 지시자

Abstract

소청초 해양과학기지는 위도 37.3과 경도 124.4로 황해 북쪽에 위치하고 PM2.5, Black carbon(BC), O3, CO, CO2, CH4, H2O를 10분 간격으로 자동 연속 측정하여 본 연구에서는 2014년 10월 ~ 2017년 6월 간의 자료를 분석하였다. PM2.5와 BC는 베타-광선 흡수법 (Beta-ray Absorption method, Model FH62C14, Thermo. Inc, USA)과 다각 흡수식 광도계 (Multi Angle Absorption Photometer, MAAP Model 5012, Thermo. Inc, USA)로 측정되었고, CO와 CO2는 공동 광자 감쇠 분광법 (Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS Model G2401, Picarro. Inc, USA)로 측정되었다. PM2.5의 평균 농도와 최대값은 25 ug/m3 과 177 ug/m3 였다. 소청초 PM2.5 평균 농도는 연평균 대기환경 기준 개정 전 25ug/m3 을 초과하지 않았지만 개정 후 15ug/m3 으로 변경되면서 평균 농도가 초과하게 되었다. PM2.5 월평균 농도는 3월에 가장 높았고, 8월에 가장 낮았다. 99%ile 이상의 고농도는 주로 1월에 나타났다. PM2.5는 BC, CO와 R square 값이 0.53와 0.52로 상관성이 좋았다. Concentration Weighted Trajectory (CWT)와 Potential Source Contribution Function (PSCF), CPF (Conditional Probability Function)를 이용하여 PM2.5 배출원 분포를 분석한 결과, 중국의 산둥성이 주된 배출지역이었다. 고농도 사례는 2018년 개정된 대기환경기준 PM2.5 24시간 평균 농도 35 ug/m3 을 초과한 날로써, 총 147일이었다. PM2.5 고농도 147일 중 22.4 %는 중국의 화북 영향이었고, 14.3 %는 중국의 동북, 34 %는 중국의 화동, 6.1 %는 북한, 14.3 %는 정체에 의한 영향이었다. 이러한 고농도 사례에 대해 CO2/CO 비를 통하여 배출지역을 추 적하였다.