부산항 주변지역 미세먼지의 계절별 농도 변화와 성분 특성

Abstract

미세먼지는 다양한 기원을 가지고 있으며 계절별, 지역별 농도 변화가 심하고 성분 특성도 다르다는 것이 일반적인 견해이다. 특히 항만지역은 다양한 미세먼지 인벤토리로 오염우심지역으로 간주되고 있어, 상세한 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 부산 항만지역 미세먼지의 농도와 성분이 계절별로 어떻게 변화하는지를 알아보기 위해 기존 공표된 자료를 활용하고, 미세먼지를 직접 채취하여 성분 분석을 시행하였다. 부산의 육상 모니터링 지점에서 관측된 자료를 이용하여 계절별, 관측지점별 농도 변화를 살펴보았고, 한국해양과학기술원 연구동 옥상에서 채집한 PM2.5 시료에 대하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM), 에너지 분산형 X선 분광기(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS)를 이용해 이미지 촬영과 성분분석을 하였다. 2020년 3-8월 기간 동안 PM2.5, PM10, SO2, O3, NO2, CO를 관측한 에어코리아 공개 자료의 계절별 평균 농도를 관측지점별로 비교한 결과, PM2.5, PM10, O3, CO 농도는 모든 관측지점에서 춘계동안이 하계에 비해 높았다. 반면 NO2, SO2 농도는 관측지점에 따라 각기 다른 양상을 보였다. 2020년 3-7월 기간에 채집한 PM2.5 시료 중 매월 1개씩을 선택하여 총 5개 시료에 대해 SEM, EDS를 이용해 이미지 촬영과 성분 분석을 수행한 결과, 미세먼지의 크기와 성분 특성이 계절변화를 보임을 알 수 있었다. 미세먼지 입자크기는 춘계에는 0.5-1.5 μm 범위가 주를 이뤘으나, 하계에는 0.0-2.5 μm 사이에 비교적 다양하게 분포하였다. 또한, 춘계(4월) 시료에서는 화분이 관찰되었다. 개별입자 성분 분석 결과에서는 모든 시료에서 산소와 규소의 비율이 가장 높았다. 춘계에는 하계에 비해 알루미늄, 철, 포타슘, 황 등의 비율이 높았고, 하계에는 질소, 소듐, 염소 등의 비율이 춘계에 비해 높았다.