analysis)로 인위적인 오염기원 성분, 토양기원, 해염성분 등의 구분하여 기원을 추정하고자 하였음
유색 용존 유기물(colored dissolved organic matter)을 이용하여, 서울시 강수시료에 포함된 유기물의 기원지 추적연구를 진행함(Yan and Kim, 2017)
입자상 탄소와 질소의 안정동위원소 비를 이용하여 대기 중 미세먼지의 배출원 및 배출지역을 추적하는 연구가 시작되었으며 미세먼지 내 암모 늄과 질산염의 질소 동위원소비는 장거리 이동 오염물질의 추적자로 사 용가능성은 확인한 바 있으나, 미량금속(중금속) 안정동위원소에 대한 연 구사례는 없음
국외 연구 동향
금속 안정동위원소(metallic stable isotope)를 활용하여 황사(asian or aeolian dust)의 기원을 추적하는 연구는 Pu (Dong et al. 2017), Sr-Nb (Nakano et al., 2005), Pb (Lee and Yu, 2010; Du et al., 2017) 동위원소 연구결과가 제시된 바 있음
이들 연구는 토양 및 퇴적물 시료 중심의 연구로 황사가 발생한 지역에 대한 정보를 포함하여 황사의 영향을 받고 있는지가 주요한 관심사임.
미세먼지(PM2.5, PM10) 내 탄소(C)와 질소(N) 동위원소를 이용하여 오염 기원을 밝히기 위한 연구(Gorka et al., 2014; Lopez-Veneroni, 2009;
Widory, 2007)가 시작되고 있음
금속원소인 Pb 동위원소를 통해 미세먼지 오염기작 및 기원을 밝히기 위 한 연구가 일부 존재하나(Widory et al., 2010; Chen et al., 2006, Graney et al., 2017), 주로 차량기원(vehicle exhaust)에 영향을 받는 대도시 위주 의 연구결과임
미세먼지는 복합적인 오염원이 존재하며 발생기작이 다르므로, 이를 추적 하기 위한 금속 안정동위원소에 대한 연구결과는 없음
2. 미세먼지 생성기작 연구
통해 전국 실시간 대기오염도를 공개하고 있음
대기환경기준물질 6개 항목(아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 미세먼 지(PM10,PM2.5), 오존)에 대한 대기오염도를 대기오염 시계, 대기오염 달 력 등의 표현 방식과 접목하여 시간대별, 일자별, 요일별로 제공하며, 인 체 영향과 체감오염도를 반영한 통합대기환경지수도 동시에 제공
이에 반해 해양 및 해안 대기질, 그리고 대기-해양 상호작용에 따른 미세 먼지 생성에 대해서는 상대적으로 연구가 미진하며, 연구 인프라 또한 제 한적으로 설치되어 있음
해양 환경에서 실시된 대표적인 연구로 해양의 에어로졸 발생량 측정을 위해 해수 내 비용존성 입자와 생물기원 물질을 중심으로 측정했으며, 오 염원 주변지역과 생물 생산성이 높은 지역에서 비용존성 입자의 농도가 높은 것을 확인한 바 있음(Park et al., 2014)
해양 인근 정점에서 진행된 미세먼지 연구는 주로 주변 오염원을 피하기 위해 제주 고산, 백령도 등의 정점을 선정하고 미세먼지의 농도 및 물리, 화학적 특성을 장기 모니터링한 결과가 대부분임
그림 2-3. 안면도 주변해양에서 해양-대기의 상호작용을 통한 PAHs의 계절적 플럭스 변동 (안준건 외, 2009)
2008년 제주도 고산지역에서 PM10, PM2.5 모니터링 결과 기류가 중국대 륙과 한반도로부터 유입되었을 때 인위적인 오염원의 영향을 많이 받고, 북태평양이나 동해를 통해 유입되었을 때 오염원의 영향이 상대적으로
낮은 것을 확인함(이순봉 외, 2011)
이와 별개로 안준건 외(2009)의 안면도에서 수행한 대기 중 가스상 PAHs 의 계절적 변동연구에 따르면 황해가 하계에 일부 저분자량 PAHs의 저장 고로 작용하며, 황해 대기오염의 발생원이 될 수 있음을 규명(그림 2-3).
이 연구는 해양이 초미세먼지의 전구체가 될 수 있는 휘발성 유기화합물 질(VOCs)의 저장고 및 오염원이 될 수 있음을 시사함
새 정부의 미세먼지 저감정책과 맞물려 부산, 울산, 인천 등 주요 항만도 시의 대기 오염도가 위험수준에 이르렀다는 진단이 나오면서 주요 항만 의 미세먼지 저감사업이 한층 탄력을 받고 있음
또한 각 항만들은 그간 추진해왔던 그린포트 조성사업에서 한걸음 더 나 아가 항만전용 대기오염측정소를 설치하고 AMP (alternative maritime power) 시설을 확대하는 등 대응책을 적극 모색하고 있음(강미주, 2017)
그림 2-4. 세계 10대 초미세먼지 오염항만 (Wan et al., 2016)
2016년 <네이처>에 따르면, 국내 대표 항만인 부산항은 중국 7개 항만,
두바이, 싱가포르와 함께‘세계 10대 초미세먼지 오염항만(The Dirty Ten)’으로 선정됨 (그림 2-4).
2016년 부산의 초미세먼지 오염도는 전국 최고인 27 ug/㎥(환경기준 25) 를 기록하였으며, 선박·항만분야의 부산지역 초미세먼지 기여율이 44.5%
로 추정되고 있어 대책마련이 시급한 상황임.
최근까지 국내에서 진행된 항만 대기오염 관련 연구는 대부분 선박 운항 에 기인한 대기오염물질과 온실가스 규제 현황 및 배출 특성, 배출현황 등을 조사하고, 국내 연근해 선박으로부터 배출되는 대기오염물질과 온실 가스 배출량을 산정하기 위한 방법론을 설정하기 위한 연구가 주로 진행 됨(국립환경과학원, 2014).
국외 연구 동향
지구적 규모의 생지화학적 사이클과 해양 에어로졸 생성과 변화, 대류권 오존의 형성과 소멸, 광산화 사이클, 성층권 오존 파괴 등의 과정에 미치 는 해양-대기 상호작용에 대한 연구가 활발히 진행 중임(Carpenter et al., 2012, 그림 2-5).
해양 대기 중 이차생성 미세먼지(secondary organic aerosols, SOA) 연구결 과 dimethyl-, diethyl amine salt와 methanesulphonic acid가 가장 주요한 유기화합물임이고, 이들이 해양에서 방출되는 가스상의 dimehtyl-, diethyl amine에서 기원함을 규명(Muller et al., 2009).
해양 생물기원 VOCs의 경우 이전에는 대기 화학에서 기여도가 낮은 것으 로 평가되었으나, 최근에는 oxygenated VOCs (OVOC)가 OH 래디칼의 주 요한 제거기작으로 평가받고 있으며(Read et al., 2012), 해양기원 terpene 의 경우 원양 대기 중 SOA 생성원으로 추정되고 있음(Gantt et al., 2009).
특히, 해양 OVOCs 경우 해양기원의 아세트알데히드는 75-175 Tg yr-1에 이르는 것으로 평가되고 있음(Carpenter et al., 2012).
선진국에서도 대부분 항만에서 발생하는 대기 오염물질이 주변도시에 미 치는 영향에 대한 연구가 다수이며, 대부분 수용체 모델을 이용하여 1차 발생원(primary emission)의 오염원을 규명하는 연구가 주로 진행됨.
최근에는 선박 배출가스에 의한 이차생성 미세먼지에 대한 연구가 추가 되고 있으며, 바르셀로나에서 실시된 연구에서는 선박 배출가스와 도시 대기오염이 결합되었을 때 이차생성 미세먼지의 발생을 가속화할 수 있 음을 보임(Perez et al., 2016).
그림 2-5. 대기에 미치는 해양 기원 에어로졸 및 VOCs의 영향 (Carpenter et al., 2012)
3. 해양 유입 대기분진 정량화 기술