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韓半島의 黃砂 觀測 現況 및 背景地域 微細먼지의 化學的 組成에 關한 硏究 원문보기
Study on the Yellow Sandy Dust Phenomena in Korean Peninsula and Chemical Compositions in Fine Particles at Background Sites of Korea

  • 저자

    백광욱

  • 학위수여기관

    湖西大學校 大學院

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    환경공학과 대기·폐기물전공

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    103p.

  • 키워드

    한반도 황사관측현황 배경지역 미세먼지;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10040830&outLink=K  

  • 초록

    과거 고려사(高麗史)와 조선왕조실록(朝鮮王朝實錄) 등에 기록되어 있는 문헌을 비롯하여 최근 황사 현상을 분석하여 보면 3∼5인 봄철에 집중되어 발생하였고 드물게 가을과 겨울철에도 발생하였음을 확인 할 수 있다. 또한 2002년 3월에 강하게 발생한 황사로 인하여 기상재해로 인식하기 시작하여 황사 특보제 도입 및 황사 예보기준을 강화하였다. 우리나라 배경지역의 미세먼지 병동을 살펴보기 위하여 1998년 ∼ 2001년까지의 안면도 지구대기감시관측소의 관측자료를 분석하여 화학적 특성과 오염원 추정을 하였다. 월별 미세먼지 질량농도 평균은 전반적으로 봄철이 높게 나타났고 여름이 가장 적게 나타났으며, 변동폭은 시료수와 황사발생빈도가 가장 잦았던 3월이 가장 컸으며 7 ∼ 9월에 낮게 나타났다. 이온성분이 전체 질량농도에 미치는 기여정도는 1999년(63 %), 2000년(59 %), 2001년(56 %)에도 거의 유사하게 나타났고, 이온성분 중 가장 많이 함유되어 있는 성분은 산성강하물의 원인물질인 음이온성분인 NO_(3)^(-)와 SO_(4)^(2-)과 이를 중화시키는 물질인 양이온성분 NH_(4)^(+)이며, 미세먼지 중 포함되어 있는 금속성분 비는 평균 14 % 정도였다. 금속성분의 농도분포를 보면 Fe> Al> Na> Ca> Mg> Zn> Pb> Cu> Mn> Ni> Cd> Cr> Co> U순으로 토양에서 기원하는 Fe, Al, Ca, Mg이 가장 기여를 많이 하고 인위적인 오염원에 기인하는 Zn, Pb, Cu, Mn이 높게 나타났으며 조금씩 증가하는 추세이다. 통계적인 분석에 의하면 Mg, Al, Ca, Fe, 그리고 Mn이 포함된 지각구성물질그룹과 NO_(3)^(-), Zn, Pb을 구성원으로 하는 오염성분그룹으로 구분되어 지며 전체 성분의 약 60% 이상을 설명 할 수 있다. 이 결과로 안면도는 해양보다는 토양으로부터 배출된 오염물질의 영향을 가장 크게 받고, 인위적인 오염원도 설명력에서는 토양의 영향에 비해 50% 정도밖에는 받지 않는다. 황사기간과 비황사기간을 비교한 결과로는 해양기원성분인 Na^(+)와 Cl^(-), 토양기원 성분인 Mg^(2+)와 Ca^(2+) 이 약 2배 이상 비황사기간에 비해 증가했다. 도한 금속성분 중 Mg, Al, Ca, Fe이 황사 시에 크게 증가하였으며 대기 중에 농축되어지는 미량 금속성분인 Pb, Cd, Zn은 감소하거나 거의 같은 수준의 농도를 유지하는 것을 확인 할 수 있다. 황사기간 중 수용성 이온성분은 수용성 이온성분끼리 상관성이 높으며, 금속성분은 금속성분간에 높은 상관을 보였다. 그리고 요인분석에 의하면 전체 약 43%의 설명력을 갖는 제 1그룹은 이온성분인 Na^(+), Mg^(2+), Ca^(2+)와 금속 성분인 Na, Fe, Mn 그리고 Ni로써 토양에 의한 영향이 가장 크고, 두 번째 요인인 Mg, Cr 역시 토양 입자의 영향을 받은 것으로 나타났다.


    Literature analysis of the yellow sandy dust phenomena in Korean peninsula from recent to ancient Korea and Chosun dynasty showed that its birth frequency has been very high in springtime of March through May and much low in autumn and wintertime. Due to the very strong yellow sandy dust phenomenon occurred in March, 2003, the yellow sandy dust was publicly recognized as a possible weather calamity and this lead to legislation of special forecast with enforced forecast criterion for the sandy dust pollution level. In this study, the observation data for the yellow sandy dust phenomena from the year 1999 to 2003 at background sites in Korea were collected at Global Atmospheric Observatory at An-Myeon island and its temporal variation were analyzed. The chemical characteristics of the fine particles were also analyzed in order to evaluate sources of the yellow sandy dust particles. The results showed that the monthly average mass concentration of the fine particles was the highest in springtime and the lowest in summertime in general. The magnitude of its variation was also the highest in March in which the occurrence of yellow sandy dust was the most frequent and thus the number of samples was the largest, while the lowest in June through September. The yearly variation of ion components contributions to the total mass concentration of the fine particles was slowly decreasing, showing that 63% in 1999, 59% in 2000 and 56% in 2003. The most prevalent ion components in the fine particles were found to be NO_(3)^(-) and SO_(4)^(2-), which are known to be source materials of acidic precipitation, and NH_(4)^(+), a neutralizing material of the acid precipitation. Relative proportion of metal components in the fine particles was calculated as 14% in average, and their concentrations are in an order of Fe > Al > Na > Ca > Zn > Pb > Cu > Mn > Ni > Cd > Cr > Co > U. The results indicated that main sources of the metals was soil-originated Fe, Al, Ca, and Mg, and the contribution of anthropogenic air pollution-originated Zn, Pb, Cu, Mn were also high and keep slightly increasing. Statistical analysis showed that the chemical components could be divided into soil-originated group of Mg, Al, Ca, Fe, and Mn and air pollution-originated group of NO_(3)^(-), Zn, Pb, and they are occupying more than 60% of all the components in the dusty sand. The results explain that An-Myeon island is more influenced by soil-originated source than ocean-originated one and also the influencing strength of anthropogenic pollution-originated source is less than 50% of that of soil-originated sources. Compared to non-yellow sandy period, the yellow sandy dust period showed that the amounts of soil-originated Mg^(2+) and Ca^(2+) and ocean-originated Na^(+) and Cl^(-) were increased to more than double and the metals of Mg, Al, Ca, Fe were also highly increased, while micro metal components such as Pb, Cd, Zn, which have a tendency of concentrating in air, were either decreased or maintained at nearly constant level. In the period of yellow sandy dust, a strong positive correlation was observed between water soluble ions and between metals in terms of its concentration, respectively. Factor analysis showed that the first group being comprised of about 43 % of the total inorganic components was affected by soil and they are ions of Na^(+), Mg^(2+) and Ca^(2+) and metals of Na, Fe, Mn and Ni. The result also showed that the metals of Mg and Cr were classified as second group and they were also highly affected by soil sources.


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