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1 한국도시환경학회지제 13 권 1 호 19~32 ( ) Journal of Korean Society of Environment 백령도에서 ToF-AMS 를이용한 2011 년 5 월고농도에어로졸사례연구 최진수 *, ** 김정호 ***, ****, 안준영 * 박진수 * 구윤서 ** 윤관훈 ***, **** 김신도 *** * 국립환경과학원기후대기연구부 ** 안양대학교환경공학과 *** 서울시립대학교환경공학과 **** 에이피엠엔지니어링 (2013년 3월 3일접수, 2013년 5월 14일수정, 2013년 6월 5일채택 ) A Case Study on the High Mass Loading Aerosol observed using an Aerodyne ToF-AMS in Baegryung Island, May 2011 Jin-Soo Choi*, ** Jeong-Ho Kim***, ****, Joon-young Ahn* Jin-Soo Park* Yun-Seo Koo** Gwan-Hoon Yoon***, **** Shin-Do Kim*** *Climate & Air Quality Research Department, National Institute of Environment **Department of Environmental Engineering, Anyang University ***Department of Environmental Engineering, University of Seoul ****APM Engineering Co., Ltd (Received 3 March 2013 : Revised 14 May 2013 : Accepted 5 June 2013) Abstract This study aims to identify the characteristics of particulate matter based-on chemical components and size. To this end, it analyzed the mass spectrum and components of aerosol(pm1.0) with the size of 50-1,000 nm for two weeks (May 24 ~ June 1st, 2011) at Baegryung Supersite using ToF-AMS. The result showed that sulfate was a dominant ion species with average concentration of 8.12 µg/m 3 followed by organic matter 3.40 µg/m 3, ammonium 2.37 µg/m 3, and nitrate 0.91 µg/m 3. On May 24, dramatic increase in the concentration of aerosol components was observed because of west wind and long-range transport of air pollutants. The diurnal concentration was characterized by two peaks, increasing from one to five AM. and from six to ten PM. When nitrate, chloride and sulfate found to be neutralized, predicted ammonium concentrations were compared with the measured ones. The result showed that aerosol mostly remained acid in the atmosphere. The m/z 44/OA ratios were on average 0.28, ranging between , on May 24 th and 0.32 on June 1 th, meaning OOA ratio is higher than others. sulfate, nitrate, ammonium and organic components showed their peak in the accumulation mode size of nm. The individual size distribution presented a accumulation mode that contains oxygenated organic compounds Key Worlds : ToF-AMS (Time of Flight Aerosol Mass Spectrometry), Baegryung Island, OA (Organic Aerosol), OOA (Oxygenated Organic Compounds) 요약문 본연구에서는실시간으로초미세입자의화학적성분과입경에따른성분분포특성을파악하기위하여, 2011년 5월 24일부터 6월 1일까지 2주간백령도에위치한대기종합측정소에서 ToF-AMS 를이용하여실시간으로 50 ~ 1,000 nm 입경영역에분포하는에어로졸 (PM1.0) 성분의질량스펙트럼과입경에따른성분을분석하였다. PM 1.0 성분의평균농도는 sulfate 8.12 µg/m 3, organic 3.40 µg/m 3, ammonium 2.37 µg/m 3 그리고 nitrate 0.91 µg/ m 3 이었고, sulfate가주성분으로나타났다. 측정기간중 5/24일에는서풍과함께장거리이동에따른에어로졸성분의농도가급격히증가하는현상이관측되었다. 시간에따른성분의농도는 1~5시와 18 ~ 22사이에증가하는경향을나타내었다. 에어로졸중의모든 nitrate, chloride 및 sulfate 성분이중화된형태로존재할경우예측된 ammonium 농도를산정하여실제측정된암모니아농도를비교한결과, 직선의기울기는 0.7로에어로졸은대부분중화되지않은산성입자인것으로나타났다. 유기산화에어로졸입자의지표로사용되는, m/z 44(COO + ) 와유기입자 (organic aerosol, OA) 의비율은측정기간북서풍계열이유입되어고농도사례를기록하였던 5월 24일과비가온다음에남동풍계열이유입되어저농도사례를기록하였던 6월 1일의측정자료를비교한결과 m/z 44/OA 값은 5월 24일의경우평균 0.28으로 0.22 ~ 0.33 범위에걸쳐나타났으며, 6월 1일의경우평균 0.32 로 0.22 ~ 0.38 범위에걸쳐있었고, 유기에어로졸성분중에산화된유기에어로졸의비율이높은것으로파악되었다. sulfate, nitrate, ammonium, organic 들은주요한집적모드인 400 ~ 500 nm 영역에서피크가나타났고, 각성분의입경분포는산화된유기물을함유한집적모드를보였다. 주제어 : 에어로졸질량분석계, 백령도, 유기에어로졸, 산화된유기에어로졸 Corresponding author jeongho.kim@apm.co.kr 19

2 20 최진수 김정호 안준영 박진수 구윤서 윤관훈 김신도 I. 서론 대기중입자상물질은대기중에존재하면서인체에유해하고 1), 대기질을저하시키며 2), 지구기후복사균형에영향을주는요인으로작용하고있다 3). 대기중입자상물질은크기, 화학적조성, 형상과같은세가지특성에의존하며, 이러한물질의오염원과영향을파악하기위해매우중요한요소로작용한다 4). 특히입자상유기물질은대기중건조한미세입자상물질의 10-70% 를차지하며 5), 대기중에서입자상유기물질은수백가지의서로다른물질들로구성되고, 인위적및자연적으로배출되기에, 대기중의유기입자상물질의조성및형성기작을이해하기란매우어려운사항이다 4). 입자상유기물질은입자상형태로직접적으로배출되는일차유기입자와 (primary organic aerosol particles), 반응성유기가스의광화학산화를통해대기중에서형성되는이차유기입자 (secondary organic aerosol particles) 로구성된다. 특정한조건하에서대기중에서반응물은새로운입자를형성하기위하여핵을이룰수있으며, 자연적및인위적오염원모두일차및이차유기입자를형성하는데기여하고있다 6). 지난 15 년동안질량분광법 (Mass Spectrometry) 은에어로졸의특성을연구하는데응용되어비약적인발전을거듭하고있으며, 최근에는매우짧은시간에미세입자성분을파악할수있는강력한수단으로자리매김하고있으며, 이러한분석장비는대기중에서시시각각변하는초미세입자의유기물질을실시간으로분석하는데적용되어져왔다. 이러한원리를이용하여제작된 Aerosol Mass Spectrometer(AMS, Aerodyne Inc, US) 를이용한연구로, AMS 를이용한대기중에어로졸채취와분석방법연구 7), Tokyo 의계절 / 일분포특성 8), Mexico city 대기중입자상다환방향족탄화수소의정량에관한연구 9), 제주고산지역에서의대기오염물질의장거리이동에관한연구 10), 이동차량탑재측정을통한뉴욕시에서자동차배출에따른입자상물질의배출특성연구 11), 자동차의다양한주행조건에따른배출량특성평가 12), California Monterey 해안지역에서의입자의흡습특성 30) 및 ACE-ASIA 기간중항공측정을통한고도별입자상물질의화학적구성성분분포와기류방향에따른특성에관한연구들이있으며 13), 최근김정호등 (2012) 은 ToF-AMS 를이용하여실내환경에서담배연기에어로졸의유기성분에대하여연구하였다 14). 본연구에서는 ToF-AMS(Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer) 를이용하여 2011 년봄철우리나라서북단에위치한백령도에서대기오염물질의장거리이동에따른에어로졸입자중 PM1.0 영역의미세한입자에대한물리화학적특성을고찰하였다. 1. 측정지점및기간 II. 연구내용및방법 한반도서북단에위치한백령도는인천에서북서쪽으로 km 떨어진서해최북단의섬으로, 북한의장산곳에서 14 km 남쪽에위치해있으며, 지정학적으로동경 124 도 53 분북위 37 도 5 분에위치한다 (Fig. 1). 지리적으로중국과도가장가까운위치에있으며, 평균 Fig. 1. Description of sampling site(source:

3 백령도에서 ToF-AMS 를이용한 2011 년 5 월고농도에어로졸사례연구 21 기온의연교차는 25.1 o C 정도이며, 최고기온은내륙보다 2~3 o C 낮고, 최저기온은 1~2 o C 높게나타나는해양성기후의특성이약하게나타난다. 측정은백령도에위치한국립환경과학원에서운영하는백령도대기오염집중측정소에서수행되었으며, 백령도대기오염집중측정소는장거리이동대기오염물질과황사를측정하기위한전초기지의역할을수행하도록설립되었고, 2008 년부터대기질측정을시작하였다. 해당측정소는북한의장산곶이보이는해발 135 m 언덕에위치하고있으며, 기상청에서운영하는백령도기상대의옆에자리하고있다. ToF-AMS 를이용한시료의측정과분석은 2011 년 5 월 24 일부터 6 월 1 일까지 9 일간실시간으로연속측정하였다. 측정지점의 5 월평균기온은 13.5 o C 이었고, 월평균풍속은 5.3 m/sec, 상대습도는 71.5% 이었으며, 5 월 일은서풍계열의바람이불었고, 5 월 29 ~ 31 일, 그리고 6 월 1 일에는남풍계열의바람이주를이루었으며, 5 월 31 일오후부터 6 월 1 일오전에는약 9mm 의강우량을기록하였다 15). 2. 실험장치의구성 Aerodyne ToF-AMS(Aerodyne, U.S.A) 를이용하여미세에어로졸의입경에따른화학적성분을준실시간으로측정분석하였으며, 이와관련하여장비에대한구성을 Fig. 2 에나타내었다. 본연구에사용된장비의특성에대하여는김정호등 (2012) 이연구한내용에기술되어있으며 14), 여기에서는대기중에어로졸시료를분석하기위한구성도에대해서간략히기술하였다. 대기중의에어로졸은다양한입경범위를가지고있다. ToF-AMS 유입구에장착된핀홀 (pin hole) 은 100 µm 의통과직경을가지고있으며, 조대입자가유입될경우핀홀의막힘현상발생되기도한다. 따라서막힘의원인이되는조대입자를사전에제거하기위하여외부의공기가유입되는부분에 3l/mim 유량에서 2.5 µm 의절단입경을가진사이클론 (cyclone(urg, U.S.A)) 을설치하였다. 또한백령도의해양성기후특성상잦은안개로인한높은습도를함유한시료의유입은핀홀의막힘뿐만아니라진공펌프에부하를주어연속운전시진공펌프의성능을저하시키기때문에사이클론후단에 Nafion dryer(md s-4, PERMA PURE ) 를장착하여습도를제어하였으며, 지면과수직으로설치하여유입되는입자의손실을최소화하였다. 시료유입라인의유량제어는 1/4 inch 직경의 critical orifice(o'keefe Controls, U.S.A) 를이용하였으며, 최종적으로 ToF-AMS 에는 90 ml/min 의유량으로시료가유입되게하였다. 장비의교정시스템을 Fig. 2. Schematic view of aerosol pre-sampling inlet system for ToF-AMS (a PM2.5 cyclone, b Critical orifice, c Pump, d Nafion dryer, e Critical orifice, f HEPA flter, g Atomizer (TSI), h Diffusion dryer, i SMPS (TSI), j CPC (TSI), k Critical orifice, l HEPA filter). A 와같이구성하였으며, 입자의진공공기역학적직경과이에따른입자의비행시간을교정하기위하여표준입자를 deionized water 에희석후 atomizer 에장착하여입자를발생시켜교정에사용하였다. 입자의이온화효율을구하기위하여 NH 4 NO 3 용액을이용하였으며, 이때 DMA 는 300 nm 에고정하여입자를선별하여유입시켰으며, 이온화효율을측정하여농도에반영하였다. III. 결과및고찰 1. PM 1.0 성분의농도분포특성 2011 년 5 월 24 일부터 6 월 1 일까지 ToF-AMS 를이용하여실시간으로 PM1.0 의성분을측정하였으며, 연속적으로분석된질량스펙트럼자료를 IGOR 6.31 (Wavemetric, U.S.A) 에기반한 ToF-AMS Toolkit 1.51H 에서제공하는매스프래그먼트 (mass fragments) 를적용하였으며 16), 유기성분, nitrate, sulfate, ammonium 의농도를추출하여시계열로 Fig. 3 에 5 분평균자료로나타내었다. 분석결과 sulfate 성분이비교적다른이온성분에비하여높은농도분포를나타내고있으며, 다음으로유기성분, ammonium, nitrate 순으로확인되었다. 측정기간동안의평균농도는 Table 1 에요약하여나타내었고다른지역에서수행된연구들에서의측정결과

4 22 최진수 김정호 안준영 박진수 구윤서 윤관훈 김신도 Fig. 3. Time series of non-refractory nitrate, sulfate, ammonium and total non- refractory organics in PM1.0. 와비교해보았다. 특히측정기간동안에어로졸성분의농도분포에서 5 월 24 일 19 시경에가장높은관측치가나타났으며, 이당시주풍향은서풍계열로평균풍속 3.5 m/s( 최대 6.0 m/s) 이었고가장높은성분은 sulfate 로 5 분평균값이 34.4 mg/m 3 이었다. 5 월 31 일에서 6 월 1 일경에는성분의농도가급격히감소하였으며, 5 월 31 일의주풍향은남풍계열로평균풍속 8.2 m/ s( 최대 14.9 m/s) 이었고, 오후에는강우현상이관측되었고, 이때강우량은약 9.0 mm 로 10.4 시간지속되어강우에의한세정효과로인하여에어로졸중의이온성분이급격히감소한것으로판단된다 15). 전체측정기간중의각각의성분의농도는비주기적으로변동하는경향을보였으며, 백령도의경우지역적으로측정에영향을줄수있는오염원은거의없어이러한오염물질의농도가급격히증가하는현상은중국의풍하방향에위치한지정학적인특성으로인하여서풍에동반되어이동되어오는오염물질의영향으로판단되며, 지속적인관측을통해이러한오염물질의장거리이동이우리나라에미치는영향을파악할필요가있다. 측정된이온성분의통계적분포특성을고찰하기위하여측정된자료를확률변수로변환하였으며, 이분포의확률밀도함수를 F(Xi) 라고하면이는다음의 Eq (1) 과같으며, 이함수의특성은김신도등 (2010) 의연구에자세히설명되어있다 17). Fx ( i ) 1 2πσ xi = exp x 2, < x < x σ x Eq (1) σ x 여기서, : standard deviation x i : individual ion mass concentration x : mean concentration 이함수를이용하여측정된에어로졸성분의농도에대한확률밀도함수곡선을 Fig. 4 에나타내었다. 확률밀도함수곡선의정점은평균값을의미하여측정값이오랜기간을포함하는경우앞으로의경향을예측하기위하여이용할수있으나, 여기에서는 9 일간의측정된자료를포함하고있어장기적인예측에는자료의대표성을가지기어렵지만, 봄철고농도사례에국한할경우에는그통계적특성을파악하는데유용할것으로생각된다. PM1.0 에서가장우세하였던 sulfate 는확률밀도함수곡선에서곡선의정점은 0.18 로다른물질에비해가장낮았고, 곡선의정점이의미하는평균값은 8.12 µg/m 3 으로다른성분에비해가장넓은범위에걸쳐나타났으며, Fig. 4 에서 2σ 영역을나타내는 50% 이상이 3.4 µg/m 3 ~12.9µg/m 3 사이에존재하는것으로확인되었다. 이와비교하여유기성분의피크는 0.31, 평균농도는 3.40 µg/m 3 이었고, sulfate 다음으로우세한성분으로나타났으나보다좁은농도범위에수렴하였다. 특히입자상성분에서 sulfate 와 nitrate 성분과주로결합되어있는 ammonium 성분의피크는 0.34 로평균농도는 2.37 µg/m 3 이었다. nitrate 의피크는 0.35 로측정된성분들가장높은값을나태었으나, 평균농도는 0.91 µg/m 3 로가장낮았고, 확률밀도함수곡선은가장좁은범위에수렴하는것으로나타나상대적인변동의폭이작은것으로나타났다. 다른성분에비해큰폭의농도변화를갖는 sulfate 는외부의요인에의해강하게영향을받고있음을보여주고있으며, 서풍유입시주로 sulfate 성분이많이함유된입자가함께유입된것으로판단된다. AMS 를이용하여자연적인위적오염원들의영향을파악하기위하여다양한필드캠페인이수행되어왔으

5 백령도에서 ToF-AMS 를이용한 2011 년 5 월고농도에어로졸사례연구 23 Fig. 4. Probability density function curves for each ion concentrations (a) sulfate, b) organic, c) ammonium, d) nitrate). 며, 다음의 Table 1 에는이러한캠페인을통해다양한지점에서 AMS 를이용하여관측한유기성분, sulfate, nitrate, ammonium 농도를요약하였으며, 백령도에서측정된성분들의농도와비교해보았다. AMS 가상용화된후최초 SASUA3 캠페인이영국의 Edinburgh 교외지역에서에어로졸의특성을파악하기위하여 2000 년가을철 10 월말과 11 월초에각각수행되었으며, 11 월초에측정된농도는유기성분 0.3 µg/m 3, sulfate 0.7 µg/m 3, nitrate 0.03 µg/m 3 으로매우낮은수준을보였으며, 이당시 ammonium 은정량되지못했다. (18) 동아시아지역의에어로졸에대한물리화학적특성을규명하고자 2001 년 ACE-ASIA 캠페인이우리나라제주고산측정소를포함하여우리나라, 일본, 홍콩, 중국에걸쳐지상, 선박및항공관측이이루어졌으며, 제주고산측정소에서 AMS 를이용하여 2001 년 4 월에관측된황사를포함한장거리이동오염물질은측정기간평균유기성분 3.49 µg/m 3, sulfate 3.09 µg/m 3, nitrate 0.51 µg/m 3, ammonium 1.48 µg/m 3 으로나타났으며, 역궤적분석 (backward trajectory) 을통해중국의영향을받은기류의경우 sulfate 와 ammonium 의농도증가에영향을미치고, 한반도를통과한기류의영향권에있었을때에는다른성분에비하여 organic 성분의증가에 영향을주는것으로나타났다 10). PACIFIC 2001 캠페인은캐나다 Vancouver 의 Lower Fraser Valley(LFV) 에서오존과이차유기에어로졸의형성과정을이해하고이지역의대기오염현상을보다명확히이해하기위하여수행되었으며, AMS 를이용하여측정한결과도시지역 (Sumas) 의농도가전원지역 (Lagely) 에비하여높게나타났으며, 태평양에서불어오는바람은도시지역에서발생된에어로졸을전원지역으로이동하는것으로파악되었고, 가장우세한물질은유기성분으로 2001 년 6 월말에서 8 월말까지측정한자료의평균값은도시지역 (Sumas) 에서유기성분 4.74 µg/m 3, sulfate 1.29 µg/m 3, nitrate 1.62 µg/m 3, ammonium 0.92 µg/m 3 으로나타났으며, 간헐적으로 sulfate 농도가높게증가하는현상이있었을때에는가스상 SO 2 성분이증가하였으며, 이것은측정지점에서의기류가 Vancouver 지역을거쳐이동해오면서형성된이차유기에어로졸에따른영향인것으로파악되었다 19). PMTALS-NY 캠페인은 AMS 의운전조건, 측정정확도, 자료처리방법을수립하고자 2001 년 6 월말에서부터 8 월초에미국의 New York 에위치한 Queens College 에서수행되었으며, 측정결과유기성분 2.65 µg/m 3, sulfate 3.94 µg/ m 3, nitrate 0.81 µg/m 3, ammonium 1.23 µg/m 3 으로각

6 24 최진수 김정호 안준영 박진수 구윤서 윤관훈 김신도 Table 1. Comparison of AMS mean mass concentration data for ambient filed campaign studies (unit : µg/m 3 ) Campaign SASUA 3 ACE-ASIA PACIFIC 2001 PMTALS-NY MINOS MCMA-2003 IMPACT This Study Period (yyyy.mm.dd.) sulfate 가 77 ~ 84% 를차지하였고, 이것은남동유럽지역에분포하는다양한화석연료오염원의영향을받은것으로파악되었다 21). 멕시코의 Mexico City Metropolitan Area(MCMA) 는 1,800 만명이거주하는인구밀도가매우높은지역으로, 지역의평균고도는약해발 2,240 m 에달해산소가해수면에비해 23% 가량적은특성이있으며, 인위적인오염원의밀도가높으며동시에높은해발고도로인한강한태양광으로인하여광화학오염물질의형성이활발하게일어나는것으로알려져있다. 이러한배경에서 Mexcico City Metropoli (winter) (summer) (fall) (winter) Site class (Location) Rural (Edinburgh) Rural (Edinburgh) Rural (Gosan) Rural (Lagley) Semi-downtown (Sumas) Rural (Lagley) near by downtown (Slocan park) (Queens College) (Univ. of Crete) (Univ. of Crete) (CENICA) (Univ. of Tokyo) (Univ. of Tokyo) (Univ. of Tokyo) (Univ. of Tokyo) Rural (Baegryung) AMS mean mass concentration (effective size range : 50 nm ~ 1,000 nm) Organic Sulfate Nitrate Ammonium Reference Allan et al. (2004) Topping et al. (2004) Boudries et al. (2004) Drewnick et al. (2004) Schneider et al. (2004) Salcedo et al. (2006) Takegawa et al. (2006) 각나타났으며, 유기성분에대한시간분포특성을파악한결과교통량과밀접한관련이있는것으로파악되었다 20). 지중해지역은여름철매우강한태양으로광화학작용이활발하게일어나는것으로알려져있으며, MINOS 캠페인은지중해지역에서의에어로졸의화학적성분을파악하기위하여 2001 년 8 월그리스 Crete 의 University of Crete 기상측정소에서수행되었고, 두번에걸쳐 8 월중순과 8 월하순에집중관측을실시하였다. 그결과측정기간동안남동유럽지역을통과한기류의영향을받았으며, 측정된성분은 ammonium

7 백령도에서 ToF-AMS 를이용한 2011 년 5 월고농도에어로졸사례연구 25 tan Area 의시간에따른오염물질의농도와오염물질의화학적조성을파악하기위하여 AMS 를이용한 MCMA-2003 캠페인이 2003 년 4 월에서 5 월까지 CENICA supersite 에서수행되었으며, 그결과유기성분이 21.6 µg/m 3 으로매우큰비중을차지하는것으로타나났으며, 시간에따른경향을파악한결과 nitrate 는정오를기점으로큰폭으로증가하는현상을보였으며, 이것은주간에도시대기중으로배출된가스상 NO 2 와대기중에존재하는 OH 라디칼의광화학반응으로형성된 nitric acid 가 ammonia 와반응하여형성된이차에어로졸의성분중의하나인질산암모늄의형태로존재하고있었으며, 이러한반응이매우활발하게일어나는것으로보고되었다 22). 일본의 Tokyo 역시인구밀도가높은도시지역으로 Takegawa 등 (2006) 은 AMS 를이용하여 2003 년 1 월부터 2004 년 2 월까지 Tokyo 지역의유기에어로졸의계절별분포를파악하였다. 계절별평균농도는여름철이비교적낮고겨울철이높은특징을보였고, 모든계절에서유기성분이가장높았으며약 5.7 µg/m 3 ~7.1µg/m 3 에걸쳐나타났다. 그리고측정기간중 Miyake Island 화산에서대기중으로배출된 SO 2 의영향으로인하여해당기간중관측된에어로졸입자가산성에치우치는경향을나타낸것으로보고하였다 8). 이상과같이다양한지역에서 AMS 를이용하여수행되어진캠페인을통해도시지역의경우유기성분과 nitrate 성분이주요한원인물질들이며, 기류가화석연료를사용하는지역을통과하는경우 sulfate 성분이증가하는경향을보인다. 특히 nitrate 성분은도시지역에존재하는자동차와같은오염원에서배출되는 NO 2 의영향을받아급격히증가할수있다 8,10,18-22). 백령도에서 2011 년 5 월측정된농도를고찰하면, nitrate 성분은 2003 년관측된 Tokyo 지역에비해낮았으며, sulfate 농도는앞서언급한캠페인사례들보다가장높아 2001 년 ACE-ASIA 기간중제주고산에서측정된값에비해약 5.02 µg/m 3 높았고, 2001 년지중해의 Crete 섬에서수행된 MINOS 캠페인중남부유럽에분포한다양한화석연료오염원의영향을받았던기간에관측된 4.63 µg/m 3 보다약 3.48 µg/m 3 높은수준이다. 그러나이것은측정기간중의평균농도로서 2011 년 5 월 24 일 17 시경에관측된약 34.4 µg/m 3 의 sulfate 농도는매우높은수준으로, 백령도측정지점이편서풍기류상에위치하여중국의영향을직접적으로받고있으며, 한반도서북단끝에있음을감안할때빠른기류조건에서많은양의 sulfate 가한반도내륙으로유입될수있을것으로생각되며, 3.4 절의 Fig. 10 에는측정기간중의기류의이동경로를고농도와저농도사례에대하여각각나타내었다. Fig. 5. Diurnal pattern of organic, nitrate, sulfate and ammonium components in PM PM1.0 의유기성분, sulfate, nitrate, ammonium 성분의일일분포특성 백령도는한반도서북단에위치하고있어대기오염의장거리이동에따른최초관측지점으로오염물질의유입에대한관측지점으로매우유용하다. 본연구기간동안측정된자료를가지고시간에따른오염물질의농도변화를살펴보기위하여실시간으로측정된농도를측정기간동안 1 시간간격으로구분하여시간에따른일변화를 Fig. 5 에 5 th ~95 th percentile 의상자그래프로나타내었다. 1 시간통계값은시작시간을대표시간으로표시하였으며, 1 시자료는 1 시부터 2 시이전까지의농도에대한통계값을의미한다. 시간에따른성분의농도는 1-5 시와 사이에증가하는경향을나타내었다. 특히 1~5 시보다는 18 ~ 22 시사이에크게증가하여모든물질의최대농도가이시간대에관찰되었고, 유기성분은 20 시경에 12.1 µg/m 3, nitrate 는 21 시경에 9.7 µg/m 3, sulfate 는 20 시경에 34.4 µg/m 3, ammonium 은 20 시경에 10.2 µg/m 3 으로최대농도를나타낸것으로미루어, 측정기간고농도의에어로졸은

8 26 최진수 김정호 안준영 박진수 구윤서 윤관훈 김신도 대부분오후에서초저녁사이에유입된것으로판단된다. 도시지역에서 AMS 를이용한각성분의농도분포는교통량에영향을많이받는것으로파악되고있다. Mexico City 의경우 nitrate 성분은아침부터정오시간대에증가하는경향을보였고 sulfate 는주로밤시간대에높게나타났으며, nitrate 는교통량에의한국지적인영향을그리고 sulfate 는장거리이동에의한영향으로조사된바있다 22). 특히 nitrate 성분은도시지역의경우낮시간동안에대기중의 NO 2 와 OH 가반응하여광화학반응을통해 nitric acid 를형성하고, ammonia 와반응하여 ammonium nitrate 를형성하는것으로알려져있다. 본연구에서측정된에어로졸성분의변동경향은주로밤시간대에높은농도특성을나타내고있어지역적인영향보다는장거리이동에따른영향을강하게받고있는것으로분석되었다. 우리나라에서 AMS 를이용한사례는 2001 년 ACE-Asia 기간동안제주고산에서봄철측정한자료가유일하다. Topping 등은 2001 년 ACE-Asia 기간동안 AMS 시스템을이용하여대기중에어로졸중의성분을실시간으로분석하였으며, 우리나라내륙을통한공기괴 (air mass) 가측정지점에유입된경우유기성분이주요성분으로나타났으며, 중국으로부터유입된경우에는 (2001 년 4 월 18 일 ~21 일 ) sulfate 가주요성분인것으로보고되었다 10). 이런유사한사례와견주어볼때에, 본연구에서북서풍기류가유입된 5 월 24 일저녁시간대에급격한 sulfate 성분의증가는 2001 년 ACE-Asia 캠페인기간중의제주도에서관측된 sulfate 의장거리이동사례와유사한경우로분류할수있다. 3. PM1.0 의화학적조성특성 측정된 nitrate, chloride 및 sulfate 성분이중화된 NH 4 NO 3, NH 4 Cl 그리고 (NH 4 ) 2 SO 4 의형태로존재할경우, 예측된 ammonium 농도와측정된 ammonium 농도가일치한다면측정된성분은모두중화된형태로존재하고있음을의미한다. 그러므로 m(x) 를임의성분의몰농도라하고, MW NH4 를 NH 4 + 의분자량이라고할때에암모늄의예측농도값은 Eq (2) 로나타낼수있으며, 그결과를 Fig. 6 에나타내었다. Predict NH = MW NH4 ( mno ( 3 ) + 2m( SO 4 ) + mcl ( - )) Eq (2) Fig. 6과같이예측값과측정값의 1:1 점선을기준으로예측값과측정값을비교한결과예측값이측정값보다높게나왔으며, 이때두인자를가지고 1차회귀 + Fig. 6. Measured ammonium vs. predicted NH 4 if all nitrate, chloride, and sulfate existed as NH 4 NO 3, NH 4 Cl and (NH 4 ) 2 SO 4. 분석을실시한결과직선의기울기는약 0.71 이었고, 결정계수는 이었다. Takegawa 등 (2006) 은 2003 년부터 2004 년의여름, 가을, 겨울에걸쳐 Tokyo 도심지역에서 AMS 를이용하여계절별에어로졸성분의분포와특성을파악하였으며, 측정값과예측값을비교한결과여름철기울기는 0.94, 가을철 1.03, 겨울철 0.99 이었고, 여름철이다른계절에비해측정값이낮은것으로파악되었다. 여름철측정결과에서측정값이예측값에비해매우작았던사례를추출하여그원인을파악한결과 Miyake 섬화산으로부터배출된 SO 2 의영향으로인해대기중 SO 2 의양이증가하여이로인해생성된산성에어로졸입자때문인것으로확인한바있다 8). PM1.0 성분의 ammonium 예측값이측정값보다커질수록산성입자의비율이증가하며이것은백령도에서측정된값은에어로졸입자중의중화되지않은산성입자의비율이높음을의미한다. 백령도지역입자는서해안의풍부한수분과상대적으로높은 SO 2 가스에노출되어 sulfate 과포화상태를유지하고있음을알수있었으며, 앞으로지속적인관측에있어서가스상 SO 2 성분의측정을통해비교할필요가있다. 에어로졸입자중의질소화합물은유기및무기질소화합물로구성되며, 무기질소화합물은주로 NH 4 NO 3 의형태로존재하는것으로알려져있으나, 유기질소화합물의경우 AMS 를이용하는분석에있어서다양한질량조각으로분리되기에분석에어려움이있다. AMS 를이용하여측정된에어로졸입자중의질소화합물은 m/z 30 과 m/z 46 부근의무기질소화합물로 NO + 와 NO 2 + 를나타내며, 측정자료를이용하여질소화합물

9 백령도에서 ToF-AMS 를이용한 2011 년 5 월고농도에어로졸사례연구 27 존재형태를추정할수있다. 무기질소화합물의경우 m/z 30 과 m/z 46 의비율 (30/46) 이 2~3 범위에있는경우에 NH 4 NO 3 로존재할확률이우세하며, m/z 30/ 46 비가 11 인경우 MnNO 3, 30/46 비가 29 인경우 NaNO 3 형태로존재하는것으로알려져있다 7,19,23). 유기질소화합물의경우 NOx 와가스상유기물질이일정한태양광에노출되었을경우질소유기화합물의생성이증가하며, 광화학의최종산물로 RONO 2 (alkyl nitrates) 과 RC(O)OONO 2 (peroxyacyl nitrates) 의이차유기에어로졸의형태로나타난다. 휘발성유기화합물 (VOCs) 과 NOx 의광화학반응을통해형성된유기질소화합물의특성을파악하기위해 Alfarra 등 (2006) 은 AMS 를이용하여챔버실험을수행하여 m/z 30(NO + ) 과 m/z 46(NO 2 + ) 질량스펙트럼경향을파악하였고, 인위적인 VOCs 화합물중하나인 1,3,5-TMB 를이용하여유기질소를생성한실험에서측정된유기질소성분의 m/z 30/46 비는약 8 로측정되었으며, 자연적인 VOCs 화합물중하나인 α-pinene 을이용한실험에서유기질소성분의 m/z 30/46 비는약 5 로나타나, 측정된 nitrate 성분의 m/z 30/46 비율을이용하여인위적또는자연적 VOCs 의영향을받은유기질소화합물의비율을추정할수있음을제시하였다 24). 본연구에서측정된 m/z 30 과 m/z 46 을추출하여그비율을서풍계열의바람이유입된 5 월 24 일고농도사례와남풍계열의바람이유입된 6 월 1 일측정된저농도사례로구분하여각각 Fig. 7 에나타내었으며, 고농도사례의경우 m/z 30/46 비는약 2.86, 저농도사례의경우에는 3.28 로나타나, 사례별큰차이없이대부분의질소화합물은 NH 4 NO 3 의무기질소화합물로구성되어있는것으로파악되었다. AMS 는입자상유기물질에서탄화수소와같은 C m H m 는이온화원을통해 C n H m + 의형태로조각나며, 산화된유기물은 C n H m O y 의형태로서 H 2 O +, CO +, CO 2 +, HCC 2 O +, HCO 2 +, C n H m + 등으로조각난다 11,14). 이차유기에어로졸 (secondary organic aerosol, SOA) 은입자표면에서응축또는비균질핵생성 (homogeneous nucleation) 에따른휘발성유기화합물질 (VOCs) 의산화에의하여형성되며, 몇몇도시지역에서분석된 SOA 성분은자연적탄화수소의영향을받는것으로나타났으며 8), 도시지역에서측정된대기중에어로졸은많은량의수용성유기탄소 (water-soluble organic carbon, WSOC) 를함유하고그중대부분은 SOA 인것으로나타났다 25). WSOC 는일반적으로 alcohols, carbonyls 그리고 dicarboxylic acids 와같은여러종류의산화된유기화합물로구성된다 27). Alfarra 등 (2004) 은대기시료측정과반응실험을통해다양한오염원및지역으 Fig. 7. Correlation of the nitrate-equivalent mass concentrations of mass fragments 30 (NO + ) and 46 (NO 2 +) from the southeast (SE) wind and northwest (NW) wind event. Fig. 8. Probability density function curve of m/z 44/total organic ratio. 로부터 AMS 를이용하여측정한 m/z 44(COO + ) 와유기에어로졸 (organic aerosol, OA) 의비를구하여산정하였으며그결과, m/z 44/OA 비는산화된유기물질 (oxygenated organic compounds) 일수록그값이커지며 4), 이비율을산화된유기에어로졸의 maker 로서활용하였다 (28). 본연구에서측정기간중분석된유기성분의스펙트럼자료를추출하여, Fig. 8 에는측정기간서풍이유입되어고농도사례를기록하였던 5 월 24 일과비가온다음에남풍계열이유입되어저농도사례를기록하였던 6 월 1 일의측정자료에서산화된유기입자의지표로사용되는 COO+, m/z 44 를질량스펙트럼에서추출하여이값을전체유기성분의농도로나눈비율로나타내었다. Fig. 8 에서 x 축은 m/z 44/OA 값을나타내고, y 축은각각의값을정규분포에따르는확률밀도함수 (probability density function) 를나타내고있다. 고농도사례기간중의 m/z 44/OA 값은평균 0.28 으로 0.22 ~ 0.33 범위에걸쳐나타났으며, 저농도사례의경우평균 0.32 로 0.22 ~ 0.38 범위에걸쳐나타났

10 28 최진수 김정호 안준영 박진수 구윤서 윤관훈 김신도 Fig. 9. Time-series of organic, nitrate, sulfate and ammonium size distribution at Baegryung island during springtime, The y scale represents Dva in nm. 다. 도쿄 도시지역에서 m/z 40/OA 값은 대기중 OH 성분이 많은 여름철에 높은 범위에 걸쳐 나타나는 것 으로 파악되었고8), 도시 대기중 SOA의 전구물질과 같 은 휘발성유기화합물의 산화속도와 밀접한 관련이 있 는 것으로 알려져 있다. 백령도에서 측정된 m/z 44/ OA 비율은 서풍기류가 유입된 경우 도쿄도심지역의 여름철(0.085)에 비하여 약 3.3배 이상 높은 것으로 파 악되었으며, 남풍기류가 유입된 경우에는 약 3.8배 정 도 높은 것으로 나타나, 유기입자성분 중의 산화된 유 기입자의 비율이 비교적 높은 수준인 것으로 파악된다. 4. PM1.0의 입경에 따른 농도분포 특성 ToF-AMS는 실시간으로 PM1.0 이하의 에어로졸에 대한 화학적 성분을 제공하며, 동시에 PM1.0 이하의 입자의 크기에 따른 성분농도를 측정할 수 있다. 여기 에서는 입자의 크기에 따른 질량스펙트럼 정보를 추출 하여, 측정기간 중의 입경에 따른 성분의 분석결과를 Fig. 9에 위에서부터 유기성분, nitrate, sulfate, ammonium 성분으로 각각 나타내었으며, 농도 스펙트럼은 무지개색깔로 구분하여 빨간색으로 갈수록 높은 농도, 보라색으로 갈수록 낮은 농도를 의미한다. Fig. 9에서 y축은 입자의 동역학적 직경을 나타내며, x축은 측정된 시간을 나타낸다. 전체 측정기간에서 각각의 성분은 대 부분 100 ~ 1,000 nm 범위에 수렴하고 있는 것으로 나 타났으며, 유기성분, sulfate, ammonium은 입경 스펙트 럼의 변화 패턴이 매우 유사하게 나타나고 있음을 확 인할 수 있다. Fig. 9에서 5월 24일 새벽의 경우 nitrate 를 제외한 유기성분, sulfate 그리고 ammonium 성분의 농도가 300 ~ 700 nm 영역에서 큰 폭으로 증가하였으 며, Fig. 3의 시간에 따른 질량농도와 같은 경향을 보 였고, 5월 24일 저녁에는 모든 성분의 입경에 따른 농 도가 확연히 증가하였으며, 측정기간 중 입경에 따른 각각의 성분 농도가 최대를 나타내었다. 측정기간 동안 기류의 유입경로를 역궤적분석을 통 하여 Fig. 10에 나타내었으며, 그 결과 5월 24일 고농 도의 경우 중국 산둥반도를 통해 기류가 서쪽에서 직 접 유입되었고, 6월 1일 저농도 사례의 경우 기류가 한 반도 내륙과 황해를 통해 남쪽과 동쪽에서 각각 유입 된 것으로 파악되었다. 기류의 유입경로와 관측된 농도 를 고려하여 고농도 사례의 5월 24일과 저농도 사례인 6월 1일의 자료를 추출하여 평균 질량스펙트럼과 입경 에 따른 농도를 Fig. 11에 각각 나타내었다. 5월 24일 의 경우 서풍기류가 유입된 고농도 사례로서 sulfate 380 ~ 390 nm, ammonium nm, 유기성분 430 ~ 440 nm, nitrate 460 ~ 470 nm 부근에서 피크가 확인되 었다. 그리고 6월 1일의 경우 남풍과 동풍기류가 유입 된 사례로서 sulfate 490 ~ 500 nm, ammonium 480 ~ 490 nm, 유기성분 490 ~ 500 nm, nitrate 490 ~ 500 nm 부근에서 peak가 확인되었다. 북서기류가 유입되어 고 농도 사례를 나타내었던 5월 24일의 경우 6월 1일에 비하여 대부분 입경의 농도가 보다 작은 범위에 수렴 하였으며, 이에 반하여 비가 온 다음 남동기류가 유입 되었던 6월 1일의 경우 대부분 500 nm 부근에 peak가 형성되어 입경이 보다 큰 영역에 분포하고 있는 것으 로 나타났다. 멕시코시티에서 대기 중 에어로졸의 입경 에 따른 성분분석결과 주요 성분은 유기물질로 검출되 었으며 평균값의 peak는 약 343 nm에 나타났다22). AMS를 이용한 디젤엔진에서 배출되는 입자 특성연구 에서는 정속 운전 시에 배출되는 주요 에어로졸 입자

11 백령도에서 ToF-AMS 를이용한 2011 년 5 월고농도에어로졸사례연구 29 Fig. 10. Backward trajectory for 24 th May(left) and 1 th (right) in Baegryung supersite. Fig. 11. Comparison of high mass event (upper) and low mass event (lower) mass spectrums (right) and size distributions (left). 는유기성분으로 nm 의직경을가지는것으로나타나 29), 디젤엔진과같은 1 차오염원에서직접배출된입자는매우작은영역에존재하며, 이에반하여대기중에서측정된입자는비교적큰영역에존재하는것을알수있다. 집적모드 (accumulation mode) 영역의유기에어로졸은 200 ~ 800 nm 로여러연구를통해도시지역뿐만아니라교외및원격측정지점에서측정된에어로졸성분의입경분포는대부분집적모드에분포하며, 유기입자들은산화된유기입자들로확인되었 으며, 내부에유기물과무기물이혼합된형태로존재하는것으로파악되었다 4,10,30). 본연구에서유기물및무기성분들은고농도사례의경우검출된피크가저농도사례에비해입경이작은영역에서나타나고있으나모두집적모드영역에분포하고있어측정된 PM1.0 은산화된유기물의형태로그내부에는무기물이혼합된형태로존재하고있는것으로사료되며, 장거리이동된 5 월 24 일의 PM1.0 에비해 6 월 1 일이농도는매우낮으나입경분포는집적모드에서보다큰영역에존재하

12 30 최진수 김정호 안준영 박진수 구윤서 윤관훈 김신도 고있으며, Fig. 10 의결과와같이 OOA 의비가 6 월 1 일이 5 월 24 일에비해보다높은것으로미루어, 6 월 1 일에한반도내육을통해유입된 PM1.0 이 5 월 24 일의장거리이동된에어로졸에비해좀더숙성 (aging) 된입자로판단되며, 추후다양한사례에대한관측과검토가필요할것으로생각된다. IV. 결 론 본연구에서는실시간으로미세입자의화학적성분과입경에따른성분분포특성을파악하기위하여, 2011 년 5 월 24 일부터 6 월 1 일까지 2 주간백령도에위치한대기오염집중측정소에서 ToF-AMS 를이용하여실시간으로 50 ~ 1,000 nm 입경영역에분포하는에어로졸성분의질량스펙트럼과입경에따른성분을분석하여백령도지역에서관측된봄철미세입자의장거리이동오염특성을분석하여다음과같은결과를도출하였다. 첫째, 관측기간중에어로졸성분의평균농도는 sulfate 8.12 µg/m 3, 유기성분 3.40 µg/m 3, ammonium 2.37 µg/m 3 그리고 nitrate 0.91 µg/m 3 이었고, sulfate 가주성분으로나타났다. 둘째, 측정기간중 5 월 24 일에는북서풍과함께장거리이동에따른에어로졸성분의농도가급격히증가하는현상이관측되었으며, 관측기간중모든성분이최고농도를기록하였다. 시간에따른농도변화특성은시간에따른성분의농도는 1-5 시와 사이에증가하는경향을나타내었다. 특히 1-5 시보다는 사이에크게증가하여모든물질의최대농도가이시간대에관찰되었다. 셋째, 에어로졸중의모든 nitrate, chloride 및 sulfate 성분이중화된 NH 4 NO 3, NH 4 Cl 그리고 (NH 4 ) 2 SO 4 의형태로존재할경우예측된암모늄농도를산정하여실제측정된암모니아농도를비교한결과, 고농도로갈수록에어로졸입자중의중화되지않은산성입자의비율이증가하는것으로나타나고있으며, sulfate 가고농도로존재하는경향에있어서입자가완전히중화되지못하고산성에치우치는것으로파악되었다. 넷째, AMS 를이용하여측정한 m/z 44(COO +, Oxygenated OA) 와유기입자 (organic aerosol, OA) 의비율을정리하였으며, 측정기간북서풍계열이유입되어고농도사례를기록하였던 5 월 24 일과비가온다음에남동풍계열이유입되어저농도사례를기록하였던 6 월 1 일의측정자료를비교한결과 m/z 44/OA 값은 5 월 24 일의경우평균 0.28 으로 0.22 ~ 0.33 범위에걸쳐나타났으며, 6 월 1 일의경우평균 0.32 로 0.22 ~ 0.38 범위에걸쳐나타나 5 월 24 일의 m/z 40/OA 값이평균 0.04 가량낮게나타났으며, 유기에어로졸성분중에산화된유기입자의비율이높은것으로파악되었다. 다섯째, 입경에따른에어로졸성분은대부분집적모드인 200 ~ 800 nm 영역에분포하고있었으며, 측정된 PM1.0 은산화된유기물의형태로에어로졸내부에무기물이혼합된형태로존재하고, 장거리이동된 5 월 24 일의 PM1.0 에비해 6 월 1 일의 PM1.0 농도는매우낮으나입경이보다큰영역에존재하고있는것으로파악되어, 6 월 1 일에유입된에어로졸이 5 월 24 일에장거리이동된에어로졸에비하여대기중에서보다오래된것으로판단된다. References 1. Pope C. A., Burnett R. T., Thun M. J., Calle E. E., Krewski D., Ito K., Thurston G. D., Lung cancer, cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution, Journal of the American Medical Association, 287(9) (2002). 2. Fenger J., air quality, Atmospheric Environment, 33(29) (1999). 3. Charlson, R. J., Schwartz S. E., Hales J. M., Cess R. D., Coakley J. A., Hansen J. E., Hofmann D. J., Climate forcing by anthropogenic aerosols, Science, 255(5042) (1992). 4. Alfarra M. R., Coe H., Allan J. D., Bower K. N., Boudries H., Canagaratna M. R., Jimenez J. L., Jayne J. T., Garforth A., Li S. M., and Worsnop D. R., Characterization of and Regional Organic Aerosols In the Lower Fraser Valley Using Two Aerosol Mass Spectrometers, Atmospheric Environment, (2004). 5. Middlebrook A. M., Murphy D. M., Thomson D. S., Observations of organic material in individual marine particles at Cape Grim during the first aerosol characterization experiment (ACE 1), Journal of Geophysical Research, (1998). 6. Hildemann L. M., Rogge W. F., Case G. R., Mazurek M. A., Simoneit B. R. T., Contribution of primary aerosol emission from vegetation-derived sources to fine particle concentrations in Los Angeles, Journal of Geophysical Research, (1996). 7. Jimenez J. L., Jayne J. T., Shi Q., Kolb C. E., Worsnop D. R., Yourshaw I., Seinfeld J. H., Flagan R. C., Zhang X., Smith K. A., Morris J., and Davidovits P., Ambient aerosol sampling with an Aerosol Mass Spectrometer, Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 108(D7) (2003).

13 백령도에서 ToF-AMS 를이용한 2011 년 5 월고농도에어로졸사례연구 Takegawa N., Miyakawa T., Kondo Y., Jimenez J. L., Zhang Q., Worsnop D. R., and Fukuda M., Seasonal and diurnal variations of submicron organic aerosol in Tokyo observed using the Aerodyne aerosol mass spectrometer, Journal of Geophysical Research, 111, D11206, doi: /2005jd (2006). 9. Dzepina K., Arey J., Marr L. C., Worsnop D. R., Salcedo D., Zhang Q., Onasch T. B., Molina L. T., Molina M. J., and Jimenez J. L., Detection of particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons in Mexico City using an aerosol mass spectrometer, International Journal of Mass Spectrometry, (2007). 10. Topping D., Coe H., McFiggans G., Burgess R., Allan J., Alfarra M. R., Bower K., Choularton T. W., Decesari S., and Facchini M. C., Aerosol chemical characteristics from sampling conducted on the Island of Jeju, Korea during ACE Asia, Atmospheric Environment, (2004). 11. Canagaratna M. R., Jayne J. T., Chertner D. A., Herndon S., Shi Q., Jimenez J. L., Silva P. J., Williams P., Lanni T., Drewnick F., Demerjian L., Kolb C. E., and Worsnop D. R., Chase studies of particulate emissions from in-use New York city vehicles, Aerosol Science and Technology, (2004). 12. Zavala M., Herndon S. C., Wood E. C., Jayne J. T., Nelson D. D., Trimborn A. M., Dunlea E., Knighton W. B., Mendoza A., Allen D. T., Kolb C. E., Molina M. J., and Molina L. T., Comparison of emission from on-road sources using a mobile laboratory under various driving and operational sampling modes Atmospheric Chemistry and Physics, (2009). 13. Bahreini R., Jimenez J. L., Wang J., Flagan R. C., Seinfeld J. H., Jayne J. T., and Worsnop D. R., Aircraft-based aerosol size and composition measurements during ACE-Asia using an Aerodyne aerosol mass spectrometer, Journal of Geophysical Research, 108(D23). 8645, doi: /2002jd (2003). 14. 김정호, 이태형, 윤관훈, 이정주, 서병량, 박진수, 안준영, 김신도, ToF-AMS를이용한실내환경중의담배연기에어로졸입자에관한연구 한국도시환경학회지, 12(2) (2012). 15. 기상청, 기상월보 (2011.5), p. 20 (2011.5). 16. Jimenez Group, ToF-AMS Main, colorado.edu/jimenez-group/wiki/index.php?title= ToF-AMS_Main, (assess date: January 5, 2013). 17. 김신도, 황의현, 윤관훈, 김태오, 박정구, 서병량, 김 정호, On-line GC-PID 를이용한부천시대기중 BTEX 농도분포특성에관한연구 한국도시환경학회지, 10(3) (2010). 18. Allan J. D., Delia A. E., Coe H., Bower K. N., Alfarra M. R., Jimenez J. L., Middlebrook A. M., Drewnick F., Onasch T. B., Canagaratna M. R., Jayne J. T., and Worsnop D. R., A generalized method for the extraction of chemically resolved mass spectra from Aerodye aerosol mass spectrometer data, Aerosol Science Technology, (2004). 19. Boudries H., Canagaratna M. R., Jayne J. T., Alfarra M. R., Allan J., Bower K. N., Coe H., Pryor S. C., Jimenez J. L., Brook J. R., Li S., Worsnop D. R., Chemical and physical processes controlling the distribution of aerosol in the Lower Fraser Valley, Canada, during the Pacific 2001 field campaign, Atmospheric Environment, (2004). 20. Drewnick F., Schwab J. J., Jayne J. T., Canagaratna M., Worsnop D. R., and Demerjian K. L., Measurement of Ambient Aerosol Composition During the PMTACS-NY 2001 Using an Aerosol Mass Spectrometer. Part I: Mass Concentrations, Aerosol Science and Technology, 38(S1) (2004). 21. Schneider J., Borrmann S., Wollny A. G., Blasner M., Mihalopoulos N., Oikonomou K., Sciare J., Teller A., Levin Z., and Worsnop D. R., Online mass spectrometric aerosol measurements during the MINOS campaign (Crete, August 2001), Atmospheric Chemistry and Physics, (2004). 22. Salcedo D., Onasch T. B., Canagaratna M. R., Zhang Q., Huffman J. A., DeCarlo P. F., Jayne J. T., Mortimer P., Worsnop D. R., Kolb C. E., Johnson K. S., Zuberi B., Marr L. C., Volkamer R., Molina L. T., Cardenas B., Bernabe R. M., Marquea C., Gaffney J. S., Marley N. A., Laskin A., Shutthanandan V., Xie Y., Brune W., Lesher R., Shirley T., and Jimenex J. L., Characterization of ambient aerosols in Mexico City during the MCMA-2003 campaign with Aerosol Mass Spectrometry: results from the CENICA Supersite, Atmospheric Chemistry and. Physics., (2006) 23. Allan J. D., Jimenez J. L., Coe H., Bower K. N., Willaiams P. I., Jayne J. T., and Worsnop D. R., Quantitative sampling using an Aerodyne aerosol mass spectrometer, Part1: Techniques of data interpretation and error analysis, Journal of Geophysical Research-Atmospheres, (2003). 24. Alfarra M. R., Paulsen D., Gysel M., Garforth A. A., Dommen J., Prevot A. S. H., Worsnop D. R.,

14 32 최진수 김정호 안준영 박진수 구윤서 윤관훈 김신도 Baltensperger U., and Coe H., A mass spectrometric study of secondary organic aerosols formed from photooxidation of anthropogenic and biogenic precursors in a reaction chamber Atmospheric Chemistry and Physics, (2006). 25. Sullivan A. P., Weber R. J., Clements A. L., Turner J. R., Bae M. S., and Schauer J. J., A method for on-line measurement of water-soluble organic carbon in ambient aerosol particles: Results from an urban site, Geophysics Research Letter, 31. L13105, doi: /2004gl (2004). 26. Aves C., Carvalho A., and Pio C., Mass balance of organic carbon fractions in atmospheric aerosol, Journal of Grophysical Research, 107(D21):8345, doi: /2001jd (2002). 27. Zhang Q., Alfarra M. R., Worsnop D. R., Allan J. D., Coe H., Canagaratna M. R., and Jimenez J. L., Deconvolution and quantification of hydrocarbonlike and oxygenated organic aerosols based on Aerosol Mass Spectrometry, Environmental Science Technology, (2005). 28. Akiyaa Kenichi, Gas chromatographic analysis and aerosol mass spectrometer measurement of diesel exhaust particles composition Talanta, 70, (2006). 29. Lee S. H., Murphy D. M., Thomson D. S., and Middlebrook A. M., Chemical components of single particles measured with Particle Analysis by Laser Mass Spectrometry (PALMS) during the Atlanta SuperSite Project: Focus on organic/sulfate, lead, soot, and mineral particles, Journal of Geophysic Research, 99, (2002). 30. Hersey S. P., Sorooshian A., Murphy S. M., Flagan R. C., and Seinfeld J. H., Aerosol hygroscopicity in the marine atmosphere: a closure study using hightime-resolution, multiple-rh DASH-SP and sizeresolved C-ToF-AMS data, Atmospheric Chemistry and Physics, 9, (2009).