Journal of Korean Society for Atmospheric Environment Vol. 31, No. 3, June 2015, pp. 201-208 DOI: http://dx.doi.org/.5572/kosae.2015.31.3.201 p-issn 1598-7132, e-issn 2383-5346 서울시대규모환승역의지하철호선별 PM 2.5 에대한오염현황연구 Comparison of PM 2.5 Pollution Status at a Major Transit Subway Station in Seoul 유정길 김재혁 김경필 정수영 나규인 조효재 설경화 김기현 * 한양대학교건설환경공학과 (2014 년 12 월 30 일접수, 2015 년 4 월 일수정, 2015 년 4 월 24 일채택 ) Jung-Gil Yu, Jae-Hyeuk Kim, Kyeung-Phil Kim, Soo-Young Jung, Kyu-In Na, Hyo-Jae Jo, Kyeong-Hwa Sul and Ki-Hyun Kim* Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University, Seoul, Korea (Received 30 December 2014, revised April 2015, accepted 24 April 2015) Abstract We investigated the pollution levels of PM 2.5 at Wangsimni station at which four subway lines (Line 2, Line 5, the Jungang line, and the Bundang Line) are simultaneously under the operation. The analysis of PM 2.5 was made for the period of 1 ~11 Nov. 2014. The results of our field campaign were analyzed to assess the effects of various factors and conditions on the PM 2.5 pollution (such as installation of the screen door, density of floating population, weekdays and weekend, and the depth of platforms). The mean concentrations of PM 2.5 in each subway line of the Wangsimni station was measured as: the line 2 (22.5 μg/m 3 ) ; the line 5 (18.3 μg/m 3 ) ; the Jungang line (31.8 μg/ m 3 ); and the Bundang line (32.2 μg/m 3 ). Based on the detailed analysis of PM 2.5 pollution at four subway lines, we aimed to provide some perspectives on reducing the concentration of ultrafine particles in a highly populated urban area. Key words : PM 2.5, Wangsimni, Subway station, Spatial-temporal variation, Korea, Screen door 1. 서론 미세먼지란아황산가스, 질소산화물, 납, 오존, 일산화탄소등과함께대기오염물을평가하는하나의기준항목으로중요한의미를지닌다. 이들의발생은자동 *Corresponding author. Tel : +82-(0)2-2220-2325, E-mail : kkim61@hanyang.ac.kr 차, 기차, 지하철등과같이다양한인위적배출원과함께해염, 화산활동과같은자연적배출원등에기인한다. 미세먼지 (PM ) 는직경이 μm 이하의입자상물질을통칭하고, 직경이 2.5 μm 이하의입자는초미세먼지 (PM 2.5 ) 로다시구분할수있다. PM 이코나기도에서상당수준걸러지는데반해, PM 2.5 는산소와이산화탄소를교환하는폐포조직의모세혈관까지이동할수있다. 따라서 PM 2.5 는기관지염, 폐렴같은호흡기계통의질환은물론, 협심증, 심근경색증같은심혈관질 J. Korean Soc. Atmos. Environ., Vol. 31, No. 3, 2015
202 유정길 김재혁 김경필 정수영 나규인 조효재 설경화 김기현 환의유발에기여하는것으로알려져있다. 국제암연구 소 (IARC) 는초미세먼지 (PM 2.5 ) 를석면, 흡연과같은 등급의발암물질로지정하였다 (Seo et al., 2006). PM 의경우, 대기환경보전법에의하여 1 일 (24 시 간 ) 평균치는 0 μm/m 3 이하그리고, 연간평균치는 50 μm/m 3 이하를관리규정으로제시하고있다 (KMOE, 2013). 2015 년부터관리를개시한 PM 2.5 의경우, 대기 환경보전법에의하여 1 일 (24 시간 ) 평균치는 35 μm/m 3 이하그리고, 연간평균치는 15 μm/m 3 이하를관리규 정으로제시하고있다 (KMOE, 2013). 대기중분진의거동은계절적요인에민감하게영 향을받는다. 따라서일반적으로겨울과봄에특히높 고, 낮보다아침과늦은저녁에증가하는양상을보이 는것으로잘알려져있다 (Jeon, 20; Kim et al., 2000; Leaderer et al., 1999). 또한미세먼지는황사가빈번하 게발생하는봄철그리고난방연료를많이사용하는겨울철에높은농도를보인다. 반면, 여름에는비에의한세정효과로인해낮은농도를보인다. 지하공간은주로지하철, 지하상가, 지하주차장등의형태로널리이용하고있다. 지하철노선의확충과이용인구의증가로인한지하철공기질의악화는여러형태로이용자의건강에영향을미칠수있다 (Jun et al., 2009). PM 2.5 는천식, 두통, 아토피등건강상의피해를나타내고특히임산부와태아그리고노인에게더큰영향을미친다. 따라서지하철이용인구가증가함에따라 PM 2.5 의적절한관리가필요하다. 2013년, 현재지하역사 ( 출입통로 대합실 승강장및환승통로와이에딸린시설포함 ), 지하도상가 ( 지상건물에딸린지하층의시설을포함 ) 는 다중이용시설등의실내공기질관리법 ( 법률제789호 ) 에따라적용하고있다. 이는다중이용시설, 신축공동주택및대중교통차량의실내공기질을알맞게유지하고관리함으로써, 그시설을이용하는국민의건강을보호하고환경상의위해를예방함을목적으로한다. 그러나아직도중요한대중교통수단인지하철시설과관련한실내공기질에대한조사및이용객의건강위해성등에대한평가는부족한실정이다. 특히, 지하역사에서미세먼지오염은지하철이용승객들의이동, 열차의운행과정, 환기를위해도입하는외부공기등과같이다양한기작들이작용한다. 이들의영향이복합적으로나타날경우, 내부공기의오염에영향을 미친다 (Yang et al., 20; Lee et al., 20; Park and Ha, 2008). 지하철역사와터널의공기질이나빠지면, 전동차내부의공기질도악화되므로승객들의건강에악영향을초래할수있다. 이러한사실은다양한경로를통해밝혀졌다 (Roh et al., 2007). 본연구에서는이러한문제의심각성을감안하여, 지하철역사를중심으로 PM 2.5 농도를측정하고, 이자료를토대로 PM 2.5 의발생경향을다양한관점에서해석하였다. 이러한연구를토대로미세먼지의감축을유도하기위한방안을도출하는데일조하고자하였다. 이를위해본연구에서는현장조사에서측정한왕십리역사내의 PM 2.5 자료를통계적해석에기반하여단계별로평가를시도하였다. 이를위해, 왕십리역지하철역사내의시설물들에대해 2014년 11월 01일 ~ 11월 11일까지현장조사를실시하였다. 2. 연구방법 2. 1 연구시기와측정방법왕십리역사내의 4개의지하철호선 (2호선, 5호선, 중앙선, 분당선 ) 의오염현황을각각의다양한기준으로비교할수있게 4가지의조건 ( 스크린도어의개방여부, 유동인구상황, 플랫폼의깊이, 주중 / 주말 ( 출퇴근시간을고려한시간대별조건 )) 을중심으로평가하고자하였다. 이를위해, 각호선의플랫폼에서 PM 2.5 의오염상황을조사하였다. 각호선별조사지점간에측정방식의재현성을유지하기위하여기본적으로동일한플랫폼위치 (3-4번) 에서측정을실시하였다. 11월 1일, 3일, 6일, 일, 11일에왕십리역사의 4개지하철노선 (2호선, 5호선, 중앙선, 분당선 ) 의 3-4플랫폼에서미세분진측정기 DUSTTRAK TM DRX Model 8533를이용하여 PM 2.5 의농도를측정하였다. 현장측정은사람의호흡기높이 (1.6 m) 수준에서진행하였다. 유동인구가많은출근시간 (07:33), 퇴근시간 (20:12), 유동인구가적은이른오후시간 (14:36) 으로측정시간을구분하여, 일일총 3회그리고총 4일에걸쳐 PM 2.5 농도를측정하였다. 그리고이를다시, 주중주말로구분하여 PM 2.5 의농도를측정하였다. 또한, 동일한시간에 2호선과 5호선, 중앙선, 분당선의미세분진농도를 한국대기환경학회지제 31 권제 3 호
서울시대규모환승역의지하철호선별 PM 2.5 에대한오염현황연구 203 Table 1. Basic information for the analysis of PM 2.5 at Wangsimni station. Order Survey date (8:30AM, 2:30PM, 7:30PM) Sampling spot Sampling code Railroad type Car count Wind velocity (m/s) Wind direction 1 2014-11-01 The line 2 S-1 Single 2.3 Southeast 2 2014-11-01 The line 5 S-2 Single 2.3 Southeast 3 2014-11-01 The Jungang line S-3 Double 8 2.3 Southeast 4 2014-11-01 The Bundang line S-4 Double 8 2.3 Southeast 1 2014-11-03 The line 2 S-1 Single 1.1 Northwest 2 2014-11-03 The line 5 S-2 Single 1.1 Northwest 3 2014-11-03 The Jungang line S-3 Double 8 1.1 Northwest 4 2014-11-03 The Bundang line S-4 Double 8 1.1 Northwest 1 2014-11-06 The line 2 S-1 Single 1.7 Northwest 2 2014-11-06 The line 5 S-2 Single 1.7 Northwest 3 2014-11-06 The Jungang line S-3 Double 8 1.7 Northwest 4 2014-11-06 The Bundang line S-4 Double 8 1.7 Northwest 1 2014-11- The line 2 S-1 Single 2.5 West 2 2014-11- The line 5 S-2 Single 2.5 West 3 2014-11- The Jungang line S-3 Double 8 2.5 West 4 2014-11- The Bundang line S-4 Double 8 2.5 West 1 2014-11-11 The line 2 S-1 Single 1.4 East 2 2014-11-11 The line 5 S-2 Single 1.4 East 3 2014-11-11 The Jungang line S-3 Double 8 1.4 East 4 2014-11-11 The Bundang line S-4 Double 8 1.4 East 측정하여스크린도어의개방여부, 단선과복선의여부, 각호선별량수와같은측정지점에따른요인과정보를표 1에정리하여 PM 2.5 의오염현황을비교하였다. 그리고지하철시설물의설치깊이도하나의중요한비교기준으로활용하였다. 2. 2 PM 2.5 측정미세분진측정기는 90 광산란센서를통해, 약 0.1 μm 에서 μm의입자크기까지측정이가능하다. 본연구에서는 초간격으로공기중의미세먼지측정이가능한 DUSTTRAK TM DRX Model 8533을이용하여, PM 2.5 를중심으로분진의농도를측정하였다. 본연구의시작시점에마노미터에의한교정을거쳤고, 현장측정시영점교정후미세분진을측정하기위하여, 사용자교정 (User Cal) 을실시하였다. PM 2.5 임팩터를이용하여샘플링을시작하고, 15분 ( 초기 분을제외한 5분간 초단위로측정 ) 자료를확보하였다. 3. 결과와토론 3. 1 스크린도어의개방여부에따른미세먼지농도비교왕십리역사에는총 4개의호선 (2호선, 5호선, 중앙선, 분당선 ) 을운행하고있다. 4개의호선중 2호선과 5 호선은철도와플랫폼이스크린도어에의해차단되어있다. 반면, 중앙선과분당선은각각외부와연결되어있다. 전체측정결과로부터개방여부를기준으로표 2 에그비교결과를제시하였다. 그림 1의결과를보면, 차단형인 2호선, 5호선의농도는각각 22.4±5.61 μg/ m 3, 18.2±2.74 μg/m 3 로개방형인중앙선, 분당선의농도인 31.8±8.90 μg/m 3, 32.2±9.98 μg/m 3 보다높게나타났다. 특히, 분당선의농도는 5호선의농도의비해 57.4% 더높은농도를나타내며스크린도어설치유무에차이가나타나는것을확인하였다. 이러한농도차이는 95% 신뢰수준에서유의한것으로나타났다. 이러한 J. Korean Soc. Atmos. Environ., Vol. 31, No. 3, 2015
204 유정길 김재혁 김경필 정수영 나규인 조효재 설경화 김기현 Table 2. Comparison of PM 2.5 concentration levels based on four major criteria selected in this study. Order Exp No. Sampling code Sampling spot 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 E1 S-1 S-2 S-3 S-4 E2A S-1 E2B S-3 E3 S-2 S-1 S-4 E4 S-2 Closed subway Closed subway Opened subway Opened subway Morning rush hour (7:33AM) Transient hour (2:36M) Evening rush hour (8:12PM) Morning rush time (7:33AM) Transient time (2:36PM) Evening rush time (8:12PM) The Fifth Basement Level The First Basement Level The First Level Weekdays Weekends Sample PM 2.5 (μg/m 3 ) 22.4±5.61 (75(N)) 18.2±2.74 (65(N)) 31.8±8.90 (75(N)) 32.2±9.98 (60(N)) 26.9±5.44 (25(N)) 22.4±5.61 (25(N)) 31.9±4.27 (25(N)) 25.4±6.22 (20(N)) 32.3±9.86 (25(N)) 28.9±5.28 (20(N)) 18.2±2.74 (65(N)) 22.4±5.61 (75(N)) 32.2±9.98 (135(N)) 18.0±2.95 (255(N)) 19.3±1.22 (20(N)) Ambient 24.4±11.2 (30(N)) 22.7±6.53 ((N)) 25.9±11.6 ((N)) 24.7±14.9 ((N)) 22.7±6.53 ((N)) 25.9±11.6 ((N)) 24.7±14.9 ((N)) 24.4±11.2 (30(N)) 25.2±12.2 (24(N)) 21.5±5.21 (6(N)) PM2.5 (μg/m 3 ) 50 40 30 20 22.4 18.3 31.8 32.2 PM2.5 (μg/m 3 ) 40 30 20 26.9 22.4 32.0 0 S-1 S-2 S-3 S-4 Fig. 1. Comparison of PM 2.5 levels in relation to the installation of screen door: S-1 (Line 2), S-2 (Line 5), S-3 (Jungang line), and S-4 (Bundang line). 차이를감안할때, 차단형스크린도어의설치로실내 미세먼지농도를어느정도조절이가능한것으로판단할수있다. 외부와연결되어있는분당선, 중앙선인개방형의스크린도어는차단형의스크린도어와달리미세먼지의농도조절이어렵다. 따라서유동인구와시간대와같은변수의영향과큰상관없이외부의미세먼지농도가가장큰변수가되는것으로나타났다. 개방형스크린도어는단순히사고방지를위한안전장치의기능이상의역할을수행하는것으로판단할수있다. 0 M I E Fig. 2. Comparison of PM 2.5 concentration levels by the measurement time (density) of population of the line number 2: Morn ing rush hour (M), Intermittent (I), and Evening rush hour (E). 3. 2 유동인구수차이에따른미세먼지농도시간대별기준으로유동인구의상황변화에따라농도를비교하였다. 표 2에전체측정결과의평균값으로유동인구의상황에따른결과를제시하였다. 더불어지상의미세먼지농도값도함께제시하여외부공기유입으로인한영향도함께평가하고자하였다. 그림 2와 3 의결과에의하면, 왕십리역에서유동인구가많은출근시간대 ( 오전 8시 ~ 9시 ) 와퇴근시간대 ( 오후 7시 ~ 8 시 ) 에 PM 2.5 농도가각각 26.9±5.44 μg/m 3 와 32.0± 5.56 μg/m 3 로나타났다. 그리고유동인구가적은이른오후시간 ( 오후 2시 ~ 3시 ) 의농도는 22.4±5.61 μg/m 3 한국대기환경학회지제 31 권제 3 호
서울시대규모환승역의지하철호선별 PM 2.5 에대한오염현황연구 205 PM2.5 (μg/m 3 ) 50 40 30 20 0 25.5 28.9 M I E 29.0 Fig. 3. Comparison of PM 2.5 levels by density of population of the median line; Refer to Fig. 2 for three symbols of M, I, and E. PM2.5 (μg/m 3 ) 50 40 30 20 0 18.3 22.4 U5 U1 A1 32.2 Fig. 4. Comparison of PM 2.5 levels by underground depth of each subway line: U5 (5th floor-underground), U1 (1st floor-underground), and A1 (1st floor-aboveground). 로나타났다. 5 호선은유동인구가많은출근시간 ( 오전 8 시 ~ 9 시 ) 과퇴근시간 ( 오후 7 시 ~ 8 시 ) 에농도가각각 23.8±2.28 μg/m 3 와 27.3±2.62 μg/m 3 로나타났다. 유 동인구가적은이른오후시간 ( 오후 2 시 ~ 3 시 ) 의농도 는 18.3±2.74 μg/m 3 로나타났다. 지상에위치한개방 형인중앙선과분당선은중앙선에서유동인구가많은출근시간 ( 오전 8시 ~9시 ) 과퇴근시간 ( 오후 7시 ~8시 ) 의농도가각각 25.5±6.22 μg/m 3 와 29.0±5.28 μg/m 3 으로그리고유동인구가적은이른오후시간 ( 오후 2시 ~ 3시 ) 의농도는 32.3±9.86 μg/m 3 로나타났다. 분당선은유동인구가많은출근시간 ( 오전 8시 ~ 9시 ) 과퇴근시간 ( 오후 7시 ~ 8시 ) 의농도가각각 28±5.59 μg/m 3 와 31.2 ±5.46 μg/m 3 로나타났고, 유동인구가적은이른오후시간 ( 오후 2시 ~ 3시 ) 의농도는 32.2±9.98 μg/m 3 로유동인구가적은오후시간에더높은미세먼지농 도를나타내었다. 지하에위치한차단형인 2호선과 5 호선에서는유동인구가많은시간에미세먼지농도가높게나타났다. 이는지하철을이용하는사람들의옷에묻어있던먼지나, 보행중바닥등에쌓여있는먼지를발생시켜서농도가높게나타나는것으로보인다. 그러나, 개방형인중앙선과분당선에서는오히려유동인구가적은이른오후시간에미세먼지농도가높게나타났다. 이러한결과를감안할때, 개방형역사는유동인구의영향보다는외부미세먼지의농도가더크게작용하는것으로보인다. 실제로측정당시지상의평균먼지농도는오후시간 ( 오후 2시 ~ 3시 ) 에 25.9±11 μg/ m 3 로출근시간 ( 오전 8시 ~ 9시 ) 22.7±6.53 μg/m 3 과퇴근시간 ( 오후 7시 ~ 8시 ) 24.7±14.9 μg/m 3 보다높은값을나타내며지상철인중앙선과분당선의경향과일치하는것을확인하였다. 따라서외부의미세먼지농도가높아지하철이용객들이상대적으로고농도의 PM 2.5 에노출되는상황을예상해볼수있다. 유동인구상황에따른미세분진의농도차이는 95% 신뢰수준에서유의한것으로나타났다. 3. 3 역사내플랫폼깊이에따른 PM 2.5 농도왕십리역사내의 2호선, 5호선, 중앙선, 분당선, 4개의호선은지상철 ( 중앙선, 분당선 ), 지하철 (2호선, 5호선 ) 으로이루어져있다. 그호선들은플랫폼의깊이에상당한차이가존재한다. 다른조건은무시하고, 역사의깊이만을기준으로비교한결과는표 2에제시한바와같다. 중앙선과분당선은지상 1층, 2호선은지하 1층, 5호선은지하 5층으로구분한후, 각호선별위치에대해같은시간대에미세먼지 PM 2.5 의농도를조사하여평균값을비교하였다. 그림 4를보면, 지상 1층이 32.2±9.98 μg/m 3, 지하 1층이 22.4±5.61 μg/m 3, 지하 5층이 18.3±2.74 μg/m 3 로나타났다. 이자료를분석해본결과, 지하 5층에서지하 1층로이동하면서미세분진의농도가 22.6% 증가하였다. 또한지하 1층에서지상 1층으로이동하면서 43.7% 증가하였다. 지하 1층과지하 5층에비해지상 1층이약 60% 정도높게나타났다. 이는지상 1층의분당선과중앙선이외부와노출된지상시설물이라외부배출원의농도의영향을절대적으로크게받는것으로보인다. 그러나이에반해, 지하 1층과지하 5층의 2호선과 5호선은외부미세먼지농도의영향을상대적으로적게받아낮은농도를보인것 J. Korean Soc. Atmos. Environ., Vol. 31, No. 3, 2015
206 유정길 김재혁 김경필 정수영 나규인 조효재 설경화 김기현 실제지하철의운행횟수가늘어나기때문에열차운행횟수에따른영향도함께미친다고유추할수있다. Weekday, 19.3 Weekend, 18.0 Fig. 5. Comparison of PM 2.5 levels (μg/m 3 ) between the weekdays and weekends. 으로사료된다. 이때깊이에따른미세먼지의농도차이 는 95% 신뢰수준에서모든비교짝의차이가유의한 것으로나타났다. 이러한결과로미루어보아, 지상 1 층 인중앙선과분당선은외부배출원의영향을크게받아지하철인 2호선과 5호선보다농도가높다고판정할수있다. 반면에지하철은지상철보다미세먼지의농도가낮게나타났다. 특히, 깊이가지하 2층에위치한 5호선이지하 1층에위치한 2호선보다외부공기와의접촉이더적어미세먼지의농도가더낮게나타났다. 3. 4 유동인구의차이에따른 PM 2.5 농도주중주말의유동인구의차이가 PM 2.5 의농도수준에미치는영향을파악하기위하여, 다른조건은동일하게두고주중과주말이라는조건으로 PM 2.5 자료를비교한결과는표 2에제시하였다. 또한그림 5를보면, 유동인구가많은주중의농도는 23.3±4.88 μg/ m 3 가주말에서의농도인 19.3±1.22 μg/m 3 보다 20.3% 증가하는것으로나타났다. 이때주중과주말에따른 PM 2.5 의농도차이는 95% 의신뢰수준에서유의한것으로나타났다. 주중주말의유동인구상황은현저히다르다. 토요일은평일평균의 76.1%, 일요일은 54.3% 를나타낸다. 따라서주중의지하철이용객이주말의지하철이용객보다많기때문에, PM 2.5 의농도도상승한것으로판단된다. 이는위에서언급한시간대에따른유동인구상황의변화가미세먼지농도에미치는영향과유사한관점에서판단할수있다. 또한, 유동인구와비례하게 3. 5 기존연구와비교본연구의결과를선행연구들의결과와농도분포측면에서비교해보았다. 지하철 7호선, 강남구청역과논현역, 이수역구간등이인접한다른역보다 PM 2.5 의농도가높아집중발생구간으로나타났다. 또한이수역구간의경우하루동안본선터널에노출된미세먼지의총량은 PM 2.5 의농도가 7,017 (μg/m 3 시간 ) 이며, 이는인접역인내방역의 4,661 (μg/m 3 시간 ) 과장승배기역의 4,655 (μg/m 3 시간 ) 에비해서 1.5배높게나타났다 (Park et al., 20a, b). 또한, 서울의 1, 2, 4, 5선의 PM 2.5 농도는 77.7 μg/m 3 에서 158.2 μg/m 3 수준으로보고되었다 (Park and Ha, 2008). 이는본연구결과와비교해볼때, PM 2.5 의직접적인비교가어려울정도로높은농도수준에해당한다. 이는왕십리역보다유동인구가많고, 20년조사당시스크린도어가설치되지않았기때문에미세분진의농도가높게나온것으로볼수있다 ( 참고로 7호선은 2012년에스크린도어를설치함 ). 가장이용량이많은대전시지하철역사내승강장에서 4차 ( 약 15일 / 차, 24시간 / 일 ) 에걸쳐측정을실시하였다 (Lim et al., 20). 측정결과 PM 2.5 의경우 36.9 ±12.4 μg/m 3 로나타났다. PM 2.5 의경우 PM 의농도의약 62% 정도를구성하는것으로나타났다. 이결과는이용량이많은대전시지하철과왕십리역의유동인구가비슷하고, 스크린도어가전면차단형으로설치되어있어, 본연구와유사한값을보이는것으로사료된다. 본연구의결과, PM 2.5 의평균농도는 2호선 (22.5 μg/m 3 ), 5호선 (18.3 μg/m 3 ), 분당선 (32.2 μg/m 3 ), 중앙선 (32.2 μg/m 3 ) 의수준으로나타났다. 싱가포르지하철의 PM 2.5 농도를관측한결과, 평균 11.43~13.98 μg/m 3 로매우낮게나타났다 (Jung et al., 20). 이는우리나라본연구의 PM 2.5 오염상태와는큰차이를보인다. 본연구결과인왕십리역과비교해보아도 50% 정도수준에불과하다. 이에반해, 홍콩은 33 μg/m 3, 중국은 44 μg/m 3, 멕시코는 61 μg/m 3 의농도로본연구결과에비해높게나타났다 (Park et al., 2008; Chow et al., 2002). 한국대기환경학회지제 31 권제 3 호
서울시대규모환승역의지하철호선별 PM 2.5 에대한오염현황연구 207 4. 결론 본연구에서는왕십리역사내의 PM 2.5 오염현황을 연구하기위해, 왕십리역의 4 개지하철호선 (2 호선, 5 호선, 중앙선, 분당선 ) 의플랫폼 (3-4 번 ) 에서 PM 2.5 의농 도를측정하였다. 이들 PM 2.5 관측데이터를토대로 4 개의비교기준 ( 스크린도어의개방여부, 유동인구상황, 플랫폼의깊이, 주중 / 주말 ) 을세우고, PM 2.5 농도를이 들조건에맞추어통계적기준으로비교하였다. 그결과 PM 2.5 의평균농도는 2 호선 (22.5 μg/m 3 ), 5 호 선 (18.3 μg/m 3 ), 중앙선 (31.8 μg/m 3 ), 분당선 (32.2 μg/ m 3 ) 으로나타났다. 스크린도어개방여부에따른미세 먼지농도는차단형인 2 호선 /5 호선의평균농도 (20.4± 9.39 μg/m 3 ) 는개방형인중앙선 / 분당선의농도 (32.0± 4.87 μg/m 3 ) 로서양자간의차이는 95% 신뢰수준에서 유의한것으로나타났다. 2 호선에서유동인구가많은 시간인출근시간 ( 오전 8 시 ~ 9 시 ) 과퇴근시간 ( 오후 7 시 ~ 8 시 ) 에각각 26.9±5.44 μg/m 3 와 32.0±5.56 μg/m 3 이고유동인구가적은이른오후시간 ( 오후 2 시 ~ 3 시 ) 의농도는 22.4±5.61 μg/m 3 로나타났다. 5 호선은유동 인구가많은시간대 ( 출근시간 ( 오전 8 시 ~ 9 시 ) 과퇴근 시간 ( 오후 7 시 ~ 8 시 )) 와유동인구가적은이른오후시 간 ( 오후 2 시 ~ 3 시 ) 의농도는각각 23.8±2.28, 27.3 ± 2.62, 18.3±2.74 μg/m 3 로나타났다. 반면이와같은비 교를적용한경우, 중앙선이나분당선의경우, 오히려 유동인구가적은시간대에더높은농도로나타났다. 지하철공간의깊이에따른미세먼지농도분포를비교한결과, 중앙선 / 분당선에서지상 1층, 2호선이지하 1층, 5호선을지하 5층으로나누어각각에대해같은시간대별로미세먼지농도를측정하였다. 지하 5층에서지하 1층로이동하면서미세분진의농도가 22.6% 증가하였고지하 1층에서지상 1층으로이동하면서 43.7% 증가하였다. 그리고주중, 주말에따른미세먼지농도차이는유동인구가많은주중농도가주말보다 20.3% 증가하는것을알수있었다. 이들자료에대한통계적검정을실시한결과, 거의모든비교기준에대해 PM 2.5 의농도차이가유의하다는결과를확인하였다. 이를통해분당선, 중앙선의 PM 2.5 농도는유동인구와시간대와무관하게외부미세먼지의농도가가장큰변수로작용하였다. 2호선과 5호선 에서는차단형스크린도어와유동인구가미세먼지농도에변수로작용해서, 이들의영향이민감하게나타나는것을유추할수있다. 본연구를통하여왕십리역사 4개호선의 PM 2.5 농도가각각의비교관점에따라어떠한영향을받는지분석하였다. 미세먼지의농도에영향을미치는변수들을파악하고, 변수들에따른미세분진의감축방안을도출하는데일조하고자하였다. 따라서일반적인지하철역사내의미세분진에대한문제점의인식재고와개선방향에대한검토가체계적으로이루어지기를기대한다. 감사의글이논문은 2014년도정부 ( 교육과학기술부 ) 의재원으로한국연구재단의기초연구사업지원을받아수행된것임 ( 과제번호 2009-0093848). References Chow, J.C., J.G. Watson, S.A. Edgerton, and E. Vega (2002) chemical composition of PM2.5 and PM in Mecxico city during winter 1997, Sci. Total Environ. 287, 177-201. Jeon, B.I. (20) Characteristics of spacio-temporal variation for PM and PM2.5 concentration in Busan, J. Environ. Sci., 19(8), 13-23. Jung, J.H., Y.S. Son, S.Y. Yun, J.H. Kim, P.H. kim, and J.C. Kim (20) Comparison of PM Concentrations with Respect to measurement Sites in Singapore Subways, J. Korean Soc. Atmos. Environ. 20 autumn conference, 383. Jun, J.S., J.C. Yoon, H.C. Lee, S.W. Um, and Y.J. Chae (2012) A noticeable change in inddor radon levels after platform screen doors installation in Seoul subway station, J. Korean Soc. Atmos. Environ., 28(1), 59-67. Kim, S.C., D.S. Kang, and Y.H. Cha (2000) Study on Characteristic by Aerodynamic Diameter of Qirborne Suspended Particulate Matters, Korean Journal of Environmental Health Society, 26(2), 8-115. Korea Ministry of Environment (2013) Air environmental conservation act. Leaderer, B.P., L. Naeher, T. Jankun, K.R. Holford, C. Toth, J. J. Korean Soc. Atmos. Environ., Vol. 31, No. 3, 2015
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