지역참여형연구최종보고서 서울시도심도로변의자동차나노미세먼지 (nanopm; PM 0.05 ) 현황분석과저감대책 2018.12. 정용일 환경부지정서울녹색환경지원센터 Seoul Green Environment Center
제출문 서울녹색환경지원센터장귀하 본보고서를 서울시도심도로변의자동차나 노미세먼지 (nanopm; PM 0.05 ) 현황분석과저감대 책 에관한최종보고서로제출합니다. 연구기관명 : 녹색교통운동 연구책임자 : 정용일 연구원 : 고문수 - 2 -
요약문 Ⅰ. 연구개요 Ⅱ. 연구의필요성및목적 Ⅲ. 연구의내용및범위 - 3 -
Ⅳ. 연구결과 - 4 -
Ⅴ. 연구결과의활용계획 - 5 -
본문목차 제 1 장서론 1절연구개요 ---------------------------------------------------------------------- 1 2절연구목적및방법 --------------------------------------------------- 2 제 2 장자동차미세먼지종류와배출현황 1절자동차배출가스와미세먼지---------------------------------------------- 3 2절미세먼지정의 ------------------------------------------------------- 4 3절자동차미세먼지 ----------------------------------------------------- 6 제 3 장자동차미세먼지배출허용기준과저감기술 1절자동차미세먼지배출허용기준 ---------------------------------------- 10 2절입자상물질저감기술 ---------------------------------------------- 11 제 4 장나노미세먼지측정법과논란사안들 1절입자개수측정장치 (CPC; Condensation Particle Counter) -------- 15 2절자동차나노미세먼지논란사안들 -------------------------------- 19 제 5 장자동차나노미세먼지의인체위해성 1절자동차미세먼지의인체위해성관련기사 ------------------------- 23 2절나노미세먼지인체위해성영향 ----------------------------------- 25 제 6 장국외대도시의도로변나노미세먼지현황 1절자동차의나노미세먼지배출현황 ---------------------------------- 35 2절대도시도로변나노미세먼지현황 -------------------------------- 38 제 7 장서울시도로변자동차나노미세먼지현황 1절서울시도로변나노미세먼지측정 --------------------------------- 41 2절측정결과검토및분석 -------------------------------------------- 46 제 8 장서울시나노미세먼지저감및관리대책 1절자동차나노미세먼지는인체위해성관리대상물질 ------------- 54 2절자동차나노미세먼지의관리제도와체계적인연구 ------------- 54-6 -
표목차 ( 표1) 우리나라경유사용자동차배출허용기준 (2014년 1월 1일이후 ) ---------------- 10 ( 표2) 미세먼지개수농도와건강영향 --------------------------------------------------- 30 ( 표3) PN의단위거리당개수를단위체적당개수로의환산 ------------------------- 35 ( 표4) 동작대로도로변과중앙차로 PN 측정, 도로변과대기측정소 PM 2.5 데이터 -- 46 ( 표5) 종로4가도로변과중앙차로 PN 측정, 도로변과대기측정소 PM 2.5 데이터 --- 47 ( 표6) 신촌로도로변과중앙차로 PN 측정, 도로변과대기측정소 PM 2.5 데이터 ---- 48 ( 표7) 도로변근거리에따른 PN 변화데이터와측정위치 ---------------------------- 49 ( 표8) 도로변원거리에따른 PN 변화데이터와측정위치 ---------------------------- 50 ( 표9) 대기미세먼지와대기 PN의데이터와측정위치 -------------------------------- 52-7 -
그림목차 ( 그림 1) 분무연료의연소시형성된디젤 PM 의도식도 -------------------------------- 6 ( 그림 2) 자동차엔진별 PM 형태 (morphology) ------------------------------------------ 7 ( 그림 3) 엔진검댕생성과정 --------------------------------------------------------------- 8 ( 그림 4) 디젤엔진에서배출되는 PM 의크기에따른중량과개수분포 ---------------- 9 ( 그림 5) 매연여과장치의다공성필터내부구조와 PM 포집원리 ----------------------- 12 ( 그림 6) DPF 용필터 ---------------------------------------------------------------------- 12 ( 그림 7) Johnson Matthey CRT System 내부구조와완제품 -------------------------- 12 ( 그림 8) CRT 효과 : NO 2 에의한재생온도저하 ------------------------------------------ 12 ( 그림 9) 승용차엔진종류에따른입자개수와크기분포 ------------------------------ 13 ( 그림 10) 국내승용차의연료별입자개수 (PN) 와 PM 중량배출수준 ---------------- 14 ( 그림 11) GDI 엔진의 PN 과 GPF 저감효과 --------------------------------------------- 14 ( 그림 12) CPC 구조도 -------------------------------------------------------------------- 16 ( 그림 13) 입자개수측정 PMP protocol ------------------------------------------------- 16 ( 그림 14) TSI 의 P-TRAK Model 8525 구조와작동원리 -------------------------------- 17 ( 그림 15) 연구에사용된 P-TRAK 의 TSI 본사교정자료 -------------------------------- 18 ( 그림 16) 도로변 PN 측정에사용된 P-TRAK ------------------------------------------- 18 ( 그림 17) DPF 이후의 Volatile PM 증가 (sub 23nm) ------------------------------------ 19 ( 그림 18) PFI 와 GDI 엔진의 PN 배출분포 ----------------------------------------------- 20 ( 그림 19) sub-23nm 의비휘발성 PN 비교 ---------------------------------------------- 20 ( 그림 20) Average values of UFP number concentrations for buses of different technologies (engine-out PNC for the Euro V buses) -------------------- 21 ( 그림 21) PM mass and SPN emissions for all available test results (LEV-3, GDI 엔진 ) --------------------------------------------------------------- 22 ( 그림 22) 엔진배출나노미세먼지와 100nm virus 비교 ------------------------------- 25 ( 그림 23) 상피세포조직과입자크기 ---------------------------------------------------- 26 ( 그림 24) 호흡기내의미세먼지침착량평가 ------------------------------------------- 26 ( 그림 25) 호흡기관내의미세먼지크기에따른침착량 -------------------------------- 27 ( 그림 26) 죽상혈전증생성 -------------------------------------------------------------- 28 ( 그림 27) 나노미세먼지의두뇌침투경로설명도 -------------------------------------- 29 ( 그림 28) 멕시코시내유기견뇌에서 PM 발견 ---------------------------------------- 29-8 -
그림목차 ( 그림29) 개수농도-반응함수 ( 사망율 )-1 ----------------------------------------------- 33 ( 그림30) 개수농도-반응함수 ( 사망율 )-2 ----------------------------------------------- 33 ( 그림31) DPF가장착되지않은 EURO-2 버스의 50, 80, 100km/h 정속운전시 10, 20, 50m 뒤에서측정한 5.6 523 nm PN 데이터 ; (a) absolute concentrations (b) DR-corrected concentrations (error bar: standard deviation) ------------------------------------------------ 36 ( 그림32) PFI와 GDI 승용차의주차장에서엔진시동시의 PN 값 --------------------- 37 ( 그림33) 대도시공기의미세먼지개수와무게분포 ---------------------------------- 38 ( 그림34) 영국의 8개도시의월평균입자개수 (2000-2003년) ------------------------ 39 ( 그림35) 영국 Belfast 지역의주중하루의 PN 변화 (2002년) ------------------------- 39 ( 그림36) 전세계 42개도시의도로변의 PN 수준 ------------------------------------- 40 ( 그림37) 서울시도시및도로변대기측정망위치와미세먼지측정장소 ----------- 41 ( 그림38) 동작대로미세먼지측정과도로변및도시대기측정소위치 --------------- 42 ( 그림39) 동작대로미세먼지측정장면 ( 도로변 ( 상좌 ), 중앙차로 ( 상우 )), 도로변대기측정소 ( 하 ) -------------------------------------------------------- 42 ( 그림40) 종로4가사거리미세먼지측정과도로변및도시대기측정소위치 -------- 43 ( 그림41) 종로4가사거리미세먼지측정장면 ( 도로변 ( 상좌 ), 중앙차로 ( 상우 )), 도로변대기측정소 ( 하 ) --------------------------------------------------------- 43 ( 그림42) 신촌로미세먼지측정과도로변및도시대기측정소위치 ----------------- 44 ( 그림43) 신촌로미세먼지측정장면 ( 도로변 ( 상좌 ), 중앙차로 ( 상우 )), 도로변대기측정소 ( 하 ) --------------------------------------------------------- 44 ( 그림44) 동작대로도로변과중앙차로 PN 측정결과비교 ---------------------------- 46 ( 그림45) 종로4가도로변과중앙차로 PN 측정결과비교 ----------------------------- 47 ( 그림46) 신촌로 ( 동작대로 ) 도로변과중앙차로 PN 측정결과비교 -------------------- 48 ( 그림47) 도로변근거리에따른 PN 변화비교 ----------------------------------------- 49 ( 그림48) 도로변원거리에따른 PN 변화비교 ----------------------------------------- 50 ( 그림49) 도로변대형트럭통과시의급격한 PN 증가 --------------------------------- 51 ( 그림50) 정릉터널내 PN 수준 ----------------------------------------------------------- 51 ( 그림51) 대기미세먼지 (PM 2.5 ) 와대기 PN의상관관계 -------------------------------- 52-9 -
1 장서론 - 10 -
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2 장자동차미세먼지종류와배출현황 - 12 -
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μ - 17 -
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3 장자동차미세먼지배출허용기준과저감기술 - 19 -
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2.5E-11 2.0E-11 NO 2 O 2 CO 2 Intensity 1.5E-11 1.0E-11 Pt/Al 2O3 5E-12 0 0 100 200 300 400 500 Temperature( o C) 600 700-21 -
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4 장나노미세먼지측정법과논란사안들 - 24 -
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(그림15) 연구에 사용된 P-TRAK의 TSI 본사 교정자료 (그림16) 도로변 PN 측정에 사용된 P-TRAK - 27 -
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