348 부산광역시보건환경연구원보제 26 권 / 2016 년 미세먼지 (PM2.5) 성분조사 환경에의영향및인체위해성이상대적으로큰미세먼지의구성성분조사필요 미세먼지저감대책마련을위해발생원추적및위해도평가위해기초조사필요 1. 조사개요 46) 조사기간 : 2016. 1. ~ 2016. 12. (3일간격 1회 (24시간시료채취 )) 조사항목 - 중량농도 - 이온성분 : Cl -, NO - 3, SO 2-4, Na +, NH + 4, K +, Mg 2+, Ca 2+ - 탄소성분 : OC, EC - 금속성분 : Al, As, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Si, Sr, Ti, Tl, V, Zn 조사지점 지점 측정소 용도지역 구, 군 위치 S1 광복동 상업 중구 광복동주민자치센터 S2 기장읍 주거 기장군 기장초등학교 S3 연산동 주거 연제구 연제초등학교 S4 학장동 공업 사상구 학장초등학교 담당부서 : 대기질통합분석센터 ( 051-309-2765) 팀장 : 전대영, 담당자 : 김민경 그림 1. 시료채취지점
미세먼지 (PM2.5) 성분조사 349 2. 조사방법 시료채취 : 로우볼륨에어샘플러법 (Low volume air sampler) 중량농도 : 중량농도법 ( 정밀저울 ) 이온성분 : 이온크로마토그래피법 (IC) 탄소성분 : 불꽃이온화검출법 ( 탄소분석기 ) 금속성분 : 유도결합플라즈마원자발광분광법 (ICP-OES) 3. 조사결과 연평균조사결과 - 16년 4개지점의 PM2.5 중량농도는평균 21.9 μg /m 3 로학장지점에서 25.1 μg /m 3 로최대, 기장지점에서 18.8 μg /m 3 로최소로나타났음. - PM2.5 구성성분별평균농도 ( 구성비 ) 는이온성분 11.95 μg /m 3 (53.1%), 탄소성분 4.81 μg /m 3 (23.2%), 금속성분 0.98 μg /m 3 (4.9%), 기타 4.22 μg /m 3 (19.4%) 을차지하였음. 구성성분별농도는이온성분, 탄소성분, 금속성분모두학장지점에서최대, 기장지점에서최소로나타났음. - 이온성분평균농도 ( μg /m 3 ) 는 SO 2-4 (5.57) > NO - 3 (2.93) > NH + 4 (2.28) > Na + (0.59) > K + (0.23) > Cl - (0.21) > Ca 2+ (0.15) > Mg 2+ (0.05) 로나타났으며, SO 2, NOx, NH 3 등가스상물질이대기중화학반응에의해입자로전환된 SO 2-4, NH + 4, NO - 3 가초미세먼지를구성. - 탄소성분평균농도 ( μg /m 3 ) 는 OC(3.64) > EC(1.15) 로유기탄소 (OC) 가원소탄소 (EC) 대비 3배정도높게나타났음. - 금속성분평균농도 (ng/m 3 ) 는 Fe(289.8) > Si(191.5) > Ca(162.5) > Zn(92.9) > Al(69.9) > Mg(60.7) > Mn(28.4) > Cu(22.9) > Pb(17.2) 순이었으며, 토양기원의 Fe, Si이상대적으로높은값을나타내었고, Pb은대기환경기준 (500 ng/m 3 ) 의 3.4% 수준이었음. PM2.5 중미량금속성분의함유비율 (%) 은 PM10 중미량금속 ( 16년대기중금속측정망자료 ) 함유비율 (%) 보다높게나타나 PM2.5의중금속유해성이더높음을알수있음. ( 표2) 표 1. 16 년 PM2.5 성분조사결과 [ 단위 : 중량, 이온, 탄소 ( μg /m 3 )] 지점 중량이온성분탄소성분 PM2.5 Cl - NO 3-2- + SO 4 NH 4 Na + K + Ca 2+ Mg 2+ 계 OC EC 계 평균 21.9 0.21 2.93 5.57 2.28 0.59 0.23 0.15 0.05 11.95 3.64 1.15 4.79 광복 23.0 0.15 3.31 5.73 2.48 0.49 0.22 0.14 0.05 12.56 3.90 1.28 5.18 기장 18.8 0.11 2.15 5.32 2.09 0.67 0.25 0.14 0.04 10.56 3.11 0.89 4.00 연산 20.6 0.13 2.92 5.38 2.21 0.62 0.22 0.13 0.05 11.65 3.26 1.12 4.38 학장 25.1 0.43 3.32 5.85 2.35 0.59 0.24 0.17 0.08 13.03 4.31 1.30 4.61
350 부산광역시보건환경연구원보제 26 권 / 2016 년 [ 단위 : 금속 (ng/m 3, 기타 ( μg /m 3 )] 지점 금속성분기타 Al As Be Ca Cd Co Cr Cu Fe Li Mg Mn Mo Ni Pb Sb Se Si Sr Ti Tl V Zn 계성분 평균 69.9 5.0 0.0 162.5 0.8 0.2 9.9 22.9 289.8 0.3 60.7 28.4 0.8 8.3 17.1 5.3 4.9 191.5 1.0 9.8 1.7 6.0 92.9 985.2 4.22 광복 69.8 5.0 0.0 209.6 0.6 0.2 4.1 7.4 176.9 0.4 58.0 17.7 0.4 10.2 14.1 3.4 7.3 210.7 0.9 15.8 1.7 9.3 68.1 891.4 4.31 기장 55.1 5.9 0.0 164.4 1.0 0.1 5.7 10.7 126.7 0.1 60.3 11.3 0.3 3.4 16.7 5.4 5.2 154.2 1.0 7.9 1.5 4.5 41.8 670.3 4.00 연산 63.9 4.2 0.0 137.5 0.6 0.2 4.9 9.1 166.8 0.3 50.0 15.0 0.4 5.0 13.7 8.1 4.8 141.4 1.3 6.9 2.1 4.8 56.5 697.4 4.11 학장 90.1 4.9 0.0 141.9 0.8 0.5 24.4 63.3 675.5 0.4 74.7 68.2 1.9 14.7 24.3 4.1 2.5 259.6 0.8 8.8 1.5 5.3 201.6 1670.0 4.48 (a) 구성성분농도 (b) 구성성분비율 그림 2. 2016 년도미세먼지 (PM2.5) 구성성분농도 (a) 및비율 (b) 표 2. PM2.5 와 PM10 중미량금속함유비율 ( 단위 : %) Pb Cr Cu Mn Ni As PM2.5 0.08 0.05 0.10 0.13 0.04 0.02 PM10 0.04 0.01 0.04 0.08 0.01 0.01 월별 PM2.5 구성성분농도추이 - PM2.5 중량농도 (25 μg /m 3 초과 ) 는광복지점 3월 (28.6) > 12월 (27.2) > 1월 (26.0) > 11 월 (25.9), 기장지점 1월 (25.0), 연산지점 3월 (27.1) > 11월 (25.3), 학장지점 1월 (33.1) > 11월 (31.6) > 3월 (31.2) > 2월 (29.1) > 12월 (28.6) > 5월 (26.7) 으로 1월과 3월중높은농도로나타났으며, 겨울과봄철발생하는고농도미세먼지영향때문으로추정됨. - 이온성분또한 PM2.5 중량농도와유사하게 4개지점모두 1월과 3월에더높은농도로나타나이온성분은 PM2.5 농도와밀접한관계임을알수있음. - 탄소성분은지점에따른월별최고농도의차이가있었으며, 각지점별높은농도를나
미세먼지 (PM2.5) 성분조사 351 타내는달은광복및연산지점 11월 12월, 기장지점 4월, 7월, 학장지점 1월, 11월, 12 월로기장지점을제외하면겨울철높은농도로나타났음. - 금속성분또한지점에따라월별최고농도의차이가났으며, 각지점별최고농도는광복 7월, 기장 4월, 연산 2월, 학장 12월이었음. 특히광복지점은 7월에 PM2.5 농도가가장낮은데비해금속성분이높게나타났는데향후지속적인조사가요구됨. (a) 광복 (b) 기장 (c) 연산 (d) 학장 그림 3. 2016 년월별 PM2.5 구성성분농도추이 PM2.5 구성성분별농도현황 - 이온성분은 4개지점모두 SO 2-4, NO - 3, NH + 4 가주요물질이었음. 특히, SO 2-4 는 4개지점모두하절기에고농도로나타났는데, 이는하절기고온및대기중활발한광화학반응으로인해기체상 SO 2 가입자상인황산염 (SO 2-4 ) 로의전환증가에의한것으로판단됨. NO - 3, NH + 4 는 4개지점모두동절기에고농도로나타났는데, 동절기질소산화물배출증가및저온으로인한입자상질산암모늄 (NH 4 NO 3 ) 증가에의한것으로판단됨 ( 표 3, 그림 4). - 탄소성분은 4개지점모두유기탄소 (OC) 가주요물질이었음. 유기탄소 (OC) 는광복, 연산, 학장지점등 3개지점에서동절기 (12월) 에고농도였고기장지점은하절기 (7월) 에고농도로나타났음. 광복, 연산, 학장지점등동절기고농도원인은난방등석유계연료사용량증가로추정되며, 기장지점의하절기고농도원인은인위적배출원뿐만아니라산림등자연에서배출된유기물질이활발한광화학반응에의해 2차생성된것으로사료됨. 원소탄소 (EC) 는지점별다소다른농도특성으로나타났으나, 보다정확한원인분석을위해서는지속적인조사가필요한것으로판단됨 ( 표 3, 그림 5).
352 부산광역시보건환경연구원보제 26 권 / 2016 년 * 원소탄소주요발생원 : 화석연료, 생체소각등불완전연소 (a) 광복 (b) 기장 (c) 연산 (d) 학장 그림 4. 월별이온성분농도추이. (a) 광복 (b) 기장 (c) 연산 (d) 학장 그림 5. 월별탄소성분농도추이표 3. 월별 PM2.5 구성성분농도 ( 이온성분, 탄소성분 ) ( 단위 : μg /m 3 )
미세먼지 (PM2.5) 성분조사 353 지점광복기장연산 월별 중량이온성분탄소성분 PM2.5 PM10 Cl - NO 3 - SO 4 2- NH 4 + Na + K + Ca 2+ Mg 2+ OC EC 1월 26.0 46.1 0.21 6.79 5.39 4.03 0.66 0.32 0.09 0.03 3.65 1.18 2월 24.3 49.9 0.27 4.87 5.22 3.16 1.34 0.57 0.07 0.04 3.16 0.94 3월 28.6 56.7 0.14 5.41 6.24 3.55 1.17 0.40 0.14 0.04 3.15 1.21 4월 22.7 56.4 0.34 2.57 5.21 1.76 0.37 0.24 0.20 0.04 3.33 1.21 5월 22.5 48.6 0.06 1.63 6.84 2.20 0.24 0.21 0.25 0.02 3.26 1.13 6월 21.3 30.7 0.05 1.13 7.77 2.65 0.04 0.06 0.06 0.01 4.20 0.89 7월 15.7 29.0 0.25 0.50 4.86 0.74 0.11 0.08 0.17 0.02 3.06 1.10 8월 18.4 33.4 0.02 0.13 6.39 1.79 0.35 0.19 0.01 0.15 3.13 0.85 9월 19.8 31.4 0.25 1.05 5.71 1.26 0.68 0.16 0.30 0.04 4.44 1.11 10월 22.3 40.7 0.05 4.10 4.19 1.70 0.28 0.18 0.20 0.02 3.10 1.51 11월 25.9 46.0 0.10 4.75 5.27 3.46 0.44 0.23 0.12 0.05 4.02 2.51 12월 27.2 47.3 0.09 6.79 4.73 3.02 0.14 0.06 0.08 0.10 5.90 1.01 평균 23.0 43.0 0.15 3.31 5.73 2.48 0.49 0.22 0.14 0.05 3.90 1.28 최대 63.0 122.0 1.43 20.65 20.29 9.89 2.54 1.51 0.55 0.31 9.24 3.60 최소 4.2 13.0 0.00 0.00 0.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.11 1월 25.0 43.5 0.10 5.64 5.15 3.64 0.65 0.30 0.06 0.02 2.97 1.46 2월 16.1 33.0 0.10 2.08 3.88 2.10 1.15 0.52 0.06 0.03 2.05 0.99 3월 24.7 48.7 0.25 5.19 6.83 3.43 3.04 0.57 0.09 0.03 1.15 0.73 4월 18.2 66.1 0.04 2.05 4.60 1.57 0.07 0.21 0.10 0.01 4.03 1.27 5월 17.2 46.6 0.05 1.21 5.86 1.80 0.25 0.20 0.22 0.02 4.61 1.11 6월 17.9 38.6 0.07 0.30 6.99 2.27 0.08 0.25 0.05 0.01 2.14 0.81 7월 15.8 26.9 0.46 0.64 4.98 1.31 0.27 0.17 0.27 0.09 5.49 1.34 8월 16.6 40.9 0.02 0.10 6.11 1.73 0.26 0.11 0.01 0.09 3.09 0.88 9월 17.4 39.3 0.11 1.53 5.08 1.20 0.52 0.42 0.22 0.03 2.61 0.68 10월 17.8 40.0 0.12 3.08 4.23 1.49 0.90 0.23 0.49 0.04 2.94 0.69 11월 19.2 41.2 0.04 1.80 4.78 2.98 0.55 0.05 0.08 0.05 3.80 1.27 12월 20.1 38.0 0.01 3.20 4.31 2.01 0.18 0.48 0.06 0.05 3.27 0.38 평균 18.8 42.3 0.11 2.15 5.32 2.09 0.67 0.25 0.15 0.04 3.11 0.89 최대 47.8 176.0 2.85 12.90 16.72 7.01 5.34 1.39 1.52 0.48 8.98 2.45 최소 4.2 12.0 0.00 0.00 0.08 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 1월 24.4 47.9 0.20 6.21 4.41 3.43 0.99 0.32 0.06 0.02 3.89 1.41 2월 21.5 49.0 0.18 3.36 3.55 2.34 1.24 0.49 0.07 0.05 2.48 1.20 3월 27.1 53.7 0.23 6.00 6.06 3.42 2.72 0.55 0.11 0.03 3.69 1.29 4월 20.3 65.3 0.02 2.34 5.05 1.72 0.18 0.19 0.11 0.01 3.52 1.23 5월 19.4 50.4 0.12 1.79 5.05 1.68 0.15 0.18 0.26 0.03 3.41 1.03 6월 21.0 43.1 0.25 0.41 9.16 2.71 0.12 0.07 0.16 0.03 3.09 0.77 7월 14.7 31.7 0.18 0.36 5.55 1.29 0.12 0.10 0.13 0.01 3.17 0.96 8월 16.5 46.2 0.10 0.07 6.90 1.65 0.58 0.21 0.01 0.18 2.61 0.56 9월 17.6 44.1 0.12 1.88 5.48 1.47 0.52 0.13 0.23 0.02 2.78 1.16 10월 17.4 37.8 0.05 2.28 4.63 1.56 0.17 0.17 0.19 0.01 2.81 1.45 11월 25.3 42.5 0.13 5.48 4.27 3.24 0.52 0.23 0.10 0.05 3.71 1.80 12월 22.9 48.7 0.03 5.48 3.99 2.32 0.08 0.04 0.08 0.11 4.27 0.85 평균 20.6 46.5 0.13 2.92 5.38 2.21 0.62 0.22 0.13 0.05 3.26 1.12 최대 52.8 167.0 0.83 13.49 15.07 7.37 5.40 1.45 0.69 0.45 8.81 4.00 최소 3.0 16.0 0.00 0.00 0.57 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09
354 부산광역시보건환경연구원보제 26 권 / 2016 년 지점월별 중량이온성분탄소성분 PM2.5 PM10 Cl - NO 3-2- + SO 4 NH 4 Na + K + Ca 2+ Mg 2+ OC EC 1월 33.1 63.7 1.47 7.03 4.77 4.07 0.93 0.36 0.11 0.03 6.20 1.86 2월 29.1 61.0 0.48 6.15 6.15 3.56 0.87 0.61 0.12 0.08 4.21 1.26 3월 31.2 62.7 0.55 6.17 6.28 3.48 2.32 0.57 0.22 0.09 3.71 1.24 4월 24.5 66.3 0.15 2.56 5.18 1.72 0.23 0.19 0.15 0.04 4.44 1.49 5월 26.7 53.7 0.34 1.93 6.85 1.84 0.20 0.22 0.32 0.09 5.82 1.51 6월 23.2 39.0 0.21 1.17 9.21 2.68 0.18 0.08 0.21 0.06 2.63 0.60 7월 16.7 32.2 0.12 0.45 5.22 0.92 0.26 0.05 0.16 0.03 2.69 0.78 학장 8월 20.1 41.7 0.04 0.10 7.60 1.78 0.48 0.21 0.03 0.18 3.37 0.85 9월 20.1 35.9 0.56 2.42 5.47 1.46 0.82 0.17 0.27 0.05 3.46 1.53 10월 19.1 43.3 0.08 2.35 4.95 1.72 0.11 0.16 0.15 0.02 2.88 1.58 11월 31.6 61.4 0.62 6.46 4.68 3.66 0.54 0.28 0.15 0.08 6.46 1.52 12월 28.6 58.1 0.92 4.68 3.39 2.01 0.05 0.05 0.14 0.15 6.86 1.58 평균 25.1 50.9 0.43 3.32 5.85 2.35 0.59 0.24 0.17 0.08 4.31 1.30 최대 60.1 162.0 2.59 16.26 17.78 8.24 4.48 1.69 0.60 0.29 12.10 3.84 최소 4.0 15.0 0.00 0.00 0.35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.02 - 금속성분은학장지점을제외하면지점별뚜렷한농도특성을보이지는않았음. 토양기원성분 (Al, Fe, Si, Ca, Mg 등 ) 은황사의발생, 도로재비산먼지, 강우등영향정도에따라농도특성이다르게나타나는경향이있으며, Pb을포함한미량금속성분 (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni 등 ) 은지점별배출원영향이큰것으로판단됨. 특히, 학장지점은주변철강관련산업배출원의영향으로 Al, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb 등의금속성분이타지점대비높은농도로나타났음. 표 4. 월별 PM2.5 구성성분농도 ( 금속성분 ) ( 단위 : ng/m3) 지점 월별 금속성분 Al As Be Ca Cd Co Cr Cu Fe Li Mg Mn Mo Ni Pb Sb Se Si Sr Ti Tl V Zn 1월 52.3 4.3 0.0 53.0 0.9 0.2 7.0 6.7 138.6 0.0 36.4 13.6 0.8 9.1 18.9 2.8 5.9 264.0 1.3 9.7 3.1 1.5 41.8 2월 78.5 5.9 0.0 105.0 0.4 0.0 4.6 8.3 145.4 0.1 53.9 11.7 0.5 7.6 15.1 1.2 11.0 101.2 1.4 2.1 3.4 3.0 40.3 3월 49.2 8.8 0.0 95.8 0.7 0.0 2.7 8.8 221.6 0.0 44.5 23.0 1.1 5.1 20.3 1.2 7.7 165.1 1.6 7.1 4.5 11.2 90.4 4월 125.7 2.2 0.0 205.9 0.6 0.0 1.1 8.6 208.1 0.2 73.6 21.9 0.3 7.5 14.5 2.1 2.3 200.5 2.1 11.2 0.2 14.8 82.0 5월 96.4 4.9 0.0 106.1 0.5 0.0 2.3 7.8 220.5 0.0 42.2 23.4 0.0 4.6 9.9 1.7 0.4 138.1 0.8 41.6 0.1 15.7 61.7 6월 17.5 2.2 0.0 39.9 0.0 0.0 1.9 4.6 148.1 0.1 26.3 12.9 0.0 5.5 8.5 10.3 3.7 90.6 0.0 1.6 0.0 10.2 46.8 7월 136.2 1.6 0.0 365.1 0.0 0.0 4.1 5.6 188.2 0.0 227.1 19.3 0.0 2.4 0.6 0.0 1.9 1219.8 0.7 1.4 0.0 10.1 58.2 광복 8월 37.1 6.4 0.0 205.1 0.7 0.0 14.0 4.6 108.5 0.0 44.6 7.7 0.3 2.1 14.7 2.6 22.2 78.9 0.6 44.9 0.5 11.4 53.1 9월 86.0 5.9 0.0 59.4 8.2 4.0 4.8 1.3 168.5 20.4 79.7 15.5 2.8 1.6 22.0 6.0 0.0 189.3 0.4 113.7 0.0 4.2 41.0 10월 68.0 4.0 0.0 144.9 0.3 0.0 2.6 4.3 137.7 1.8 27.6 9.0 0.0 4.7 7.4 3.0 7.0 97.7 0.0 0.9 6.4 5.6 47.6 11월 78.3 0.1 0.0 130.2 0.6 0.6 4.9 10.8 198.0 0.0 29.1 28.5 0.0 8.7 16.4 4.4 2.9 158.7 0.7 41.0 2.1 5.1 116.2 12월 95.5 7.4 0.0 760.2 0.8 0.2 3.9 8.0 247.9 2.0 76.3 23.9 0.5 52.4 20.5 4.5 13.4 201.8 1.6 6.3 0.2 3.8 101.5 평균 69.8 5.0 0.0 209.6 0.6 0.2 4.1 7.4 176.9 0.4 58.0 17.7 0.4 10.2 14.1 3.4 7.3 210.7 0.9 15.8 1.7 9.3 68.1 최대 413.6 46.4 0.1 2962.1 7.2 3.8 67.7 65.3 550.3 10.7 671.4 56.5 4.7 258.9 66.6 82.6 77.1 2874.7 8.5 201.6 12.7 38.1 322.0 최소 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 14.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
미세먼지 (PM2.5) 성분조사 355 지점기장연산학장 월별 금속성분 Al As Be Ca Cd Co Cr Cu Fe Li Mg Mn Mo Ni Pb Sb Se Si Sr Ti Tl V Zn 1월 58.0 1.7 0.0 41.4 0.7 0.3 8.8 7.1 135.5 0.1 31.5 39.0 0.6 1.2 18.2 1.8 3.4 196.9 1.3 6.3 0.5 1.6 32.4 2월 59.4 2.0 0.0 89.0 0.3 0.0 1.5 12.5 64.0 0.1 39.8 6.3 0.0 2.4 11.7 0.6 0.0 83.8 3.1 1.9 0.1 1.3 31.7 3월 43.2 11.6 0.0 106.3 1.7 0.1 1.6 48.6 146.0 0.0 39.3 15.6 0.2 2.3 25.0 29.4 3.0 136.7 1.4 0.4 3.7 5.4 65.9 4월 149.5 3.7 0.0 182.9 0.8 0.0 25.6 8.9 330.9 0.2 88.1 12.0 0.0 2.5 18.0 3.7 2.5 277.2 2.6 13.7 0.5 6.3 52.4 5월 95.4 9.4 0.0 239.5 1.0 0.0 1.8 9.0 144.5 0.0 65.1 10.0 0.0 3.5 14.1 3.5 2.4 180.3 1.8 6.7 0.0 6.9 31.1 6월 20.6 8.4 0.0 93.0 0.6 0.0 0.0 0.6 64.8 0.1 28.0 1.5 0.0 3.8 16.1 1.2 1.0 80.7 0.0 3.9 0.5 6.7 20.5 7월 34.8 0.6 0.0 180.4 0.1 0.0 4.3 4.6 80.7 0.0 60.2 5.8 0.0 0.0 4.4 0.0 0.4 212.0 0.4 0.4 0.0 0.6 23.7 8월 37.5 7.0 0.0 129.8 1.4 0.1 16.6 6.5 81.5 0.0 32.1 4.8 0.5 2.4 21.7 8.0 17.9 196.3 0.6 24.1 2.0 7.0 35.2 9월 86.0 5.9 0.0 59.4 8.2 4.0 4.8 1.3 168.5 20.4 79.7 15.5 2.8 1.6 22.0 6.0 0.0 189.3 0.4 113.7 0.0 4.2 41.0 10월 66.6 6.5 0.0 53.8 0.3 0.0 2.6 5.5 153.9 0.4 31.3 11.2 0.0 3.7 10.3 1.3 1.4 159.1 0.1 9.8 8.1 2.9 31.3 11월 34.0 0.8 0.0 105.6 0.5 0.5 2.4 5.7 102.5 0.0 24.7 15.7 0.0 3.7 13.7 2.6 0.4 175.0 0.5 15.4 0.2 2.2 54.3 12월 38.3 7.6 0.0 277.0 0.4 0.0 1.0 6.0 110.7 0.3 53.6 9.4 0.2 11.6 12.9 2.1 15.6 95.7 0.6 2.0 0.0 1.4 53.0 평균 55.1 5.9 0.0 164.4 1.0 0.1 5.7 10.7 126.7 0.1 60.3 11.3 0.3 3.4 16.7 5.4 5.2 154.2 1.0 7.9 1.5 4.5 41.8 최대 455.7 30.4 0.1 1238.6 11.9 2.4 187.4 338.0 1665.1 1.1 1839.6 189.3 7.1 62.8 73.7 231.8 82.3 1320.7 13.2 185.9 27.1 22.1 146.3 최소 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1월 36.9 2.6 0.0 78.6 0.4 0.0 2.7 5.0 96.6 0.0 13.8 9.6 0.9 1.5 14.7 6.2 4.8 129.4 0.4 2.2 4.2 1.4 52.5 2월 218.7 9.4 0.0 275.3 0.7 0.8 16.3 11.6 181.3 0.2 99.2 15.0 1.2 3.0 29.6 4.9 5.5 156.9 11.3 4.1 2.6 4.2 39.3 3월 27.5 6.5 0.0 129.1 1.0 0.1 3.2 9.7 226.9 0.0 43.0 23.8 0.2 4.3 19.0 55.8 3.4 101.6 1.8 0.0 2.8 5.2 58.4 4월 140.1 1.6 0.0 84.2 0.6 0.0 2.6 39.0 198.0 0.2 64.8 13.3 0.1 2.6 13.7 1.5 1.8 256.4 1.4 9.4 0.8 7.2 58.2 5월 92.6 6.9 0.0 49.6 1.4 0.1 1.6 5.6 164.7 0.0 30.1 12.1 0.0 1.9 13.4 3.1 4.1 138.5 0.4 27.5 0.1 7.4 28.6 6월 37.9 3.6 0.0 170.6 0.1 0.0 0.8 0.8 119.0 0.2 63.8 7.1 0.0 4.1 10.3 0.3 0.7 133.7 0.0 1.6 1.3 7.8 59.7 7월 51.4 1.0 0.0 125.9 0.2 0.0 2.0 4.6 123.0 0.0 102.9 9.0 0.0 0.6 4.0 0.0 1.3 219.0 0.0 1.1 0.0 3.9 29.8 8월 36.8 5.7 0.0 102.1 0.7 0.1 12.2 4.4 113.1 0.0 19.9 7.1 0.5 0.7 15.2 4.1 11.5 131.4 0.5 7.3 2.0 6.3 48.7 9월 86.0 5.9 0.0 59.4 8.2 4.0 4.8 1.3 168.5 20.4 79.7 15.5 2.8 1.6 22.0 6.0 0.0 189.3 0.4 113.7 0.0 4.2 41.0 10월 41.2 4.6 0.0 148.0 0.2 0.0 4.8 5.6 152.3 1.7 27.6 11.1 0.0 2.4 10.2 1.1 0.3 92.1 0.0 12.7 9.9 2.6 50.7 11월 45.8 1.4 0.0 139.7 0.4 0.5 8.3 8.5 199.8 0.0 29.7 31.7 0.0 7.9 9.7 9.4 1.7 160.5 0.7 11.4 1.7 1.9 71.6 12월 36.7 5.2 0.0 148.0 0.6 0.0 0.6 6.2 154.0 0.4 32.2 13.3 0.3 24.8 11.9 0.8 13.1 96.4 0.0 1.5 0.0 1.1 79.4 평균 63.9 4.2 0.0 137.5 0.6 0.2 4.9 9.1 166.8 0.3 50.0 15.0 0.4 5.0 13.7 8.1 4.8 141.4 1.3 6.9 2.1 4.8 56.5 최대 951.6 31.5 0.1 943.4 7.2 6.1 97.6 318.0 1345.2 12.9 584.7 150.0 9.9 160.6 67.6 586.3 63.1 964.3 40.2 194.7 32.1 27.7 425.9 최소 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1월 50.0 6.0 0.0 51.1 0.7 0.4 31.9 72.4 856.5 0.0 52.9 111.8 3.5 25.9 37.1 3.7 0.4 223.1 0.8 7.0 2.3 2.6 343.2 2월 104.5 11.1 0.0 84.1 0.7 0.0 27.6 42.5 713.9 0.0 83.4 90.1 4.3 26.9 39.0 4.8 2.0 159.1 3.8 5.5 3.4 6.5 250.9 3월 52.5 9.7 0.0 83.4 1.3 0.5 28.6 45.8 746.3 0.0 102.7 86.5 2.9 19.4 32.2 2.6 4.9 256.7 1.4 3.2 2.8 6.6 183.8 4월 171.2 2.9 0.0 121.0 0.7 0.1 26.2 88.2 633.4 1.0 93.2 63.1 1.4 14.0 24.2 2.4 1.0 347.7 1.4 15.0 1.8 7.3 189.6 5월 147.9 5.8 0.0 150.7 0.9 0.0 20.6 120.8 863.6 0.5 108.9 71.9 1.0 15.4 34.4 1.9 0.3 223.5 1.1 9.4 0.2 9.5 271.2 6월 34.3 4.6 0.0 47.3 0.1 0.0 43.6 48.5 497.4 0.3 54.3 48.2 0.0 11.7 12.7 2.0 0.0 135.4 0.0 6.7 0.0 5.4 112.1 7월 53.8 1.4 0.0 240.1 0.2 0.0 11.7 13.6 441.8 1.8 101.6 33.9 0.0 4.3 12.7 0.0 0.1 425.5 0.1 2.2 0.0 2.3 228.9 8월 35.5 7.7 0.0 147.6 1.0 0.1 8.9 10.0 356.5 0.0 41.7 32.6 0.8 4.6 19.7 4.3 4.8 91.1 0.6 6.9 1.3 6.4 143.9 9월 86.0 5.9 0.0 59.4 8.2 4.0 4.8 1.3 168.5 20.4 79.7 15.5 2.8 1.6 22.0 6.0 0.0 189.3 0.4 113.7 0.0 4.2 41.0 10월 269.0 4.4 0.1 138.3 0.4 0.0 17.4 20.1 544.9 0.5 55.0 34.7 0.2 6.8 20.3 4.2 0.0 685.6 0.6 21.6 5.1 4.3 124.1 11월 62.8 0.9 0.0 181.3 0.8 0.4 32.1 76.3 1016.6 0.1 56.1 108.8 0.6 15.1 22.2 3.7 0.9 256.8 0.6 13.7 1.7 2.7 218.5 12월 66.5 2.3 0.0 266.1 1.5 4.3 39.7 223.7 1036.5 0.5 78.0 119.6 6.5 35.2 26.6 5.1 5.5 207.2 0.0 6.5 0.3 1.8 285.2 평균 90.1 4.9 0.0 141.9 0.8 0.5 24.4 63.3 675.5 0.4 74.7 68.2 1.9 14.7 24.3 4.1 2.5 259.6 0.8 8.8 1.5 5.3 201.6 최대 2258.6 40.5 0.1 853.5 8.7 37.5 296.0 530.6 1677.7 16.0 532.9 234.0 37.3 113.4 101.0 123.3 33.9 5818.2 16.0 216.4 12.9 24.3 875.0 최소 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 15.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
356 부산광역시보건환경연구원보제 26 권 / 2016 년 (a) 광복 (b) 기장 (c) 연산 (d) 학장 그림 6. 월별금속성분농도추이 PMF 를이용한미세먼지 (PM2.5) 발생원추정 - 미국환경보호청에서제공하는수용모델 (EPA PMF5.0) 을이용하여각조사지점별 PM2.5 농도에영향을미치는발생원별기여율을표 5에나타내었음. 추정발생원은관련연구문헌에따라다소차이가있으므로일반적으로통용되는발생원을적용하였음. - 광복지점은총 4개발생원으로추정되었으며, 추정발생원별기여율은황산염계 2차입자 + 중유연소 (34.1%) 가가장높고다음으로자동차배출 + 도로먼지 (31.0%) 이었음. - 기장지점은총 7개발생원으로추정되었으며, 추정발생원별기여율은황산염계 2차입자 + 중유연소 (38.5%) 가가장높고다음으로질산염계 2차입자 (21.5%) 이었음. - 연산지점은총 4개발생원으로추정되었으며, 추정발생원별기여율은황산염계 2차입자 + 중유연소 + 토양 ( 지각 )(42.2%) 이가장높고다음으로질산염계 2차입자 + 자동차배출 + 도로먼지 (32.0%) 이었음. - 학장지점은총 4개발생원으로추정되었으며, 추정발생원별기여율은황산염계 2차입자 + 질산염계 2차입자 (34.9%) 가가장높고다음으로질산염계 2차입자 + 자동차배출 + 도로먼지 (33.1%) 이었음.
미세먼지 (PM2.5) 성분조사 357 - 전지점에서공통적으로황산염계 2차입자, 질산염계 2차입자및연료연소가높은기여율을나타내어 SO 2, NO X, NH 3 등기체상물질이초미세입자로전환된 SO 2-4, NO - 3, NH 4 + 단됨. 등 2 차입자와석유계연료의연소로생성된탄소성분이 PM2.5 의주요물질로판 표 5. 지점별 PM2.5 발생원추정및기여율 지점요인추정발생원발생원추적자항목농도 (µg/m 3 ) 기여율 (%) 광복기장연산학장 1 황산염계 2 차입자 + 중유연소 OC, EC, SO 4 2-, NH 4 +, Ca 2+, Fe, Mn, Ni, V 7.5 34.1 2 자동차배출 + 도로먼지 OC, EC, Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Si, Ti, Zn 6.8 31.0 3 해염입자 Cl-, Na+, K+ 4.2 18.9 4 질산염계 2 차입자 NO 3 -, NH 4 +, Mg 2+ 3.5 16.0 1 황산염계 2차입자 + 중유연소 OC, EC, SO 2-4, NH + 4, V 6.9 38.5 2 질산염계 2차입자 NO - + 3, NH 4 3.8 21.5 3 금속관련 (1) Ca, Cu, Fe, Mn, V, Zn 2.2 12.6 4 해염입자 Na +, K + 1.8 10.2 5 금속관련 (2) As, Cd, Cu, Pb 1.2 6.9 6 토양 ( 지각 ) Al, Ca, Cr, Fe, Mg, Si, Ti 1.0 5.4 7 염화물계 Cl - 0.9 4.9 1 황산염계 2 차입자 + 중유연소 + 토양 ( 지각 ) OC, EC, Cl -, SO 4 2-, NH 4 +, Ca 2+, Al, As, Ca, Fe, Mg, Mn, Ni, Se, Si, Ti, Zn, V 8.0 42.2 2 질산염계 2차입자 + 자동차배출 + 도로먼지 OC, EC, NO - 3, NH + 4, Ca 2+, Mg 2+, Si, Ti 6.1 32.0 3 해염입자 Cl -, Na +, K + 3.5 18.4 4 금속물질 Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, V, Zn 1.4 7.5 1 황산염계 2차입자 + 질산염계 2차입자 NO - 3, SO 2-4, NH + 4, K + 8.3 34.9 2 연료연소 + 자동차배출 OC, EC 7.8 33.1 3 염화물 + 중금속관련배출 + 토양 Cl -, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Si, Ti, Zn 5.1 21.4 4 해염 Na + 2.5 10.6 요약및결론 - 16년 4개지점의 PM2.5 중량농도는평균 21.9 μg /m 3 로학장지점에서최대 (25.1 μg /m 3 ), 기장지점에서최소 (18.8 μg /m 3 ) 최소로나타났음. - PM2.5 구성성분별평균농도 ( 구성비 ) 는이온성분 11.95 μg /m 3 (53.1%), 탄소성분 4.81
358 부산광역시보건환경연구원보제 26 권 / 2016 년 μg /m 3 (23.2%), 금속성분 0.98 μg /m 3 (4.9%), 기타 4.22 μg /m 3 (19.4%) 이었으며, 구성성분별농도는이온, 탄소, 금속성분모두학장지점에서최대, 기장지점에서최소로나타났음. - 이온성분은 4개지점모두 SO 2, NOx, NH 3 등가스상물질이대기중화학반응에의해입자로전환된 SO 2-4, NH + 4, NO - 3 가높게나타났음 - 탄소성분은 4개지점모두 OC가 EC 대비 3배정도 ( 지점별 2.9~3.5) 높은농도로나타났음. EC는지점별다른농도특성을나타내어원인분석을위해서는지속적인조사필요. - 금속성분의 PM2.5 중중량농도는낮으나인체위해성측면에서중요성을지니며, 본조사결과주요금속성분은 Fe, Si, Ca, Al 등토양 ( 암석 ) 기원물질이고, Pb은대기환경기준의 3.4%(2.7~4.9) 수준으로나타났음. 기타미량금속성분 (Cr, Cu, Mn, Ni 등 ) 은전반적으로학장지점에서높게나타났음. - 수용모델 (EPA PMF5.0) 을이용한 PM2.5 발생원추정결과전지점에서황산염계 2차입자, 질산염계 2차입자, 그리고연료연소가높은기여율을나타내었으며, 그외자동차배출 ( 광복, 연산, 학장 ), 해염 (4개지점모두 ), 도로먼지 ( 광복, 연산 ), 중금속배출 ( 학장 ) 등이추정되었음. SO 2-4, NO - 3, NH + 4 등 2차입자와탄소성분 (OC, EC) 이 PM2.5의주요물질로서 PM2.5 저감을위해서는배출원으로부터의 SO 2, NO X, NH 3 등가스상물질의배출저감과석유계연료의사용감소및타에너지원으로의전환필요 - 향후수용모델 (PMF) 적용뿐아니라대기질진단평가시스템을활용한발생원별기여도파악및오염원추정필요 4. 활용방안 미세먼지발생원추적및위해도평가, 대시민환경정보제공, 초미세먼지관리대책마련 5. 기대효과 초미세먼지구성성분파악으로발생원추적및및관리대책수립으로대기질개선 부산지역초미세먼지성분자료공개로대시민환경정보보급및알권리충족