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서울시 교통혼잡도로변 차량 발생 대기오염물질 특성 규명

요약

목차
01 연구 개요 20
 1. 연구 배경 및 필요성 20
 2. 연구 목표 및 추진 체계 21
  2-1. 연구 목표 21
  2-2. 연구 추진 체계 21
02 도심지 대기환경 현황 및 특성 28
 1. 도심지 주요 대기오염물질 28
 2. 대기오염물질 배출원 36
03 서울시 도로변 대기환경 관리 42
 1. 서울시 도로변 대기오염물질 측정 현황 42
  1-1. 서울시 대기오염물질 측정소 운영 현황 42
  1-2. 서울시 대기오염물질 농도 현황 48
 2. 도로변 대기환경 관리 정책 54
  2-1. 도로변 대기오염물질 관련 제도 현황 54
  2-2. 서울시 도로변 오염물질 관리 정책 58
04 해외 도로변 대기환경 관리 정책 70
 1. 미국 70
  1-1 미국의 대기환경기준 70
  1-2. 미국의 도로변 오염물질 저감 제도 71
 2. 유럽 75
  2-1. 유럽연합 대기환경 기준 75
  2-2. 유럽의 도로변 대기오염물질 저감 제도 77
 3. 아시아 82
  3-1 일본 82
  3-2 중국 84
05 서울시 교통혼잡도로변 대기환경 측정 90
 1. 도로변 대기오염물질 항목별 분석 방법 90
  1-1 측정소 실시간 측정 항목별 분석 방법 90
  1-2 화학분석 시료의 항목별 분석 방법 93
 2. 도로변 대기오염물질 측정 결과 109
  2-1. 측정소 설치 및 운영 결과 109
  2-2. 서울시 도로변 대기오염물질 측정 결과 116
  2-3. 소결 145
  1. 초미세먼지 2차 생성 전구물질 저감 148
06 도심지 도로변 대기환경 개선을 위한 정책 방안 148
 2. 차량 배출 암모니아 현황 파악 149
 3. 측정항목 추가 및 측정 한계 향상 149
 4. 측정자료 공유 네트워크 구축을 통한 예·경보 정확도 향상 150
참고문헌 152
부록 154
Abstract 164
표목차 12
 [표 1-1] 2017년 서울시 도심 지점별 교통량 23
 [표 3-1] 서울시 도시대기측정소 현황 43
 [표 3-2] 서울시 도로변측정소 현황 45
 [표 3-3] 서울시 배경·경계·입체측정소 현황 49
 [표 3-4] 대기환경보전법에 따른 유해대기오염물질 종류 54
 [표 3-5] 대기환경보전법의 특정대기오염물질 종류 55
 [표 3-6] 환경정책기본법 및 서울시 조례의 환경기준(대기) 56
 [표 3-7] 저공해자동차 배출허용기준(2005년 1월 이후 제작 차량) 57
 [표 3-8] 저공해자동차 배출허용기준(2020년 4월 이후 제작 차량) 58
 [표 3-9] 서울특별시 조례에 따른 공해차량 제한지역(LEZ) 운행 제한 내용 60
 [표 3-10] 대기환경보전법과 대기관리권역법에 따른 배출허용기준 61
 [표 3-11] 자동차 배출가스 등급제에 따른 등급산정 기준(5등급) 62
 [표 3-12] 2016년 기준, 차 없는 서울의 보행거리 66
 [표 4-1] 대기오염물질별 미국 환경보호청과 우리나라 농도 기준의 비교 71
 [표 4-2] 미국 대기오염방지법(Clean Air Act)의 구성 72
 [표 4-3] 캘리포니아주 LEV 대상 자동차 유형 74
 [표 4-4] LEV 단계별 캘리포니아 기준 74
 [표 4-5] LEV III 배출기준 74
 [표 4-6] 유럽연합의 대기환경 기준 75
 [표 4-7] 유럽, 미국, 우리나라 기준의 비교(단위환산) 76
 [표 4-8] 유럽위원회 지침 70/156/EEC 에 정의된 차량 분류 78
 [표 4-9] 유럽 국가별 LEZ 명칭 80
 [표 4-10] 일본의 대기오염에 관한 환경기준 82
 [표 4-11] 일본의 미세입자상 물질에 관한 환경기준 82
 [표 4-12] 일본 자동차 NOx·PM법에 따른 배출허용기준 83
 [표 4-13] 일본 특정 특수 자동차 배출가스 허용기준 84
 [표 4-14] 중국의 국가 대기질 기준 85
 [표 4-15] 중국 대기오염방지 행동계획의 이동오염원 관리 정책 86
 [표 4-16] 세칙에 따른 징진지 이동오염원 관리 정책 87
 [표 5-1] 암모니아(NH3) 분석기 조건 91
 [표 5-2] 암모니아(NH3) 측정에 의한 농도 산출식 91
 [표 5-3] Aethalometer의 구동 조건 92
 [표 5-4] Aethalometer의 파라미터와 적용된 이론 식들 93
 [표 5-5] 기체크로마토그래피 질량 분석기의 분석 조건 95
 [표 5-6] 분석 물질 특성(예시) 96
 [표 5-7] 이온크로마토그래피 분석 조건 97
 [표 5-8] 광화문광장과 복정역 주변 일일 교통량 112
 [표 5-9] 광화문광장 및 복정역 측정항목 및 방법 113
 [표 5-10] 측정소 운영 기간 중 기상 조건 116
 [표 5-11] 측정된 VOCs에 대한 그룹 분류 127
 [표 5-12] PTR-MS로부터 측정된 VOCs 항목 137
그림 목차 14
 [그림 1-1] 연구 추진 체계 21
 [그림 1-2] 2012년 서울시 통행속도 및 교통량 22
 [그림 1-3] 서울시 교통혼잡도로 모습 23
 [그림 1-4] 2019 세종대로 지점 월별, 요일별 교통량 24
 [그림 1-5] 도로변 대기오염물질 측정소 사진 26
 [그림 1-6] 대기오염물질 측정소의 내외부 구조 및 설치 장치 예시 26
 [그림 2-1] 아황산가스의 분자식과 배출 30
 [그림 2-2] 질소산화물의 분자식과 배출 31
 [그림 2-3] 오존 분자식과 생성 33
 [그림 2-4] 일산화탄소 분자식과 배출 34
 [그림 2-5] 도심지 미세먼지 모습 35
 [그림 2-6] 이산화탄소 분자식과 배출 36
 [그림 3-1] 서울시 25개 도시대기측정소 위치 43
 [그림 3-2] 서울시 15개 도로변측정소 위치 45
 [그림 3-3] 서울시 10개 배경·경계·입체측정소 위치 47
 [그림 3-4] 도시대기측정소 연간 미세먼지 농도 추이 48
 [그림 3-5] 도시대기측정소 연간 대기오염물질 농도 추이 49
 [그림 3-6] 2018년 월평균 미세먼지 및 대기오염물질 농도 50
 [그림 3-7] 2018년 시간대별 미세먼지 농도 51
 [그림 3-8] 2018년 시간대별 오존 농도 51
 [그림 3-9] 서울시 도로변측정소 연평균 미세먼지 및 대기오염물질 농도 52
 [그림 3-10] 2018년 서울시 도로변측정소 월평균 오염물질 농도 53
 [그림 3-11] 2018년 도시대기 및 도로변측정소의 월평균 미세먼지(PM10) 농도 비교 53
 [그림 3-12] 대기환경보전법에 따른 자동차 종류(2015.12.10. 이후) 57
 [그림 3-13] 분진 청소차량 작업 위치 59
 [그림 3-14] 공해차량 제한지역 단속 CCTV 카메라 60
 [그림 3-15] 한양도성 녹색교통지역 범위 및 5등급 차량 단속 지점 62
 [그림 3-16] 서울시 도시교통실 녹색교통지역 확대 계획 63
 [그림 3-17] 강남 녹색교통지역 예정 구획 64
 [그림 3-18] 여의도 녹색교통지역 예정 구획 65
 [그림 3-19] 서울시 도시교통실 주요정책지표 67
 [그림 3-20] 2019년 서울 차 없는 날 행사 모습 및 배치도 67
 [그림 3-21] 2020년 차 없는 날 행사 연기 안내 67
 [그림 4-1] 미국 대기오염방지법의 자동차 배출허용기준 72
 [그림 4-2] 대기오염방지법 요약서에 한국어로 소개된 현명한 운전습관 73
 [그림 4-3] EURO 6 자동차 배출가스 기준 77
 [그림 4-4] EURO 7 예고 내용(2020.12.01. 기준) 79
 [그림 4-5] 유럽의 LEZ 구역(2020.12.04. 기준) 80
 [그림 4-6] 유럽 국가별 LEZ 제한 대상 차량 범위 81
 [그림 4-7] 유럽 도시도로 통행료 부과 시행 지역(2020.12.04. 기준) 81
 [그림 4-8] 중국의 자동차 배출가스 기준 CHINA 6 85
 [그림 5-1] 암모니아(NH3) 측정을 위한 AAT(Ammonia tolerance test) 모식도 91
 [그림 5-2] Aethalometer 모식도 92
 [그림 5-3] VOCs 측정을 위한 TD-GCMS 모식도 94
 [그림 5-4] GC/MS-TD VOCs 표준시료 크로마토그래피 96
 [그림 5-5] 이온성분 분석을 위한 IC(Cation, Anion) 분석기 97
 [그림 5-6] OC/EC 분석 모식도 98
 [그림 5-7] ED-XRF 분석 기기 모식도 99
 [그림 5-8] Off-Axis ICOS 방식을 사용한 셀 내부 모식도 99
 [그림 5-9] HNO3 측정 장비의 모식도 101
 [그림 5-10] HNO3 측정 장비 사진 101
 [그림 5-11] SMPS 모식도 102
 [그림 5-12] High Resolution Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer 모식도 104
 [그림 5-13] Proton Transfer Reaction Mass Spectrometer 모식도 105
 [그림 5-14] Aethalometer의 모식도 106
 [그림 5-15] T640 PM monitor (초미세먼지 실시간 질량농도 측정기) 모식도 107
 [그림 5-16] Oxidation Flow Reactor 108
 [그림 5-17] Tapered element oscillation microbalance 109
 [그림 5-18] 두 지점 대기오염물질 측정소 설치 위치 111
 [그림 5-19] 복정역 측정소의 공간적 특성 111
 [그림 5-20] 광화문광장 및 복정역 측정소 설치 현황 112
 [그림 5-21] 측정소 내부 구성 요소 및 시료 채취 장치 114
 [그림 5-22] 포집필터의 종류에 따른 분석 항목 및 분석 방법 115
 [그림 5-23] CRDS 방법을 이용한 암모니아 측정기기 교정 115
 [그림 5-24] 측정소 풍향, 풍속 측정 결과 117
 [그림 5-25] 측정 기간 중 측정소 주변 요일별, 일별 교통량 117
 [그림 5-26] 측정 기간 중 습도, 온도, 풍속 및 PM2.5 농도 118
 [그림 5-27] PM2.5 질량 대비 측정 성분의 일변화 상관성 119
 [그림 5-28] 광화문광장과 복정역의 PM2.5 구성 성분 120
 [그림 5-29] 광화문광장과 복정역의 일별 PM2.5 구성 성분 변화 121
 [그림 5-30] 광화문광장과 복정역의 시간별 PM2.5 구성 성분 변화 121
 [그림 5-31] 측정소의 일별, 시간별 가스상 농도 123
 [그림 5-32] 측정소의 NH3-rich 평가 및 농도 124
 [그림 5-33] 광화문광장 측정소의 입자 수 농도 특성 125
 [그림 5-34] 복정역 측정소의 입자 수 농도 특성 126
 [그림 5-35] 측정소의 시간별 NH3 및 SO2의 평균 농도 127
 [그림 5-36] VOCs 그룹 1, 2의 상관성 분석 결과 128
 [그림 5-37] VOCs 그룹 3의 상관성 분석 결과 129
 [그림 5-38] 광화문광장과 복정역의 VOCs-TEX SOA 생성 130
 [그림 5-39] 교통량 및 온도, 습도 시계열 변화 132
 [그림 5-40] 시간별 교통량 일변화 132
 [그림 5-41] 교통량 및 가스상 물질의 시계열 농도 변화 133
 [그림 5-42] 입경별 수농도 및 NR-PM1의 화학적 성분 농도 및 조성 시계열 변화 134
 [그림 5-43] 가스상 물질의 시간별 일변화 패턴 136
 [그림 5-44] 가스상 물질 VOCs의 시간별 (a) 일변화 농도 패턴, (b) 조성 변화 137
 [그림 5-45] 입경별 수농도 시계열 변화 139
 [그림 5-46] 복정역 및 인근 도심 대기 측정소 및 측정 장소 일변화 패턴 비교 140
 [그림 5-47] PM1 내 Organics, Nitrate, Sulfate, Ammonium 및 BC 일변화 패턴 141
 [그림 5-48] 가스상 및 입자상 비율 142
 [그림 5-49] 1차 입자상 물질 및 OFR 통과 시 생성된 잠재성 2차 입자상 물질 농도 시계열 변화 143
 [그림 5-50] 1차 입자상 물질 및 OFR 통과 시 생성된 잠재성 2차 입자상 물질 농도 변화 비교 144
 [그림 5-51] 입자상 물질 화학적 조성 비율 비교 144
 [그림 6-1] 서울시 도로변 대기환경 관리 정책들 149
 [그림 6-2] 에어코리아 최종확정 측정자료 조회 예시 150
 [그림 6-3] 대기오염측정자료 생산 및 공개 체계 151
 [그림 6-4] 대기질 예보 절차 소개 151