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서울시 자동차 도장시설에서 발생하는 HAPs와 미세먼지의 특성조사 및 관리방안 연구

최종연구보고서

제출문

요약문

목차

제 1장 서론
1. 연구개요 35
 1.1 연구 필요성 35
 1.2 HAPs의 정의와 대상물질 36

제 2장 관련동향분석
2. 연구목표 및 관리제도현황 43
 2.1 연구목표 43
 2.2 관리제도현황 43
  2.2.1 우리나라의 관리제도 44
  2.2.2 외국에서의 관리제도 45

제 3장 연구내용
3. 연구내용 56
 3.1 오염물질 측정분석방법 56
 3.2 HAPs 배출특성 기반의 영향권 분석 74

제 4장 연구결과
4. 연구 결과 및 고찰 90
 4.1 자료분석을 통한 자동차 도장시설의 배출특성 조사 90
 4.2 현장조사를 통한 도장시설 현황파악 99
 4.3 오염물질 측정분석 결과 123
 4.4 도장시설 배출물질의 주변 영향권 분석 139

제 5장 도장시설 관리방안
5. 도장시설 관리방안 150
 5.1 배출량 저감방안 150
 5.2 중소형 도장시설에 적합한 방지시설 159
 5.3 영세 사업장 지원책 마련 161
 5.4 자동차 도장시설 정책적 기준 마련 161

제 6장 결론

참고문헌

주의문

<표목차>
<표 1> 악취농도와 건강 위해성 농도와의 상관관계 36
<표 2> EPA urban HAPs (33종)-미국 37
<표 3> 독일의 154종 HAPs에 대한 국가배출기준 38
<표 4> 일본의 우선 취급물질(22종) 39
<표 5> 지정물질(4종) 및 각 물질에 대한 규제방식 40
<표 6> 특정대기유해물질의 종류 40
<표 7> 환경부 지정 48종 우선관리대상물질 목록 41
<표 8> 유해대기 측정망 측정물질 44
<표 9> 우리나라의 휘발성유기화합물 규제 발전과정 45
<표 10> 독일의 154종 HAPs에 대한 국가배출기준 50
<표 11> 측정방법 56
<표 12> 흰색 페인트 조성 57
<표 13> 검은색 페인트 조성 58
<표 14> HAPs 항목별 측정방법 및 시료채취 장치 59
<표 15> 흡착관법에 의한 VOC 시료채취용 흡착제의 종류와 특성 60
<표 16> VOCs 분석장비의 운전 조건(GC/MS/ATD) 61
<표 17> 측정 대상 카보닐화합물의 종류와 화학적 특성 64
<표 18>카보닐화합물 분석조건 (HPLC/UV) 65
<표 19> 각종 유기용매의 물성치와 극성지표 69
<표 20> PAHs 분석조건 (GC/MS) 72
<표 21> Meteorological data for Calmet 77
<표 22> Calmet의 토지 이용도에 관한 분류 78
<표 23> 신차도장시설 배출특성 90
<표 24> 정비도장시설의 배출특성 91
<표 25> 도장공정의 분류 및 특성 93
<표 26> 용도별 도료 사용량 [KL] 96
<표 27> 희석제의 분류 96
<표 28> 도료의 조성 97
<표 29> 유기용제의 조성 98
<표 30> 서울시 자동차 도장시설 현황(2011년) 99
<표 31> 차종별 단면적 및 도료사용량 현황 120
<표 32> 도장공정 특성 121
<표 33> 방지시설 설치 및 가동상태 조사결과 122
<표 34> 자동차 도장시설 관련 VOCs 및 THC 최종배출 농도 124
<표 35> 도장시설 사용도료별 VOCs 배출 평균농도 순위 (단위 : ㎍/㎥) 125
<표 36> J사 VOCs 배출계수 127
<표 37> K사 VOCs 배출계수 127
<표 38> R사 VOCs 배출계수 128
<표 39> 도장시설의 사용도료별 카보닐화합물 배출 평균농도 순위 (단위: ㎍/㎥) 129
<표 40> J사 카보닐화합물 배출계수 130
<표 41> K사 카보닐화합물 배출계수 130
<표 42> R사 카보닐화합물 배출계수 130
<표 43> PM10 배출계수 131
<표 44> 상도도장 공정별 입경 분포(mg/m3) 133
<표 45> 먼지(TSP) 배출계수 134
<표 46> PM10 배출계수 134
<표 47> PM25 배출계수(g/kg) 135
<표 48> 도장시설의 사용도료별 PAHs 배출 평균농도 순위 (단위: ㎍/㎥) 136
<표 49> J사 배출계수 137
<표 50> K사 배출계수 137
<표 51> R사 배출계수 138
<표 52> 3사의 페인트 1kg 사용시 휘발성 및 입자상 물질 배출량 비교 (단위 : g) 138
<표 53> 방지시설을 설치하지 않았을 때 PM10 추정기여도 (단위 : ug/m3) 141
<표 54> 방지시설을 설치하지 않았을 때 TVOC 추정기여도 (단위 : ug/m3) 142
<표 55> 방지시설을 설치했을 때 PM10 추정기여도 (단위 : ug/m3) 145
<표 56> 방지시설을 설치했을 때 TVOC 추정기여도 (단위 : ug/m3) 146
<표 57> 비점 온도가 높은 용제들 152
<표 58> 단위면적의 도장작업에 따른 용제 휘발량 153
<표 59> 자동차용 유성도료의 대체 시 가격 및 VOC 저감 효과 154
<표 60> 도착효율 향상과 VOC 방출량과의 관계 155
<표 61> 도착효율 향상을 위한 작업개선 사항 156
<표 62> 스프레이 건의 선정 방법 158
<표 63> 스프레이 건의 선정 방법 158
<표 64> 스프레이 건의 도착효율 비교 159
<표 65> 도장시설에 적합한 방지기술 제안 160
<표 66> 특정대기유해물질 종류 163

<그림목차>
<그림 1> 연구목표 43
<그림 2> 미국 CAA의 HAPs 목록 수정 절차 46
<그림 3> 미국 CAA의 HAPs 배출기준 체계 48
<그림 4> VOC 시료 채취용 흡착관 구성 개략도 60
<그림 5> VOC 분석기기 (GC/MS/ATD) 62
<그림 6> VOC 표준시료 및 현장시료의 크로마토그램 62
<그림 7> 카보닐 시료채취용 카트리지 63
<그림 8> 카보닐 시료 추출 과정 64
<그림 9> 카보닐화합물 표준시료와 현장시료에 대한 크로마토그램 66
<그림 10> 먼지채취 장비 67
<그림 11> 먼지 중량농도 측정기기 67
<그림 12> PAH 시료의 추출 및 농축 개략도 70
<그림 13> PAHs 시료 추출 및 농축 과정 71
<그림 14> PAHs 분석기기(GC/MS) 73
<그림 15> PAHs 표준시료 및 현장시료의 크로마토그램 73
<그림 16> 대기분선 모델링의 구성요소 및 적용시 장점 75
<그림 17> 기상 관측 자료의 수집방법 77
<그림 18> Comparison between CALMET data and ISC3 met data (mixing height) 85
<그림 19> Comparison between CALMET data and ISC3 met data (WD & WS) 86
<그림 20> The puff movement by the change of the wind and the corresponding puff growth by a diffusion 87
<그림 21> 신차 도장시설의 VOCs 처리 개요 91
<그림 22> 자동차 정비시설 중 도장시설의 VOCs 처리 개요 92
<그림 23> 화학구조에 따른 용제의 분류 95
<그림 24> 굴뚝 2개 100
<그림 25> 방지시설 100
<그림 26> 도장부스내부 100
<그림 27> 굴뚝 101
<그림 28> 방지시설 101
<그림 29> 도장부스내부 101
<그림 30> 굴뚝 102
<그림 31> VOC처리시설 102
<그림 32> 도장부스 내부 102
<그림 33> 굴뚝 103
<그림 34> 방지시설 103
<그림 35> 도장부스 내부 103
<그림 36> 굴뚝 104
<그림 37> 방지시설 104
<그림 38> 도장부스 내부 104
<그림 39> 굴뚝 105
<그림 40> 방지시설 105
<그림 41> 도장부스 내부 105
<그림 42> 굴뚝 106
<그림 43> 방지시설 106
<그림 44> 도장부스 내부 106
<그림 45> 굴뚝 107
<그림 46> 방지시설 107
<그림 47> 도장부스 내부 107
<그림 48> 굴뚝 108
<그림 49> 방지시설 108
<그림 50> 도장부스 내부 108
<그림 51> 굴뚝 109
<그림 52> 방지시설 109
<그림 53> 도장부스 내부 109
<그림 54> 도장부스 및 방지시설 모습 110
<그림 55> 도장부스 및 방지시설 모습 111
<그림 56> 도장부스 모습 112
<그림 57> 도장부스 및 방지시설 모습 113
<그림 58> 도장부스 모습 114
<그림 59> 방지시설 및 굴뚝 모습 115
<그림 60> 도장부스 116
<그림 61> 굴뚝 및 방지시설 모습 117
<그림 62> 굴뚝 118
<그림 63> 도장부스 119
<그림 64> 굴뚝 및 방지시설 모습 120
<그림 65> 현장시료 채취 전경 123
<그림 66> 도료별 상도유색 입경분포 결과 132
<그림 67> 상도작업에서의 도장공정별 입경분포 133
<그림 68> 2011년 봄(Calm :177%) 139
<그림 69> 2011년 여름(Calm :344%) 139
<그림 70> 2011년 가을(Calm :508%) 139
<그림 71> 2011년 겨울(Calm: 226%) 139
<그림 72> 방지시설을 설치하지 않았을 때 PM10 추정기여도 143
<그림 73> 방지시설을 설치하지 않았을 때 TVOC 추정기여도 144
<그림 74> 방지시설을 설치했을 때 PM10 추정기여도 147
<그림 75> 방지시설을 설치했을 때 TVOC 추정기여도 148
<그림 76> 도료 보관 및 관리 방법 개선 150
<그림 77> SPRAY GUN 세척장비 151
<그림 78> 용제 증류장치 152
<그림 79> 각 형태별 메탈릭 베이스도료의 조성비(중량%) 153
<그림 80> 영세 사업장 방지시설 현황 161

Contents
Chapter 1. Introduction 34
 1. Research overview 35
  1.1 Background 35
  1.2 Definition of HAPs and target substance 36
Chapter 2. Analysis of Concerned trends 42
 2. Subject of research and concerned regulations 43
  2.1 Subject of research 43
 2.2 Concerned regulations 43
  2.2.1 Management system of korea 44
  2.2.2 Management system of foreign 45
Chapter 3. Contents of Research 55
 3. Contents of research 56
  3.1 Measurement of HAPs 56
  3.2 The influence analysis 74
Chapter 4. Result 89
 4. Result 90
  4.1 After the analysis of the data, the emission characteristics of painting facilities 90
  4.2 Site investigations 99
  4.3 HAPs measurements of painting facilities in seoul 123
  4.4 Air dispersion modeling 139
Chapter 5. Conclusion and Futher study 149
 5. Conclusion and futher study 150
  5.1 Method of reducing in emission 150
  5.2 Prevention facility of small and midium motor vehicles painting 159
  5.3 Support of small place of business 161
  5.4 Establish policy in motor vehicles painting 161
Chapter 6. Conclusion 164
References 170