강수에 따른 대기오염도 변화양상에 대하여 : 인천지역을 중심으로

Abstract

[한글]

황과 질소의 산화물은 대기 중에서 산화와 가수의 화학 작용을 거쳐 각각 황산과 질산으로 변화된다. 이러한 화학적 강산들은 대기 중에 존재하는 염기성물질(주로 금속 양이온과 ammonia)에 의하여 충분히 중화되지 않은 한 결국은 비나 눈에 흡수되어 산성강하물로써 지구표면에 낙하하게 될 것이므로 산성강우 현상은 대기오염과 직접적 관계가 있다.

인천시는 중국 등지에서 발생하는 자연적, 인위적인 대기오염물질의 이동이라는 지리적 조건과 공단지역의 밀집화 및 증가, 자동창의 증가 등으로 대기오염도 및 산성강우 현상이 날로 심각해지고 있는 실정이며 이에 의한 피해가 예상되는 지역이므로 인천시의 일부지역인 남동구, 중구, 북구를 대상으로 1992년부터 1994년까지 3년 동안의 우수측정자료와 94년 1년간의 우수에 대한 이온분석자료, 대기오염물질중 SO2, TSP와 풍향, 풍속, 강우량등 기상인자에 대한 시간 평균 측정자료를 이용하여 산성강우 현상과 강우에 따른 대기오염의 변화양상을 분석하였으며 그 결과는 다음과 같다.

연간 우수의 pH 평균치는 1992년 4.31∼4.81, 1993년 4.68, 1994년 4.56∼4.87이고 지역별로는 남동구 4.81∼6.09, 중구 4.36∼4.68, 북구 4,31∼4.73으로 북구와 중구가 상대적으로 낮게 나타났고, 연도별 pH의 일평균 5.6이하의 빈도는 92년과 94년 각각 남동구 44.6, 49.2%, 중구 32.1, 43.3%, 북구 41.3, 47.4%로 점차 증가하였다.

SO2, TSP 시간자료중 비강우시와 강우시의 실제적인 차이를 알아보기 위하여 T-검정을 실시한 결과, 비강우시와 강우시의 평균SO2는 18.57과 13.74ppb, TSP는 77.71과 37.93㎍/㎥로서 강우시의 대기오염도가 비강우시에 비해 SO2, 약 5ppb, TSP 약 40㎍/㎥정도 낮게 나타났고, 유의 수준 0.01에서 모두 유의한 차이를 갖는 것으로 나타났다.

또한 풍속별 강우에 의한 SO2농도의 저감효과를 살펴보면, 풍속이 1단계(0.1∼1.80m/s)에서 비강우시 20.93ppb로 최고치를, 강우시에는 13.00ppb로 최저치를 나타내어 강우에 의한 세정효과가 가장 크게 나타났다.

강우전 후의 대기오염의 변호를 살펴본 결과, SO2는 강우 1시간 후에는 강우시 13.74ppb보다 약 7.6%가 증가, 강우 2시간 후에는 약 19%가 증가, 강우 3시간 후에는 약 24.5%가 증가되었고, TSP는 강우시 37.93㎍/㎥ 강우 1시간 전보다도 약 44.9%가 저감되었고 강우 1시간 후에는 약 56.3%, 강우 2시간 후에는 약 16.2%, 강우 3시간 후에는 약 76.48% 증가하였다.

한편, 자료 거의가 수작업을 거쳐야 하므로 짧은 시간에 많은 량의 기본자료를 모두 활용할 수 없어 1년치 자료만을 사용하였는데 강우가 규칙적인게 아니기 때문에 강우와 대기오염도와의 관계를 1년치 자료만으로 통계적으로 분석하는데는 한계가 있었으며, 남동구의 경우는 결과의 이상치로 재조사한 바, 측정소 주위에 대형건물이 신축되어 이것의 영향을 크게 받는 것으로 인정되어 최종적으로 북구 지역에 대해서만 분석하였기 때문에 지역간 차이를 비교할 수 없는 등 연구에 많은 제한점이 있었다. 따라서 차후에 이러한 점을 보강하여 후속 연구가 계속 필요하다고 사료된다.

[영문]

This research was carried out to know the variation of acid rain and change of air pollution caused by rain at three region of Inchon city: Namdong-Gu, Chung-Gu, Puk-Gu, where precipitation auto detector was installed.

The variation of acid rain and degree of rain water pollution were obtained through the analysis of precipitetion taken in 92∼94, and rain water ion concentration data taken in 1994.

The change of air pollution were obtained, by analysis of SO2, TSP measured in 1994 as the function of the wind speed, wind direction and precipitation despectively.

The results were as follow;

The yearly average pH of rain water were 4.31∼4.81 in 1992, 4.68 in 1993 and 4.56∼4.87 in 1994. The frequency of pH(under 5.6) were increasing gradually at all of the three region from 1992 to 1994: 44.6 to 49.2% at Namdong-Gu, 32.1 to 43.3% at Chung-Gu, 41.3 to 47.4% at Puk-Gu.

The correlation of pH and SO4 2-, NO3-, Cl- was not observed by the analysis of ion concentration, because the acid was neutralized by the reaction of materials which generate acid rain and cation except H+.

The daily average variation of SO2, TSP in rainy time and nonrainy time at Namdong-Gu and Puk-Gu are as follow: at Namdong-Gu SO2 23.5(rainy), 16.5(nonrainy)ppb, at Namdong-Gu TSP 95.4(rainy), 92.7(non rainy)㎍/㎥, at Puk-Gu SO2 19.9(rainy), 14.2(nonrainy)ppb, at Puk-Gu TSP 95.5(rainy), 60.2(nonrainy)㎍/㎥.

Through the T-test, it was noted that average concentration of SO2, TSP at non rainy time were 18.57ppb, 77.71㎍/㎥, and those at rainy time were 13.74ppb, 37.93㎍/㎥, and SO2 TSP in both case were positively correlated P<0.01.

The analysis of SO2 variation by rain as the function of wind speed showed that SO2 concentration changed as the highest range from 20.93ppb(nonrainy time) to 13.00ppb(rainy time) at 0.1∼1.8m/s wind speed.

The observation of air pollution change at before and after rainy time showed that SO2(rainy time) concentration increased 7.6% at one hour after rain, 19% at two hour after rain, 24.5% at three hour after rain, and TSP(rainy time) greatly decreased as 44.9% compare to that of one hour before rain, and increased 56.3% at one hour after rain, 16.2% at two hour after rain, 76.48% at three hour after rain.