대기오염의 소개, 대기환경, 대기권, 대기환경기준, 대기질, 모니터링

 

1.대기환경

대기권의 분류

① 환경권 대기(ambient air):지구표면의 모든 생물이 호흡하는 공기, 대류권 수 km 이내에 포함 공기

② 배경대기(background air) : 오염원이 없어 매우 깨끗한 상태의 공기, 바다, 고산지역과 같은 곳의 공기

 

 

공기의 성분

 

① 주성분 (major component) : 질소 (약 78%)와 산소 (21%)

 

②미량성분 (minor component) : 이산화탄소, 수증기, 아르곤

 

③미량성분(trace component) : 일산화탄소, 메탄, 이산화황 등

 

Table 1. 건조공기의 주요성분과 농도

2. 대기오염

대기오염의 정의

① 세계보건기구(WHO) 규정

대기중에인위적으로배출된오염물질의한가지또는그이상이존재하여, 오염물질의 양, 농도 및

지속시간이어떤지역의불특정다수인에게불쾌감을일으키거나해당지역에공중보건상위해를

끼치고, 인간이나 동식물의 활동에 해를 주어 생활과 재산을 향유할 정당한 권리를 방해 받는 상태

 

② 미 아리조나주

대기오염이란한가지또는그이상의오염물질이인간, 식물 또는 동물의 생명과 재산에 위해를

주거나 줄 수 있는 양으로 일정 시간 동안 실외공기에 존재하는 것

③ 우리나라 대기 환경보전법 의 제정 목적(제1장 제1조)

이 법은 대기오염으로 인한 국민건강이나 환경에 관한 위해를예방하고 대기환경을 적정하게 관리,

보전함으로서 모든 국민이 건강하고 쾌적한 환경에서 생활할 수 있게 하는것을목적으로 한다.

대기오염물질에 관한 용어의 정의

① "가스" : 물질의 연소·합성·분해 시 또는 물리적 성질에 의하여 발생하는 기체상 물질

 

② "입자상물질" : 물질의 파쇄·선별·퇴적·이적 기타 기계적 처리 또는 연소·합성·분해 시에

발생하는 고체상·액체상의 미세한 물질

 

③ "검댕" : 연소 시에 발생하는 유리탄소가 응결하여 입자의 지름이 1미크론(μm;마이크로미터)

이상이 되는 입자상 물질

 

④ "악취" : 황화수소·메르캅탄류·아민류 기타 자극성 있는 기체상물질이 사람의 후각을 자극,

불쾌감과 혐오감을 주는 냄새

 

⑤ "유해대기물질" : 사람의 건강·재산이나 동·식물의 생육에 직접 또는 간접으로 위해를

줄 우려가 있는 대기오염물질 (VOCs 13개, PAHs 7개 물질)

대기오염의 역사

-인간이 불이라는 에너지를 사용하면서 시작, 혈거인의 동굴이나 고대 또는 중세의 건물이 나무를 태운 연기로

그을려 있어 연기에 시달렸음을 알 수 있다.

-신라시대 - 연기의 발생을 억제하기 위해 나무대신 숯의 사용 권장

- 13세기 초에 영국 : 에드워드 1세 ⇒ 의회의 회기 중에 석탄의 사용 금지

- 15세기 말 : 에리자베스여왕1세 ⇒ 석탄 매연에 의한 고통을 의회에 호소, 궁전 근처에서 석탄사용금지

1) 산업혁명 전후의 역사

- 와트(Watt)의 증기기관으로 산업혁명이 최고의 정점을 이루었으며, 동시에 대기오염도 심각

- 대기오염 제어기술 개발의 촉진

 

2) 근대초기(1900-1950)의 역사

- 대기오염물질의 배출시설이나 제어시설의 개발이 동시에 이루어짐.

-전기모터의 개발

- 연소방식의 변화 :① 석탄의 공급을 수동으로 급탄② 기계식 급탄③ 분쇄탄, 유류의 연소

 

3) 근대말기(1950-1980)의 역사

- 1952년 대규모의 대기오염사건 발생

- 세계의 대표적인 대도시는 심각한 대기오염의 경험

 

4) 현대(1980년 이후)의 역사

- 세계 대부분의 국가에 환경부서의 신설.

-세계적인 대기오염문제 부각 :온실효과, 산성비, 대기오염물질의 장거리 이동, 오존층 파괴

주요 대기오염사건의 특징과 성격

사건명	발생시기	발생장소 (국가)	배출원 및 주 원인물질	피해형태 또는 규모
뮤즈계곡사건	1930. 12	Meuse Valley, Belgium	산업시설: SO2, CO, PM, SO4-mist, 불소화합물	60여명의 사망자 (평상시 보다 사망자수 10배 증가)
요코하마사건	1946 겨울	Tokyo & Yokohama, Japan	원인 불분명 → 산업 시설물의 배출로 추정	지역주둔 미군 군속 및 가족들의 천식발병
도노라사건	1948. 10	Donora, PA, USA	산업시설: SO2, SO4-mist	18명 사망 + 인구 14,000명중 43% 피해
포자리카사건	1950. 11	Poza Rica, Mexico	산업시설: H2S 누출	총인구 22,000명중 320명 급성 중독 → 22명 사망
런던사건	1952. 10	London, UK	가정난방 및 산업시설: SO2, aerosol	-초기 사천명 사망(첫 3주) -추가적으로 팔천명 사망 (그후 2개월간)
로스엔젤레스 사건	1954년 후 (빈번히 발생)	LA, CA, USA	자동차배기가스의 광화학반응: NOx, PAN, VOCs, SOx, O3	-도시민들에게 불쾌감 유발 -가축, 과일, 식물의 생장률 저하 -산업시설물 손상
보팔사건	1984. 12	Bopal, India	산업시설물의 누출: 살충제 (methylisocynate)	-시민 20,000명 이상 응급치료 -가축집단 폐사
체르노빌사건	1986. 4	Chernovyl, USSR (우크라이나)	원자력발전소의 시설물파괴: 방사능물질의 누출	-공식발표: 204명 사망 (잠재적 피해자 수만명 추정) -40만 난민과 900만의 직간접피해 -상당량의 곡물 및 축산물폐기

3. 대기환경기준

① 대기오염의 지표

적정한 수준의 대기질을 유지하기 위해, 주요 대기오염물질들에 대해 적정 수준의 농도를 정의,

이를 일종의 대기오염 지표 및 통제의 수단으로 활용

② 환경기준: 인간생활의 질적인 향상이라고 하는 관점에서 출발

건강하고, 쾌적한 생활, 생태계의 보전 및 역사적·문화적인 유산의 보전을 위한 규제방법중의 하나

자연과학분야만이 아닌 보다 넓은 학제적(學際的)인 대응과 다각적인 이해 및 정책의 관점에서 정해진다.

③ 우리나라의 대기환경기준

여러 국가의 경우와 마찬가지로 기준항목의 수나 규제치에 대한 기준의 조정이 지속적으로 이루어져 왔다.

- 기준항목의 설정 ⇒ 1980년 1월 환경청의 발족과 함께 SO2에 대해서 최초로 이루어짐

 

1993년 말 대기환경기준을 선진국 수준으로 향상시키기 위해 기준치에 대한 보다 엄격하게 조정.

대부분의 오염 물질들에 대해 단기, 중기, 장기적인 기준치가 제시, 이러한 기준의 설정은 측정방식과 환경

보건학적 측면을 동시 감안하여 이루어졌다.

 

- 1993년 말의 개정: PM-10(particulate matter<10㎛직경) 추가, THCs(total hydro- carbons) 삭제

- 2007년 벤젠기준 신설(2010년 적용)

- 2011년 PM2.5 기준 신설(2015년 적용)

여러 나라의 대기환경기준

오염물질		한국	미국	캐나다	스위스	일본	WHO권고기준	EC권고기준
SO2 (ppm)	연간 24시간 1시간	0.02 0.05 0.15	0.03 0.14 -	0.02 0.11 0.34	0.01 0.04 -	- 0.04 0.10	0.019 0.047 -	- 0.047 -
NO2 (ppm)	연간	0.03	0.053	0.05	0.02	-	0.021	-
	24시간	0.06	-	0.11	0.04	0.04 0.06	-	0.021
	1시간	0.10	-	0.21	0.05/30분	-	0.105	0.105
PM10(2.5) (㎍/㎥)	연간 24시간 1시간	50(25) 100(50) -	50(15) 150(35) -	- 50(30) -	70 150 -	- 100 200	20(25) 50 -	40(10) 50(25) -
O3 (ppm)	연간 8시간 1시간	- 0.06 0.1	- 0.08 0.12	0.015 0.025 0.08	- - 0.06	- - 0.06	- 0.06 -	- - -
CO (ppm)	연간 24시간 1시간	- 9 25	- 9 35	- 13 31	7 - -	10 20 -	- 9 26	- - 25.7
Pb (㎍/㎥)	연간	0.5	1.5/3개월	-	1.0	-	0.5	0.5
벤젠(㎍/㎥)	연간	5				3		5

4. 우리나라의 대기질(AIR QUIALITY)

Air Quality Monitoring

 

Air Quality Monitoring Station

측 정 망	측 정 항 목	측 정 목 적	측정주기	측정소수
도시대기	SO2, NOx, O3, CO, PM-10, 풍향, 풍속, 온도, 상대습도	도시지역의 평균 대기질 농도를 파악하여 환경 기준 달성 여부 판정	연속/1시간	236
도로변대기	SO2, NOx, O3, CO, PM-10, 풍향, 풍속, 온도,	자동차 통행량과 유동 인구가 많은 도로변 대기질을 파악	연속/1시간	33
산성강하물	pH, 강수량, 전기 전도도, 이온농도	대기 중 오염물질의 건성 침착량 및 강우․강설 등에 의한 오염물질의 습성 침착량 파악	강수시	40
국가배경농도	SO2, NOx, O3, CO, PM-10, 풍향, 풍속, 온도	국가적인 배경농도를 파악하고 외국으로부터의 오염물질 유입, 유출상태 등을 파악	연속/1시간	5
교외대기	SO2, NOx, O3, CO, PM-10, 풍향, 풍속, 온도	도시를 둘러싼 교외 지역의 배경 농도를 파악	연속/1시간	16
대기중금속	Pb, Cd, Cr, Cu, Mn, Fe, Ni	도시, 공단 지역의 중금속에 의한 오염 실태를 파악	월/5회	49
유해대기물질	VOCs 13개, PAHs 7개 항목	인체에 유해한 VOCs, PAHs 등의 오염 실태 파악	월/1회	31
광화학오염물질	VOCs 56개 항목	오존생성에 기여하는 VOCs에 대한 감시 및 효과적인 관리대책의 기초자료 파악	연속/1시간	25
시정거리	시정(산란계수)	대기의 시정 거리를 측정하여 체감 오염도를 파악	연속/1시간	4
지구대기	CO2, CH4, N2O, (CFCs)	지구 온난화 물질의 대기 중 농도 파악	연속/1시간	1
총 계				440

Trend of Air Pollution

SO2, CO concentration has been continuously decreased

since 1989 mainly because of emission reduction.

 PM10 concentration is recently stagnated after decreasing

until 1999 and increasing after 2000.

Trend of Air Pollution

 

 NO2 concentration has been oscillated.

 O3 concentration has been increased since 1994 showing same trend with precursor emission such as

NOx and VOC.

Diurnal Distribution of Air Pollutants

Monthly Distribution of Air Pollutants

대기오염도의 지역분포

환경기준 초과현황

5. 대기경보체계

등급	아황산가스	이산화질소	일산화탄소	오존	미세먼지
좋음	-	-	-	-	-
보통	-	-	-	노약자 : 실외활동 자제	-
민감군 영향	천식질환자 : 실외활동 자제	-	심혈관질환자(ex. 협심증) : 무리한 작업 자제 권고, CO 오염원이 있는 교통체증지역에서의 활동 자제	활동량 많은 어린이와 성인, 호흡기질환자(ex. 천식) : 장시간의 실외활동 자제	호흡기(ex. 천식) 혹은 심질환자 : 장시간의 실외 활동 자제
나쁨	어린이, 천식환자, 심장, 폐질환자 : 실외활동 자제 권고	-	심혈관질환자(ex. 협심증) : 일상수준의 작업도 자제, CO 오염원이 있는 교통체증 지역은 피할 것을 권고	활동량 많은 어린이와 성인, 호흡기질환자(ex. 천식) : 장시간의 실외활동 자제 권고 건강집단내 어린이 : 장시간의 실외활동 자제 오존 주의보 발령	심장, 폐질환자, 노인, 어린이: 장시간 또는 무리한 활동 자제권고 일반군:장시간 또는 무리한 활동 자제
매우 나쁨	어린이, 천식환자, 심장, 폐질환자 : 실외활동 제한 일반군 : 실외활동 자제 권고	호흡기(ex. 천식) 질환 어린이, 성인 : 과도한 실외활동 제한	심혈관질환자(ex. 협심증) : 일상수준의 작업도 제한, 교통체증 지역 활동 제한	활동량 많은 어린이와 성인, 호흡기질환자(ex. 천식) : 실외활동 금지 일반군 : 실외활동 제한 오존 경보 발령	호흡기(ex. 천식) 질환자, 노약자 : 실외활동 제한
위험	어린이, 천식환자, 심장, 폐질환자 : 실내 생활 권고 일반군 : 실외활동 제한	호흡기(ex. 천식) 질환 어린이, 성인 : 보통 혹은 과도한 실외활동 금지	심혈관질환자(ex. 협심증) : 일상수준의 작업 금지, 교통 체증지역 활동 금지 일반군 : 무리한 작업 제한	모든 사람 : 실외활동 제한 오존 중대경보 발령	모든 사람 : 실외활동 제한 호흡기(ex. 천식) 질환자 : 실내생활