서울特別市 保健環境硏究院報 第39號	(2003)

Report of S.I.H.E., 39:402~412	(2003)

서울지역 주요 간선도로변의 대기환경 특성

자동차공해연구팀

김교붕․신도철․박창호․김민영

Characteristics of Air Quality at Major Roadside in Seoul

Vehicle Emission Research Team

Gyeo-bung Kim, Do-chul Shin, Chang-ho Park and Min-young Kim

Abstract

The atmospheric characteristics were investigated at the sites of major roadside in Seoul from 2001 to 2003. In annual variation, the concentrations of SO2 were 0.007, 0.007, 0.006ppm and those of CO were 1.2, 1.0, 1.0ppm in 2001, 2002, 2003, respectively and they were similar pattern in concentration. The concentrations of NO2 were 0.055, 0.056, 0.049ppm in 2001, 2002, 2003, respectively and NO2 decreased a little in 2003. The concentrations of O3 were 0.012, 0.010, 0.009ppm in 2001, 2002, 2003, respectively and O3 was steadily diminished with time. The concentrations of NMHC were 0.40, 0.31, 0.44ppm in 2001, 2002, 2003, respectively. The concentrations of PM10 were 72, 84, 73㎍/㎥ in 2001, 2002, 2003, respectively and PM10 of 2002 appeared high value because of high frequency of Asian dusts. In comparison of roadside and ambient air, all pollutants except O3 were higher value in roadside air than in ambient air. In monthly variation, the concentrations of SO2, NO2, HC, CO were shown high in winter but low in summer and the difference of fluctuation in HC concentration and CO concentration was relatively small, compared to other pollutants. The highest value of O3 concentration always occurred in summer, especially in June but the lowest value of that occurred in winter, especially in December and January. The concentration of PM10 appeared lowest value in summer and the highest value in spring when is high frequency of Asian dust. In daily variation, the highest concentration of SO2 appeared at rush hour in the morning. NOx showed two high peak concentrations at 9am and 11pm and the variation pattern of NO concentration was more clear than NO2 concentration. O3 reached the highest concentration between 2pm and 4pm and MHC appeared high concentration around 9am and low concentration between 3pm and 4pm, but NMHC was relatively high concentration in the afternoon. CO concentration was elevated with traffic flow. The concentration of PM10 was the highest value at rush hour, but was the lowest value before rush hour in the morning and it was small in the difference of fluctuation.

Key words : air quality, roadside, Seoul

서  론

현대사회에서 자동차는 사람과 물자의 수송에 매우 중요한 수단이지만 한편으로는 배출가스에 의한 대기오염과 자동차 주행에 따른 소음․진동 등에 의한 환경오염 문제로 인하여 자동차의 가치에 대한 부정적 요인들의 돌출과 자동차정책에 대한 새로운 각도에서의 환경문제를 고려하는 재평가 필요성이 제기되고 있다. 특히 서울은 심각한 시정장애 현상과 오존 경보 발생 다발 등 대기오염이 심한 도시로 지목되고 있으며, 그 원인의 대부분이 자동차 배출물질에 의해 유발되는 미세 입자상물질에 의해 복합적으로 나타난다.

서울의 대기환경여건은 청정연료의 보급 등으로 인하여 개발도상국 오염형태의 대표적인 아황산가스는 크게 개선되어 1993년 이후 세계보건기구의 권고기준치를 하회하고 있다. 그러나 최근 자동차의 급격한 증가로 자동차 배출가스 등 수송부문이 대기오염의 72.6%를 차지하면서 이산화질소와 오존오염도에 의한 오존주의보 발령, 시정장애현상 등 시민이 느끼는 체감오염은 개선되지 않고 있으며 그 오염형태가 선진국형으로 변화하고 있다(1).

서울의 대기오염물질 배출량을 연도별로 살펴보면 산업활동 및 에너지 사용의 증가 등에 따라 오염물질 배출량이 1980년 757,905톤에서 ‘90년에 1,007,111톤으로 최대 배출량을 나타낼 때까지 증가하였으나 1988년부터 시작된 청정연료 사용의무화 정책추진 및 저공해자동차의 보급에 따라 ’96년 396,190톤, 2000년 327,267톤으로 점차 감소 추세를 보이고 있다(2, 3).

서울시의 총 배출량 중 오염물질별로 차지하는 비율에 대한 연도별 추이는 아황산가스의 발생비율은 크게 감소하고 있는 반면 질소산화물 등은 개선되지 않고 있으며, 용도별로는 2000년 현재 수송 72.6%, 난방 11.1%, 산업 15.6%, 발전 0.7%순으로 나타나, 수송부문이 차지하는 비율이 전국의 수송 평균치 50.6%보다 월등히 높은 양상을 보이는 특징을 갖고 있다. 반면 서울의 자동차 등록대수는 현재 증가폭이 둔화되고는 있으나 매년 10%내외의 증가추세를 보이고 있고, 전국 자동차 등록대수의 약 46.5%가 수도권에 집중되어 있어 높은 인구밀도와 더불어 자동차 배출오염물질로 인한 대기오염 문제가 개선되어지고 있지 않은 실정이다(2).

특히 자동차 통행량이 많은 간선도로변에서는 질소산화물과 부유입자상물질등의 대기오염도가 일반 대기환경보다 높고 실제적으로 도로변에서 생활하는 유동인구가 적지 않음에도 지금까지의 대기오염 평가는 주로 일반 대기환경에만 집중되어 있고 도로변 대기환경에 대한 조사․연구와 평가가 잘 이루어지지 않고 있는 형편이다. 따라서 본 연구는 서울시 간선도로변에 설치되어 있는 도로변 측정소에서 2001년부터 2003년까지 최근 3개년간 대기오염도를 조사하여 항목별로 자동차에 의한 대기오염상태를 실제 확인하고 그 영향을 평가하여 저공해 자동차 보급, 배출가스 저감장치 부착, 운행차 배출가스 관리 강화, 도로 물청소 등 서울시의 대기질 보전정책과 교통 수요관리정책 등 자동차 관리대책 등에 기초 자료를 제공하여 활용하고자 한다.

조사방법

조사자료는 간선도로변에서 교통량과 보행인등 유동인구가 많은 주로 교차로 부근의 보도 상에 설치되어 있는 동대문, 서울역, 신사, 신촌, 영등포, 청계천, 청량리 등 7개소의 도로변 대기측정소에서 대기오염 자동측정기로 2001년부터 2003년까지 측정한 결과를 사용하였으며, 측정 항목과 방법은 표 1과 같다.

결과 및 고찰

1. 황산화물

2001년부터 2003년까지 최근 3개년간 서울시에 위치한 간선도로변 6개 지점에서 측정한 SO2 연평균농도는

Table 1. Measuring items and methods
Measuring items	Measuring methods
Sulfur dioxide(SO2)	Pulse U.V fluoroscence method
Suspended particulate matters(PM10)	β-ray absorption method
Ozone(O3)	U.V photometric method
Nitrogen oxides(NOx)	Chemiluminescent method
Total hydrocarbons(THC)	GC-FID

그림 1에서와 같이 비교적 일정한 농도 수준을 계속 유지하고 있는 것 이외는 지점별로는 어떤 특이점은 보이지 않았다. 2001년부터 3개년 동안 서울시 도로변 전 지점의 평균치는 차례로 0.007, 0.007, 0.006ppm으로 서울시의 일반 대기환경에서의 농도인 0.006, 0.005, 0.005 ppm 보다는 약간 높은 수치를 보이고 있다. 산성비의 가장 중요한 원인물질인 SO2 배출량은 화석연료에 포함되어 있는 황성분의 연소산화에 의한 것이 대부분으로 서울의 SO2 오염도는 1988년부터 청정연료 사용의무화에 따른 도시가스의 사용과 생활수준 향상으로 연탄 사용이 격감되고, 대기오염원에 대하여 여러 가지 규제관리를 실시한 결과 해마다 감소추세를 보이고 있으며  최근에는 그 감소폭이 둔화되고는 있으나 환경기준 및 WHO권고기준(0.015～0.023ppm/년)보다는 훨씬 낮은 수준을 유지하고 있다.

서울시에서 배출되는 SO2 배출량은 용도별로 구분하여 보면 난방이 63.9%로 가장 높고 다음으로 수송부문이 15.2%를 차지하고 있으며, 다른 오염물질보다는 상대적으로 자동차배출가스의 기여도가 적은 것으로 알려져 있다(3).

자동차연료 중에서 가솔린에는 거의 황성분이 없지만 디젤에는 약간 함유되어 있어 경유차량의 경우 SO2가 배출된다. 서울시 등 주요 도시는 SO2 농도를 줄이기 위하여 연료용 유류 중 경유의 황함유기준을 1981년에 1.0%에서 0.4%이하로 강화하여 공급하기 시작하였고 정유사의 탈황 및 분해시설 설치가 일부 완료되면서 1993년부터 0.2%이하로 한 단계 더 강화된 유류의 사용을 의무화하였으며, 1996년에는 저황유의 황함유기준을 경유 0.1%로 더욱 강화하였다. 현재는 연료중 황함유 기준이 휘발유 130ppm, 경유가 430ppm으로 설정되어 있으나(4), 삼원촉매나 산화촉매에서 연료의 황성분이 고온에서 sulfate(SO3, H2SO4)를 생성시키며, 그 황성분이 NOx 촉매와 촉매방식 매연여과장치에서 촉매 표면을 피독하여  기능을 저하시키기 때문에 후처리장치의 정상적인 성능을 위하여 가솔린 및 디젤연료 모두 30~ 10ppm 이하의 연료가 요구되고 있고 따라서 정유사에 탈황장치가 설치되어 초저황연료가 공급되기 시작하면 향후 대기중 SO2 농도는 한 단계 더 개선될 것이라고 추측된다.

Fig. 1. Annual variation of SO2 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

SO2의 월 평균 오염도 변화는 그림 2와 같이 3개년 모두 겨울철이 오염도가 높고 여름철이 낮게 나타났다. 2003년도에 가장 오염도가 높은 시기는 난방연료 사용량이 많은 겨울철인 2, 3, 12월로 0.008ppm이었으며, 가장 낮은 시기는 9월로 최대치의 절반인 0.004ppm으로 하절기에 낮은 현상을 나타내고 있어 화석연료 사용과 밀접한 관계를 나타내었다.

Fig. 2. Monthly variation of SO2 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

SO2 농도의 시간평균 일변화 경향은 그림 3에 나타난 것처럼 3개년도 모두 오전 10시를 전후하여 일 중 최고치를 나타내고 이후 약간 감소하여 오후부터 일정 수준을 계속 유지하다가 자정 무렵부터 급격히 감소하여 새벽 4시경에 최저치를 나타낸 다음 아침 출근 차량 증가와 함께 일 최고치까지 급격하게 상승하는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 일평균 최고치가 비교적 교통량이 많은 시간대에 높은 농도를 나타낸 것은 서울시 SO2 농도는 난방을 위한 화석연료 연소 외에 자동차배출가스의 영향도 무시할 수 없다는 것을 의미한다.

Fig. 3. Diurnal variation of SO2 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

2. 질소산화물

서울시 간선도로변의 지점별 연평균 NO2 농도변화는 그림 4와 같이 2001년부터 3개년간 연도별로 총 평균치는 각각 0.055, 0.056, 0.049ppm으로 2003년도에 약간 감소한 것으로 나타났으며 7개 지점 모두가 뚜렷하게 일반 대기환경에서의 3개년도 연평균 농도치인 0.037, 0.036, 0.038 ppm보다 높게 나타났으나 지점별로는 어떤 특이점은 보이지 않았다.

NOx는 탄화수소와 함께 광화학스모그의 원인물질로 서울시의 총 배출량 중 오염물질별로 차지하는 비율에 대한 연도별 추이는 1980년과 1999년 배출량을 비교하여 보면 총배출량에서 차지하는 오염물질별 비율이 아황산가스는 1980년 33.2%에서 2000년 2.2%로, 먼지는 1980년 6.4%에서 2000년 1.0%로 크게 감소하였으나, 질소산화물은 1980년 6.2%에서 2000년 25.6%로 대폭적으로 증가하였고, NOx의 용도별 배출량 비율은 수송부문이 73.5%로 대부분을 차지하고 있고 전국 평균인 62.4%보다 높다(3). 과거 자동차배출가스 저감장치인 삼원촉매장치의 가솔린 자동차 부착으로 인하여 대폭적으로 NOx 농도가 감소한 적이 있으나 그 후 서울시 등 수도권은 경유자동차의 비율이 꾸준히 증가하고 있는 등 여러 가지 복합요인에 의해 질소산화물 오염도는 다른 물질에 비해 크게 개선되지 않고 있는 실정이다.

Fig. 4. Annual variation of NO2 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

엄 등(5, 6)이 자동차오염물질 배출계수를 산정한 자료에 의하면 경유자동차는 연소방식 차이에 따른 배출오염물의 특성이 가솔린 엔진보다 NOx와 PM의 배출량이 상당히 높으며, 따라서 자동차 보급대수의 절대적인 증가와 기술적으로 NOx 배출량을 저감시키기 어려운 경유차량의 상대적인 증가와 향후 경유승용차 허용 등에 대비하여 경유차배출가스에서 NOx와 PM을 동시에 해결할 수 있는 기술개발과 기준강화가 필요하다고 생각된다.

서울 간선도로변에서 NOx와 NO의 2001년부터 3개년 동안의 월평균 오염도 변화는 그림 5와 같다. 2003년도에 NOx의 평균오염도가 가장 높은 시기는 1월의 0.131ppm, 가장 낮은 시기는 9월로 0.065ppm으로 나타났다. 일반적으로 NOx는 연료 사용량과 밀접한 관계가 있기 때문에 SO2와 같이 여름철에 낮고 겨울철에 높은 경향을 보였지만 월평균 최고치와 최저치의 비는 2001년부터 2003년까지 1.8, 1.4, 1.6으로 SOx의 변동비 2.0, 5.0, 2.0보다는 크게 나타나지 않았다.

Fig. 5. Monthly variation of NOx and NO average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

NO가 NOx에서 차지하는 평균점유율 범위는 그림 6에 나타난 것처럼 2001년 67~86%, 2002년 64~72%, 2003년 56~72%로 나타났다. 일반적으로 도로로부터 거리에 비례해서 NO2농도에 대한 NO농도비는 감소하는 것으로 알려져 있으며,(7) 따라서 본 조사 지점은 도로에 가깝고 자동차배출가스로 배출된 NO가 산화되기 전에 측정되었기 때문에 NO농도가 NO2농도에 비해서 현저하게 높게 나타났다. 점유율의 월별 변화는 그 어떠한 특이점도 나타나지 않았다. 이는 대도시보다 상대적으로 배출원이 적은 중소 도시에서는 면오염원에 의한 배출량이 차지하는 비율이 높기 때문에 계절별 오염도 변화 폭도 크게 나타나지만, 서울지역 같은 대도시는 주 배출원이 이동배출원으로서 계절적인 변동요인이 적기 때문에 배출원이 계절에 따라 비교적 가변적이고 강수량 등 국지기상 요소의 영향을 많이 받는 SOx보다 월별 변동폭이 적게 나타났다.

Fig. 6. Monthly variation of the ratio of NO to NOx from 2001 to 2003.

NO와 NO2농도의 시간평균 일변화는 그림 7과 같이 하루 중 두 번의 peak치가 나타나는 쌍봉형 그래프를 보이고 있으며, NOx중 NO2는 비교적 경시변화가 작은데 비하여 NO는 시간대에 따른 변동양상이 뚜렷하게 나타나고 있다. 이는 자동차배출가스에 포함되어 있는 NOx의 주성분이 NO이고, NO가 대기 중에서 산화되어 NO2로 변화하는 반응 기전에 의한 것이다. NO는 3개년도 모두 일관되게 오전 9시 평균치가 최고치를, 오전 4시 평균치가 최저치를 나타냈으며, 첫 번째 peak치는 오전 9시경에 일중 최고치를 나타난 다음 점차 낮아졌다가 오후 교통량 증가와 함께 서서히 증가하여 오후 2, 3시경에 두 번째 peak를 나타낸 다음 아침 4~5시경에 일중 최저치까지 하락한 후 아침 출근시간대 통행 차량 증가와 함께 급격하게 상승하는 모습으로 전형적인 대도시의 오염 변화 형태를 보이고 있다. 정오경부터 오후 3시에 걸쳐 급속하게 농도가 감소하는 원인은 지표온도의 상승에 따라 생성된 상승기류에 의한 확산의 영향이라고 생각되며 이 후 다시 농도가 상승하는 것은 지표부근에 오염물질의 축적이라기보다는 일몰에 의해 상승기류 현상이 멈추어서 나타난 현상이라고 본다. 반면 NO2는 오전 중에 NO농도의 증가에 따라 증가하여 오전 9시부터는 이후 큰 변동 없이 비교적 일정한 수준으로 유지되고 있으며 3개년 모두 오후 7, 8시경에 항상 최고치를 나타내었다.

Fig. 7. Diurnal variation of NO and NO2 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

NOx 농도에서 차지하는 NO 농도의 평균 점유율의 범위는 그림 8에서와 같이 시간대별 변화 형태는 NOx와 유사하게 즉 NOx 농도의 변동에 따라 변화폭의 크기는 작지만 점유율도 함께 변하는 형태를 나타내고 있다. NOx의 상당량이 NO로 배출되고 이것은 오존과 과산화 라디칼과의 반응에 의하여 수 분 안에 NO2로 전환되고 NO2는 광분해에 의하여 다시 NO로 된다. 이러한 순환이 대기권 오존 형성의 중요한 과정이다. Manuel 등(8)은 대류권 중 NO/NO2 농도비는 주간에는 약 0.2~0.5정도이고, 밤에는 NO2의 광분해가 일어나지 않아 거의 0이라고 하였으나 본 연구 측정 지점인 도시지역 대기의 양상과는 상당한 차이점이 있었다.

Fig. 8. Diurnal variation of the ratio of NO to NOx from 2001 to 2003.

3. 오존

간선도로변에서 오존 농도의 연평균 변화는 그림 9와 같이 2001년부터 2003년까지 0.012, 0.010, 0.009ppm으로 점차 낮아지는 경향을 보였고 지점별로 특이점은 없었으며 3개년 모두 전 측정지점에서 일관되게 일반 대기환경의 평균치보다 낮게 나타났다. 2003년에 오존농도가 낮아진 것은 오존생성 전구물질의 감소에 의한 것이라기보다는 기상조건 즉 광화학반응을 하기 위한 일사량이 적었기 때문으로 판단되며 오염도가 개선 정착되었다고 단정하기는 어렵다고 생각된다. 또한 일반 대기환경보다 낮은 이유는 오존이 자동차 등에서 배출되는 1차 오염물질이 아니고 광화학반응에 의해 생성되는 2차 오염물질이기 때문에 도로변에서는 반응이 미처 일어나기 전에 측정되기 때문이라고 생각된다.

Fig. 9. Annual variation of O3 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

도로변에서 3개년도의 월 평균 오존 오염도 변화는 그림 10에서와 같이 일사량이 많고 기온이 높은 여름철이 항상 높고 겨울철이 낮게 나타나는 경향을 보였다. 2001년부터 2003년까지 월 평균 최고치는 각각 0.019, 0.018, 0.014ppm으로 3개년도 모두 항상 6월에 나타났으며 최저치는 12, 1월경에 나타났다. 2003년도 6월에는 일사량이 예년 보다 적어 최고 평균 농도치가 상당히 낮아졌다.

Fig. 10. Monthly variation of O3 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

오존의 시간평균 일변화는 그림 11에서와 같이 하루 중 두 번의 peak 치가 나타나는 쌍봉의 형태를 보였으며 오후 2시에서 4시 사이에 가장 높은 최고치를 나타내었다.

두 번째 peak는 아침 4시경에 나타났으나 오후의 최고치보다는 훨씬 농도가 낮게 나타났다. 특이한 점은 2003년도에는 다른 해보다 최고치와 최저치를 나타내는 시간대가 약 1시간 정도 빨리 나타나는 경향을 보였으며 이는 일사량, 기온등 기상인자와 밀접한 관계를 갖고 있기 때문으로 생각된다.

하루 중 오존의 시간평균농도의 변동 폭은 비교적 크고 뚜렷하게 나타났으며 peak치를 나타내는 시간대도 1차 오염물질에 가까운 SO2나 NOx 등은 보통 오전 출근 시간대 바로 직후인 9시경에 항상 최고치를 보였으나 오존은 광화학반응 시간 관계로 약 5시간의 시차를 두고 최고치를 나타내는 경향을 보였다.

Fig. 11. Diurnal variation of O3 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

4. 탄화수소

도로변에서의 3개년도 탄화수소의 연평균 농도 변화는 그림 12와 같이 2001년부터 2003년까지 전 지점 총평균치는 메탄계 탄화수소가 2.25, 2.13, 2.15ppm이고 비메탄계 탄화수소는 0.40, 0.31, 0.44ppm으로 비교적 일정농도 수준을 계속 유지하고 있으며 연도별로 특이한 변화추이는 없었다.

Fig. 12. Annual variation of MHC and NMHC average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

총탄화수소와 비메탄계 탄화수소의 월평균 오염도 변화는 그림 13과 같이 자동차 운행으로 인한 배출가스와 연료의 증발 및 산업활동으로 인한 용제 사용 등 연료사용량이 비교적 많은 동절기가 하절기보다 약간 높은 수치를 나타내었으나 그 차이는 크지 않았다. 이는 서울시 탄화수소 주요 배출원은 계절별로 그 변화량이 비교적 크지 않은 자동차배출가스이기 때문이다.

Fig. 13. Monthly variation of THC and NMHC average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

총탄화수소와 메탄계 및 비메탄계 탄화수소의 시간평균 일변화는 그림 14에서와 같이 메탄계는 최고치가 오전 9시 전후, 최저치가 오후 3, 4시경에 나타났으며 반대로 비메탄계는 최고치가 오후 12시와 오전 5, 6시경에 나타나는 반대 현상을 나타내었으나 메탄계보다는 그 변동폭이 크지 않았다.

5. 일산화탄소

최근 3년 동안 7개 도로변측정지점의 연평균 CO 농도 변화는 그림 15와 같이 전 지점 총 평균이 2001년부터 2003년까지 각각 1.2, 1.0, 1.0ppm으로 전반적으로 감소추세를 보이고 있으며 일반 대기환경이 각각 0.9, 0.7, 0.6ppm인 것에 비교하면 간선도로변은 자동차배출가스의 영향을 상당히 받는 것으로 나타났으며 측정 지점별로는 신촌과 청계천이 다른 지점보다 비교적 낮게 나타났다.

Fig. 14. Diurnal variation of THC, MHC and NMHC average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

Fig. 15. Annual variation of CO average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

CO의 월 평균 오염도 변화는 그림 16에서와 같이 강수량이 많은 하절기에는 낮고 동절기에 높은 경향을 나타내었으나 2001년도에 비하여 2002년과 2003년은 그 변동 폭이 상당히 적게 나타났으며 이는 계절별로 오염 배출량의 차이가 적은 자동차배출가스에 원인이 있는 것으로 추측된다.

Fig. 16. Monthly variation of O3 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

CO의 시간평균 일변화는 그림 17에서와 같이 하루 중 두 번의 peak치를 나타내는 쌍봉의 형태를 그리고 있다. 즉 아침 출근시간대 직후인 오전 9시부터 11시 사이에 하루 중 최고치인 첫 번째 peak치를 나타낸 다음 오후 1, 2시경까지 급격히 감소하다가 이후 서서히 증가하여 오후 7시경에 두 번째 peak치를 나타낸 다음 아침 출근시간대 전인 오전 5, 6시경에 최저치를 나타내고 있으며 그 변화 양상이 비교적 뚜렷하게 나타났다. 특이한 점은 오존 항목과 마찬가지로 2003년도에는 다른 해보다 최고치와 최저치를 나타내는 시간대가 약 1시간 정도 빨리 나타나는 경향을 나타냈다.

Fig. 17. Diurnal variation of CO average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

6. 미세먼지

서울시 간선도로변에서의 미세먼지(PM10)의 연평균 변화는 그림 18과 같이 2001년부터 2003년까지 전 지점 총평균치가 각각 72, 84, 73㎍/㎥으로 봄철에 황사 발생빈도가 잦았던 2002년도가 다소 높게 나타났다. 전반적으로 일반 대기환경에서의 평균치인 71, 76, 69㎍/㎥보다는 다소 높은 경향을 나타내었으나 그 차이는 크지 않았으며 지점별로는 특이점을 나타내지 않았다.

Fig. 18. Annual variation of PM10 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

미세먼지의 월 평균 오염도 변화는 그림 19에서와 같이 자연발생원인 황사의 영향을 많이 받는 봄철에 최고농도를 나타내고 우기인 여름철에 낮은 경향을 보이는 특징을 나타내고 있다. 특히 황사의 발생이 많았던 2002년도에는 3, 4월에 상당히 높은 수치를 나타내고 있으며 월 평균 최고치와 최저치의 비는 2.8㎍/㎥로 2001년의 2.0, 2003년의 1.8보다 높게 나타났다.

Fig. 19. Monthly variation of PM10 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

미세먼지의 시간평균 일변화는 그림 20에서와 같이 아침 출근시간대 직후인 오전 9시부터 11시 사이에 최고치를, 아침 4, 5시에 최저치를 보이고 있다. 시간평균 최고치와 최저치의 비는 2001년부터 2003년까지 각각 1.4, 1.3, 1.3으로 다른 항목들보다는 그 변동폭이 적은 것으로 나타났다.

Fig. 20. Diurnal variation of PM10 average concentration at the roadside in Seoul from 2001 to 2003.

결  론

서울시 주요 간선도로변 7개 지점에서 2001년부터 2003년까지 3개년 동안 대기 환경특성을 조사한 결과는 다음과 같다.

1. 연평균 농도의 변화추이는 2001, 2002, 2003년 순으로 SO2는 각각 0.007, 0.007, 0.006ppm, CO는 1.2, 1.0, 1.0ppm으로 비교적 일정한 농도 수준을 유지하고 있으며, NO2는 0.055, 0.056, 0.049ppm으로 2003년에 약간 감소하였으며, O3은 0.012, 0.010, 0.009ppm으로 지속적으로 낮아지는 경향을 나타내었으며, NMHC는 0.40, 0.31, 0.44 ppm으로 특이한 변화추세는 나타나지 않았으며,  PM10은 72, 84, 73㎍/㎥으로 봄철 황사 발생빈도가 많았던 2002년도에 높게 나타났으며, 일반 대기와 비교하면 간선도로변의 대기환경은 O3항목만 제외한 모든 항목에서 더 높게 나타났다.

2. 월 평균의 연간 변화는 SO2, NO2, HC, CO는 겨울철이 높고, 여름철이 낮은 경향을 나타내었으나 HC 및 CO가 다른 항목보다 상대적으로 변화폭이 적었으며, 반대로 O3은 항상 여름철인 6월에 가장 높고 겨울철인 12, 1월경에 가장 낮게 나타났으며, PM10은 여름철에 가장 낮았으나 최고치는 항상 황사의 발생빈도가 높은 봄철에 나타났다.

3. 시간평균의 일변화는 SO2는 오전 출근시간대가 최고치를 나타내었고, NOx는 오전 9시와 오후 11시경에 두 번의 peak치를 나타내었으나 NO가 NO2보다 그 변동양상이 뚜렷하게 나타내었다. O3은 오후 2~4시 사이에 가장 높은 최고치를 보였으며, 탄화수소중 메탄계는 오전 9시 전후가 가장 높고 오후 3, 4시경이 가장 낮게 나타낸 것에 비하여 비메탄계는 비교적 오후에 높은 경향을 나타내었다. CO는 교통량과 비례하는 양상이 비교적 뚜렷하게 나타났으며, PM10은 오전 출근시간대가 가장 높고 출근시간 전에 가장 낮게 나타났으나 다른 항목보다는 그 변동폭이 비교적 적게 나타났다.

참고문헌

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(http://www.me.go.kr/DEPTDATA/200402/17170927/0344.htm)

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