■ 대기오염개론(1)

1. 오염물질이 식물에 미치는 영향

- 독성순서 : HF > Cl2 > SO2> NO2> CO

- 오존은 0.2ppm 정도의 농도에서 2~3시간 접촉하면 피해를 일으킴

- 질소산화물은 엽록소가 갈색으로 되어 잎의 내부에 갈색 또는 흑갈색의 반점이 생김, 피해부분은 엽육세포이다

- 양배추, 클로버, 상추 등은 에킬렌가스에 대해 저항성 있음

- SO2는 회색반점을 생성하며, 피해부분은 엽육세포이다

- PAN은 유리화, 은백색 광택을 나타내며, 주로 해면조직에 피해를 준다

- 불소화합물의 지표 식물은 옥수수이다

- HF는 잎의 선단(끝부분)이나 엽록부를 상아색이나 갈색으로 고사시키는 것이 특징이며, 특히 어린잎의 피해가 

현저하고 낮에 피해가 현저하다

 

2. 암모니아가 실물에 미치는 영향

- 토마토, 메밀 등은 40ppm정도의 암모니아가스 농도에서 1시간 지나면 피해증상이 나타난다

- 최초의 증상은 잎 선단부에 경미한 황화현상으로 나타난다

- 잎의 전부분에 영향이 나타나며, 약한 식물로 토마노, 해바라기, 메밀 등이 있다

- 암모니아의 독성은 HCl과 비슷한 정도 이다

 

3. 역전의 종류

- 지표역전(접지역전) : 복사성(방사성)역전, 이류성 역전

ㄱ. 지표부근이 안정한 형태

ㄴ. 따뜻한 공기가 찬 지표면이나 수면 위를 불어 갈 때 따뜻한 공기의 하층이 찬 지표면 수면에 의해 냉각되어 발생

ㄷ. 복사역전층 : 보통 가을부터 봄에 걸쳐서 날씨가 좋고 바람이 약하며, 습도가 적을 때 자정 이후 아침까지 발생

- 공중역전 : 침강성 역전, 전선성 역전, 해풍역전, 난류성 역전

ㄱ. 상층부근이 안정한 형태

ㄴ. 침강역전 : 고기압 중심 부분에서 기층이 서서히 침강하면서 기온이 단열화로 승온되어 발생, LA스모그사건

ㄴ. 전선역전층 : 빠른 속도로 움직이는 경향, 오염문제에 심각한 영향을 주지 않는 편

ㄷ. 해풍역전 : 육지위에 있는 따뜻한 기층 바로 한냉한 해풍이 불어와 형성된 역전

 

4. 상자모델의 가정조건

- 오염물 분해는 1차 반응만을 한다

- 오염물 배출원이 지면전역에 균등하게 분포

- 오염물질의 농도는 균일

- 오염물질의 농도가 시간에 따라서만 변하는 0차원 모델

- 오염물질은 방출과 동시에 균등하게 혼합

- 직각방향으로 부는 바람의 속도가 일정하여 환기량이 일정하다

- 배출원 오염물질은 다른 물질로 변하지도 않고 지면에 흡수되지도 않음

- 오염물질이 상자높이인 혼합층까지 즉시 균등하게 혼합

 

5. 수용모델의 분석법

- 전자주사현미경 : 광학현미경보다 작은 입자를 축적, 정성적으로 먼지의 오염원을 확인

- 시계열분석법 : 대기오염 제어의 기능을 평가, 특정오염원의 경향을 추적, 타 방법을 통해 제시된 오염원을 확인 유용한

                      정성적분석법

- 공간계열법 : 시료채취기간 중 오염배출속도 및 기상학 등에 크게 의존, 분산모델과 연관성

 

6. 분산모델과 수용모델

- 분산모델

(1) 장점

ㄱ. 미래의 대기질을 예측할 수 있어 시나리오 작성ㅇ ㅣ가능

ㄴ. 분산요인을 입력자료로 함

ㄷ. 2차 오염원의 확인 가능

ㄹ. 점/선/면 오염원의 영향을 평가

ㅁ. 기초적인 기상학적 원리를 적용, 대기오염제어 정책입안에 도움

(2) 단점

ㄱ. 매번 재평가

ㄴ. 지형 및 오염원의 조업조건에 영향을 받음

ㄷ. 불확실성이 크게 작용

ㄹ. 단기간 분석 시 문제가 됨

- 수용모델

(1) 장점

ㄱ. 환경과학 전반에 응용

ㄴ. 정량적으로 확인 평가

ㄷ. 수리통계학적으로 분석

ㄹ. 질량보전의 법칙과 질량수지 개념 바탕

ㅁ. 분산모델의 결과를 확인하는 역할

ㅂ. 지형, 기상학적 정보 없이도 사용 가능

ㅅ. 수용체입장에서 영향평가가 현실적으로 이루어 짐

ㅇ. 미래를 위한 전략을 세울 수 있음

ㅈ. 오염원의 조업 및 운영 상태에 대한 정보 없이도 사용 가능

(2) 단점

ㄱ. 시나리오 작성이 곤란함

ㄴ. 미래를 예측하기 어려움

 

7. 가우시안 모델

- 가정조건

ㄱ. 연기의 분산은 정상상태 분포

ㄴ. 바람에 의한 오염물의 주 이동방향은 x축, 풍속은 일정

ㄷ. 연직 방향의 풍속은 무시

ㄹ. 풍하방향으로의 확산은 무시한다

ㅁ. 배출물질은 가스, 직경 10um미만의 먼지 및 에어졸로서 장기간 공기 중에 부유한다

ㅂ. 오염분포의 표준편차는 약 10분간의 대표치라고 가정한다

ㅅ. 난류확산 계수는 일정

ㅇ. 점오염원에서는 풍하방향으로 확산되어가는 plume이 정규분포 한다고 가정하여 유도한다

ㅈ. 수평방향의 난류확산보다 대류에 의한 확산이 지배적이다

ㅊ. 고도변화에 따른 풍속의 변화는 무시한다

- 주로 평탄지역에 적용하도록 개발되어 왔으나, 최근 복잡지형에도 적용이 가능하도록 개발되고 있다

- 간단한 화학반응을 묘사할 수 있다

- 오염원의 우치와 형태에 따라 오염물질의 농도를 예측할 수 있다

- 장, 단기적인 대기오염도 예측에 사용이 용이하다

- 분산식에 대한 설명

ㄱ. 비정상상태에서 불연속적으로 배출하는 면오염원으로 부터 바람방향이 배출면에 수평인 경우 풍하측의

지면농도를 산출하는 경우에 사용한다

ㄴ. 공중역전이 존재할 경우 역전층의 오염물질의 상향확산에 의한 일정고도 상에서의 중심축상 선오염원의

농도를 산출하는 경우에 사용한다

ㄷ. 연속적으로 배출하는 무한의 선오염원으로 부터 바람의 방향이 배출선에 수직인 경우 풀륨내에서 소멸되는

풍하측의 지면농도를 산출하는 경우에 사용한다

 

8. fick의 확산방정식

- 추가적인 가정

ㄱ. dC/dT=0이다

ㄴ. 바람에 의한 오염물의 주이동방향은 X축으로 한다

ㄷ. 오염물질의 농도는 점오염원으로부터 계속적으로 배출

ㄹ. 풍속은 X, Y, Z 좌표 내의 어느 점이든 일정

 

9. sutton의 확산방정식에서 최대착지농도에 대한 설명

- 평균속도에 반비례한다

- 오염물질 배출량에 비례한다

- 유효굴뚝 높이의 제곰에 반비례한다

- 수평 및 수직방향 확산계수와 관계 있다

 

10. 미국에서 개발한 광화학 모델, 도시직역의 오염물질 이동 계산? UAM