국가 초미세먼지 농도 모사 및 RRF 적용을 통한 국가 배출부문별 기여도 변화

Abstract

본 연구에서는 국내 초미세먼지에 대한 중국, 한국, 일본의 배출부문별로 기여도를 분석하기 위해 대기질 모사를 이용하였다. 대기질 모사는 기상모델인 WRF(Weather Research and Forecasting), 배출량 모델인 SMOKE(Sparse Matrix Operation Kernel Emissions), 3차원 광화학 모델인 CMAQ(Community Multi-scale Air Quality)을 이용하였다. 기여도 분석은 기본 모사와 배출량 삭감 후 민감도를 분석하는 BFM(Brute Force Method)을 이용하였다. 배출부문은 산업, 발전, 주거, 교통 부문을 대상으로 2010년 1월, 4월, 7월, 10월에 대한 국내 초미세먼지의 기여도를 국내 8개 지역에 대해 분석하였다. 기본 대기질 모사 결과 관측 농도에 비해 모델이 주로 과소 모사하는 경향이 나타났다. 이러한 관측 농도와 모델 농도간 차이로 인해 기여도 분석 시 발생할 수 있는 불확도를 검토하기 위하여 성분별 모사 농도에 RRF(Relative Response Factor)를 적용하여 상대적인 기여도 변화율을 검토하였다. RRF 적용 후 모사 농도는 1.2배 ~ 2배정도 증가하였다. 관측 지점별 기여율을 살펴보면 불광, 구월, 오전, 원미, 송정 지역은 국내 배출원이 약 58%, 상대적으로 국내 배출량이 적은 강화, 관인 강하 지역은 중국 배출원의 기여도가 약 67%로 모사되었다. 배출 부문별 기여도는 국내 주거 부문이 2.88㎍/㎥에서 6.26㎍/㎥으로 약 2.2배, 중국 산업과 주거 부문이 각각 4.27㎍/㎥에서 7.57㎍/㎥으로 약 1.8배, 1.67㎍/㎥에서 3.33㎍/㎥으로 약 2배가량 기여도가 증가하여 가장 큰 변화를 보이는 것으로 모사되었다. 이는 국내 주거 부문은 unknown species, 중국 산업 부문은 sulfate ion 및 unknown species, 중국 주거 부문은 OC의 기여도가 크게 변화하기 때문인 것으로 사료된다.