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1997~2005년 제주시 지역 강수의 산성화 및 오염 특성 연구

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Author(s)
김장환
Issued Date
2008
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000004168
Abstract
1997년부터 2005년까지 제주시 지역에서 강수 시료를 채취하여 주요 이온 성분을 분석하였다. 분석 데이터의 신뢰도를 이온수지 비교법, 전기전도도 비교법, 산분율 비교법으로 확인한 결과, 상관계수가 0.955∼0.978로 양호한 신뢰도를 나타내었다. 강수의 부피가중평균 pH는 4.8, 전기전도도는 23.0 μS/cm, 이온세기는 0.23±0.20 mM로 제주시 지역 강수는 약산성을 나타내었고, 전체 시료 중 약 31% 정도가 10-4 M 이하의 이온세기를 나타내었다. 강수 성분들의 농도는 Na^(+) > Cl^(-) > nss-SO₄^(2-) > NH₄^(+) > NO₃^(-) > H^(+) > Mg^(2+) > nss-Ca^(2+) > K^(+) > HCOO^(-) > CH₃COO^(-) > F^(-) > CH₃SO₃^(-)의 순으로, 제주시 지역의 강수는 대체적으로 해양의 영향을 가장 많이 받고 있고, 다음으로 인위적 기원의 성분들이 많이 유입되는 것으로 조사되었다. 계절별로는 인위적 기원의 nss-SO₄^(2-), NO₃^(-)과 해양기원의 Na^(+), Mg^(2+), Cl^(-)가 겨울에 높은 농도를 보였고, 토양기원의 nss-Ca^(2+)은 겨울과 봄철에 높은 농도를 나타내었다. 강수의 산성화 기여율을 조사해 본 결과, nss-SO₄^(2-)과 NO₃^(-)의 기여율이 88~96%로, 주로 이들 두 성분에 의해 강수의 산성화가 진행되는 것으로 조사되었다. 또 자유산성도는 산성화 정도에 따라 6.0~43.1%의 값을 나타내었다. 강수의 중화는 NH3에 의한 중화율이 pH 4.5 이하일 때 39%이고, 강수의 pH가 높을수록 증가하여 pH 5.5 이상일 때는 69%까지 증가하였다. 또 CaCO₃에 의한 중화는 강산성 강수에서 12% 정도이나 강수의 산성도가 낮아짐에 따라 65%까지 증가하였다. 요인분석에 의해 강수의 오염 특성을 조사해 본 결과, 제주시 지역 강수는 해양의 영향을 가장 많이 받고 있고, 다음으로 인위적 요인에 의한 영향, 그 다음으로는 토양 입자의 유입에 의한 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. nss-SO₄^(2-)과 NO₃^(-)의 농도를 기준으로 역궤적 분석을 실시한 결과, 제주 지역 강수의 산성도는 공기의 이동 경로와 매우 밀접한 관계가 있었고, 공기가 중국대륙을 경유하여 제주도로 이동했을 때 상대적으로 강수의 산성도가 상승하고 있음을 확인할 수 있었다.
Total 438 precipitation samples were collected in Jeju City between 1997 and 2005, and their major ionic components were analyzed. The reliability of analytical data of precipitation has been evaluated by the comparison of ion balance, electric conductivity and acid fraction. In the results, it was found that their correlation coefficients were in the range of 0.977∼0.994, indicating the good quality of collected data. The volume-weighted mean pH and electric conductivity were 4.8 and 23.0 μS/cm, respectively, with the ionic strength of 0.23±0.20 mM. The marine (Na^(+), Mg^(2+), and Cl^(-)), anthropogenic (nss-SO₄^(2-), NO₃^(-), and NH₄^(+)) and soil (nss-Ca^(2+)) species have contributed to the ionic components of precipitation samples with 43~74%, 16~37% and ~5%, respectively. The seasonal variations of NO₃^(-) and nss-SO₄^(2-) showed a distinct seasonality with higher concentrations in winter than summer, indicating an increase of fossil fuel consumption and a possibility of long-range transport of those pollutants from continental area along the dominant winter westerly. The levels of nss-Ca^(2+) also were appeared the highest in winter and increased comparatively in spring season, possibly due to the soil influences including the Asian Dust. The acidification contribution of nss-SO₄^(2-) and NO₃^(-) showed 88∼96%, and the free acidity was in the range of 6.0~40.1%. The backward trajectories for the case of upper 10% nss-SO₄^(2-) and NO₃^(-) levels have passed through the China continent before their arrival to Jeju. The precipitation of pH below 4.5 has been occurred frequently when the trajectory's path lied over the China continents. On the other hand, the air masses from the North Pacific area were characterized by lower 10% of nss-SO₄^(2-) and NO₃^(-) concentration, which demonstrated that air mass from the North Pacific was the cleanest among air masses moved to Jeju.
Alternative Title
Acidification and Pollution Characteristics of Precipitation in JejuCity during 1997-2005
Affiliation
제주대학교 교육대학원
Department
교육대학원 화학교육
Advisor
강창희
Awarded Date
2008. 2
Table Of Contents
I. 서론 = 1
II. 실험 = 3
1. 측정기기 = 3
2. 시료 채취 및 분석 = 4
1) 강수 시료의 채취 = 4
2) 강수 시료의 분석 = 4
3) 음이온 분석 = 5
4) 양이온 분석 = 6
3. 역궤적 분석 = 7
III. 결과 및 고찰 = 8
1. 분석 신뢰도 조사 = 8
1) 이온 수지 비교 = 8
2) 전기 전도도 비교 = 12
3) 산분율 비교 = 15
2. 강수 성분의 조성 = 17
1) 이온세기와 성분조성 비교 = 17
2) 연도별 농도 비교 = 23
3) 계절별 농도 비교 = 26
3. 강수의 산성화 및 중화 특성 = 30
1) 상관관계 = 30
2) 산성화 특성 = 33
3) 중화 특성 = 36
4) 요인분석 = 39
4. 역궤적분석 = 42
Ⅳ. 결론 = 48
Ⅴ. 참고문헌 = 50
Degree
Master
Publisher
제주대학교 교육대학원
Citation
김장환. (2008). 1997~2005년 제주시 지역 강수의 산성화 및 오염 특성 연구
Type
Dissertation
Appears in Collections:
Education > Chemical Education
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