제주도 고산지역 TSP 에어로졸의 황산 및 질산 농도 장기변화 연구

Abstract

제주도 고산 지역에서 1997년부터 2006년까지 총 1,077개의 TSP 에어로졸 시료를 채취하여 수용성 성분을 분석하고, 황산과 질산 성분의 장기적 변동 및 오염 특성을 조사하였다. 연구기간의 수용성 성분 농도는 nss-SO42- > Na+ > NO3- > Cl- > NH4+ > nss-Ca2+ > K+ > Mg2+ 순으로, nss-SO42-의 농도가 가장 높았다. 그리고 연구기간 10년간의 장기 변화를 조사해 본 결과, nss-SO42-에 비해 NO3-의 농도가 더 완만한 증가 추세를 나타내었고, 최근에 중국의 에너지 사용 패턴이 변하고 있음을 알 수 있었다. 계절별로는 nss-SO42-의 농도가 봄에 높고 가을에 낮았으며, NO3-은 봄에 가장 높고 여름에 낮은 농도를 타내었다. 또 nss-Ca2+은 봄철의 농도가 여름철에 비해서 6.1배 정도 더 높아 황사의 영향이 크게 나타났다. 월별로는 nss-SO42- 농도는 6월에 가장 높고, NO3-은 3월에 가장 높은 농도를 나타내었다. 황사와 비황사 비교 결과, 황사 시에 대부분 성분들의 농도가 증가하였고, nss-Ca2+은 6.9배, NO3-은 2.4배, nss-SO42-은 1.3배 더 높은 농도를 나타내었다. 또한 역궤적 분석에 의해 에어로졸 성분들의 유입 경로를 추적해 본 결과, 인위적 기원의 nss-SO42-, NO3-, NH4+과 토양기원의 nss-Ca2+ 농도는 공기 덩어리(air parcel)가 아시아 대륙으로부터 고산 지역으로 이동할 때 훨씬 더 높은 농도를 나타낸 반면, 북태평양으로부터 고산 지역으로 이동할 때는 상대적으로 낮은 농도를 나타내고 있음을 알 수 있었다.

The total 1,077 TSP (total suspended particles) aerosols were collected at the Gosan area, Jeju Island during the year of 1997 and 2006, and analyzed water-soluble components, in order to investigate the long-term variation of sulfate nitrate concentrations and understand the characteristics of air pollution. The concentrations of the water-soluble components of TSP aerosols were in the order of nss-SO42- > Na+ > NO3- > Cl- > NH4+> nss-Ca2+ > K+ > Mg2+ during the study. The concentrations of NO3- had been increased rather smoothly compared to that of SO42- during the past 10 years in study, and this indicates the change of recent energy usage pattern in China. The concentrations of nss-SO42- were high in spring, especially in June, and low in fall, and those of NO3- were high in spring, especially in March, and low in summer. The concentrations of nss-Ca2+ were 6.1 times higher in spring compared to summer, which could be reasoned by the Asian Dust storm effect. The concentrations of most aerosol components were increased during the Asian Dust period, and the concentrations of nss-Ca2+, NO3-, and nss-SO42- were 6.9, 2.4, and 1.3 times higher respectively than those of the Non-Asian Dust periods. The backward trajectory analysis has shown that the concentrations of the anthropogenic nss-SO42-, NO3-, NH4+ and the soil originated nss-Ca2+ have been increased when the air parcels were moved from the Asia continent, on the other hand, they have been decreased when the air parcels were moved from the Northern Pacific into Gosan area.