광양국가산단 대기배출사업장 오염원 기여도 평가

- CALPUFF 모델을 활용하여 -

이보람, 문  희, 유휘선, 최희진, 노형석, 김지윤, 곽순복, 박찬오

대기질관리과

The Source Apportionment of Air Emissions Places at the Gwangyang National Industrial Complex

- using a CALPUFF Model -

B. R. Lee, H. Moon, H. S. Yoo, H. J. Choi, H. S. Noh,

J. Y. Kim, S. B. Kwag, C. O. Park

Air Quality Control Division

Abstract

In this study, the contribution of fine dust pollution sources to the Gwangyang national industrial complex using the CALPUFF model to determine the source apportionment in the industrial complex area were evaluated. The modeling area was set to 20 km horizontally and vertically, with a grid spacing of 200 m centered on the Gwangyang National Industrial Complex. As a result of model suitability verification to evaluate the simulation accuracy of the model, the correlation coefficient with the observed value is 0.71, showing relatively high consistency. In the recent three years (2019∼2021), a total of 10 days were found as a result of high PM-10 episodes for air quality monitoring stations in Gwangyang. Among the 15 air emission sites in the model domain, the source apportionment was conducted for 3 places(P1, P2, P3) that were in the top 20 %. As a result, the P1 emission source with the largest amount of emission showed the highest contribution rate with an average of 71.8 %, and the remaining two emission sources showed a contribution rate of less than 7 %.

Keywords: PM-10, Air dispersion model, CALPUFF, Gwangyang

본 연구에서는 광양국가산업단지 내 대기배출사업장의 배출량을 기준으로 선정한 주요 배출원 3개(P1, P2, P3) 지점을 대상으로 확산모델인 CALPUFF 모델을 이용하여 배출원이 주변지역에 미치는 미세먼지 오염원 기여도를 평가하였다.

1.  최근 3년(2019년 ∼ 2021년)동안 광양시 도시대기측정망 4개소 중 1개소 이상에서 미세먼지 일평균농도가 나쁨 단계에 해당하는 81 µg/m3 이상인 날을 미세먼지 고농도 사례일로 선정하였으며, 황사와 같은 특이 기상일은 제외하였다. 그 결과 사례일은 총 10일(2019년, 6일, 2021년, 4일)로 나타났다.

2.  본 연구에서 활용한 CALPUFF 모델의 신뢰도를 평가하기 위해 미세먼지 일평균 관측값과 모델값을 비교한 결과, 상관계수(R)가 0.71로 나타나 상관성에 있어 충분히 유의한 결과를 나타내어 오염원 기여도 분석을 위한 CALPUFF 모델의 적용은 적합할 것으로 판단된다.

3.  선정된 사례일을 대상으로 CALPUFF 모델을 수행하여 일평균 최대 농도 분포도를 분석한 결과, 약한 풍속의 영향으로 확산 범위가 크게 나타나지는 않았으며 대부분 금호도 주변으로 반경 3 km 내외에서 확산하는 모습을 보였다.

4.  CALPUFF 모델을 이용하여 주요 배출원의 평균 기여도를 분석한 결과, 배출량이 가장 많은 P1 배출원이 평균 71.8 %로 가장 높은 기여율을 나타내었다. 주요 배출원 3개의 업종을 살펴보면 P1과 P3는 제조업, P2는 전기업으로 나타났다.

5.  국내 광역 지자체 중 서해와 접하는 지역에서 국외 배출 영향이 높다는 연구 결과(Bae et al., 2020)에 따라 전라남도 역시 국외 배출량 영향을 받을 것으로 생각된다. 본 연구에서는 국내 배출량 자료 중 점오염원만을 적용하였기에 국외 배출량과 광화학 반응으로 생성되는 2차 오염물질 등 다른 오염원을 충분히 고려하지 못한 한계점이 있다. 향후 현실적인 배출량 자료 확보와 대기질 모사 개선 방안 등을 고려한다면 광양만권 지역의 대기오염물질 배출원 특징을 파악하고, 국내·외 기여도에 대한 정확도를 향상시킬 수 있을 것이라 생각된다.