일산화탄소는 대기환경연구에서 중요한 추적자로서 활용되는 주요 오염물질이지만, 동북아시아의 일산화탄소 배출목록의 불확실성이 높기 때문에 이 지역의 오염현상을 이해하는데 커다란 장애 요인이 되고 있다. 본 연구에서는 동북아시아 최신 일산화탄소 배출에 대한 국가별, 지역별 배출량의 정량적 수준에 대한 평가와 이를 개선하기 위한 국가별, 배출원별 인위적 배출량의 보완 방안을 제시하였다. 이를 위하여 상향식 접근방법과 하향식 접근방법을 종합적으로 활용하여 정량적 보완량을 추정하고, 그 원인에 대한 분석까지 진행하였다.
우선 하향식 접근방법으로의 배출량에 대한 정량적 평가와 보정량 추정을 위하여, 사전 배출량 자료로 2010년도를 기준연도로 하여 한국은 국가배출목록인 CAPSS, 나머지 아시아 지역은 CREATE2.1 배출목록을 선정하고, 최근 기간인 2014년도에 대해 대기모형의 기여도 및 민감도 분석 기법을 통해 동북아시아 3개국(중국, 북한, 한국)에 대한 평가를 진행하였다. 보완량 추정을 위한 기준 관측 자료는 한국의 경우 국가도시대기측정망 자료를 활용하였으며, 국외 중국과 북한의 경우 MOPITT 위성에서 제시한 version 6 Level-3 다중스펙트럼 자료 중 주간 및 야간의 월 지표농도의 평균값과 알려진 오차에 대한 보정값을 적용한 결과를 사용하였다. 그 결과 한국의 인위적 배출량은 약 2.3배(1.8Tg/yr) 배출량이 증가되어야 하는 것으로 파악되었으며, 중국의 경우 현재 CREATE2.1 배출목록에서 산정한 배출량이 약 85~94% (144~159Tg/yr) 수준으로 감소해야 하는 것으로 판단되었다. 북한의 경우 역시, 현 CREATE2.1 배출목록에서 제시한 배출량 대비 약 81~89% (1.8~2.0Tg/yr) 수준으로 감소해야 하는 것으로 추정되었다.
한편, 상향식 배출목록 간의 비교와 개선연구를 통해 추정된 한국의 배출량은 주로 제철제강업과 목재 연료 사용, 농업잔재물 소각 부문에서 추가적인 보완이 필요한 것으로 판단되었으며, 이에 따라 약 1.5배(1.2Tg/yr) 증가하게 된다. 중국의 경우 휘발유 사용 일반차량과 오토바이 운행, 상업 및 가정 부문 내 취사연소, 기타 산업보일러 연소 및 시멘트 생산 공정 부문에 대한 배출량 보완이 이루어졌으나, 전체 배출량의 경우 큰 변화가 없었다. 그러나 지역별 공간분포에서는 화중, 화남지역을 위주로 감소하고, 동북, 화북지역은 증가하는 변화를 보였다. 북한의 경우 한국의 통계청에서 발표한 북한의 에너지 통계자료를 기반으로 보완한 결과 기존의 CREATE2.1 배출목록에서 산정한 배출량에서 약 84% 수준(1.9Tg/yr)으로 감소하는 것으로 분석되었다.
종합적으로 한국의 일산화탄소 배출량에 대해 국가배출목록인 CAPSS에서 과소 산정된 것으로 판단되며, 제철제강업과 목재 연료 사용, 농업 잔재물 소각 부문 외에도 특히 도심지역을 위주로 확인되지 않은 추가적인 누락 배출원이나 배출량 산정인자에 대한 검토가 필요할 것으로 판단된다. 중국의 경우 각 배출원별 기여와 공간분포는 개선되었으나, 총 배출량은 여전히 과대 산정 되었으며, 중국의 최신 사회경제적 조건과 환경 정책, 연소 효율 등에 대한 추가적인 조사와 반영을 통해 적절한 수준으로 추가개선이 가능할 것으로 생각된다. 북한의 경우 하향식 접근방법과 상향식 개선 결과 모두 유사한 수준으로 감소된 결과를 도출하였다.
본 연구를 통해 인위적 활동에 의해 배출되는 대표적인 대기오염물질인 일산화탄소에 대한 동북아시아 배출 정보의 구조적인 개선을 수행하였으며, 본 연구 결과는 동북아시아 지역에서 수행되는 대기 연구의 신뢰성을 높이고, 기후대기 및 환경 정책연구에 널리 활용될 것으로 기대된다.

Carbon monoxide(CO) is a relatively inert pollutant which is typically used as an useful tracer for air pollution research. The emission estimates of CO, however, are highly uncertain over the Northeast Asia countries, especially South Korea, North Korea, and China. To improve the bottom-up emissions inventory for recent anthropogenic carbon monoxide over Northeast Asia, combination of the top-down and bottom-up approaches are applied.
First, quantitative evaluation and estimation of carbon monoxide emissions were performed by forward sensitivity method. The CAMx-DDM model was used to predict carbon monoxide concentrations and emission sensitivity coefficients over Northeast Asia regions. The CREATE2.1 and CAPSS inventories were used for model inputs as a priori emissions for Asia countries and South Korea, respectively. The surface CO concentrations measured by ground stations and MOPITT (Measurements of Pollution in the Troposphere) version 6 Level-3 TIR/NIR products were used for South Korea and other Northeast countries, respectively.
On the other hand, the bottom-up emission inventory comparison study between China, South Korea and North Korea illustrated useful information about the uncertainties in national inventories. From the analysis, the problematic emission sectors and fuels, which show high discrepancy between emission inventories, were found. Several alternative sectoral activities, emission factors, and technology penetrations were tested to improve present emission inventories.
The combination results summarized as follows. Anthropogenic carbon monoxide emissions from South Korea clearly under-estimated. Intercomparison study of these emission inventories suggest the optimal emissions increased by factors of 1.5 (1.2Tg/yr), because emissions from iron and steel industry, wood combustions, agricultural waste burning were underestimated or omitted. However, top-down estimations (factor of 2.3 higher than a priori emissions) suggest the revised bottom-up emissions still under-estimated even three sectors were adjusted. China emissions required to revise for gasoline car and motorbike, domestic combustion for coking stove, other industrial combustion and cement kiln, and spatial distributions of revised results show good agreement with MOPITT measured ground concentrations in spite of total emissions from revised results similar with previous inventory. However, top-down results (144~159Tg/yr) indicate revised bottom-up emissions for China (166Tg/yr) still over-estimated. Update of energy consumption activities for North Korea lead to decrease emissions by a factor of 0.84 (1.9Tg/yr), and it shows similar result with top-down estimations (1.8~2.0Tg/yr).