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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2017
- 저작권
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기후변화로 인해 동아시아 지역의 다매체 환경에서 PAHs의 동태가 달라지는데 이를 정량적으로 분석하기 위해 다매체 모형을 개발하여 예측하였다. 또한 기후변화가 장거리 이동에 미치는 영향을 분석하였다.
동아시아 지역(25~50˚N, 98~148˚E)을 대상으로 대기, 수체(지표수와 해양), 저토, 토양, 식생을 포함하는 dynamic 다매체모형(POPsLTEA)을 개발하였다. 모형의 공간적 해상도는 50km X 50km 격자 5000개(가로 100개, 세로 50개)로 이루어져있으며 남한 지역(33~38˚N, 126~130˚E)에 대해서는 Nesting 을 적용하여 지역 상세화(12.5km X 12.5km 격자, 총1008개)를 하였다. 모형은 PAHs 16종을 대상으로 개발되었으며 RCP 8.5 기후변화 시나리오로 1956년부터 2100년까지 총145년 기간 동안 모의하였다. 2004년 배출량 기준으로 GDP 변화를 반영한 배출량을 1956년부터 2013년까지 추정하였고 이후는 배출량 변화가 없다고 가정하여 기후변화의 영향가운데 배출량 변화가 미치는 영향을 제거하였다. 모형의 신뢰도 평가 결과 대기에서는 모든 물질에 대해 높은 예측력을 보이며, 다른 매질에서는 입력자료의 한계 등으로 특정 매질의 일부 물질을 제외한 나머지에 대해 통계적으로 신뢰할 만한 예측력을 가지는 것으로 나타났다. 기후변화로 인해 Nap, Phe, Flr은 오염도가 감소하며 상대적으로 무거운 물질인 BaP, BghiP는 오염도가 증가한다. 그러나 국가별 오염도 변화를 2011년부터 2100년 동안 30년씩 나누어 확인한 시기별 차이는 통계적으로 차이가 없었다. 물질별 오염도가 기후변화로 인해 증감이 달라지는 중요한 동태는 대기에서는 광분해반응과 침적이 중요하였으며, 토양과 수체에서는 대기로부터의 침적과 입자상 지표유출 및 휘발이 중요하였다. BaP의 장거리 이동을 분석하기 위해 배출량 제어 실험을 한 결과 우리나라에서 대기 1층 오염도의 45%이상, 대기 4층 오염도의 94%이상이 중국으로부터 유입된 것이다. 기후변화로 인해 중국의 배출이 우리나라 오염도에 미치는 기여도는 매질에 따라 1.4~8.4% 증가 하며 일본의 기여도는 0.9% 이하로 감소 할 것으로 예측되었다.
기후변화 영향의 정량적 평가가 가능한 동아시아 지역의 다매체모형은 대상 물질을 추가하거나 다양한 배출량 및 기후변화 시나리오를 적용한 연구가 가능하다. 이러한 결과는 기후 변화에 따라 달라지는 환경 정책 수립과 동아시아 지역 국가간 배출량 규제 등의 협의를 위한 과학적 기초자료로 사용될 수 있다.
동아시아 지역(25~50˚N, 98~148˚E)을 대상으로 대기, 수체(지표수와 해양), 저토, 토양, 식생을 포함하는 dynamic 다매체모형(POPsLTEA)을 개발하였다. 모형의 공간적 해상도는 50km X 50km 격자 5000개(가로 100개, 세로 50개)로 이루어져있으며 남한 지역(33~38˚N, 126~130˚E)에 대해서는 Nesting 을 적용하여 지역 상세화(12.5km X 12.5km 격자, 총1008개)를 하였다. 모형은 PAHs 16종을 대상으로 개발되었으며 RCP 8.5 기후변화 시나리오로 1956년부터 2100년까지 총145년 기간 동안 모의하였다. 2004년 배출량 기준으로 GDP 변화를 반영한 배출량을 1956년부터 2013년까지 추정하였고 이후는 배출량 변화가 없다고 가정하여 기후변화의 영향가운데 배출량 변화가 미치는 영향을 제거하였다. 모형의 신뢰도 평가 결과 대기에서는 모든 물질에 대해 높은 예측력을 보이며, 다른 매질에서는 입력자료의 한계 등으로 특정 매질의 일부 물질을 제외한 나머지에 대해 통계적으로 신뢰할 만한 예측력을 가지는 것으로 나타났다. 기후변화로 인해 Nap, Phe, Flr은 오염도가 감소하며 상대적으로 무거운 물질인 BaP, BghiP는 오염도가 증가한다. 그러나 국가별 오염도 변화를 2011년부터 2100년 동안 30년씩 나누어 확인한 시기별 차이는 통계적으로 차이가 없었다. 물질별 오염도가 기후변화로 인해 증감이 달라지는 중요한 동태는 대기에서는 광분해반응과 침적이 중요하였으며, 토양과 수체에서는 대기로부터의 침적과 입자상 지표유출 및 휘발이 중요하였다. BaP의 장거리 이동을 분석하기 위해 배출량 제어 실험을 한 결과 우리나라에서 대기 1층 오염도의 45%이상, 대기 4층 오염도의 94%이상이 중국으로부터 유입된 것이다. 기후변화로 인해 중국의 배출이 우리나라 오염도에 미치는 기여도는 매질에 따라 1.4~8.4% 증가 하며 일본의 기여도는 0.9% 이하로 감소 할 것으로 예측되었다.
기후변화 영향의 정량적 평가가 가능한 동아시아 지역의 다매체모형은 대상 물질을 추가하거나 다양한 배출량 및 기후변화 시나리오를 적용한 연구가 가능하다. 이러한 결과는 기후 변화에 따라 달라지는 환경 정책 수립과 동아시아 지역 국가간 배출량 규제 등의 협의를 위한 과학적 기초자료로 사용될 수 있다.
목차
1. 서론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구 범위 및 내용 62. POPsLTEA 모형 개발 및 평가 82.1 모형 개발 82.1.1 모형의 구조 82.1.2 연산 92.1.3 시공간적 범위와 해상도 122.1.4 격자의 구조 142.1.5 다매체 환경동태 172.1.5.1 매체 내 환경동태 202.1.5.2 매체 간 환경동태 362.1.6 입력자료 442.1.6.1 기후변화 시나리오 442.1.6.2 지형자료 502.1.6.3 물성자료 532.1.6.4 배출량 562.1.7 Buffer zone 설정 632.2 모형의 신뢰도 평가 662.2.1 매체별 농도 비교 662.2.2 Coincidence and association 723. RCP 8.5에 의한 PAHs 오염도의 변화 분석 773.1 다매체 환경의 오염도 변화 803.1.1 대기 오염도 변화 813.1.2 토양 및 수체 오염도 변화 853.1.3 위도별 오염도 변화 913.2 오염도 변화의 물질별 분석 993.2.1 물질간 변화율의 상관성 993.2.2 대기 오염도 변화의 분석 1023.2.3 토양 및 수체 오염도 변화의 분석 1073.3 분석의 요약 1154. 기후변화로 인한 BaP의 장거리 영향 변화 1174.1 배출량 제어 실험 1174.2 주변국의 우리나라 오염도 기여도 변화 1185. 결론 1245.1 결과 요약 및 의의 1245.2 연구 한계 및 향후 연구 방향 126참고문헌 128부록 139Abstract 174
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