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건설공사 골조공종에서 발생되는 PM10 주요 오염원 및 영향도 규명

Title
건설공사 골조공종에서 발생되는 PM10 주요 오염원 및 영향도 규명
Other Titles
A study on major source identification and influence of PM10 from construction site during structural frame work phase
Authors
이현지
Issue Date
2020
Department/Major
대학원 환경공학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
김용표
Abstract
건설공사장은 다량의 미세먼지는 배출하는 주요한 대기오염물질 배출원임에도 불구하고, 건설공사장에서 발생하는 미세먼지의 배출원 정보 부족으로 인해 효과적인 대기질 개선 정책을 운영하는데 영향을 미친다. 따라서 본 연구를 통해서 건설공사장과 배경지역의 PM 10 농도 측정 및 탄소성분과 원소성분을 정량화 하여 주요 미세먼지 배출원을 도출하고자 하고, 건설공사장에서 발생한 미세먼지가 외부에 미치는 영향도를 규명하고자 한다. 본 연구에서는 골조공사가 진행되고 있는 13층 규모의 산업 플랜트 건설 현장에서 2019년 7월부터 2020년 1월까지 6개월 간 PM10 시료를 채취였다. 시료를 채취한 지점은 총 2곳으로, 건설공사장 내부와 현장에서 1.3 Km 이격 된 주민센터 옥상에서 시행되었다. PM10 농도는 현장의 동측 공사부지 경계 휀스와 현장에서 약 5 km 이격 된 도시대기 측정소의 측정자료도 활용하였다. 채취한 PM10 시료는 질량농도와 탄소성분, 금속원소를 분석하였고, 건설공사장 내부에는 OPC(Optical Particulate Counter)를 설치하여 입자 직경 분포를 측정도 시행하였다. 측정 기간 동안 평균 건설공사장 내부의 PM10 ¬농도는 87 µg m-3 로 측정한 41일 중 일평균 대기환경 기준이자 미세먼지 농도 나쁨 일 기준인 100 µg m-3이상이 15일 발생하였다. 건설공사장 부지경계의 PM10 농도는 41 µg m-3, 주민센터는 50 µg m-3 로 측정되었으며, 이는 같은 기간 측정한 건설공사장의 가장 인접한 도시대기측정소의 평균 PM10 농도 42 µg m-3 보다 약간 높은 수치였다. 건설공사장의 유기탄소(OC) 농도는 평균 20.28±7.36 µg m-3, 원소상탄소(EC) 농도는 2.01±0.86 µg m-3 로 국내 타 도시에 비해 높았으며, 주요 원인은 건설 자재 비산 및 건설장비 운행으로 추정된다. 특히 건설공사장의 EC는 건설장비 운행량과 통계적으로 유효한 상관관계를 나타냈다. 7가지 금속원소 성분분석 결과 건설공사장에서 가장 높은 농도를 나타낸 성분은 Ca와 Al로 건설공사장의 콘크리트에 의한 영향이 예상된다. 건설공사장의 입자 개수 농도는 직경 0.3 ~ 1.0 µm 구간이 전체의 99% 이상을 차지했으며, 입자 질량 농도는 1.0 ~ 10 µm 구간이 전체의 96% 이상을 차지했다. 본 연구에서 도출된 건설공사장의 주요 PM10 배출원은 콘크리트 마모와 건설장비 배기가스이며, 건설공사장에 인접한 고속도로와 국도의 교통 통행량 또한 건설공사장의 PM10 농도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 건설공사장 내부는 외부 주민센터에 비해 미세먼지 농도가 높았지만 PM10, OC, EC 그리고 금속원소 농도 변화 추이를 비교한 결과 1.3 km 이격된 주민센터에서는 건설공사의 영향이 미치지 않았을 것으로 판단된다.;Although emission of air pollutant from construction sites contribute significantly to the ambient air quality, especially, particulate matters (PM), lack of information on the PM emitted from construction site makes it difficult to develop effective air quality management policy. The goals of this study are (1) to quantify the mass concentrations and carbonaceous and elemental compositions of PM10 in a construction site and surrounding area and (2) to find out the main contributor of the observed PM10. The PM¬10 sampled were measured at a construction site erecting a 13 story industrial plant locate in urban area and a community center which is 1.3 km from the construction site in Korea from July 2019 to January 2020. Also, the PM10 mean concentration data at the boundary of the construction site and an urban air quality monitoring station about 5 km from the construction site were used. During the study period average concentration of the total PM10 from the construction site was 87 µg m-3 and ranged from 33 µg m-3 to 172 µg m-3 while the average concentrations of the boundary of the site, community center and the urban air quality monitoring station were 41 µg m-3, 50 µg m-3 and 42 µg m-3, respectively. The mean concentration of organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) in construction site was higher than that of other cities in Korea mainly due to the activities related to construction resources and construction equipment. The EC concentration from construction site and the number of construction equipment operated was correlated statistically. The result of 7 metal elements analysis heavily varied between the elements and date but the two highest components were Ca and Al derived from concrete in the construction site. The particle number concentration in the size range 1.0 ~ 10 µm accounted for more than 99% of the total and the particle mass size distribution was composed over 96% in the 1.0 ~ 10 µm range. The major PM10 emission sources from construction site were erosion of concrete and exhaust of construction equipment. The road dust from highway and local road also affected the PM10 concentration of construction site. The concentration of PM10 , OC, EC and metal element from construction site did not affect those of the community center during studied period.
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