대기 중 이온성분 변화에 의한 서울의 입자질량농도 변화 특성
Sensitivity of Particle Mass Concentration to the Ambient Ionic Concentration Changes in Seoul
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
입자 내 흡습성 성분의 조성 변화는 그 자체로 입자질량농도에 영향을 미칠 뿐 아니라, 대기 중의 수분을 흡수 또는 증발하여 입자의 수분 함량을 변화시켜 입자질량농도에 영향을 미친다. 이 연구에서는 서울시에서 측정한 미세입자와 기체상 농도 결과에 기체/입자 평형 모델을 이용하여 대기 중 흡습성 이온 성분 농도가 변할 때 미세입자의 흡습성 이온과 수분 농도를 예측하여 서울시의 미세입자 질량농도 변화 특성을 파악하고, 미세입자 질량농도를 줄이는데 최적 조건을 검토 하였다. 서울 대기 무기 물질 중 대부분을 차지하고 있는 총황산, 총질산, 총암모니아를 각 측정 농도의 50%, 100%(기준값), 150%, 200% 변화시키며 입자의 건조 질량농도와 수분을 포함한 총질량 농도 변화를 검토하였다. 입자의 이온 농도만을 고려한 건조 질량농도는 질산의 변화에 가장 민감하였다. 그러나 이온 농도와 수분함량을 같이 고려한 총질량 농도는 연 평균 조건에서는 황산의 농도 증가에 가장 민감하게 증가하였으며, 암모니아의 농도감소에 가장 민감하게 감소하였다. 그러나 계절별로는 모든 계절에 황산의 증감에 가장 민감하게 변하였다. 이와 같이 수분 함량이 황산에 더 민감한 이유는 서울의 평균 상대습도 조건에서 대부분 황산과 관련된 염들은 액상으로 존재하지만 질산과 관련된 염들은 고체상으로 존재하는 경우가 대부분이기 때문이다.
Abstract
Hygroscopicity of particles is an important factor that determines particle water content and, thus, particle mass concentration. Since particle mass concentration, especially, that of fine particles is closely related with various air pollution phenomena, it is critical to understand hygroscopic properties of fine particles. In this study, sensitivity of fine particle mass concentration on the change of the total ambient concentrations of sulfuric acid, nitric acid, and ammonia is studied by applying a gas/particle equilibrium model on the fine particle (PM2.5) measurement data in Seoul. Since there was enough ammonia to neutralize both total sulfuric acid and nitric acid in Seoul, when the levels of either acid changed, ammonium salts of either acid were formed or disappeared. However, at the mean ambient relative humidity condition in Seoul, ammonium nitrate was in solid phase while ammonium sulfate was in aqueous phase. Thus the dry ionic concentration was most sensitive to the variation of nitric acid level, while the total mass concentration (ionic concentration plus water content) was most sensitive to the variation of sulfuric acid.
참고문헌 (11)
- "Characteristics of the fine particles and source apportionments using the CMB model in Seoul area" (2003), Konkuk University
- "Analysis of Common approximations and activity coefficient calculation methods" (1993)
- "Thermodynamics of Crustal Elements Ca2+", 22, pp.93~110 (1995)
- "Estimates of aerosol species scattering characteristics as a function of relative humidity", 35, pp.2845~2860 (2001)
- "Simultaneous measurements of particulate elemental carbon on the ground observation network over the western North Pacific during the ACE-Asia campaign Journal of Geophysical Research", 108, pp.18739~18754 (2003)
- McMurry, "On the sensitivity of particle size to relative humidity for Los Angeles aerosols", pp.497~507 (1989)
- "Contribution of water to particulate mass in the south coast air basin", 22, pp.111~123 (1995)
- "Thermodynamics of carbonates", 23, pp.131~154 (1995)
- "Size-resolved and chemically resolved model of atmospheric aerosol dynamics Journal of Geophysical Research", 103, pp.3419~3436 (1998)
- "Aerosol composition change due to dust storm measurements between 1992 and 1999 at Gosan Journal of Geophysical Research" (2004)
- "nitric acid and ammonia equilibrium in wintertime Phoenix Journal of Air & Waste Management Association", pp.405~412 (1994)