A Study on the Investigation of Air Pollutant Emissions (2015~2019) in Gunsan

Park, Sang-Hun; Kim, Deug-Soo; Kim, Seong-Cheon

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J Korean Soc Environ Eng > Volume 45(4); 2023 > Article

군산시 대기오염물질 배출량 조사에 관한 연구(2015~2019)

Research Paper

Journal of Korean Society of Environmental Engineers 2023; 45(4): 171-180.

Published online: April 30, 2023

DOI: https://doi.org/10.4491/KSEE.2023.45.4.171

군산시 대기오염물질 배출량 조사에 관한 연구(2015~2019)

박상훈

, 김득수, 김성천^†

군산대학교 환경공학과

A Study on the Investigation of Air Pollutant Emissions (2015~2019) in Gunsan

Sang-Hun Park

, Deug-Soo Kim, Seong-Cheon Kim^†

Department of Environmental engineering, Kunsan National University, Republic of Korea

^†Corresponding author E-mail: ksc@kunsan.ac.kr Tel: 063-469-1875

Received January 5, 2023 Revised March 23, 2023 Accepted March 24, 2023

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Abstract

Objectives

In this study, the emission status by year was analyzed using the air pollutant emission data of Gunsan for 5 years from 2015 to 2019. In addition, it is intended to identify the emission characteristics of (Jeonju and Iksan).

Methods

Using the air pollutant emission data of the Clean Air Policy Support System(CAPSS) provided by the Ministry of Environment's National Fine Dust Information Center, the status of air pollutant emissions(CO, NO_x, SO_x, PM₁₀, VOC_s, NH₃) in Gunsan was analyzed.

Results and Discussion

In Gunsan, CO(car registration number), PM₁₀(cargo transport volume) NH₃(farmland using fertilizer, manure management) emissions increased. NO_x(production of glass products) SO_x{glass (carbon removal process)} and VOC_s(whiskey, etc) emissions were reduced. In the emission characteristics, CO and NO_x are mainly road transport and non-road transport pollutants(leisure, cargo) and SO_x is production process{glass(carbon removal process)} and energy industry combustion(private power plant). PM₁₀ is a non-road moving pollutant(ship, cargo), scattering dust(road scattering dust, construction work, agriculture), and VOC_s are food and beverage processing(whiskey, etc) and organic solvent in the production process painting facility (ship manufacturing). NH₃ is agricultural(fertilized cropland, manure management) and production processes(ammonia consumption). In the comparison of emission characteristics, Gunsan(CO, NO_x, SO_x, VOC_s), Jeonju(PM₁₀), Iksan(NH₃) were high.

Conclusion

The emission rate of air pollutants in Gunsan was in the order of VOC_s > NO_x > CO > SO_x > NH₃ > PM₁₀. In the comparison of emissions characteristics, Gunsan, Jeonju and Iksan showed the same in NO_x and NH₃, but different in CO, SO_x, PM₁₀ and VOC_s characteristics. This case is considered to be influenced by the size of the industrial complex, geographical characteristics of the region, economic structure, and population.

Key words: Emissions, VOC_s, Gunsan, Emission source, Air pollutants

요약

목적

본 연구에서는 2015년부터 2019년까지 5년간의 군산시의 대기오염물질 배출량 자료를 이용하여 연도별 배출량 현황을 분석하였다. 또한 군산시와 인접한 지역(전주시, 익산시)의 배출량 특성을 파악하고자 한다.

방법

환경부 국가미세먼지정보센터에서 제공하는 대기정책지원시스템(Clean Air Policy Support System, CAPSS)의 대기오염물질 배출량 자료(2015~2019)를 이용하여 군산시 대기오염물질 배출량 현황(CO, NO_x, SO_x, PM₁₀, VOC_s, NH₃)을 분석하였다. 또한 군산시와 인접한 지역(전주시, 익산시)의 배출량 특성을 파악하였다.

결과 및 토의

군산시는 CO(자동차등록대수), PM₁₀(화물 수송량) NH₃(비료사용농경지, 분뇨관리)배출량은 증가하였다. NO_x(유리 제품생산) SO_x{유리(탄소 제거공정)}, VOC_s(위스키 등 독주)배출량은 감소하였다. 배출량 특성에서 CO와 NO_x는 도로 이동오염원과 비도로이동오염원(레저, 화물)이며, SO_x는 생산공정{유리 (탄소 제거공정)}과 에너지산업 연소(민간 발전시설)이다. PM₁₀은 비도로 이동오염원(선박, 화물), 비산먼지(도로 재비산먼지, 건설공사, 농업)이며, VOC_s는 생산공정에서 식음료 가공(위스키 등 독주)과 유기용제 사용은 도장시설(선박 제조)이다. NH₃는 농업(비료사용농경지, 분뇨관리)과 생산공정(암모니아소비)이다. 배출량 특성 비교에서 군산시(CO, NO_x, SO_x, VOC_s), 전주시(PM₁₀), 익산시(NH₃)로 높게 나타났다.

결론

군산시의 대기오염물질 배출량 비율은 VOC_s > NO_x > CO > SO_x > NH₃ > PM₁₀의 순으로 나타났다. 배출량 특성 비교에서 군산시, 전주시, 익산시는 NO_x와 NH₃는 동일하며 CO, SO_x, PM₁₀, VOC_s는 서로 다른 특성을 보였다. 이러한 경우는 산업단지 규모 및 지역의 지리적인 특성, 경제구조, 인구 등의 영향을 받은 것으로 사료된다.

주제어: 배출량, 휘발성유기화합물, 군산시, 배출원, 대기오염물질

1. 서 론

대기오염은 인간의 산업 활동과 밀접하게 관련이 있다. 일반적인 대기오염은 산업적인 특성이며 에너지 형태, 사용과정, 연료성분 등으로 다양한 물리적인 형태(기체상, 액체상, 고체상)의 화학성분들을 대기 중으로 발생시켜 인간을 포함하고 있는 생명체와 자연환경에 위해와 영향을 줄 수 있는 오염물질들을 배출한다.

대기정책지원시스템(CAPSS: Clean Air Policy Support System)은 대기오염물질을 배출목록(Air Pollutant Emission Inventory)에 근거한 배출 정보 종합시스템으로, 기초자료 수집과 체계적인 관리를 통해 대기환경 정책 수행에 필요한 배출량 통계 정보를 산정하여 제공하는 시스템이다[1]. CAPSS에서 사용하는 배출계수는 국내 연구기관에서 개발한 배출계수를 우선 적용하고, 국내 미개발 배출계수는 EU CORINAIR SNAP 97, 미국 EPA AP-42 등을 검토하여 적용하고 있다.

CAPSS 배출량을 이용한 최근 선행연구에서 Kim et al. (2019)은 청주시 미세먼지 배출원의 특성과 대책에 대한 연구를 진행하였고[2], Lee et al.(2021)은 충남 서북부지역 대형배출시설 배출량 저감에 따른 도시대기농도 영향 분석을 진행하였다[3]. CAPSS 배출량을 이용한 연구는 주로 미세먼지, 도시대기농도를 중심으로 연구가 되었다. 배출량 저감과 대기 질 개선을 위해서는 산업별 배출량 인벤토리 구축이 필요한 시점이다.

2019년 5월 군산시는 환경보전계획(2019~2028)을 통하여 대기질 개선에 대한 정책과 방안을 수립하였으며, 2020년 4월 3일부터 환경부가 지정·관리하는 대기관리권역에 포함하는 지역으로 대기환경 개선이 필요한 상황이다. 군산시는 전라북도 내에서 대기오염물질의 배출량이 가장 큰 비율을 차지하는 지역이지만, 기상, 지리적 특성, 측정지점의 변수가 많아 정확한 연구의 제한점이 있다.

본 연구에서는 군산시의 2015년에서 2019년까지 5년간 대기오염물질 배출량 자료(CAPSS)를 이용하여 CO, NO_x, SO_x, PM₁₀, VOC_s, NH₃를 물질별로 정리하고 연도별 배출량 특성과 현황을 조사하였다. 또한 군산시와 인접한 지역(전주시, 익산시)의 배출량 특성을 비교하고자 한다.

2. 연구내용 및 방법

2.1. 자료수집 및 연구범위

국가대기오염물질 배출량 서비스는 국립환경과학원에서 자료제공을 하였으나, 2019년 12월부터 환경부 국가미세먼지정보센터로 이전하여 운영을 하고 있다. 매년 대기오염물질 배출량을 산정하여 국가 대기오염물질 배출량 보고서를 작성하여 제공하고 있다. 국가 대기오염물질 배출량 보고서는 배출원 분류체계, 배출량 산정방법과 개선사항, 배출계수를 나타내고 있으며, 배출계수는 국가 대기오염물질 배출량 산정방법 편람에 명시되어 있다[4].

대기정책지원시스템의 분류체계는 유럽 CORINAIR 배출원 분류체계(SNAP 97)를 기초로 하고 있으며, 2007년부터 배출원 분류체계를 국내 현실에 맞추어 기존 11개 대분류에서 현재 13개의 대분류로 변경하였다. 배출원 대분류는 에너지산업 연소, 비산업 연소, 제조업 연소, 생산공정, 에너지 수송 및 저장, 유기용제 사용, 도로 이동오염원, 비도로 이동오염원, 폐기물처리, 농업, 비산먼지, 생물성 연소, 기타 면오염원으로 구분이 된다(Table 1).

2.2. 연구방법

연구방법은 다음과 같다. 환경부 국가미세먼지정보센터의 시도별 통계(CAPSS)인 군산시 배출량 자료(2015~2019)를 이용하였으며, 대기오염물질로는 CO, NO_x, SO_x, PM₁₀, PM_2.5 TSP, VOC_s, NH₃, BC가 있다. 이번 연구에서는 PM_2.5, TSP, BC 배출량을 제외한 CO, NO_x, SO_x, PM₁₀, VOC_s, NH₃를 물질별로 정리하고 연도별 배출량 특성과 현황을 조사하였다. 또한 군산시와 인접한 지역(전주시, 익산시)의 배출량 특성을 비교하고자 한다. Fig. 1과 Table 2는 군산시의 지리적인 위치와 산업단지 현황이다.

3. 연구결과 및 고찰

3.1. 연도별(2015~2019) 대기오염물질별 배출량 변화

2019년 12월을 기준으로 군산시는 전라북도 전체 면적 8,069.13 km² 중에서 약 396.68 km² (4.91%)를 차지하고[6], 2019년 7월을 기준으로 타타대우 상용차, 현대두산인프라코어, 세아베스틸, OCI 등과 대규모의 중공업 관련 공장이 851개 가동되고 있다[7]. 도심지역 주변으로는 군산 국가산업단지{(6,828천m²), 군산2 국가산업단지(15,774 천m²), 새만금 국가산업단지(18,495 천m²), 군산자유무역지역(1,256 천m²), 일반 산업단지(5,641 천m²)} 5개소가 밀집되어 있다. 또한 도심지역 외곽으로는 농공단지(서수, 성산, 옥구, 임피) 4개소가 있다. 군산시는 선박이나 자동차, 운반 기기 등에서 배출되는 대기오염물질이 인근에 위치한 지역 뿐만 아니라, 항만 지역으로 해상의 농도에도 영향을 미칠 수 있다(Wan et al., 2016; Lee et al., 2022) [8,9].

Fig. 2는 군산시의 각 대기오염물질별(CO, NO_x, SO_x, PM₁₀, VOC_s, NH₃) 연도별(2015~2019) 배출량 변화를 나타냈다. 2015년부터 2019년도까지 CO 5,178~8,436 ton/yr, PM₁₀ 981~1,083 ton/yr, NH₃ 1,500~2,010 ton/yr의 범위로 증가 추세를 보였으며, NO_x 9,453~8,983 ton/yr, SO_x 3,834~3,761 ton/yr, VOC_s 36,973~33,847 ton/yr의 범위로 감소 추세를 보였다[10]. CO 배출량이 증가한 이유는 군산시 자동차 등록대수는 2015년 124,366대에서 2019년 134,093대로 약 9,700대 증가한 영향으로 사료된다[11]. PM₁₀ 배출량이 증가한 이유는 화물수송(총괄)량에서 군산항은 2015년 18,549,574 톤(R/T)에서 2019년 18,679,176 톤(R/T)으로 0.7% 증가하였으며, 장항항은 2015년 555,347 톤(R/T)에서 2019년 692,538 톤(R/T)으로 19.8% 증가한 영향으로 사료된다[12]. NH₃ 배출량이 증가한 이유는 농업에서 비료사용 농경지와 분뇨관리에서 NH₃의 배출량이 2015년 922 ton/yr에서 2019년 1,256 ton/yr으로 증가한 영향으로 사료된다. 전라북도 군산시 토지지목별 현황(2018)에서 군산시 전체 면적 369,422 km² 중에서 답(논)이 131.719 km²로 약 35%를 차지하고 있다. 그리고 NO_x 배출량이 감소한 이유는 2017년 한국유리공업 생산라인(인천)이 군산공장으로 이전하였으나, 오히려 제조업 연소(공정로)에서 유리제품 생산 감소로 인한 배출량이 감소하였다. 왜냐하면 2016년 532 ton/yr에서 2017년 31 ton/yr으로 전년대비 배출량이 94.18% 감소하였기 때문이며, 산업통계 분석시스템 자료를 보면 국내유리 가동률지수는 2016년 112.20에서 2017년 107.60으로 감소한 영향으로 사료된다[13]. 2018년도 SO_x 배출량이 감소한 이유는 생산공정(기타 제조업)에서 유리(탄소 제거공정)의 배출량은 2017년 1,845 ton/yr에서 2018년 948 ton/yr으로 전년대비 배출량이 48.62% 감소하여, 군산시의 유리제품 생산 감소로 인한 배출량이 감소한 영향으로 사료된다. 2019년 NO_x와 SO_x 배출량이 증가한 이유는 2018년 전년 대비 유리 제품생산 배출량이 82.76% 증가하였고, 유리(탄소제거공정) 배출량이 42.49% 증가하였다. 이는 산업통계 분석시스템 자료를 보면 국내유리 생산지수가 2018년 121.50에서 2019년 127.00으로 증가한 영향으로 사료된다. 그런데 2018년 유리 생산지수가 121.50으로 증가하였으나, 군산시의 생산공정 배출량이 절반으로 감소한 이유는 유리 생산의 주재료가 모래인데, 국가물류통합정보센터 화물수송 자료를 보면 군산항 모래 화물량은 2017년 544,323 톤(R/T)에서 2018년 122,407톤(R/T)으로 감소한 영향으로 사료된다. VOC_s 배출량이 감소한 이유는 생산공정(식음료 가공)에서 위스키 등 독주 배출량은 2017년도 9,777 ton/yr에서 2018년도 9,033 ton/yr으로 전년대비 7.6% 감소하였으며, 국내 주류 출고량 현황에서도 2017년 3,551(천kl)에서 2018년 3,436(천kl)으로 감소한 영향으로 사료된다. VOC_s 배출량은 2019년 유기용제 사용(선박 제조)에서 증가하는 경향을 보이는데, 왜냐하면 2018년 8,179 ton/yr에서 2019년 14,692 ton/yr으로 전년대비 45% 증가하였기 때문이며, 조선산업 동향에서 국내 건조량은 2018년 773만 CGT에서 2019년 955만 CGT으로 증가한 영향으로 사료된다. 군산시의 대기오염물질별 배출량 순서를 보면 VOC_s > NO_x > CO > SO_x > NH₃ > PM₁₀으로 조사되었다.

Table 3은 군산시의 각 대기오염물질별의 연도별(2015~2019) 배출량 및 비율을 나타내었다. 2015년부터 2019년까지 전라북도의 대기오염물질별 배출량은 CO 208,536 ton/yr, NO_x 177,649 ton/yr, SO_x 24,026 ton/yr, PM₁₀ 48,792 ton/yr, VOC_s 345,519 ton/yr, NH₃ 154,734 ton/yr로 조사되었다. 조사기간 동안 군산시의 각 대기오염물질별 배출량 및 비율은 CO 35,391 ton/yr(16.97%), NO_x 45,450 ton/yr(25.58%), SO_x 18,185 ton/yr(75.69%), PM₁₀ 5,038 ton/yr(10.33%), VOC_s 158,672 ton/yr(45.92%), NH₃ 7,968 ton/yr(5.15%)으로 조사되었다. 전라북도에서 대기오염물질 중 NH₃ 배출량 및 비율을 제외한 나머지 대기오염물질의 배출량 및 비율은 군산시가 가장 높은 것으로 조사되었다. 군산시가 대기오염물질 배출량이 높은 이유는 군산시는 항만지역(군산항, 장항항)으로 국가산업단지(466개), 군산자유무역지역(34개), 일반산업단지(60개), 농공단지(112개), 일반(154개), 창업(25개)를 포함하여 일반 기업 851개가 위치하기 때문이다. 일반 기업은 주주나 구성원들의 이익을 우선적으로 추가하는 기업이다. 전라북도 대기오염물질(2015~2019) 전체 총배출량에서 군산시의 대기오염물질 배출량 및 비율은 2015년 57,901 ton/yr(30%), 2016년 55,640 ton/yr(24%), 2017년 50,264 ton/yr(27%), 2018년 48,777 ton/yr (24%), 2019년 58,122 ton/yr(27%)로 조사되었다.

3.2 연도별(2015~2019) 대기오염물질별 배출량 특성

Fig. 3~5는 군산시의 연도별(2015~2019) 합산 값을 이용하여 대기오염물질별 배출량 특성을 조사하였다. Fig. 3(CO, NO_x), Fig. 4(SO_x, PM₁₀), Fig. 5(VOC_s, NH₃)로 구분하였다. 배출량 특성은 에너지산업 연소(Combustion in energy production: Ciep), 비산업 연소(Non industrial combustion: Nic), 제조업 연소(Combustion in manufacturing industry: Cimi), 생산공정(Production process: Pp), 에너지 수송 및 저장(Energy storage and transport: Est), 유기용제 사용(Solvent utilization: Su), 도로 이동오염원(Road transportation: Rt), 비도로 이동오염원(Non road transportation: Nrt), 폐기물처리(Waste disposal: Wd), 농업(Agriculture: Ag), 기타 면오염원(Other sources: Os), 비산먼지(Fugitive dust: Fd), 생물성 연소(Biological combustion: Bc)로 구분된다.

선행 연구 Hwang et al.(2021)의 경상북도 대기오염물질 배출량 및 대기오염측정망 미세먼지의 농도분포 특성 연구에서 경상북도 배출원별 배출 현황은 CO 생물성 연소 53%, 도로･비도로이동오염원 21%, NO_x 도로 이동오염원 41%, 비도로 이동오염원 13%, 제조업 연소 23%, 생산공정 14%, SO_x 제조업 연소 63%, 생산공정 25%, TSP 제조업 46%, 비산먼지 44%, PM₁₀ 제조업 연소 62%, 비산먼지 22%, 생물성 연소 7%, PM_2.5 제조업 연소 65%, 비산먼지 8%, 생물성 연소 12%, VOC_s 유기용제 사용 40%, 에너지 수송 및 저장 37%, NH₃ 농업 94%로 배출되는 것으로 조사되었다[14]. Gong et al.(2021)도 충청지역의 초미세먼지(PM_2.5) 오염실태 분석 및 개선 방향 연구에서 충청지역에서 배출되는 6가지 대기오염물질 부분별 비중은 산업부문에서 SO_x(63%), PM_2.5(59%), NO_x(31%), 농업은 NH₃(83%), 생활부문에서 VOC_s(48%), 비산먼지는 TSP(54%)로 배출되는 것으로 조사되었다[15].

본 연구에서 군산시의 대기오염물질별 배출량 특성은 다음과 같이 조사되었다. 먼저 CO는 비도로 이동오염원이 43.80%와 도로 이동오염원은 17.67%의 비율로 조사되었으며, 비도로 이동오염원에서는 주로 선박(레저)에서 81.63%, 도로 이동오염원은 주로 승용차 47.46%로 조사되었다. NO_x는 도로 이동오염원에서 25.03%와 비도로 이동오염원은 22.57%로 조사되었으며, 도로 이동오염원에서는 화물차가 53.52%와 RV(레저용 자동차) 차량에서 28.41%이며, 비도로 이동오염원은 주로 선박(화물)에서 61.06%로 조사되었다. 특히 CO와 NO_x의 배출량이 높은 이유는 국가물류통합정보센터 자료에 의하면 군산항의 화물수송(총괄)량은 2015년 18,549,574 톤(R/T)에서 2019년 18,679,176 톤(R/T)으로 약 129,602톤(R/T) 증가하였으며, 장항항도 2015년 555,347 톤(R/T)에서 2019년 692,538 톤(R/T)으로 약 137,191 톤(R/T) 증가한 영향으로 사료된다. SO_x는 생산공정에서 44.95%와 에너지산업 연소는 18.01%로 조사되었으며, 생산공정은 주로 유리(탄소 제거공정)에서 87.15%, 에너지산업 연소는 민간 발전시설에서 96.98%로 조사되었다. 특히 군산시가 생산공정에서 SO_x의 배출량이 높은 이유는 한국 유리공업 등 13개의 유리 가공업체가 위치하고 있으며, 에너지산업 연소는 한국 서부발전(군산 발전본부), OCISE 발전소가 가동하여 2015년 722 ton/yr에서 2016년 925 ton/yr으로 배출량이 증가한 영향으로 사료된다. PM₁₀은 비산먼지 55.19%와 비도로 이동오염원 18.14%로 조사되었으며, 비산먼지는 도로 재비산먼지 32.51%, 건설공사 24.99%, 농업 20.17%로 조사되었다. 건설공사는 새만금 개발 및 조성 산업으로 인한 영향으로 사료되며, 2021년 5월을 기준으로 산업단지 18.5 km²를 9개 공구로 분할하여 매립조성 중이며, 전체 공정률은 29%이다. 비도로 이동오염원의 경우는 선박(레저)에서 36.33%와 선박(화물)에서 39.18%로 조사되었다.

또한, VOC_s는 유기용제 사용에서 46.16%와 생산공정은 37.98%의 비율로 조사되었다. 유기용제 사용은 도장시설(선박 제조)에서 78.96%, 생산공정은 식음료 가공(위스키 등 독주)에서 96.34%로 조사되었다. 특히 생산공정에서 VOC_s의 배출량이 높은 이유는 식음료 가공(위스키 등 독주)은 군산시에 롯데주류(군산 공장) 배출량이 2015년 15,817 ton/yr으로 증가한 영향으로 사료된다. 또한 유기용제 사용에서 VOC_s의 배출량이 높은 이유는 현대중공업 군산조선소가 2017년 7월 1일 이후로 가동이 중지되었으며, 이후로도 선박 제조에서 VOC_s 배출량은 증가하였는데, 이는 (주)삼원중공업(군산공장)이 가동하여 배출량이 증가한 영향으로 사료된다. NH₃의 경우는 주로 농업에서 61.24%, 생산공정은 29.58%의 비율로 조사되었다. 농업은 주로 분뇨관리에서 75.25%이며, 생산공정은 암모니아 소비(SNCR)가 87.14%로 조사되었다. 전라북도농업기술원에 따르면 2019년 시군별 농가수 및 농가인구 현황에서 군산시 농가는 6,973으로 조사되었으며[16], 군산시는 전체 면적 중에서 답(논)이 35%를 차지하고 있다. 군산시는 대기오염물질 배출량 특성에서 특히 VOC_s가 높았으며, 이는 항만 지역의 특성으로 선박과 선박 제조업 관련 업체(33개)가 위치하여 VOC_s 특성에 영향을 받은 것으로 사료된다.

3.3. 군산, 전주, 익산시 지역의 연도별(2015~2019) 대기오염물질별 배출량 특성 비교

2019년을 기준으로 군산시는(396.68 km²) 인구 27만, 전주시는(206.04 km²) 인구 65만, 익산시는(506.54 km²) 인구 28만 명이며, 전라북도 전체 면적 8,069.13 km² 중에서 1109.26 km² (13.75%)를 차지하고, 대기오염물질 배출량이 많은 지역이다. 군산시, 전주시, 익산시의 연도별(2015~2019) 대기오염 물질별 배출량 특성을 나타내었다(Fig. 6, Table 4). 군산시는 CO 35,391 ton/yr(43.60%), NO_x 45,450 ton/yr(43.37%), SO_x 18,185 ton/yr(77.73%), PM₁₀ 5,038 ton/yr(32.57%), VOC_s 158,672 ton/yr(59.63%), NH₃ 7,968 ton/yr(23.60%)로 조사되었다. 전주시는 CO 27,241 ton/yr(33.56%), NO_x 37,733 ton/yr(36.01%), SO_x 2,585 ton/yr(11.05%), PM₁₀ 5,214 ton/yr(33.71%), VOC_s 77,295 ton/yr(29.05%), NH₃ 6,023 ton/yr(17.84%)로 조사되었으며, 익산시는 CO 18,530 ton/yr (22.83%), NO_x 21,601 ton/yr(20.61%), SO_x 2,623 ton/yr (11.21%), PM₁₀ 5,214 ton/yr(33.71%), VOC_s 30,127 ton/yr (11.32%), NH₃ 19,774 ton/yr(58.56%)로 조사되었다.

대기오염물질 배출량 특성에서 군산시는 CO, NO_x, SO_x, VOC_s 배출량이 높았고, 전주시는 PM₁₀ 배출량이 높고, 익산시는 NH₃ 배출량이 높은 것으로 조사되었다. CO의 배출량은 군산시는 주로 비도로 이동오염원이며, 특히 선박(레저, 화물)에서 많이 배출되었으며, 전주시와 익산시는 주로 도로 이동오염원에서 배출되었다. NO_x의 배출량은 군산시, 전주시, 익산시 모두 도로 이동오염원에서 주로 배출되었다. SO_x의 배출량은 군산시는 주로 생산공정에서 유리(탄소 제거공정), 전주시와 익산시는 제조업 연소(연소 시설)에서 주로 배출되 었다. PM₁₀의 배출량은 군산시는 비산먼지에서 도로 재비산 먼지, 나대지, 농업에서 배출되었으며, 전주시는 도로 재비산 먼지, 나대지, 익산시는 도로 재비산먼지, 농업과 축산활동에서 주로 배출되었다. VOC_s의 배출량은 군산시는 생산공정에서 식음료 가공(위스키 등 독주)과 유기용제 사용은 도장시설(선박 제조)에서 배출되었으며, 전주시와 익산시는 유기용제 사용은 도장시설(건축 및 건물)과 기타 유기용제 사용에서 배출되었다. NH₃의 배출량은 군산시, 전주시, 익산시는 주로 농업(비료사용농경지, 분뇨관리)에서 배출되었다.

익산시는 왕궁 축산단지가 위치하고 있어 군산시, 전주시보다 NH₃ 배출량이 높았다. 군산시, 전주시, 익산시 지역의 연도별(2015~2019) 대기오염물질별 배출량 특성에서 NO_x와 NH₃는 동일하며, CO, SO_x, PM₁₀, VOC_s는 서로 다른 차이를 보였다. 이러한 경우는 지역 면적, 인구수, 경제, 산업단지 규모와 지역의 지리저인 특성의 영향을 받은 것으로 사료된다.

4. 결 론

군산시의 2015년에서 2019년까지 5년간 대기오염물질 배출량 자료를 이용하여 연도별 배출량을 분석하고, 또한 군산시 배출량과 인접한 지역(전주시, 익산시)의 배출량 특성을 조사 분석한 결과는 다음과 같다.

전라북도 대기오염물질(2015~2019) 전체 총배출량에서 군산시의 대기오염물질 배출량이 차지하는 비율은 2015년 30%, 2016년 24%, 2017년 27%, 2018년 24%, 2019년 27%로 조사되었다. 군산시의 연도별 배출량은 CO, PM₁₀, NH₃ 배출량은 증가하였으며, NO_x, SO_x, VOC_s 배출량은 감소하였다. 전라북도의 전체 총배출량에서 군산시의 대기오염물질별 배출량 및 비율은 CO 35,391 ton/yr, NO_x 45,450 ton/yr, SO_x 18,185 ton/yr, PM₁₀ 5,038 ton/yr, VOC_s 158,672 ton/yr, NH₃ 7,968 ton/yr으로 조사되었다.

군산시의 오염물질별 특성에서 CO와 NO_x는 주로 도로 이동오염원과 비도로이동오염원(레저, 화물)이며, CO의 증가는 군산시 자동차 등록대수와 NO_x는 군산항과 장항항의 화물수송량 증가의 영향으로 사료된다. SO_x는 주로 생산공정{유리(탄소 제거공정)}과 에너지산업 연소(민간 발전시설)에서 발생된다. 그리고 PM₁₀은 비도로 이동오염원(선박, 화물), 비산 먼지(도로 재비산먼지, 건설공사, 농업)이며, 건설공사는 새만금 개발 및 조성산업의 영향으로 사료된다. VOC_s는 생산공정에서는 식음료 가공, 유기용제 사용에서는 도장시설, NH₃는 농업(비료사용농경지, 분뇨관리)과 생산공정(암모니아소비)에서 높게 발생한 영향으로 사료된다.

대기오염물질별 배출량 순서를 보면 군산시는 CO, NO_x, SO_x, VOC_s가 높았으며, 전주시는 PM₁₀, 익산시는 NH₃가 높게 조사되었다. 군산시의 CO와 NO_x 배출량은 도로이동오염원과 비도로 이동오염원이며, 전주시와 익산시는 도로 이동오염원에서 배출된 영향으로 사료된다. SO_x의 배출량은 군산시는 생산공정{유리(탄소 제거공정)}, 전주시와 익산시는 제조업 연소(연소 시설)에서 주로 배출된 영향으로 사료된다. VOC_s의 배출량은 군산시는 생산공정에서는 식음료 가공(위스키 등 독주) 부분이었고, 유기용제 사용은 도장시설(선박 제조)이며, 전주시와 익산시는 유기용제 사용은 도장시설(건축 및 건물)과 기타 유기용제 사용에서 배출된 영향으로 사료된다. 그리고 PM₁₀의 배출량은 군산시, 전주시, 익산시는 비산먼지(도로 재비산먼지, 나대지, 농업, 축산활동)에서 배출된 영향으로 사료된다. NH₃의 배출량은 익산시가 가장 높게 조사되었다. 대기오염물질별 배출량 특성에서 군산시, 전주시, 익산시가 NO_x와 NH₃ 배출량은 동일하며 CO, SO_x, PM₁₀, VOC_s의 배출량은 서로 다른 특성을 보였다. 이번 연구의 제한점은 산업단지 규모 및 지역의 지리적인 특성과 기상상태(기압, 온도, 습도, 풍향, 풍속 등)의 영향을 받은 것으로 사료된다. 본 연구에서 지역별 배출량 자료분석은 지역특성에 기반하므로 매우 중요시 여겨야 하며 향후 추가 배출량 인벤토리 작성에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

향후 연구에서는 주요 전구물질을 선별하고 전환계수를 이용하여 가중치를 적용한 배출량에 대해 물질별 화학변화 등을 고려하여 연구하고자 한다.

Notes

Declaration of Competing Interest

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

Fig. 1.

Research area of Gunsan.

Fig. 2.

The variation of air pollutants in Gunsan at 2015~2019.

Fig. 3.

The rate of air pollutant(CO, NO_x) emissions in Gunsan at 2015~2019.

Fig. 4.

The rate of air pollutant(SO_x, PM₁₀) emissions in Gunsan at 2015~2019.

Fig. 5.

The rate of air pollutant(VOC_s, NH₃) emissions in Gunsan at 2015∼2019.

Fig. 6.

The comparison of emission of air pollutant in Gunsan, Jeonju & Iksan (2015~2019).

Table 1.

CAPSS source classification system (before 2007) and (after 2015).

SCC	Emission source(before 2007)		SCC	Emission source(after 2015)
01	Combustion in energy production	⇨	01	Combustion in energy production
02	Non industrial combustion		02	Non industrial combustion
03	Combustion in manufacturing industry		03	Combustion in manufacturing industry
04	Production process		04	Production process
05	Energy transport and storage		05	Energy transport and storage
06	Solvent utilization		06	Solvent utilization
07	Road transportation		07	Road transportation
08	Non Road transportation		08	Non Road transportation
09	Waste disposal		09	Waste disposal
10	Natural sources		10	Agriculture
11	Agriculture		11	Other sources
			12	Fugitive dust
			13	Biological combustion

Reference : (National air pollution estimation method manual, NIER, 2013) [5]

Table 2.

Gunsan Industrial Complex Location and Status.

Name	Location	industry type
Saemangeum National Industrial Complex	Saemangeumbuk-ro, Gunsan	automobile parts, high-tech material shipbuilding equipment etc.
Gunsan National Industrial Complex	Soryoung-dong, Gunsan	transportation equipment, machine petrochemical, electrical and electronic etc.
Gunsan National Industrial Complex2	Soryoung, Osikdo, Bieungdo-dong, Gunsan	transportation equipment, machine petrochemical, electrical and electronic etc.
Gunsan General Industrial Complex	Soryoung-dong, Gunsan	groceries, nonmetal, steel, wood paper etc.
Seogunsan Industrial Complex	Sangpyeong-ri, Okgu-eup	groceries, wood, paper, metal, cloth etc.
Donggunsan Industrial Complex	Maryong-ri, Seosu-myeon	groceries, wood, paper, metal, cloth etc.
Seongsan Industrial Complex	Gobong-ri, Seongsan-myeon	machine, wood, paper, metal, cloth etc.
Impi Industrial Complex	Chuksan-ri, Impi-myeon	machine, vehicle, precision, furniture etc.

Table 3.

The ratio(%) of emissions(ton/yr) of air pollutants in Gunsan at 2015∼2019.

	2015	2016	2017	2018	2019	Total
Species	2015	2016	2017	2018	2019	Total
CO	5,158 (14.58)	5,443 (15.38)	7,397 (20.90)	8,955 (25.30)	8,436 (23.84)	35,391
NO_x	9,453 (20.80)	9,633 (21.19)	8,679 (19.10)	8,701 (19.15)	8,983 (19.76)	45,450
SO_x	3,834 (21.08)	4,152 (22.84)	3,985 (21.91)	2,452 (13.49)	3,761 (20.68)	18,185
PM₁₀	981 (19.48)	998 (19.82)	974 (19.34)	1,000 (19.85)	1,083 (21.51)	5,038
VOC_s	36,973 (23.30)	33,896 (21.36)	28,030 (17.67)	25,924 (16.34)	33,847 (21.33)	158,672
NH₃	1,500 (18.84)	1,515 (19.02)	1,197 (15.03)	1,743 (21.88)	2,010 (25.23)	7,968

Table 4.

Emissions(ton/yr) of Air Pollutants from Gunsan(G), Jeonju(J) and Iksan(I).

	Species	CO	NO_x	SO_x	PM₁₀	VOC_s	NH₃
Year		CO	NO_x	SO_x	PM₁₀	VOC_s	NH₃
2015	G	5,158	9,453	3,834	981	36,973	1,500
	J	5,639	6,585	606	1,009	8,759	1,112
	I	3,826	3,967	687	1,037	8,396	3,851
2016	G	5,443	9,633	4,152	998	33,896	1,515
	J	5,949	8,103	561	1,138	13,287	1,063
	I	3,959	4,456	592	1,071	7,266	3,999
2017	G	7,397	8,679	3,985	974	28,030	1,197
	J	5,821	8,264	525	1,113	18,599	1,031
	I	3,872	4,563	504	1,058	5,029	4,099
2018	G	8,955	8,701	2,452	1,000	25,924	1,743
	J	5,039	7,543	491	937	18,206	1,117
	I	3,552	4,467	473	1,090	4,832	4,337
2019	G	8,436	8,983	3,761	1,083	33,847	2,010
	J	4,794	7,236	400	1,016	18,442	1,699
	I	3,320	4,146	364	957	4,602	3,486

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