전주 미세먼지 문제 해결을 위한 아이디어 발굴

츄르사려고 코딩하는 코집사입니다.

1. 주제

- 전주 미세먼지 문제 해결을 위한 아이디어 발굴

2. 현상황

- 전주시 미세먼지의 주원인은 비산먼지

- 도로변에서 발생되는 비산먼지가 미세먼지의 농도를 높이고 있음

- 이에 전주시에서는 2022년까지 340억을 투자하여 깨끗한 전주시 만들기 정책 수립

- 전주시는 낮은 대기오염원 배출량에도 불구하고 미세먼지 문제 발생은 늘어나고 있음

3. 해결방안

- 미세먼지가 많이 발생되는 도로에 분진흡입차량과 살수차량을 배치하여 미세먼지 해결

- 건설 공사장 등의 비산먼지가 발생하는 사업장 관리 강화

- 농경지 소각행위 지도점검 강화

- 대중교통 운영시간 연장 및 증차 검토

- 대기배출사업장 특별지도점검

- 생활공간 주변 공사장 특별지도점검

- 자동차 배출가스 특별단속

- 자동차 공회전 집중단속

- 도로청소차 운영

- 영농폐기물 및 쓰레기 불법소각 감시

4. 의문점 및 생각

- 낮은 대기오염원 배출량에도 불구하고 미세먼지 농도는 전국에서 손에 꼽힐 정도로 높음

- 이에, 전주시의 암모니아 배출량 순위가 초미세먼지 순위가 비슷한 양상을 보인 것으로 보아 암모니아 배출량과 미세머지의 연관성이 있어 보임

- 암모니아와 2차 생성 미세먼지 연관성?

- 또한, 낙후된 대중교통 시설이 많아 미세먼지의 주요인이 되고 있음

5. 주제 발굴

- 빅데이터 분석을 통한 암모니아 배출량과 미세먼지의 연관성을 찾아 해결사례 제시

- 낙후된 대중교통 시설 교체 우선 순위 제안

6. 암모니아

- 암모니아의 주 배출원은 농업 부문 의 가축사육 및 분뇨처리, 비료 사용과 생산공정시설 등

- 배출된 암모니아는 대기 중의 황산화물, 질소산화물 등과 반응하여 황산암모늄, 질산암모늄 등의 초미세먼지 등 대기오염물질을 생성

- 황산암모늄과 질산암모늄과 같은 에어로졸의 대기 중 체류시간(약 15일)은 가스 상 암모 니아의 대기 중 체류시간(약 4일)보다 길며, 이러한 특성은 배출원이 멀리 떨어져 있어도 배출된 암모니아가 이동하여 타 지역의 대기오염에 영향을 줄 수 있다((Irwin and Williams, 1988)

- 2차 생성 미세먼지는 기후에도 영향을 주어 지역 대기환경에서 황산암모늄과 질산암모늄 등의 수용성 에어로졸이 높은 상대습도 조건에서 에어로졸의 습식성장 (hygroscopic growth)에 기여함으로써 시정을 악화

- 중국 남동지역은 이모작을 주로 하는 곳으로 봄과 가을 농사짓는데 사용되는 비료로 인해 암모니아 배출량이 이 기간 증가하는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 봄과 초여름 같은 황산화물의 농도가 상대적으로 낮은 시기 에도 황산암모늄의 농도는 증가할 수 있는데, 이는 2차 생성 미세먼지와도 관련이 있는 것으로 보임

7. 암모니아 해결 방안 사례

- 캘 리포니아 같은 주는 도로이동오염원으로 인한 피해를 줄이고자 내연기관 차량의 관리기준 강화와 친환경차 보급의무제 등을 시행하여 암모니아를 포함한 대기오염물질 감축을 위해 노력

- 농업이 집중적으로 행해지는 주를 중심으로 농업생산성 향상과 토양 및 수질 관리를 위한 정책적 수단으로 최적관리방안(BMP: Best Management Practice) 을 마련하여 효과적으로 배출량을 관리하기 위해 노력

- 축산 부문에서의 암모니아 감축을 위한 노력은 암모니아 형성과 증발 및 이동을 막는 데 초점을 맞추고 있다. 각 조건별 암모니아를 감축하기 위한 방안은 다음과 같다.

① 가축사료: 성장단계를 고려하여 미가공된 단백질 섭취량을 조절해서 배설물로 인한 암모니아 발생을 감소

② 가축우리: 나무 조각 등의 생물학적 필터 등을 이용하여 암모니아 생성을 줄이는 방법 과 가축의 분뇨를 많은 양의 물과 함께 보관하는 방법으로 암모니아 발생량을 감소

③ 가축분뇨 저장: 투과성과 비투과성 덮개를 사용할 수 있으며, 투과성의 경우에는 생물 56∣ 2차 생성 미세먼지 저감을 위한 암모니아 관리정책 마련 기초연구 학적으로 활성인 상태를 만들어 암모니아가 미생물에 의해 분해 감소하며, 비투과성의 경우에는 이전 옵션에 비해 분해에 있어서는 비효율적이지만 비용이 싸고 보관 시 산성화를 통한 기화억제방법(암모니아는 pH 7 이상이 기화 선호조건)을 통한 암모니 아 감소

④ 토양시비: 다른 방법에 비해 가장 경제적이며 질소 보존에 효과적이여서 공기중 암모 니아 감소

- 축산뿐 아니라 비료 사용에 대한 방안들도 제시하고 있다. 즉, 농작물에서 흡수하는 질소 의 양을 최적화하고 물과 공기 등으로 손실을 최소화하여 환경보호뿐 아니라 수확도 증가시 킬 수 있는 질소 관리방안을 제시하고 있다.

① 토양의 종류를 고려해 질소비료의 사용량을 다양화하는 방안(토양에 따라 밀도, 배출 정도, 재질, 전기 전도도 등이 다르기 때문) - 감지기를 이용해 곡물의 색을 감별하여 질소의 부족한 정도를 예측할 수 있음. 이는 식물의 색이 가장 효과적으로 질소의 필요 정도를 알 수 있게 해주는 지표임을 이용한 기술임 - Soil Test: 봄에 토양의 시료를 채취하여 흙의 질소함유량을 파악할 수 있음. 이를 통해 과다한 질소비료의 사용을 방지할 수 있음 - Soil N Credits: 동물의 배설물(거름) 혹은 비경작기에 식물을 심는 Cover Crops 등을 이용해 질소가 천천히 배출되도록 함으로써 식물의 질소흡수율을 높일 수 있음

② 질소비료의 종류에 따라 비료도포방법을 다르게 하는 방안(농약을 살포할 때 Ammonium Nitrate, Urea-Ammonium Nitrate(UAN)의 경우에는 표면 밴딩방 법, 요소의 경우에는 비료를 땅속으로 주입하는 방법)

③ 질소의 손실을 막기 위해 비료에 첨가제(N-Serve, Agrotain)를 추가하는 방안(이 방 안은 질소가 손실되기 쉬운 형태로 변환되는 것을 방지함으로써, 질소비료에 대한 효 율을 증대시킴)

- 유럽의 육류소비 수준과 육류소비의 패턴 변화를 통 해 간접적으로 일정 부분 암모니아 배출량 감소로 이어지도록 하였다. 육류가격의 상승과 더불어 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 육류소비가 감소할 수 있으며, 이는 가축 수의 증가를 억제하여 대기오염물질의 배출을 저감시키는 요인으로 작용할 수 있다.

- 또 2011∼2013년 평균 10개 시·도의 양분(질 소·인산) 발생량은 425.7kg/ha이고, 이 중 49.9%(212.3kg/ha)는 유기·화학비료, 나머 지 50.1% (213.4kg/ha)는 가축분뇨에서 발생된 것으로 추정하고 있다. 각각 34개, 41개 시·군에서 질소와 인산을 작물의 흡수량보다 두 배 이상 경작지에 비료로 뿌리고 있는 실태 이다. 이는 암모니아 배출뿐 아니라 토양의 산성화와 수질오염 등의 환경문제를 발생시키는 원인