산업단지 공급계획의 대기분야 전략환경평가 기반구축

문난경,김순태,서지현 한국환경정책평가연구원 2011 기본연구보고서 Vol.2011 No.-

지구온난화에 따른 지역규모 대기질 영향평가 2

문난경,홍성유,이영수,심창섭,김종원,신혜윰 한국환경정책평가연구원 2010 기본연구보고서 Vol.2010 No.-

환경영향평가시 대기확산모델의 적용에 관한 연구

문난경,이영수,강영현,김영하 한국환경정책평가연구원 2005 기본연구보고서 Vol.2005 No.-

환경평가 지원을 위한 지역 환경현황분석 시스템 구축 및 운영

문난경,전동준,하종식,김순태,서지현,은정 한국환경정책평가연구원 2015 사업보고서 Vol.2015 No.-

KEI는 환경영향평가의 전문성과 공정성 제고에 부합하기 위하여 환경평가본부의 운영을 통한 환경평가서의 전문적 검토 및 평가기법의 개발·보급에 노력하여 왔다. 그러나 현재 환경평가(전략환경영향평가 및 환경영향평가) 시스템은 개별 사업 또는 계획에 대한 환경 현황 예측 및 분석에 한정되어 있어 주변 환경 요소(자연환경 및 생활환 경)의 시 공간적 변화에 따른 영향, 지역별 환경용량 등의 차이에 따른 고려 사항 등을 반영한 과학적이고 종합적인 평가를 수행하기에는 한계가 있다. 이를 해소하기 위하여 KEI 환경평가본부는 전략환경영향평가 및 환경영향평가의 검토 업무에 있어 대기, 생태계, 수질, 지형 등 환경 변화의 분석 및 미래 예측을 토대로 대상 계획 및 사업들에 대하여 이를 고려한 개발계획(사업)의 타당성을 검토할 수 있는 분석 시스템을 운영하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국토 전반에 걸친 환경현황을 지역별로 파악하고 향후 개발계획의 적정성을 평가하기 위한 분석 시스템을 구축 및 운영하고자 하였다 이를 위해 l차 연도에서는 대기질 분야와 생태계 분야를 대상으로 환경평가에 필요한 분석을 수행하였다. 〈 대기질 분야 〉 대기질 분야의 경우 국내 기존 배출원 및 개발계획 배출원에 대한 대기질 영향 분석이 가능한 대기질 분석 시스템을 구축하고 개발계획에 따른 광역적 대기영향을 사전에 평가할 수 있는 시스템을 운영하여 대기질 개선에 기여할 수 있는 정책조정을 위한 객관적인 데이터를 제공하고자 하였다. 이와 관련하여 대기질에 가장 큰 영향을 줄 수 있는 개발사업 중 하나인 에너지 사업에 따른 영향을 분석하기 위하여 국내 운영 중인 화력발전소와 제6차 전력수급기본계획에 따라 추가 운영 예정인 화력발전소의 대기질 영향을 살펴보고 그로 인한 조기사망자 수를 산정하여 국민 건강에 미치는 영향을 평가하였다. 제6차 전력수급기본계획의 화력발전소를 포함한 국내 화력발전소 운영으로 인한 대기 질 영향은 PM2.5의 경우 최대 24.561땅ug/m3(환경기준치의 49%에 해당)로 나타났으며 03의 경우 최대 9426ppb(환경기준치의 157%에 해당) 증가하는 것으로 나타났다.특히 제6차 전력수급기본계획에서 추가 운영 예정인 화력발전소의 영향으로 강원도 지역에 8시간 평균 03 최대 기여농도가 최대 1174ppb로 나타났으며 이는 대기환경기준치 인 60ppb의 20% 정도에 해당하는 것으로 나타나 대책마련이 필요한 것으로 나타났다. 저116차 전력수급기본계획에서 화력발전소를 포함한 국내 화력발전소 운영에 따른 건강 영향평가를 조기사망자 수 예측으로 실시한 결과 2010년 PM2.5 증가로 인한 조기사망자 수는 약 1,144명으로 나타났으며 화력발전소 내구연한을 30년으로 고려할 경우 3만 4,320 명의 조기사망자가 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 대기오염은 기상현상과 화학반응으로 바람을 타고 확산되는 광역적인 문제로, 개별 사 업에 대한 영향평가로는 실질적인 대기질 관리가 어렵고 광역평가 없이는 사전예방적 관리가 힘들다. 따라서 지역별 대기질 현황분석을 토대로 대기오염물질의 발생량을 관리하 는 것이 필요하며 이를 위해 지역별 대기오염물질 배출허용기준을 차등화하는 관리방안을 마련해야 한다. 다음 연도 연구를 통해 권역(지역)별 배출밀도 현황 및 추가 배출허용가능 량을 분석하여 개발 가능성 평가시스템을 완성할 계획이다. 〈 생태계 분야 〉 원격탐사기법은 환경현황에 대한 효율적인 모니터링 기법 중 하나로 광범위한 분야에서 활용되고 있다 위성영상을 이용하여 하천 및 호소의 수환경 모니터링 시, 수체에 이상 현상이 발생할 경우 문제원인 및 피해범위 등을 신속하게 파악하고 빠르게 대응할 수 있는 장점이 있다. 해외에서는 호소나 하천에 대한 수질 관리에 적극적으로 활용하고 있으며, 국내에서도 일부 연구자들이 수환경 모니터링에 대한 원격탐사기법의 적용가능성을 모색하고 있다 하천 또는 수자원 개발 사업에서 나타나는 수환경 문제를 모니터링하는 도구로 위성영상 활용 가능성을 확인하였다. 근적외선 영상에서 추출한 정보를 통해 플랑 크톤의 농도 추정이 가능하며 이를 이용하여 수체의 녹조현황을 파악할 수 있다고 가정하여, 생태계 분야에서는 인공위성 자료의 근적외선 영상을 이용한 수질 모니터링 연구를 수행하였다 4대강살리기사업 이후 광범위한 녹조발생으로 사회적 이슈가 되고 있는 낙동강 지역을 중심으로 수체 이상 현상을 원격탐사기법으로 확인하였다. 공공기관에서 제공하는 수질 측정 자료와 위성영상에서 취득된 영상정보를 비교하였으며, 녹조가 나타나는 시기의 현장관측 자료와 위성영상에서 나타나는 추출한 정보값 간에 상관관계가 있다는 것을 확인하였다 이러한 결과를 바탕으로 원격탐사기법을 활용한 수질 모니터링의 가능성을 확인하였으며, 또한 원격탐사기법의 한계도 확인하여 제시하였다. The Korea Environment Institute (KEI) has been committed to the development and dissemination of professional review and evaluation techniques of environmental impact assessment through the operation of the Environmental Assessment Group in order enhance the professionalism and impartiality of Environmental Impact Assessment(EIA), which is one of the missions of the Institute. However, the current environmental assessment system is limited to the prediction and analysis of environmental status of individual project and plan and there is a limit in conducting a scientific and comprehensive evaluation reflecting the considerations of the differences in local environmental capacity and effect of temporal and spatial changes in environmental factors. Thus, the KEI Environmental Assessment Group rather than merely collecting data needs to operate a constant analysis system to examine the feasibility of development plans based on the analysis of environmental changes in the atmosphere, ecosystem, water quality and topography and future prediction during the review of strategic environmental assessment and environmental impact assessment. Therefore, this study aims to determine the environmental status across the nation by region and to establish an analysis system to assess the adequacy of future development plans. To that end during the first year, we performed analysis required for the environmental assessment of air quality and ecosystem. < Air quality > The objective of this study is to provide objective data for policy adjustments that can contribute to effectively improving air quality by operating air quality analysis system for existing and planned sources and in-advance assessment system to evaluate the impact of regional atmospheric effects in accordance with development plan. In this regard, we examined the air quality impacts of thermal power plants that are currently under operation as well as those scheduled for operation according to the 6th Basic Plan on Electricity Demand and Supply and evaluate the impact on public health by estimating early death toll in order to analyze the impact of the energy projects that have one of the greatest impact on air quality. A study on the air quality impact found that the operation of domestic thermal power plants including the ones planned on the 6th Basic Plan on Electricity Demand and Supply will result in a maximum of 24.56../.... (accounting for 49% of air quality standards) of PM2.5 and up to 94.269ppb in case of O3 concentration (accounting for 157% of air quality standards). In particular, the 8hr O3 maximum contribution level of Gangwon region showed a maximum of 11.74ppb or about 20% air quality standards due to the impact of thermal power plants planned under the 6th Basic Plan on Electricity Demand and Supply, which raises the need for counter-measures. As a result of health impact assessments on the operation of thermal power plants including the ones planned on the 6th Basic Plan on Electricity Demand and Supply, early deaths associated with the increase in PM2.5 was found to be 1,144 which means 34,320 premature deaths can occur when considering the power plants’ useful life of 30years. As air pollution is a broad-based issue affected by atmospheric conditions and chemical reactions, impact assessment on individual projects cannot ensure practical air quality management and preemptive management. Therefore it is necessary to manage the amount of generated air pollutants based on regional air quality analysis and to that end, measures should be taken to differentiate the air pollutant emission standards by region. Through the next year’s research, the plan is to complete the development feasibility evaluation systems by performing analysis of regional emission densities and additionally permissible emission amounts. < Ecosystem > Remote sensing techniques are being utilized in a wide range of fields as one of the effective methods for monitoring environment status. The benefit of using satellite images in monitoring the water environment of rivers and lakes is the ability to quickly identify the cause of problem and scale of damage. Satellite imagery has been actively used in other countries and the applicability of remote sensing techniques in water environmental monitoring has been sought by researchers in South Korea. The possibility of using satellite images as a tool for monitoring water environmental problems that occur in river or water resource development projects has been confirmed. In the ecology section of this study, we conducted research on air quality monitoring using near-infrared images of satellite data by assuming that data extracted from near-infrared images can be used to estimate plankton concentration, based on which algae status of water bodies can also be identified. Anomalies were identified by employing remote sensing techniques on the Nakdong river area where public’s attention has been brought on by the appearance of algae over a wide range after the Four Major Rivers Restoration Project. We compared the video information obtained from satellite images and water quality measurement data provided by public agencies and confirmed that there is a correlation between the values extracted from satellite images and on-site observations at the time of algae’s manifestation. Based on these results, we have confirmed the possibility of using remote sensing techniques in water quality monitoring while the limitations of remote sensing techniques were also confirmed and presented.

환경평가 지원을 위한 지역 환경현황 분석 시스템 구축 및 운영 : 상세규모 대기질 평가를 위한 Hybrid Modeling 적용방안

문난경,정석한 한국환경연구원 2021 사업보고서 Vol.2021 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 □ 환경영향평가에서 대기질 평가에 주로 활용하고 있는 대기질 모델은 가우시안 플룸 모델 중 하나인 AERMOD 모델임 ○ AERMOD는 PC에서 간편하게 수행할 수 있으며, 모델링 수행시간이 짧고 다양한 오염원을 대상으로 모델링 수행이 가능 □ 다만 AERMOD 모델은 모델링 대상 지역의 대기오염물질 배출로 인한 대기 중 화학반응의 영향, 외부로부터의 유입 등은 고려하기 어려움 ○ 대상 지역 내 화학반응으로 생성되는 2차 대기오염물질 평가는 3차원 기상장 모델, 대기질 모델링 수행으로 가능함 □ 본 연구에서는 AERMOD의 한계점 개선을 위해 3차원 광화학 모델인 CMAQ(Community Multiscale Air Quality)을 AERMOD와 연계하여 Hybrid 시스템을 구축하여 그 적용 가능성을 살펴봄 ○ 2차 대기오염물질의 화학반응을 고려하지 못하는 가우시안 플룸의 단점을 보완하고, 이를 가우시안 플룸 모델의 격자 형태로 고해상도의 결과를 도출하여 국지적인 자료 지원이 힘든 3차원 광화학 모델의 해상도 측면의 단점을 보완하는 효과 기대 Ⅱ. CMAQ-AERMOD Hybrid 시스템 소개 □ CMAQ-AERMOD 모델의 Hybrid 모사는 고해상도인 AERMOD의 결과 값을 격자 변환을 통해 해당 좌표의 CMAQ 격자 농도와 계산을 수행함 □ 해당 격자의 2차 생성물질, 생물성 연소에 의한 영향 등은 별도로 계산하여 식에 추가 함으로써 기존 AERMOD의 고해상도 격자를 가지면서 CMAQ의 3차원 화학반응 계산이 고려된 결과 값 산출 가능 Ⅲ. 유해대기오염물질의 Hybrid 모델링 적용 □ 유해대기오염물질 Hybrid 모델링 적용지역으로 여수 국가산업단지를 선정하였으며, 2018년 11월에 대한 AERMOD 결과, CMAQ 결과, Hybrid 결과를 비교하는 연구를 수행 ○ AERMOD 모델링 분석 결과 면오염원의 영향으로 35㎍/㎥이상의 벤젠 농도가 도출되었고, 선오염원의 경우 비교적 낮은 0.1~0.15㎍/㎥수준의 농도가 모사됨 ○ CAPSS 2016년 배출량을 바탕으로 한 CMAQ-toxic 모델링 결과는 약 6㎍/㎥수준으로 비교적 낮게 나타남 ○ Hybrid 모사 결과 CMAQ의 농도가 AERMOD의 농도 구배에 보정이 되며 전체적인 농도가 낮아지면서 면오염원의 중심농도가 약 15㎍/㎥수준으로 감소하고, 이는 광화학 측정망 일평균 관측자료와 유사한 범위 내에서 모델이 모사하는 것으로 확인됨 Ⅳ. 일반대기오염물질의 Hybrid 모델링 적용 □ 일반대기오염물질의 Hybrid 모델 적용지역으로는 신규 주거지역이 형성되어, 주거시설, 교통 등의 영향으로 NOx, 미세먼지 등의 배출이 예상되는 내포신도시를 선정함 ○ AERMOD 분석 결과 지역 특성상 뚜렷한 점오염 배출이 존재하지 않고 낮은 농도의 선·면 오염원에 의한 영향으로 NOx는 약 2.5ppb, PM_2.5는 약 1.5㎍/㎥수준의 농도가 모사됨 □ 이러한 결과는 AERMOD 모델링이 분석지역 내의 배출만으로는 정확한 대기질을 모사하는 데 일부 한계가 있는 것으로 설명됨 ○ Hybrid 결과로 NOx의 경우 최대 45ppb, PM_2.5의 경우 20~50㎍/㎥수준의 농도를 도출하였음 Ⅴ. Hybrid 시스템의 환경영향평가 활용방안 □ 내포신도시의 신규 건설 예정인 LNG 발전소에 대한 AERMOD 분석 결과와 Hybrid 분석 결과를 환경영향평가의 활용을 위해 추가 제시하였음 ○ AERMOD만을 활용한 LNG 발전소의 신설로 인한 영향은 주 풍에 따라 플룸이 확산하는 형태가 모사되었으나, 오염원 자체의 낮은 배출량으로 인해 NOx의 경우 0.5ppb 이하, PM_2.5의 경우 0.05㎍/㎥이하의 플룸이 나타남 ○ 기존 오염원들에 대한 Hybrid 모델 결과와 LNG 추가 신설로 인한 Hybrid 모델을 비교한 결과 NOx의 경우 약 2.5ppb, PM_2.5의 경우 약 0.2㎍/㎥가 LNG 발전소 신설의 영향으로 나타남 □ 해당 결과는 국지적 규모에서 AERMOD 모델링 결과에 2차 대기오염물질의 영향을 고려할 수 있음을 보여주며 향후 환경영향평가를 위해 Hybrid 모델링 시스템을 적용 할 수 있을 것으로 기대됨 Ⅰ. Background and Purpose of Research □ The AERMOD model is widely used as a Gaussian plume model, which is mainly used in Korea for air quality environmental impact assessment. ○ It is managed by the US EPA and is being used in the US policy model. The AERMOD model can be easily performed on a PC, the modeling time is short, and can be used for various pollutants. □ However, the AERMOD model does not take into account effects of chemical reactions in the atmosphere and the inflow from the outside area. ○ Evaluating atmospheric chemical reactions requires expertise in performing three-dimensional weather field modeling and air quality modeling. ○ However, if air quality must be predicted through this complicated process in all impact assessments, there will be various difficulties from the operator’s point of view. Also, it is necessary to consider whether it is appropriate to go through this process. □ Therefore, in this study, the three-dimensional photochemical model CMAQ (Community Multiscale Air Quality) was applied to the existing method to address the limitations of AERMOD, and the disadvantage of the Gaussian plume. Also, we propose to build and utilize a hybrid system that creates images of higher resolution than the 3D photochemical model with which it is difficult to express local data, using the grid of the Gaussian plume model. Ⅱ. Introduction of the CMAQ-AERMOD Hybrid System □ Internationally, the hybrid system is mainly used in health impact assessment, and there are cases where it was used to support particulate matter policies. □ In this study, as an example of application, the CMAQ-toxic hybrid model for HAPs (Hazardous Air Pollutants) analysis used in health impact assessment and the CMAQ hybrid model for criteria air pollutants (PM_2.5, NOx) analysis were applied and the results were analyzed. □ The CMAQ-AERMOD hybrid simulation performs the calculation of the CMAQ grid concentration and the corresponding coordinates through grid transformation of the AERMOD result value. Ⅲ. Simulating the Concentration of Hazardous Air Pollutants Using the CMAQ-Toxic/AERMOD Hybrid Model □ The Yeosu National Industrial Complex was selected as a place to compare the effects of VOCs with observational data in Korea, and the comparison of AERMOD, CMAQ, and hybrid results for November 2018 was performed. ○ In the case of Yeosu Industrial Complex where petrochemical facilities are concentrated, the AERMOD results showed benzene concentration of 35㎍/㎥or higher due to the influence of area sources, and in the case of mobile sources, a relatively low concentration of 0.1~0.15 ㎍/㎥was simulated. ○ The result of the CMAQ-toxic modeling was relatively lower than AERMOD at about 6㎍/㎥. As a result of the hybrid simulation, the concentration of CMAQ was corrected by the concentration gradient of AERMOD, the overall concentration decreased, and the central concentration of area sources was reduced to about 15㎍/㎥. It was confirmed that the range of the simulated results of the hybrid model was similar to that of observed results. Ⅳ. Simulating the Concentration of Criteria Air Pollutants Using the CMAQ-Toxic/AERMOD Hybrid Model □ Naepo New Town was selected as the application area for hybrid modeling of criteria air pollutants, as it is expected to emit NOx and particle matter due to the increase in residential facilities and traffic volume following the formation of a new residential area. ○ According to the AERMOD analysis, there was no clear emission from point sources, and the concentration of about 2.5ppb of NOx and about 1.5μg/㎥of PM_2.5 was simulated due to the effect of low-concentration mobile and area sources. ○ These results imply that AERMOD modeling has limitations in simulating air quality completely only with the emissions within the analysis area. As a result of hybrid modeling, the concentration of CMAQ was corrected, showing the maximum concentration of 45ppb for NOx and 50㎍/㎥for PM_2.5. Ⅴ. Application of the CMAQ-AERMOD Hybrid System in Environmental Impact Assessment □ By applying the results of Naepo New Town, CMAQ-AERMOD hybrid analysis results for the planned LNG power plant were additionally presented for use in the environmental impact assessment. The analysis result obtained using only AERMOD showed the spread of plume depending on the main wind. However, due to the low emission of pollutants, the plume was less than 0.5ppb for NOx and less than 0.05㎍/m³ for PM_2.5. ○ When combining the above results with the hybrid model and comparing the differences with the results of the hybrid model including point, mobile, and area sources, it was found that about 2.5ppb of NOx and about 0.2㎍/㎥of PM_2.5were added. □ These results confirmed the applicability of the hybrid modeling system in the future by taking into account the concentration that can affect the basic concentration outside the target area during the environmental impact assessment. These results show that the effect on secondary air pollutants can be taken into consideration in the AERMOD modeling system, and the applicability of the CMAQ-AERMOD hybrid modeling system to environmental impact assessment in the future can be confirmed.

OA2) 지자체별 대기오염물질 배출량의 미세먼지 기여도 산정 연구

문난경,서지현,김순태 한국환경과학회 2018 한국환경과학회 학술발표회 발표논문집 Vol.2018 No.11

산업단지 공급계획의 적정성 검토 방안에 관한 연구

문난경,김순태,서지현 한국대기환경학회 2012 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

주요 국가산업단지 운영으로 인한 PM_2.5 기여농도 및 조기 사망자 수 산정

문난경,하종식,서지현 한국환경정책평가연구원 2018 환경포럼 Vol.228 No.-

정부는 『미세먼지 특별대책』 및 『관계부처 합동 미세먼지 관리 종합대책』을 발표하며 국내 미세먼지 저감을 위하여 다각도로 노력하고 있다. 국내 미세먼지의 주요 원인으로 화력발전소와 경유 차량을 지목하고 있으나 국내 산업단지 운영이 미세먼지에 미치는 영향 또한 적지 않을 것으로 예상된다. 대규모 산업단지에서 무연탄을 사용하거나 소규모 산업단지가 모여 다량의 질소산화물이 발생할 경우, 미세먼지의 전구물질로 작용할 수 있다. 이에 주요 국가산업단지 운영이 국내 PM_2.5 농도 생성에 미치는 기여도를 산정하고, 그로 인한 조기 사망자 수 산정을 통해 국민건강에 미치는 영향을 평가하여 그 심각성을 진단하고 산업단지관리의 중요성을 살펴보고자 한다

환경포럼 : 지구온난화가 국내 대기질에 미치는 영향

문난경 한국환경정책평가연구원 2010 환경포럼 Vol.15 No.1

MM5와 WRF를 사용한 대기질 모델링 결과 비교

문난경,김순태 한국대기환경학회 2009 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.5월