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이슈논문 사회적으로 이슈가 되고 있는 주제와 관련된 논문을 추천해 드립니다.


1.

권우진 ( Woo Jin Kwon ) , 김영재 ( Young Jae Kim ) , 변정호 ( Jung Ho Byeon )

이 연구에서는 중등학교에서 사용할 수 있는 미세먼지 포집 장치를 직접 설계 및 제작하고 이를 통해 미세먼지에 포함된 중금속 및 미생물을 분석하는 활동이 가능한지 여부를 탐색하고자 한다. 중등학교 현장의 과학 탐구활동을 위해 청주지역에서 미세먼지를 포집하는 방법과 그 속에 포함된 중금속 및 미생물을 분석하였다. 미세먼지의 포집장소는 청주지역대학교의 4층 건물 옥상에서 포집하였다. 모터 펌프, 인넷, 지름 1.0 μm 테프론필터, 필터 홀더 등을 이용하여 포집장치를 제작하였다. 이 포집장치를 이용한 미세먼지 포집은 2013년 12월-2014년 6월까지 진행하였다. 포집한 미세먼지의 중금속성분과 미생물 포함 여부를 분석하였다. 중국에서 날아온 미세먼지 속에는 Cu, Zn, Cd, Ni, Pb 등인위적인 오염물질로 판단되는 중금속 성분이 국내 기원 미세먼지 보다 많았다. 더 나아가, 미세먼지 속에는 중금속 뿐만 아니라, 곰팡이나 세균같은 미생물도 다량 포함하고 있었다. 이 연구는 미세먼지가 중금속 뿐만아니라 미생물도 포함하고 있으므로, 이에 대한 체계적인 연구와 모니터링이 필요함을 시사한다고 할 수 있다. 또한, 이 연구는 중등학교 과학실험의 사례로 제공될 수 있다.
2.

김영욱 ( Yungwook Kim ) , 이현승 ( Hyunseung Lee ) , 장유진 ( Youjin Jang ) , 이혜진 ( Hyejin Lee )

이 연구는 미세먼지 인간 심리 모델의 일반인 인터뷰 결과를 일반화할 수 있는지 확인하고, 미세먼지에 대한 주관적 인식을 바탕으로 공중을 세분화하였을 때, 공중 특성에 따라 위험에 대한 인식, 예방 행동 의도, 정보탐색과 처리에 차이가 나타나는지 알아보는데 그 목적이 있다. 연구 결과, 응답자들은 중국 원인을 강조하면서 미세먼지 현황과 건강 영향이 심각하다고 느끼며, 저감보다 적응이 더 중요하다고 보고함으로써 미세먼지 인간 심리 모델 인터뷰 결과와 설문 결과가 상당 부분 일치하는 것으로 나타났다. 한편, 미세먼지에 대한주관적 인식을 바탕으로 공중을 세분화한 결과, 중국 귀인 집단, 위험 낙관 집단, 위험 관심 집단으로 나뉘었으며, 군집 특성에 따라 위험 인식, 예방 행동 의도, 정책 참여 의도, 정보 탐색과 처리에 모두 통계적으로 유의미한 차이가 발견되었다. 이러한 결과를 토대로 공중 특성에 따른 위험 커뮤니케이션의 전략적 함의를 제안하였다.
3.

권준현 ( Jun Hyeon Kwon ) , 임예지 ( Yae Ji Lim ) , 오희석 ( Hee Seok Oh )

고농도 미세먼지(PM10)에 노출되는 것은 호흡기 질환 뿐만 아니라 피부, 안구, 심혈관계 질환 등을 야기한다. 따라서 미세먼지 농도를 정확히 예측하는 방법을 개발하는 것은 국민건강과도 깊은 관련이 있다. 현재 국립환경과학원에서는 미세먼지 농도가 높은 \나쁜날씨”를 예측하기 위해 의사결정나무 모형을 사용하고 있다. 그러나 모형 자체의 불안정성은 차치하더라도 의사결정나무는 전체 데이터의 9%밖에 차지하지 않는 “나쁜날씨”를 예측하기에 적합하지못하다. 본 논문에서는 국립환경과학원에서 사용하는 모형의 부정확성과 부적절성을 제시하는 한편, 분위수 손실 함수를 적용한 새로운 모형의 유용성을 제시한다. 그리고 새로운 모형의 성능을 여러 값에 대해 평가하고 비교를 통해 기존 모형 교체의 타당성을 보인다.
4.

박성진 , 봉춘근 , 이정주

[연구배경] 실내의 미세먼지에는 중금속입자 및 각종 유해세균 등이 함유되어 있어 인체에 심각한 피해를 야기시킬 수 있으며, 최근 일반건물 및 병원, 백화점, 지하철 등 다중이용시설에서의 활동시간이 크게 늘어나고 있어 미세먼지의 실시간 모니터링에 대한 필요성이 점차 확대되고 있다. 기존의 공정시험법에 의한 미세먼지 측정장치의 경우 크기가 대형이고 가격이 고가여서 장치가 요구되는 여러장소에 설치하는데 제약이 따르므로 소형이면서 비교적 저렴한 가격대의 실시간 모니터링이 가능한 장치의 검증 및 보정방법에 대한 개발이 필요하다. [연구목적] 본 연구의 목적은 현재 시중에 판매되고 있는 간이 미세먼지 측정센서를 다중 이용시설 등에 적용하기 위하여 챔버제작 및 기존의 고감도 미세먼지 측정기와의 비교 후 보정하기 위한 실험장치를 개발하고자 하였다. [연구방법] 먼지센서는 신예이(일본)에서 최근 개발한 PPD-60V를 사용하였으며, ADC장치를 이용하여 센서로부터 발생하는 전압을 디지털로 전환하여 메인보드를 통해 LCD 판넬 및 컴퓨터에서 확인할 수 있도록 제작하였다. 먼지측정장치는 시중에 나와있는 제품중에서 실시간 측정이 가능하면서 비교적 간편한 작동이 가능하고 감도가 뛰어난 Grimm(독일)에서 개발한 모델1.105를 표준장치로 사용하여 실험하였다. 먼지측정을 위해 가로 50cm, 세로 50cm, 높이 50cm의 아크릴 챔버를 제작하였으며 내부에 팬을 설치하여 먼지가 균일하게 혼합되도록 하였다. 실험시 입경이 작은 먼지를 발생시키기 위해 담배연기를 사용하였으며, 챔버내부의 먼지농도를 1,000㎍/m3 부근까지 높인 후 점차로 내부의 연기를 외부로 유출시켜 농도를 낮추면서 간이 먼지측정센서와 표준측정장치를 비교하여 검량선을 통해 분석하여 보정하였다. [연구결과] 표준측정장치의 경우 챔버 내부의 먼지농도를 고농도에서 저농도로 낮춤에 따라 신속하게 즉각적으로 일정한 반응을 나타냈으며, 간이측정장치는 반응시간이 다소 지체되어 4~5초이후에 농도의 변화를 감지하였다. 간이측정장치를 보정한 후 먼지농도를 측정한 결과 표준측정장치와 상당히 근접한 농도를 나타내었으며, 200㎍/m3 이하의 농도에서는 표준장치와 70%정도의 정확도를 보였으나, 200㎍/m3이상에서는 90%이상의 정확도를 나타내었다.
5.

이훈자 ( Hoon Ja Lee )

미세먼지 농도는 국가의 중요한 환경 척도 중의 하나이다. 본 연구에서는 경기도 남부에 위치한 수원시 2003년-2009년 미세먼지 농도를 주위에서 쉽게 구할 수 있는 대기자료와 기상자료를 이용하여 자기회귀오차모형으로 월별로 분석하였다. 미세먼지 농도 분석을 위한 대기자료는 이산화황, 이산화질소, 일산화탄소, 오존 등을 사용했고, 기상자료로는 일 최고온도, 풍속, 상대습도, 강수량, 일사량, 운량을 사용하였다. 분석 결과, 자기회귀오차모형으로 월별 미세먼지 농도를 13%-49% 정도 설명할 수 있다.
6.

송인상 ( In-sang Song ) , 김선영 ( Sun-young Kim )

미세먼지(PM10)의 건강영향에 대한 많은 연구들은 정부의 대기오염 측정자료를 이용해서 악영향을 보고했다. 정부 대기오염 측정자료가 제한된 수의 측정소에서 생산되는 반면, 사망률이나 유병률과 같은 정부생산 건강결과 자료는 지역별로 집계되어 공개된다. 따라서 정부에서 생산하는 건강통계자료를 이용해서 건강영향을 분석하기 위해서는, PM10 농도의 지역적인 대푯값을 산출할 필요가 있다. 본 연구에서는 서울특별시를 대상으로 이전 연구에서 개발된 점 사상에 대한 PM10농도 예측 모형을 이용하여 구별 대푯값을 산정하였다. 이를 위해, 세 가지 종류의 위치들을 대상으로 지점들을 생성한 후, 그 지점들에 예측한 PM10 농도의 구별 평균으로 구별 대푯값을 구했다. 세 가지 위치는 16,230개 집계구 내 가장 넓은 주거지역의 중심점, 424개 동 주민센터, 610개 1km 격자의 중심점이었다. 위치별 구별 대푯값들을 비교하기 위하여 측정치와의 관련성 및 추정치 간 관련성을 탐색하였다. 측정치와의 비교 결과, 측정치와 세 가지 구별 대푯값 추정치들 간의 관련성은 위치의 인구 대표성이 높아짐에 따라 향상되었고(R2=0.06-0.59), 상호비교에서는 격자중심점을 이용한 추정치가 다른 추정치들과의 관련성이 상대적으로 낮았다(0.35-0.47). 본 연구는 PM10의 지역별 평균 농도를 추정함으로써 향후 정부 통계에 기반한 전국 규모의 지역 단위 건강영향분석 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
7.

이원석 ( Won Seok Lee ) , 백창룡 ( Chang Ryong Baek )

본 논문은 최근 많은 관심을 받는 미세먼지 (PM10)의 일별 평균농도에 대해서 전국 16개 시도에서 2008년부터 2011년까지 관측한 다변량 시계열 자료에 대한 연구이다. 다변량 시계열 모형을 이용해서 시간 및 공간에 대한 상관관계를 동시에 고려, 일변량 혹은 특정 지역에 국한해서 분석한 기존의 연구와 차별성을 두었다. 또한 Davis 등 (2013)이 제안한 부분 스펙트럼 일관성 (partial spectralcoherence)을 통해 다른 지역간의 상호 의존성을 파악하고 이를 토대로 변수 선택을 통해 희박벡터자기회귀모형 (sVAR; sparse vector autoregressive model)을 적합하는 방법론을 적용하여 고차원 자료 분석의 단점 및 한계를 보완하였으며 예측력 비교를 통해서 sVAR 모형 적합의 타당성을 검증하였다.
8.

공성용

본 연구에서는 PM2.5에 의한 호흡기계 질병 유발영향을 분석하고, 지역별로 배출량 기여도가 배출원별로 다름을 감안하여 지역별로 우선 필요한 관리수단이 무엇인지 제안하는 것을 주목적으로 한다. 다만, PM2.5의 질병에 미치는 영향은 측정자료의 한계로 서울지역에 국한하였고, 관리정책과 관련한 대상 도시는 산업도시인 울산과 일반 대도시인 광주와 대전이다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. PM2.5의 건강영향 평가 및 건강편익 산정 2006년부터 2010년까지 서울시를 대상으로 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)가심혈관계 입원과 호흡기계 입원에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 대기질 개선에 따른 건강편익을 추산하였다. 대기오염의 건강영향을 평가하기 위해 일반화 부가모형(GAM)을 적용하였고, 대기질 개선의 건강편익을 추정하기 위해 BenMAP을 사용하였다. 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)는 심혈관계 입원 발생위험을 통계적으로 유의하게 높이고 있었다. 전체연령 집단과 65세 이상 연령집단에서, 미세먼지(PM10) 10 ㎍/m3 증가 시 심혈관계 입원 발생위험은 1.16 %(95 % CI : 0.80~1.51 %)과 2.08 %(95% CI : 1.54~2.63 %) 높였다. 또한 초미세먼지(PM2.5) 10 ㎍/m3 증가 시 전 심혈관계 입원 발생위험은 2.00 %(95 % CI : 0.90~3.11 %)과 3.74 %(95 % CI : 1.99~5.51%) 높였다. 또한 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)는 호흡기계 입원 발생위험을 통계적으로 유의하게 높이고 있었다. 전체연령 집단과 65세 이상 연령집단에서, 미세먼지(PM10) 10 ㎍/m3 증가 시 호흡기계 입원 발생위험은 0.66 %(95 % CI : 0.24 ~ 1.07%)과 1.84 %(95 % CI : 0.95 ~ 2.74 %) 높였다. 또한 초미세먼지(PM2.5) 10 ㎍/m3 증가 시 호흡기계 입원 발생위험은 1.06 %(95 % CI : 0.18 ~ 2.31 %)과 8.84 %(95% CI : 6.09 ~ 11.66%) 높였다. 서울시의 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 농도 수준이 WHO에서 권고하고 있는 대기질 기준을 달성한다고 가정하였을 때, 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 농도 개선으로 기대되는 심혈관계와 호흡기계 입원 감소의 건강편익을 산출하였다. 건강영향 평가와 건강편익 분석에서 제한점과 불확실성이 있으나, 우리나라에서 국민의 건강을 보다 체계적으로 보호하기 위해서는 대기질 기준 항목 선정과 대기질 기준농도 설정에서 건강부문의 비용과 편익 분석이 반드시 필요하다. 2. 초미세먼지(PM2.5)의 관리정책연구 미래 배출량 전망 결과는 두 가지 중요한 시사점을 보여주는데, 배출원의 배출 기여도가 미래에는 현재와는 다를 것이라는 사실과 배출원 중요도가 지역별로 큰 차이를 보인다는 사실이 그 것이다. 예를 들어, 현재는 도로이동 오염원의 배출 비중이 높아 이의 대책이 중요하지만 10년 후에는 비도로이동오염원 등 다른 배출원 관리가 중요해진다. 그리고 산업도시(울산)와 일반 대도시(광주, 대전)의 주요 배출원은 확연하게 구별된다. 그런데 해당 지자체의 대기환경개선 예산투자실적을 보면 현재 중앙정부의 대기관련 예산지원은 산업지역과 일반 도시지역을 구분하지 않고 거의 모두 도로이동 오염원에 집중되어 있음을 알 수 있다. 따라서 대기환경개선 효과뿐만 아니라 예산투입의 효율성 제고를 위해서도 두 가지 측면에서의 개선이 필요하다. 첫째는 현재 배출량뿐만 아니라 미래 배출량 전망을 동시에 고려하여 삭감대책의 우선순위를 결정하고 예산지원도 이루어져야한다. 둘째는 도시 특성(배출원 기여도)에 맞도록 삭감수단을 설계하고 적용하는 것이 필요하다. 이는 산업시설이 주된 배출원인 도시는 산업시설에서의 배출량 삭감이 정책의 우선순위가 되고 필요하다면 예산지원도 이루어져야 한다는 뜻으로 일반 대도시의 경우에도 마찬가지이다. 그런데, 지역별 주요 배출원과 관리가 용이한 오염물질이 서로 상이하여 정부 주도의 지역관리는 한계가 있으므로, 지자체의 책임과 역할을 강화하는 방향으로 대기환경규제지역 제도를 개선하는 것이 유용할 것으로 보인다.
9.

공성용

본 연구는 2015년부터 시행 예정인 PM2.5의 대기환경기준 신설에 따른 건강영향 및 관리정책을 마련하는 데 목적이 있다. 이를 위해 “PM2.5의 농도분포 및 물리·화학적 특성 분석”, “PM2.5의 건강영향 평가 및 건강편익 산정”, “PM2.5의 배출량 추정 및 관리정책 로드맵”의 세 분야로 나누어 분야별 세부주제에 대하여 연구를 진행하였다. 1. PM2.5의 농도분포 및 물리·화학적 특성 분석PM2.5 구성성분을 보면 황산암모늄과 질산암모늄의 질량이 전체 질량의 37 %(겨울)∼76 %(여름)를 차지하고 있어 2차 입자의 비중이 크며, 이는 SPSS 통계프로그램을 이용한 PM2.5와 다른 오염물질과의 상관관계 분석에서도 확인 되었다. 따라서 PM2.5관리를 위해서는 1차 입자의 관리뿐만 아니라 2차 입자를 생성하는 SOx와 NOx 그리고 암모니아의 관리도 함께 필요하고 지역별로 PM2.5의 구성성분의 차이가 있기에 지역별분석결과에 근거한 차별화된 정책이 필요하다고 할 수 있다. 시간대별 PM2.5 농도 패턴은도로 재비산 먼지가 PM2.5보다는 PM10의 농도에 더 큰 영향을 미치기 때문에, 도로살수와 같은 대책들은 PM2.5 농도 개선에는 제한적인 효과를 가져올 가능성이 높은 것으로 판단된다. 한편 장거리 이동에 의한 황사는 PM2.5와 PM10 모두의 농도를 증가시키지만 상대적으로 PM10 농도 증가가 훨씬 큼을 확인할 수 있었다. 마지막으로 인체위해성 측면에서 PM2.5의 구성성분 중 OC와 중금속(특히 전이금속)은 유해성이 크기에 이러한 성분의 삭감 및 관리가 우선되는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 2. PM2.5의 건강영향 평가 및 건강편익 산정본 연구에서는 2006년부터 2010년까지 서울시를 대상으로 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)가 사망에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 대기질 개선에 따른 건강편익을 추산하였다. 대기오염의 건강영향을 평가하기 위해 일반화 부가모형(GAM)을 적용하였고, 대기질 개선의 건강편익을 추정하기 위해 BenMAP을 사용하였다. 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)는 사망발생위험을 통계적으로 유의하게 높이고 있었다. 전체연령 집단과 65세 이상 연령집단에서, 미세먼지(PM10) 10 ㎍/㎥증가 시 전체원인 사망발생위험은 0.44 %(95 % CI : 0.25 ∼0.63 %)과 0.64 %(95% CI : 0.41 ∼0.87 %) 높였다. 또한 초미세먼지(PM2.5) 10 ㎍/㎥ 증가 시 전체원인 사망위험은 0.95 %(95 % CI : 0.57 ∼ 1.34 %)과 1.37 %(95 % CI : 0.90 ∼1.84 %)높였다. 서울시의 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 농도 수준이 WHO에서 권고하고 있는 대기질 기준을 달성한다고 가정하였을 때, 미세먼지(PM10)와 초미세먼지 (PM2.5)의 농도 개선으로 기대되는 조기사망 감소의 건강편익을 산출하였다. 건강영향 평가와 건강편익 분석에서 제한점과 불확실성이 있으나, 우리나라에서 국민의 건강을 보다 체계적으로 보호하기 위해서는 대기질 기준 항목 선정과 대기질 기준 농도 설정에서 건강부문의 비용과 편익 분석이 반드시 필요하다. 3. PM2.5의 배출량 추정 및 관리정책 로드맵본 절에서는 PM2.5 배출량 산정을 위해 대기정책지원시스템(CAPSS, Clean Air Policy Support System) 배출목록에서 누락된 배출원을 추가하였고 배출량 산정시에도 최신의 활동도 자료 및 방법론을 적용하였기 때문에 기존의 다른 연구결과에 비해 정확도가 높아졌다고 생각된다. 하지만 여전히 불확실성이 큰 배출원이 존재하는데, 특히 제조업의 경우가 그러하였다. 따라서 제조업을 중심으로 다량배출원에 대해서는 추가적인 검토가 필요하며, 국가 공식적인 배출량 인벤토리의 구축이 요구된다. 배출량 추정결과 특이한 점은 CAPSS에서 누락된 배출원의 배출량이 크다는 점과 이제까지 큰 관심을 가지지 않았던 배출원이 대량 배출원으로 나타난 점이다. 예를 들어 비금속광물 제품 제조업, 숯가마, 노천소각, 1차 금속산업등이 그것인데, PM10 다량 배출원 순위와는 차이가 남을 확인하였다. PM2.5 관리와 관련해서는 기본 데이터 부족과 오염현상에 대한 이해가 아직 부족하다는 현실을 감안하여, 우선은 1차 입자 또는 독성관리 위주의 접근이 바람직하다고 결론지었다. PM2.5의 조성 중 sulfate나 nitrate와 같이 2차 생성물질의 중량비중이 큰 상황을 감안하면, 우선적으로 황산화물과 질소산화물, 암모니아의 삭감이 효과적이지만, 이들 오염물질이 삭감된다 하더라도 얼마만큼이나 PM2.5의 농도 개선에 기여할 수 있을 것인지 정량적인 분석이 이루어지지 않았고 조만간 해결될것도 아니기 때문에, OC나 중금속과 같은 유해성이 큰 물질을 우선적으로 삭감하고 이후 준비를 통해 SOx, NOx 등 기체 상 오염물질을 삭감하는 전략을 제안하였다. 마지막으로, PM2.5의 농도현황과 조성, 현재의 관리여건과 외국의 사례를 검토하여 인벤토리 구축, 측정 자료의 확보, PM2.5의 오염현상 규명, 그리고 사업장 관리라는 4개의 범주에 대하여 정부가 추진해야할 정책과제를 4단계에 걸쳐 제안하였다.
10.

강현호 ( Hyun Ho Kang )

미세먼지는 먼지의 일종으로 볼 수 있으며, 먼지에 대해서는 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상물질을 말한다고 하므로, 미세먼지는 지극히 작은 먼지라고 할 수 있다. 미세먼지는 침묵의 살인자라는 명칭과 함께 그 위험성이 보도되고 있으며, 여러 연구에 의하여 암을 유발한다든가 수명을 단축시키는 해악을 끼치는 것이 증명되고 있다. 이러한 미세먼지는 우리 헌법이 보호하고 있는 국민의 건강권을 심대하게 침해하고 있으므로, 법적인 대응이 요청된다. 아직까지는 미세먼지에 대한 법적인 고찰이 제대로 이루어지지 아니하였는바, 본고에서는 미세먼지의 법적 성질로서 대기환경보전법상의 유해물질로 규명하게 되었으며, 따라서 미세먼지에 대해서는 민사법제나 공물법제의 차원보다는 우선적으로 환경법제로서 대응방안을 모색하여야 한다고 보았다. 미세먼지에 대한 환경법의 대응을 위해서는 환경법의 기본원칙으로서 사전배려의 원칙, 원인자 책임의 원칙 그리고 협동의 원칙에 기초하여 미세먼지에 대한 지속적인 법적 대응이 요청된다고 보았다. 미세먼지에 대한 환경법적 대응에 있어서는 그 속성상 결국 국가의 개입이 중요한 기능을 수행하게 되는바, 미세먼지가 한계수치를 초과하여 피해를 입는 국민이나 주민이 행정에 대해서 개입을 하여 줄 것을 소구할 수 있는가가 법적으로 주요한 쟁점이 될 수 밖에 없다. 이러한 문제에 대해서 우리나라에서는 아직까지 제기된 사안이 없으나 독일에서는 이미 연방행정법원에서 내린 판례가 존재하고 있는바, 이러한 판례에 의하면 미세먼지를 규율하는 법령의 제3자 보호규범성을 긍정하고 있다. 따라서 한계수치를 초과하는 미세먼지로 인하여 건강이나 재산상 손해를 입는 국민이나 주민은 행정청을 상대로 개입을 소구할 수 있다고 보았다. 이 경우에 다만 미세먼지를 예방하기 위한 계획들을 수립하여 달라는 청구는 행정의 재량을 과도하게 제한하므로 인용되지 아니하였으며, 교통의 제한을 수반하는 조치를 취하여 달라는 청구는 인용이 되었다. 우리나라에서는 아직 미세먼지를 규율하는 법령의 제3자 보호규범성 조차 긍정하고 있지 아니한 바, 미세먼지가 가지는 위험성에 비추어 볼 때 관련 법령을 해석함에 있어서 제3자 보호규범성의 인정 여부와 관련하여 보다 전향적인 자세가 요청된다고 사료된다.