[대기] 대기확산 모델: 상자모델, 가우시안모델, 분산모델, 수용모델

Q. 대기오염농도를 추정하기 위한 ‘상자모델’의 이론을 전개하기 위한 가정이라 볼 수 없는 것은?
① 고려되는 공간에서 오염물의 농도는 균일하다.
② 오염물 방출원이 지면전역에 균등히 분포되어 있다.
③ 오염원은 방출과 동시에 균등하게 혼합된다.
④ 오염물의 분해는 0차반응에 의한다.

답: 4번

Q. ‘분산모델’에 관한 설명으로 알맞지 않은 것은?
① 미래의 대기질을 예측할 수 있다.
② 2차 오염물의 확인이 가능하다.
③ 지형 및 오염원의 조업조건에 영향을 받지 않는다.
④ 새로운 오염원이 지역내에 생길 때, 매번 재평가를 하여야 한다.

답: 3번

Q. 대기예측모델이 아닌 것은?
① Vollenweider 모델
② Gaussian Plume 모델
③ Gaussian Puff 모델
④ Box 모델
⑤ Lagrangian 모델

답: 1번

Q. Gaussian 대기확산 모델의 가정으로 옳지 않은 것은?
① 오염물 확산 예상지역이 평탄하며 개방 지역일 것
② 굴뚝으로부터 방출되는 확산 물질이 시간에 따라 화학적 물리적으로 점진적인 감소가 있을 것
③ 해당지역 주변의 바람 속도가 일정할 것
④ 해당 대기오염 물질의 배출률은 일정할 것
⑤ 오염물질이 대지에 닿을 경우 흡수되지 않고 반발되는 것으로 가정할 것

답: 2번

Q. 대기 오염원 영향 평가방법 중 수용모델에 관한 설명으로 알맞지 않는 것은?
① 기초적인 기상학적 원리를 적용, 미래의 대기질을 예측하여 대기오염제어 정책 입안에 도움을 준다.
② ‘모델링’이라는 협의의 개념보다는 대기오염물질의 물리화학적 분석과 각종 응용통계분석까지를 포함한 광의의 개념으로 이용되고 있다.
③ 모델의 분류로는 오염물질의 분석방법에 따라 현미경 분석법과 화학분석법으로 구분한다.
④ 측정자료를 입력자료로 사용하므로 시나리오 작성이 곤란하다.

답: 1번

● 대기확산 모델
- 영향인자: 대기안정도, 누출지점의 높이, 누출된 초기물질의 부력과 운동력
① 상자모델
- 오염원은 방출과 동시에 균등하게 혼합된다.
- 오염물 방출원이 지면전역에 균등히 분포되어 있다.
- 배출오염은 다른 물질로 전환되지 않고 1차 반응만 한다
- 배출원은 면 배출원이다
- 바람의 방향과 속도는 일정한다
- 대기오염물질 평균 농도의 시간적 변화 및 화학적 변화를 예측하기 위해 주로 사용됨
- 고려되는 공간의 수직단면에 직각방향으로 부는 바람의 속도가 일정하여 환기량이 일정하다
- 상자 안에서는 밑면에서 방출되는 오염물질이 상자 높이인 혼합층까지 즉시 균등하게 혼합된다

② 수용모델
- 오염원의 기여도를 추정하는 모델
- 새로운 오염원, 불확실한 오염원과 불법 배출 오염원을 정량적으로 확인 평가할 수 있다.
- 지형, 기상학적 정보 없이도 사용 가능하다.
- 수용체 입장에서 영향평가가 현실적으로 이루어질 수 있다.
- 현재나 과거에 일어났던 일을 추정하여 미래를 위한 계획을 세울 수 있으나, 미래 예측은 어렵다.
- 측정자료를 입력자료로 사용하므로 시나리오 작성이 곤란하다.
- 불법배출오염원을 정량적으로 확인, 평가할 수 있다.
- 입자상, 가스상 물질, 가시도 문제등 환경전반에 응용할 수 있다.
- ‘모델링’이라는 협의의 개념보다는 대기오염물질의 물리화학적 분석과 각종 응용통계분석까지를 포함한 광의의 개념으로 이용되고 있다.
- 모델의 분류로는 오염물질의 분석방법에 따라 현미경 분석법과 화학분석법으로 구분한다.

③ 분산모델
- 점, 선, 면오염원의 영향을 평가할 수 있다
- 미래의 대기질을 예측할 수 있어 시나리오 작성이 가능하다
- 2차 오염물의 확인이 가능하다.
- 오염물의 단기간 분석시 문제가 된다
- 지형 및 오염원의 조업조건에 영향을 받는다
- 새로운 오염원이 지역내에 생길 때, 매번 재평가를 하여야 한다.
- 먼지의 영향평가는 기상의 불확실성과 오염원이 미확인인 경우에 문제점을 가진다
- 오염발생원의 운영 및 방지장치의 설계특성을 평가할 수 있다

④ 가우시안 분산 모델
- 장기적인 대기오염도 예측에 사용이 용이하며 가장 널리 쓰이는 모델이다
- 배출물질은 장기간 공기 중에 부유하는 부유물질이라고 가정하고 입경이 미세한 에어로졸도 포함한다
- 대기오염물질 배출원에서 오염물질의 연속적 배출 때문에 풍하방향으로의 확산은 무시한다
- 배출된 오염물질은 플룸(plume) 내에서 없어지거나 다른 물질로 바뀌지 않는다
- 오염농도가 연기 중심축으로부터 거리에 따라 정규분포를 이룬다는 가정하에 대기오염물질 확산을 예측한다
- 오염물질의 중심축에 오염물질이 가장 높은 농도로 존재한다
- 배출원 중심선에서 멀어질수록 확산농도는 감소한다.
- 오염물은 기체상 물질 또는 10㎛ 이하의 미소 입자이다.
- 배출된 후 광화학 반응 등에 의해 다른 물질로 변하지 않는다.
- 지표상의 흡수, 흡착 등이 일어나지 않는다.
- 오염물질의 배출이 일정한 정상상태를 유지한다고 가정한다
- 점배출원으로부터 오염물질의 연속적 방출을 가정한다
- 기본조건은 정상상태로 규정한다
- 연직방향 풍속은 고려하지 않고 풍속 및 난류확산계수는 일정하다
- 중·장기적 대기오염도 예측에 용이하다
- 평탄지역에 최적화되도록 개발되었다
- 연기의 퍼지는 모양에서 가우시안 확산모델을 적용할 수 있는 가장 이상적인 연기형태: coning
- 확산방정식은 질량확산과 Bulk 운동에 의한 순수한 변화율이 미소체적내의 질량변화율과 같다는 물리적 의미를 갖고 있다.
- 연기가 지면에 도달할 때 흡수되거나 침전하는 것은 고려하지 않았다.