In this work, the present concentration levels of total gaseous mercury (TGM) are compared among three East Asian countries, Korea, China, and Japan. Comparison of Hg distribution patterns was made by selecting representative figures for each type of land use among those three countries. The results of the analysis indicate that Hg concentrations within a country can fall into a wide range due probably to the diversity of source processes. It is seen that the urban areas of China and Japan generally exhibit large spatial variability with notably high Hg levels (above 10 ng m-3), compared to their Korean counterparts. Although the presence of high Hg levels in Chinese locations can be accounted for by the major man-made source processes (e.g., the use of coal), the causes of unexpectedly high Hg data in Japanese sites appear to be rather complicated. The Hg concentration levels in relatively remote locations however show much reduced values, above 3 ng m-3, which is still higher than the typical background concentrations of 1 to 2 ng m-3 in Europe or America. Considering that the presence of unusually high Hg levels in urban areas of Asia is the consequence of man-made activities, the prevalence of excessively high Hg values in certain regions of the Asian continent needs further research to accurately assess the fundamental picture of Hg geochemistry in the East Asia.

2001년 3월말 기간을 중심으로 강화도 하리지점에서 대기 중 수은의 토양-대기간 교환율의 측정을 시도하였다. 본 연구에서 수은의 농도구배를 측정하고 이를 미기상학적 인자와 결합하는 방식으로 수은의 플럭스값을 산축하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 강화지역의 수은 농도는 일반적으로 도심환경에서 발견되는 수준보다는 현저하게 낮은 수준인 것을 확인할 수 있었다. 그러나 측정된 플럭스값은 200ng/m2/h에 근접하여 일반적으로 청정한 환경에서 발견되는 수준을 훨씬 초과하는 것으로 나타났다. 연구기간 동안 관측된 주요 환경변수들의 분포경향을 비교해 보면, NOx와 PM등을 포함하는 대부분의 변수들은 배출시의 농도가 침적시의 농도에 비해 높게 나타났다. 반면 기상학적 요인들은 이러한 경향성이 고온 또는 저습도에서 뚜렷하게 확인되었다. 상관분석의 결과에 따르면, 배출시에 대부분의 오염인자들이 수은과 강한 양의 상관성을 보여주었지만, 침적시에는 그러한 경향이 역전되는 것으로 나타났다. 특히 흥미로운 사실은 침적시에 수은관련 변수들은 미세입자와 어느 정도 연계성을 띠는 것을 확인시켜 주었다.

1980년대 말 시점과 1990년대 말 시점을 비교구간으로 설정하여 서울 한남동지역에 대한 대기중 수은의 농도분포변화양상을 비교해 보았다. 긴 시간 동안 발생원과 소멸원이 지닌 관계의 변화와 같은 영향에 의해, 양 기간대의 농도분포는 절대적 및 상대적 관점에서 모두 뚜렷한 차이를 보여 주었다. 80년대말 시점의 농도가 14.4±9.56 ngm-3인데 반해, 90년대 말 시점에는 이보다 1/3 가까이 감소한 5.34±3.92ngm-3를 유지하였다. 두 기간대에 관측된 농도 및 주변환경변수를 여러 가지 주기별로 수은의 농도분포양상을 비교해 보았다. 24시간 주기 또는 계절별로도 양기간대의 농도분포는 뚜렷한 차이를 보여 주었다. 과거 시점에는 낮 시간대에 고농도가 발생하는 현상이 빈번한데 반해, 현 시점에서는 이러한 양상을 확인하기가 어려웠다. 또한 계절적으로 겨울철에 고농도가 집중되는 현상은 과거나 현재나 유사하지만, 과거의 경우 겨울철 고농도가 여타 계절에 비해 확연했던데 반해, 최근의 분석결과는 계절간 차이가 상당 수준 줄어 들었다는 것을 보여 주었다. 이들 자료를 이용하여, 여러 가지 통계분석을 실시한 결과, 양 기간대에 현저하게 차이가 나는 농도분포는 주로 각 기간대별로 수은의 농도를 조절하는 주생성원의 성격이 현저하게 다른 데 따른 가능성이 강할 것으로 사료된다.

대규모 면오염원으로 간주되는 난지도지역을 중심으로 2000년 봄 기간중 대기-지표간 수은의 교환율을 측정하고, 측정자료를 기초로 수은의 교환현상을 분석하였다. 측정결과에 의하면 난지도지역은 대규모 면오염원으로 대량의 수은을 배출할 뿐아니라 동시에 대규모의 침적을 경험하는 것으로 나타났다. 일주기별로 농도, 농도구배, 플럭스의 절대치를 분석한 결과 대규모 배출과 침적은 오후시간대에 왕성하게 진행되는 것으로 나타났다. 그러나 이들의 발생빈도에 대한 분석결과는 배출이 새벽 또는 저녁에 빈번하게 발생하는데 비해, 침적은 주로 오후시간대에 집중된다는 것을 확인하였다. 풍향대별로 발생빈도와 교환율을 비교한 바에 따르면, 대규모 침적을 유도하는 외부배출원이 동쪽지역에 위치해 있다는 것을 추정할 수 있었다. 특정 풍향에서 침적이 집중된 점을 감안하여, 침적이 집중된 방향의 자료군과 배출이 지배적으로 발견된 전체자료를 이용하여 조건별 환경인자의 변화동향을 배출/침적비로 환산하여 비교하였다. 그 결과 대부분의 오염인자들의 농도는 외부여건에 따라 규칙적인 변화양상을 보여주었다. 상관분석의 결과는 이들의 거동이 교환현상의 수직적인 방향-침적 또는 배출-의영향을 민감하게 반영하는 것으로 나타났다. 요인분석의 결과는 배출시에 기온과 같은 요인에 의해 유도되는 부분이 그리고 침적시에는 기온, 오존, 비메탄계 탄화수소와 같이 외부인자의 영향을 반영하는 요인들이 복합적으로 중요하게 작용할 수 있다는 점을 시사하였다. 난지도지역을 중심으로 한 수은의 자료를 추정한 결과 연간규모로 약 6kg의 수은이 배출되는 것으로 나타났다.

The objectives of this study were to measure ambient total gaseous mercury (TGM) concentrations in Seoul, to analyze the characteristics of TGM concentration, and to identify of possible source areas for TGM using back-trajectory based hybrid receptor models like PSCF (Potential Source Contribution Function) and RTWC (Residence Time Weighted Concentration). Ambient TGM concentrations were measured at the roof of Graduate School of Public Health building in Seoul for a period of January to October 2004. Average TGM concentration was 3.43±1.17 ng/㎥. TGM had no notable pattern according to season and meteorological phenomena such as rainfall, Asian dust, relative humidity and so on. Hybrid receptor models incorporating backward trajectories including potential source contribution function (PSCF) and residence time weighted concentration (RTWC) were performed to identify source areas of TGM. Before hybrid receptor models were applied for TGM, we analysed sensitivities of starting height for HYSPLIT model and critical value for PSCF. According to result of sensitivity analysis, trajectories were calculated an arrival height of 1000 m was used at the receptor location and PSCF was applied using average concentration as criterion value for TGM. Using PSCF and RTWC, central and eastern Chinese industrial areas and the west coast of Korea were determined as important source areas. Statistical analysis between TGM and GEIA grided emission bolsters the evidence that these models could be effective tools to identify possible source area and source contribution.

Removal of elemental mercury (Hg0) with the reactive species produced from dielectric barrier discharge (DBD) was studied. We investigated the effect of operating parameters such as the applied voltage, residence time, initial concentration and co-existence of other pollutants. The removal of Hg0 was significantly promoted by an increase in the applied voltage of the DBD reactor system. It is important to note that at the same input power, the removal efficiency of Hg0 was much higher than that of NO gas. These results imply that if the DBD system is used as a NOx treatment facility, it is capable of removing Hg0 simultaneously with NOx.