노후 석탄발전소 가동중지에 따른 대기질 변화 조사 결과

❍ 우리 도 노후 석탄발전소(보령 1, 2호기) 일시가동중지 및 재가동에 따른 주변지역 대기질 비교 분석을 통해 대기오염 개선효과분석 및 정책자료 활용

1		현 황

□ 가동중지 시설

명 칭	시 설(용 량)	준공일자	중지기간	재가동시기
보령화력	1, 2호기(1,000MW)	1984. 9	2018. 4.1.~7.1.	2018. 7. 2.

□ 조사방법

- 조사항목 : PM10, PM2.5, NO2, SO2, CO, O3 등

- 조사방법 : 대기오염 이동측정차량 이용 24시간 연속 동시 측정

- 조사기간 : 2018. 06. 21. ~ 7. 13(23일간)

측정일	6. 21	6. 22 ~ 7. 13	비 고
조치사항	예비측정	정상측정

□ 조사지점 : 대기확산모델링 결과활용, 보령화력 영향권역 지점 선정

- 지점 : 보령시 오천면 충청수영로 826 오천면사무소 (북동쪽 5km)

□ 발전소 주변 지역 대기오염측정망 자료 분석

- 자료분석 측정소 : 주교면(동쪽 7km), 대천2동(남동쪽 10km)

2		조사 결과

1. 기상현황

구분	주풍향	풍 속 (m/s)		기 온(℃)		강우량(mm)		강우일수 (day)
		평균	최대	평균	최대	일최대	합계
가동중지 (6/21~7/2)	남서풍	1.0	2.7	22.5	28.1	22.5	238.5	6
재가동 (7/2~7/13)	남서풍	0.9	2.6	24.9	31.6	192	63	3

※ 강우량 및 강우일수는 대천항 방재기상관측소 자료임

□ 풍향은 가동중지기간, 재가동기간 모두 남서풍, 평균풍속은 0.9 m/s

□ 평균기온은 가동중지기간 22.5℃, 재가동기간 24.9℃를 기록

□ 강우량은 가동중지기간 238.5mm, 재가동기간은 63mm를 기록, 조사기간 중 강우일수는 가동중지 기간에는 6일, 재가동 기간에는 3일

<그림 1> 조사지점 및 풍배도

2. 대기질 분석결과

1) 발전소 가동중지 및 재가동기간 대기질 비교

□ 이동측정차량 조사지점인 오천면사무소와 대기오염 고정측정소지점인 주교면, 대천2동 모두 NO, NO2, CO를 제외한 PM10, PM2.5, SO2 의 일평균 농도가 가동중지기간보다 재가동기간이 감소한 것으로 조사됨.

- 6.23. ~ 6.24.의 PM10, PM2.5 고농도 영향과, 발전소외 해외 등 광역오염원의 유입 및 강우, 바람 등의 기상요소 영향으로 보임.

표1. 발전소 가동중지 및 재가동기간 대기질 변화

구분	가동중지(6/21~7/2)			재가동(7/2~7/13)
	오천면 사무소	주교면	대천2동	오천면 사무소	주교면	대천2동
PM10 (㎍/㎥)	28	24	30	22	15	14
PM2.5 (㎍/㎥)	17	15	17	11	8	7
NO (ppm)	0.002	0.001	0.003	0.007	0.003	0.004
NO2 (ppm)	0.004	0.005	0.005	0.006	0.005	0.004
CO (ppm)	0.3	0.5	0.3	0.3	0.6	0.3
SO2 (ppm)	0.002	0.007	0.003	0.002	0.003	0.003
주풍향	남서풍	남서풍	남서풍	남서풍	남서풍	동풍
평균풍속 (m/s)	1.0	1.8	1.6	0.9	1.6	2.0
강수량 (mm)	238.5			63
강우일수	6			3

- PM10과 PM2.5의 가동중지기간과 재가동기간의 농도변화는 오천면사무소지점, 주교면, 대천2동 24~30 ㎍/㎥에서 재가동 후 14~22 ㎍/㎥으로 감소하였으며 PM2.5는 15~17 ㎍/㎥에서 재가동 후 7~11 ㎍/㎥으로 감소하였음.

- NO, NO2의 경우 재가동 후 다소 증가하는 경향을 보였는데, 오천면사무소 등 3지점에서 NO의 경우 가동중지기간 0.001~0.003 ppm에서 재가동 후 0.003~0.007 ppm으로 증가하였으며, NO2는 가동중지기간 0.004~0.005 ppm에서 재가동 후 0.004~0.006 ppm으로 재가동 시에 농도편차가 더 커졌음.

- CO의 일평균 농도는 가동중지기간 0.3 ~ 0.5 ppm에서 재가동 후 0.3~0.6 ppm으로 조사되었으며, SO2의 경우 가동중지기간 0.002~0.007 ppm, 재가동 후 0.002~0.003 ppm 으로 다소 감소하였음.

<그림 2> 일별 대기질 변화 추세

<그림 3> 가동중지, 재가동기간 오염도 변화

2) 기상(강우)영향 제거 시 대기질 비교

□ 강우에 의한 대기오염물질 감소영향을 배제시키고자 강우일을 제외한 각 측정지점에서의 PM10, PM2.5, NO, NO2, CO, SO2의 일평균농도는 NO를 제외하고 전 항목이 가동중지기간보다 재가동기간이 더 낮게 조사되었다.

- 발전소 가동 영향 외 해외 등 광역 오염원의 유입 영향으로 보임.

표2. 기상(강우)영향 제거 시 대기질 변화

구분	가동중지(6/21~7/2)			재가동(7/2~7/13)
	오천면 사무소	주교면	대천2동	오천면 사무소	주교면	대천2동
PM10 (㎍/㎥)	37	34	40	24	16	16
PM2.5 (㎍/㎥)	24	22	23	12	9	8
NO (ppm)	0.002	0.001	0.003	0.008	0.003	0.004
NO2 (ppm)	0.005	0.007	0.008	0.006	0.005	0.004
CO (ppm)	0.4	0.6	0.3	0.3	0.5	0.3
SO2 (ppm)	0.003	0.012	0.004	0.002	0.006	0.003

<그림 4> 강우영향 제거 시 대기질 변화 비교

3) 풍향에 의한 대기질 비교

□ 남서풍, 서풍계열에 의한 석탄발전소의 풍하방향이 되는 오천면사무소 지점에서의 SO2, PM10, PM2.5, NO2 농도가 다소 높아지는 것으로 나타남. (그림 5)

□ PM10, PM2.5, NO2은 대부분 낮은 농도로 검출되어 풍향에 의한 농도변화 경향이 적게 나타남.

□ 석탄화력발전소 영향지역 조사는 지상관측만으로는 한계

- 풍향, 풍속, 강우 등 기상요인과 복잡한 초미세먼지 전구물질 이동경로 추적기법 등 보완필요

<그림 5> 조사지점별 PM10, PM2.5, SO2, NO2 농도장미

4) 도시대기 측정망 대기질 비교

구 분		2016년	2017년	2018년	오천면
PM10 (㎍/㎥)	측정기간 평균	39	39	29	25
	가동중지(6월)	47	43	37	31
	재가동(7월)	31	34	20	21
CO (ppm)	측정기간 평균	0.3	0.7	0.4	0.3
	가동중지(6월)	0.4	0.4	0.5	0.4
	재가동(7월)	0.3	0.5	0.3	0.3
NO2 (ppm)	측정기간 평균	0.014	0.013	0.013	0.005
	가동중지(6월)	0.016	0.014	0.014	0.004
	재가동(7월)	0.012	0.012	0.011	0.005

※ 천안, 아산, 서산, 당진 도시대기 7개 측정소 평균농도(2016~2018년)

□ 최근 3년간 도내 도시대기측정망의 평균농도의 경우, 재가동기간 측정값이 가동중지기간보다 낮았음.

□ 오천면사무소에서의 미세먼지(PM10)와 CO의 측정기간 평균농도는 충남지역 도시대기측정망과 비슷하였으며, NO2 농도는 도시대기측정망 평균농도 0.013 ppm에 비해 오천면사무소(0.005 ppm)가 낮은 것으로 조사됨.

<그림 6> 최근 3년간 충남지역 대기오염 측정망 대기질 비교

5		결 론

1. 조사지점의 주 풍향은 모두 남서풍이었으며, 평균풍속은 0.9 m/s 이었으며, 조사기간 중 강우일수(강우량)는 가동 중지기간에 6일(238.5mm), 재가동 기간에 3일(63mm) 이었음.

2. 화력발전소 가동중지 전·후의 미세먼지농도는 화력발전소가 재가동기간이 가동중지 기간보다 낮게 조사됨.

- PM10 : 가동 중지기간 12~44 ㎍/㎥, 재가동기간 13~32 ㎍/㎥

- PM2.5 : 가동 중지기간 3~31 ㎍/㎥, 재가동기간 4~18 ㎍/㎥

3. 화력발전소 가동중지 전·후의 NO, NO2는 재가동 후 다소 증가하는 경향을 보였음.

4. 강우영향 제거 후 농도 비교 시에도 NO를 제외한 전 항목이 가동중지기간보다 재가동기간에 더 낮게 조사됨.

5. 풍향에 의한 대기오염물질 농도 영향은 적게 나타났음.

6. 화력발전소 주변(오천면사무소)의 이산화질소 등 가스상물질 농도는 충남지역 도시대기측정망 농도보다 낮고, 미세먼지, CO는 유사한 수준으로 조사됨.

7. 조사기간 동안 발전소 가동 외 해외 등 광역오염원의 유입영향으로 가동중지기간에 다소 고농도로 나타남.

부록 1		보령화력 주변 대기오염물질 일평균 농도 및 강수량 현황

항목 날짜	SO2(ppm)	NO2(ppm)	PM10(㎍/㎥)	PM2.5(㎍/㎥)	O3(ppm)	CO(ppm)	강수량 (mm)
	오천면	오천면	오천면	오천면	오천면	오천면
6.22	0.003	0.005	38	25	0.079	0.4
6.23	0.003	0.005	32	19	0.079	0.4
6.24	0.003	0.005	44	31	0.099	0.5
6.25	0.001	0.004	33	20	0.062	0.4
6.26	0.002	0.004	23	19	0.077	0.3	22.5
6.27	0.002	0.003	22	11	0.090	0.4	18
6.28	0.002	0.003	14	6	0.044	0.3	3.5
6.29	0.002	0.004	38	23	0.052	0.3	0.5
6.30	0.002	0.004	35	20	0.028	0.3	2
7.01	0.002	0.003	12	3	0.031	0.1	192
7.02	0.002	0.003	16	7	0.030	0.1	42.5
7.03	0.002	0.005	25	13	0.017	0.1
7.04	0.002	0.004	23	11	0.024	0.2
7.05	0.002	0.002	28	18	0.023	0.5
7.06	0.002	0.004	13	5	0.028	0.3	2.5
7.07	0.002	0.009	18	7	0.038	0.3
7.08	0.002	0.008	22	11	0.039	0.3
7.09	0.002	0.006	14	4	0.017	0.3	18
7.10	0.002	0.005	27	15	0.018	0.3
7.11	0.003	0.009	32	17	0.018	0.3
7.12	0.002	0.006	27	12	0.011	0.3
7.13	0.002	0.005	17	8	0.011	0.3
평균	0.002	0.005	25	14	0.042	0.3
환경기준	0.05 / 일 0.15 / 시간	0.06 / 일 0.10 / 시간	100 / 일	50 / 일	0.06 / 8시간 0.1 / 시간	9/ 8시간 25 / 시간	-
충청남도 환경기준	0.03 / 일 0.10/ 시간	0.04 / 일 0.08 / 시간	80 / 일	40 / 일	0.06 / 8시간 0.1 / 시간	5/ 8시간 10 / 시간	-