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	2019. 3.1.~6.30.	2019. 7. 1.

□ 조사방법

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

- 조사방법 : 대기오염 이동측정차량 이용 24시간 연속 동시 측정

- 조사기간 : 2019. 06. 21. ~ 7. 18(28일간)

측정일	6. 20	6. 21 ~ 7. 18	비 고
조치사항	예비측정	정상측정

□ 조사지점 : 대기확산모델링 결과활용, 보령화력 영향권역 지점 선정

- 지점 : 보령시 천북면 홍보로 107(한국농어촌공사 홍보사업소) (북동쪽 5.7km)

□ 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 (6/21~6/30)	북서풍	1.2	4.5	21.6	28.6	17.5	26	2
재가동 (7/1~7/18)	북서풍	1.2	4.7	22.9	32.9	10.5	33.5	4

※ 강우량 및 강우일수는 대천항 방재기상관측소 자료임

□ 풍향은 가동중지기간, 재가동기간 모두 북서풍, 평균풍속은 1.2 m/s

□ 평균기온은 가동중지기간 21.6℃, 재가동기간 22.9℃를 기록

□ 강우량은 가동중지기간 26mm, 재가동기간은 33.5mm를 기록, 조사기간 중 강우일수는 가동중지 기간에는 2일, 재가동 기간에는 4일

<그림 1> 조사지점 및 풍배도

2. 대기질 분석결과

1) 발전소 가동중지 및 재가동기간 대기질 비교

□ 이동측정차량 조사지점과 대기오염 고정측정소지점인 주교면, 대천2동 모두 CO를 제외한 PM10, PM2.5, SO2, NO2의 일평균 농도가 가동중지기간보다 재가동기간이 감소하거나 같은 것으로 조사됨.

표1. 발전소 가동중지 및 재가동기간 대기질 변화

구분	가동중지(6/21~6/30)			재가동(7/1~718)
	이동차	주교면	대천2동	이동차	주교면	대천2동
PM10 (㎍/㎥)	29	29	30	28	28	25
PM2.5 (㎍/㎥)	20	23	21	17	20	18
SO2 (ppm)	0.003	0.006	0.005	0.003	0.004	0.005
NO2 (ppm)	0.005	0.007	0.007	0.004	0.007	0.007
O3 (ppm)	0.038	0.047	0.049	0.035	0.042	0.043
CO (ppm)	0.3	0.5	0.4	0.5	0.5	0.4
주풍향	북서풍	북동풍 남서풍	서풍	북서풍	북동풍 남서풍	서풍 남동풍
평균풍속 (m/s)	1.2	1.4	1.5	1.2	1.4	1.5
강수량 (mm)	26			33.5
강우일수	2			4

- 이동차, 주교면, 대천2동에서 PM10의 가동중지기간과 재가동기간의 농도변화는 가동중지기간 29~30 ㎍/㎥에서 재가동 후 25~28 ㎍/㎥으로 감소하였으며, PM2.5는 가동중지기간 20~23 ㎍/㎥에서 재가동 후 17~20 ㎍/㎥으로 감소하였음.

- SO2의 경우 가동중지기간 0.003~0.006 ppm, 재가동 후 0.003~0.005 ppm 으로 다소 감소하였음.

- NO2의 경우 가동중지기간 0.005~0.007 ppm에서 재가동 후 0.004~0.007 ppm으로 재가동 시에 농도편차가 다소 커졌음.

- CO의 일평균 농도는 가동중지기간 0.3~0.5 ppm에서 재가동 후 0.4~0.5 ppm으로 조사되었음.

<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, SO2, NO2, O3, CO의 일평균농도는 CO(대천2동의 NO2)를 제외한 전 항목이 가동중지기간보다 재가동기간이 더 낮게 조사되었고, 기상영향을 제외하지 않았을 때와 비슷한 것으로 조사되었음

- 측정기간동안 대기확산이 원활하여 대기상태가 대체로 청정하였음

표2. 기상(강우)영향 제거 시 대기질 변화

구분	가동중지(6/21~6/30)			재가동(7/1~7/18)
	이동차	주교면	대천2동	이동차	주교면	대천2동
PM10 (㎍/㎥)	29	30	31	28	29	25
PM2.5 (㎍/㎥)	20	23	22	17	21	17
SO2 (ppm)	0.003	0.006	0.005	0.003	0.004	0.005
NO2 (ppm)	0.005	0.007	0.007	0.004	0.007	0.008
O3 (ppm)	0.041	0.050	0.051	0.038	0.044	0.046
CO (ppm)	0.3	0.5	0.4	0.5	0.5	0.4

<그림 4> 강우영향 제거 시 대기질 변화 비교

3) 풍향에 의한 대기질 비교

□ 남서풍계열에 의한 석탄발전소의 풍하방향이 되는 대기오염이동측정차량 측정지점에서의 PM2.5, NO2 농도가 다소 높아지는 것으로 나타남. (그림 5)

□ PM10, SO2 는 대부분 낮은 농도로 검출되어 풍향에 의한 농도변화 경향이 적게 나타남.

□ 석탄화력발전소 영향지역 조사는 지상관측만으로는 한계(주풍향이 북서풍이었음)

- 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	2019년	이동차
PM10 (㎍/㎥)	측정기간 평균	34	37	25	37	29
	가동중지(6월)	45	43	37	36	29
	재가동(7월)	28	33	18	37	28
NO2 (ppm)	측정기간 평균	0.014	0.012	0.010	0.013	0.004
	가동중지(6월)	0.015	0.015	0.012	0.012	0.005
	재가동(7월)	0.013	0.011	0.009	0.013	0.004
CO (ppm)	측정기간 평균	0.4	0.4	0.4	0.5	0.5
	가동중지(6월)	0.4	0.4	0.5	0.5	0.3
	재가동(7월)	0.3	0.3	0.4	0.4	0.5

※ 천안, 아산, 서산, 당진 도시대기 측정소 평균농도(2016~2019년)

□ 최근 4년간 도내 도시대기측정망의 평균농도의 경우 2019년을 제외하고, 재가동기간 측정값이 가동중지기간보다 낮았음.

□ 이동측정차량에서의 CO의 측정기간 평균농도는 충남지역 도시대기측정망과 비슷하였으며, 미세먼지(PM10)와 NO2 농도는 도시대기측정망 평균농도 37 ㎍/㎥, 0.013 ppm에 비해 이동측정차량(29 ㎍/㎥, 0.004 ppm)이 낮은 것으로 조사됨.

<그림 6> 최근 3년간 충남지역 대기오염 측정망 대기질 비교

3. 중금속 분석결과

□ 중금속류의 가동중지기간 평균 농도분포는 Al > Fe > Zn > Ca 순으로 나타났고, 재가동기간 평균 농도분포도 Al > Fe > Zn > Ca 순으로, Al이 가장 높은 농도분포를 보였음(그림 7, 8)

□ 납(Pb)의 일평균농도는 가동중지기간 0.0041~0.0160 ㎍/㎥, 재가동기간 0.0015~0.0141 ㎍/㎥, 측정기간 평균농도는 0.0078 ㎍/㎥으로 연평균 환경기준(0.5 ㎍/㎥)을 만족함(표 3, 4)

<그림 7> 중금속류 가동중지기간, 재가동기간 평균 농도분포

<그림 8> 납 가동중지기간, 재가동기간 농도

표3. 중금속 19종 측정결과(가동중지기간)

(단위 : ㎍/㎥)

항목 일자	LEAD	ALUMINIUM	CALCIUM	TITANIUM	VANADIUM	CHROMIUM	MANGANESE	IRON	COBALT	NICKEL	COPPER	ZINC	ARSENIC	SELENIUM	PALLADIUM	SILVER	CADMIUM	TIN	ANTIMONY
	Pb	Al	Ca	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	As	Se	Pd	Ag	Cd	Sn	Sb
6.20	0.0041	0.4192	0.0271	0.0025	0.0072	0.0000	0.0016	0.0586	0.0000	0.0027	0.0008	0.0119	0.0006	0.0006	0.0086	0.0039	0.0005	0.0000	0.0017
6.21	0.0046	0.4629	0.0421	0.0031	0.0064	0.0001	0.0024	0.0597	0.0000	0.0024	0.0010	0.0125	0.0010	0.0008	0.0104	0.0046	0.0006	0.0001	0.0015
6.22	0.0115	0.3502	0.0260	0.0035	0.0080	0.0004	0.0048	0.1054	0.0000	0.0029	0.0040	0.0344	0.0027	0.0015	0.0076	0.0035	0.0008	0.0000	0.0023
6.23	0.0079	0.4839	0.0201	0.0022	0.0076	0.0001	0.0025	0.0825	0.0000	0.0023	0.0023	0.0286	0.0017	0.0024	0.0065	0.0040	0.0004	0.0004	0.0019
6.24	0.0090	0.4430	0.0214	0.0030	0.0081	0.0000	0.0017	0.0749	0.0000	0.0024	0.0019	0.0239	0.0019	0.0017	0.0086	0.0048	0.0008	0.0000	0.0015
6.25	0.0099	0.3150	0.0246	0.0048	0.0073	0.0000	0.0033	0.0706	0.0000	0.0021	0.0012	0.0143	0.0023	0.0010	0.0065	0.0033	0.0006	0.0000	0.0015
6.26	0.0160	0.4756	0.0337	0.0040	0.0041	0.0004	0.0074	0.1371	0.0000	0.0015	0.0047	0.0545	0.0024	0.0039	0.0082	0.0040	0.0005	0.0003	0.0024
6.27	0.0057	0.5057	0.0106	0.0017	0.0046	0.0004	0.0027	0.0570	0.0000	0.0016	0.0025	0.0229	0.0013	0.0009	0.0063	0.0050	0.0011	0.0000	0.0009
평균	0.0090	0.4306	0.0260	0.0032	0.0067	0.0002	0.0034	0.0829	0.0000	0.0022	0.0024	0.0263	0.0018	0.0017	0.0078	0.0041	0.0007	0.0001	0.0017
환경기준 (연평균)	국가 0.5	해 당 없 음
	충청남도 0.3

표4. 중금속 19종 측정결과(재가동기간)

(단위 : ㎍/㎥)

항목 일자	LEAD	ALUMINIUM	CALCIUM	TITANIUM	VANADIUM	CHROMIUM	MANGANESE	IRON	COBALT	NICKEL	COPPER	ZINC	ARSENIC	SELENIUM	PALLADIUM	SILVER	CADMIUM	TIN	ANTIMONY
	Pb	Al	Ca	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	As	Se	Pd	Ag	Cd	Sn	Sb
7.4	0.0070	0.2444	0.0341	0.0222	0.0067	0.0003	0.0028	0.0829	0.0000	0.0028	0.0016	0.0176	0.0017	0.0009	0.0125	0.0036	0.0004	0.0003	0.0026
7.5	0.0136	0.2209	0.0372	0.0053	0.0070	0.0004	0.0063	0.1278	0.0000	0.0028	0.0035	0.0428	0.0020	0.0023	0.0109	0.0040	0.0008	0.0000	0.0017
7.6	0.0104	0.3239	0.0438	0.0044	0.0036	0.0004	0.0059	0.1355	0.0000	0.0014	0.0025	0.0466	0.0019	0.0015	0.0079	0.0046	0.0009	0.0000	0.0018
7.7	0.0096	0.1981	0.0355	0.0038	0.0028	0.0001	0.0026	0.0724	0.0000	0.0010	0.0017	0.0174	0.0026	0.0007	0.0090	0.0030	0.0008	0.0001	0.0011
7.8	0.0050	0.2264	0.0233	0.0026	0.0017	0.0001	0.0014	0.0448	0.0000	0.0006	0.0017	0.0150	0.0006	0.0006	0.0100	0.0032	0.0005	0.0000	0.0019
7.9	0.0021	0.2220	0.0227	0.0015	0.0018	0.0000	0.0007	0.0322	0.0000	0.0006	0.0008	0.0094	0.0003	0.0004	0.0088	0.0030	0.0005	0.0001	0.0018
7.10	0.0015	0.3253	0.0173	0.0018	0.0002	0.0001	0.0018	0.0895	0.0000	0.0002	0.0013	0.0079	0.0009	0.0001	0.0094	0.0041	0.0005	0.0000	0.0025
7.11	0.0049	0.3302	0.0199	0.0013	0.0013	0.0002	0.0017	0.0335	0.0000	0.0006	0.0035	0.0158	0.0004	0.0004	0.0070	0.0035	0.0016	0.0002	0.0014
7.12	0.0049	0.4302	0.0228	0.0095	0.0053	0.0000	0.0118	0.1268	0.0000	0.0017	0.0006	0.4354	0.0010	0.0005	0.0074	0.0046	0.0010	0.0000	0.0013
7.13	0.0042	0.4116	0.0175	0.0019	0.0116	0.0002	0.0056	0.1046	0.0000	0.0039	0.0011	0.0489	0.0005	0.0011	0.0090	0.0032	0.0011	0.0003	0.0021
7.14	0.0090	0.4328	0.0237	0.0043	0.0128	0.0015	0.0215	0.2721	0.0000	0.0052	0.0034	0.0728	0.0014	0.0022	0.0086	0.0041	0.0008	0.0004	0.0031
7.15	0.0141	0.3523	0.0277	0.0035	0.0084	0.0018	0.0104	0.1652	0.0000	0.0039	0.0037	0.0508	0.0024	0.0042	0.0125	0.0036	0.0004	0.0000	0.0011
평균	0.0068	0.3105	0.0268	0.0045	0.0050	0.0004	0.0060	0.1053	0.0000	0.0019	0.0021	0.0678	0.0012	0.0011	0.0091	0.0037	0.0008	0.0001	0.0019
환경기준 (연평균)	국가 0.5	해 당 없 음
	충청남도 0.3

5		결 론

1. 조사지점의 주 풍향은 모두 북서풍, 평균풍속은 1.2 m/s 이었으며, 조사기간 중 강우일수(강우량)는 가동중지기간에 2일(26 mm), 재가동기간에 4일(33.5 mm) 이었음

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

- PM10 : 가동 중지기간 29~30 ㎍/㎥, 재가동기간 25~28 ㎍/㎥

- PM2.5 : 가동 중지기간 20~23 ㎍/㎥, 재가동기간 17~20 ㎍/㎥

3. 화력발전소 가동중지 전·후의 SO2, NO2, CO의 경우 가동중지기간 보다 재가동 후 다소 감소하거나 비슷한 경향을 보였음

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

5. 풍향에 의한 대기오염물질 농도 영향은 PM2.5, NO2 가 화력발전소 풍하방향인 북서풍에서 다소 높아졌음

6. 화력발전소 주변(천북면 홍보로 107)의 이산화질소, 이산화황 등 가스상 물질과 미세먼지 농도는 충남지역 도시대기측정망 농도보다 낮고, CO는 유사한 수준으로 조사됨

7. 석탄화력발전소 영향지역 조사는 풍향, 풍속, 강우 등 기상요인과 복잡한 초미세먼지 전구물질 이동경로 추적기법 등 보완이 필요함

8. 중금속류는 가동중지기간, 재가동기간 평균 농도분포는 Al > Fe > Zn > Ca 순으로 나타났으며, 납(Pb)의 측정기간 평균농도는 0.0078 ㎍/㎥으로 연평균 환경기준(0.5 ㎍/㎥)을 만족함

부록 1		보령화력 주변 대기이동측정차량 일평균 농도 및 강수량 현황

항목날 짜	PM10(㎍/㎥)	PM2.5(㎍/㎥)	SO2(ppm)	NO2(ppm)	O3(ppm)	CO(ppm)	강수량 (mm)
6.21	21	16	0.003	0.003	0.036	0.3
6.22	34	26	0.003	0.006	0.043	0.3
6.23	29	22	0.003	0.005	0.045	0.3
6.24	27	21	0.002	0.005	0.047	0.3
6.25	24	17	0.004	0.004	0.035	0.3
6.26	39	30	0.004	0.007	0.029	0.4	17.5
6.27	32	22	0.003	0.004	0.032	0.3
6.28	34	21	0.003	0.005	0.050	0.4
6.29	26	14	0.003	0.004	0.024	0.4	8.5
6.30	27	14	0.004	0.005	0.041	0.4
7.1	30	18	0.003	0.005	0.047	0.5
7.2	29	16	0.003	0.004	0.042	0.5
7.3	29	16	0.003	0.005	0.036	0.5
7.4	28	17	0.003	0.006	0.031	0.5
7.5	34	20	0.003	0.006	0.037	0.5
7.6	34	21	0.003	0.006	0.040	0.5
7.7	27	16	0.002	0.002	0.043	0.5
7.8	20	11	0.002	0.004	0.042	0.5
7.9	17	9	0.002	0.003	0.037	0.5
7.10	17	7	0.002	0.003	0.026	0.5	10.5
7.11	13	5	0.003	0.004	0.023	0.5	0.5
7.12	18	8	0.003	0.003	0.034	0.5
7.13	23	17	0.003	0.003	0.038	0.4
7.14	36	26	0.003	0.004	0.036	0.5
7.15	39	24	0.003	0.004	0.039	0.6	18
7.16	30	21	0.003	0.004	0.037	0.5
7.17	38	25	0.003	0.006	0.027	0.6
7.18	48	32	0.003	0.004	0.023	0.6	4.5
평균	29	18	0.003	0.004	0.036	0.5
환경기준	100 / 일	35 / 일	0.05 / 일 0.15 / 시간	0.06 / 일 0.10 / 시간	0.06 / 8시간 0.1 / 시간	9/ 8시간 25 / 시간	-
충청남도 환경기준	80 / 일	40 / 일	0.03 / 일 0.10/ 시간	0.04 / 일 0.08 / 시간	0.06 / 8시간 0.1 / 시간	5/ 8시간 10 / 시간	-