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목차
I. 서론 24
1. 추진배경 및 목적 24
2. 주요 과업내용 24
II. 연구내용 및 방법 25
1. 그간 미세먼지 대책의 성과분석 및 평가 25
2. 미세먼지 현황 및 전망 분석 25
3. 종합계획 기본방향 설정 및 추진대책 도출 25
4. 미세먼지 삭감량 산정 및 효과분석 25
5. 미세먼지 관리 종합계획(안) 마련 26
III. 연구 추진 체계 27
1. 용역 수행기관 조직 및 인원현황 27
1.1. 용역 수행기관 조직도 27
1.2. 용역 수행기관 분야별 인력 현황 27
1.3. 미세먼지 각계 전문가(민관 및 산학연)들이 포함된 구성 및 운영 28
1.4. 측정, 모델, 배출원, 위해성, 저감대책 등 전문가들로 구성 28
1.5. 한국대기환경학회 미세먼지 전문가 인프라 현황 29
2. 용역 수행조직 및 인원현황 31
IV. 「미세먼지 관리 종합계획」마련을 위한 연구 결과 32
1. 그간 미세먼지 대책의 성과분석 및 평가 32
1.2. 미세먼지특별대책위원회 42
1.3. 대책 성과분석 및 평가 42
1.4. 미세먼지 추가 주원인분석 58
1.5. 개선방향 제시 62
2. 미세먼지 현황 및 전망 분석 64
2.1. 국내 미세먼지 오염도 현황 및 전망 분석, 배출량 분석 64
2.2. 해외 주요국가 미세먼지 오염도 및 배출량 현황 조사 88
2.3. 미세먼지 국외영향에 대한 국내·외 연구결과 조사·분석 111
3. 종합계획 기본방향 설정 및 추진대책 도출 124
3.1. 국외 대기 정책 사례 조사 124
3.2. 시사점 도출 140
3.3. 미세먼지 관련 언론보도, 기존 설문조사 등 이해관계자 수요 분석 142
4. 미세먼지 삭감량 산정 및 효과분석 153
4.1. 미세먼지 노출로 인한 건강영향 및 편익분석 153
4.2. 종합계획 추진에 따른 건강영향 분석 168
4.3. 종합계획 수립에 대한 건강위해도 관리 제안 177
4.3. 미세먼지 삭감량 산정 및 효과분석 179
5. 국내 배출량 및 삭감대책, 국외 영향 및 대책 등을 고려하여 종합계획 추진에 따른 미세먼지 오염도 개선 예측(모델링) 216
5.1. 대기질 모사 시스템 구성 216
5.2. 기상 모사 결과 : WRF 모델링 217
5.3. 대기질 모사 결과 : CMAQ 모델링 218
5.4. 배출량 변화에 따른 PM₂.₅ 농도 변화 222
5.5. 국외 배출량 변화에 따른 PM₂.₅ 농도 변화 227
V. 연구결과 활용에 대한 건의 232
VI. 참고문헌 235
표 1. 기존 및 2018년 미세먼지 관리 강학대책 변경 대책 32
표 2. 비상저감조치 시 기관별 주요 조치사항 33
표 3. 자동차등록현황(2019년 10월 국토부 차량등록 통계 자료) 38
표 4. 서울시 차종별 자동차등록현황(2019년 10월 국토부 차량등록 통계 자료) 38
표 5. 권역별 측정소 관측 농도 위치 상관성 상위 30% 배출원 51
표 6. 권역별 배출원 비상관성 측정소 위치 52
표 7. 대기오염물질 연평균 농도 65
표 8. 2009년-2018년 전국 PM₁₀ 월평균 농도 추이 70
표 9. 2015년-2018년 전국 PM₂.₅ 월평균 농도 추이 71
표 10. 지역별로 PM₁₀의 농도가 100㎍/m³ 이상인 일수의 연간 빈도 73
표 11. 부문별 감축률 및 주요대책 77
표 12. 국가별 SSP 시나리오별 배출 80
표 13. 2016년 대기오염물질 배출량 82
표 14. 2016년 시도별 배출량 84
표 15. 2012년-2017년 EU PM₂.₅ 연평균 농도 93
표 16. 일본의 대기오염물질 배출량 111
표 17. 3월 22일~24일의 지상 일기도와 일 평균 바람장 120
표 18. 대기오염방지 행동계획 목표 달성을 위한 10개 주요 방안 125
표 19. 지역별 대기오염 감축 계획 125
표 20. 푸른 하늘을 위한 행동 주요 내용 128
표 21. 일본의 초미세먼지 대책의 과제별 스케줄 130
표 22. 미국의 대기질 기준 131
표 23. 현재 시행되고 있는 FIP 133
표 24. CSAPR의 영향을 받는 주들 135
표 25. 유럽연합의 대기오염 대응 정책 137
표 26. CLRTAP 협약 및 후속 의정서 내용 139
표 27. 국내 미세먼지 대기환경기준(환경정책기본법) 〈개정 2018.5.28.〉 147
표 28. 미세먼지 유효측정소 및 환경기준 달성현황 추이 148
표 29. 대기오염경보 단계별 대기오염물질 농도기준(대기환경보전법 제14조 관련) 〈개정 2019.2.13.〉 148
표 30. 연도별 경보 발령 횟수 150
표 31. 초미세먼지 위기경보 기준 151
표 32. 미세먼지(PM₁₀) 예보등급〈'19년 기준〉 151
표 33. 미세먼지(PM₂.₅) 예보등급〈'19년 기준〉 151
표 34. 미세먼지 예보기준 강화에 따른 일수 변화 152
표 35. 지역 및 계절별 미세먼지(PM₁.₀) 구성성분 158
표 36. 미세먼지 입경별 독성영향 159
표 37. 미세먼지(PM₁₀) 급성/만성 인체영향 160
표 38. 미세먼지(PM₂.₅) 급성/만성 인체영향 161
표 39. PM₂.₅ 10㎍/m³ 증가당 총사망률 비교위험도 163
표 40. PM₂.₅ 10㎍/m³ 증가당 심혈관계질환 사망률 비교위험도 164
표 41. PM₂.₅ 10㎍/m³ 증가당 호흡기계질환 사망률 비교위험도 165
표 42. 미세먼지 배출 저감에 따른 미래 PM₂.₅ 저감효과 169
표 43. 종합대책에 따른 감소위해도와 지역별 조기사망 회피효과 171
표 44. 2016년 배출량 CAPSS 부문별 배출량 180
표 45. 2024년 예상 물량과 강화대책이 고려된 대책별 물질별 삭감량 181
표 46. 2024년 예상 물량과 강화대책이 고려된 대책별 물질별 삭감률 182
표 47. 발전부문 미세먼지 관리대책 183
표 48. 노후 석탄화력발전소 조기폐쇄에 대한 삭감량 184
표 49. 대기관리 확대권역 185
표 50. 발전부문 2), 3), 4), 5) 대책별 대상지역 186
표 51. 발전부문 2), 3), 4), 5) 대책별 삭감량 186
표 52. 환경급전 도입 및 발전용 에너지 세제 개편 삭감량 187
표 53. 2016년기준 전국 석탄화력발전소 배출량 187
표 54. 석탄화력발전소 가동중지 대책으로 인한 삭감량 188
표 55. 산업부문 미세먼지 관리대책 188
표 56. 산업부문 8), 9), 10), 11) 대책별 대상지역 189
표 57. 산업부문 8), 9), 10), 11) 대책별 삭감량 190
표 58. 소규모 사업장 방지시설 개선 및 설치 지원 물량 190
표 59. 소규모 사업장 방지시설 개선 및 설치 지원에 따른 삭감량 191
표 60. 석유화학시설 VOCs 배출허용기준 설정에 따른 삭감량 191
표 61. 수송부문 미세먼지 관리대책 193
표 62. 노후경유차 조기폐차 및 저공해 조치 연도별 예상 물량 194
표 63. 노후경유차 조기폐차에 따른 차종별, 물질별 삭감량 195
표 64. 노후경유차 DPF 설치지원에 따른 PM₂.₅ 삭감량 195
표 65. 친환경차 보급 확대 연도별 예상 물량 196
표 66. 친환경자동차 보급 확대에 따른 물질별 삭감량 197
표 67. 2016년 CAPSS 배출량 기준 노후경유 버스 및 CNG 버스 등록대수 및 배출량 197
표 68. 노후 경유버스 CNG 버스 전환에 따른 삭감량 198
표 69. 2016년 CAPSS 배출량 기준 전국 이륜차 배기량별 등록대수 및 물질별 배출량 198
표 70. 전기이륜차 보급 연도별 예상 물량 198
표 71. 전기이륜차 보급에 따른 물질별 삭감량 199
표 72. 2016년 CAPSS 배출량 기준 승용차, RV차량 연료별 등록대수 및 물질별 배출량 200
표 73. LPG 차량 전환에 따른 물질별 삭감량 200
표 74. 2016년 CAPSS 배출량 기준 2004년 이전 등록 화물차(덤프트럭,... 201
표 75. 건설기계 저감대책 삭감 물량 201
표 76. 건설기계 저감대책에 따른 삭감량 202
표 77. 선박, 항만 미세먼지 저감에 따른 대책별 물질별 삭감량 203
표 78. 제작차 기준강화에 따른 차종별 물질별 삭감량 204
표 79. 2016년 CAPSS 배출량 기준 건설기계, 화물차, 농기계 물질별 배출량 205
표 80. 2024년 예상 등록대수 및 건설기계 종류별 물질별 삭감량 206
표 81. 중·대형화물차 조기폐차 확대에 따른 차종별 물질별 삭감량 207
표 82. 친환경 버스, 트력 보급 물량 208
표 83. 친환경 버스, 트력 보급에 따른 차종별 물질별 삭감량 208
표 84. 제작차 배출허용기준 추가 강화에 따른 차종별 추가 삭감량 209
표 85. 운행선박 청정연료 사용대상 확대 및 항만 규제해역(LEZ) 지정따른 삭감량 210
표 86. 생활부문 미세먼지 관리대책 210
표 87. 도로 먼지청소차 보급 물량 211
표 88. 도로청소차량 단위 배출량 산정 211
표 89. 도로청소차량 보급에 따른 배출량(2016년 기준) 및 삭감량 211
표 90. 건설현장 비산먼지 자발적 협약에 따른 삭감량 212
표 91. 불법소각 지도단속에 따른 물질별 삭감량 213
표 92. 2016년 CAPSS 배출량 기준 상업, 공공기관건물 보일러 배출량 213
표 93. 생활주변 냉난방 보일러 관리에 따른 연도별 보급 물랑 214
표 94. 생활주변 냉난방 보일러 관리에 따른 삭감량 214
표 95. 도료 VOCs 함량 제한 및 수성도료 사용 확대에 따른 삭감량 215
표 96. 유증기회수시설 설치에 따른 삭감량 215
그림 1. 한국대기환경학회의 조직도 27
그림 2. 한국대기환경학회 회원 분포 28
그림 3. 한국대기환경학회 미세먼지 분야 회원 분포 29
그림 4. 용역 수행조직도 31
그림 5. 우리나라 대기오염측정소 43
그림 6. 2016-2018 전국 측정소 PM₂.₅, PM₁₀ 평균 44
그림 7. 2016-2018 전국 측정소 PM₂.₅, PM₁₀ 시간별 일평균 45
그림 8. 2016-2018 권역별 PM₁₀ 평균 47
그림 9. 2016 권역별 PM₁₀ 배출량 47
그림 10. 2016-2018 권역별 PM₂.₅ 평균 49
그림 11. 2016 권역별 PM₂.₅ 배출량 49
그림 12. 권역별 상위 30% 관측농도 및 배출원 기준 위치. 51
그림 13. 권역별 배출원 위치 상관성 상위 30% 측정소 PM₂.₅ 연평균 농도 53
그림 14. 권역별 배출원 위치 상관성 상위 30% 측정소 PM₂.₅ 926대책 전후 농도 54
그림 15. 배출원 위치 상관성 상위 30% 측정소 PM₂.₅ 시간별 일평균 55
그림 16. 서울시 PM₂.₅, NO₂, O₃ 다중 회기 분석 56
그림 17. KORUS-AQ 기간 중 원인 분석 결과 61
그림 18. 수용모델 국제 논문 문헌 조사 요약 62
그림 19. 2018년 시·도별 PM₁₀ 연평균 농도 추이 66
그림 20. 2018년까지 시·도별 PM₂.₅ 연평균 농도 추이 67
그림 21. 석탄 발전소 PM₂.₅ 연간 배출량 추이 69
그림 22. 2018년 11월 3일과 2018년 11월 4일 대기질 미세먼지 예보 71
그림 23. 2018년 11월 27일 대기질 미세먼지 72
그림 24. 연속일수별(3일~10일) 빈도수 추이(우리나라 미세먼지 농도 추이와 고농도 발생 현황, 2019) 74
그림 25. NOx, VOCs, PM₂.₅의 배출량 전망... 78
그림 26. 2016년 1차 배출 및 2차 생성 합계 83
그림 27. 물질별 배출량 추이 85
그림 28. 먼지의 배출량 추이 87
그림 29. 전 세계 PM₂.₅ 측정소(위)와 국가별 2018년 PM₂.₅ 농도 순위(아래) 89
그림 30. 미국 지역구분(위)와 2000년부터 2018년까지 지역별 PM₂.₅ 연평균 농도 추이(아래) 91
그림 31. 2000년부터 2018년까지 미국의 지역별 연평균 PM₁₀ 농도 추이 92
그림 32. 1987년부터 2018년까지 도심지역 측정소에서 측정된 영국의 대기오염물질 농도 경향 94
그림 33. 2009년부터 2017년까지 도시 도로 측정소 별... 95
그림 34. 30개 각 성별 주요 도시의 연평균 농도 추이 96
그림 35. 중국 각 성별 연평균 PM₂.₅ 농도의 공간분포 97
그림 36. 한·중·일 PM10의 연평균 농도 변화 추이(1998~2016년) 98
그림 37. 2009년~2018년까지 일본 PM₂.₅ 연평균 농도 98
그림 38. 1990년부터 2017년까지 미국 대기오염물질 배출량 동향 99
그림 39. 미국의 대기오염물질 배출원 분류 100
그림 40. 미국 대기오염물질 배출량 구성비율 101
그림 41. 2000년부터 2017년까지 EU의 대기오염물질 배출량 동향 102
그림 42. 1990년부터 2017년까지 EU의 주요 대기오염물질 배출량 동향 103
그림 43. 2016년 EU PM₁₀(왼), PM₂.₅(오른) 배출량 구성비율 104
그림 44. 1970년부터 2017년까지 영국의 대기오염물질 배출량 105
그림 45. 2017년 영국의 대기오염물질 별 배출량 구성비율 105
그림 46. 1990년부터 2017년까지 영국의 배출원 별 PM₂.₅ 배출원 현황 106
그림 47. 2000년부터 2015년까지 중국의 배출원 별 PM₂.₅ 배출원 현황 107
그림 48. 2000년부터 2015년까지 중국의 에너지 소비 구성 및 추이 108
그림 49. 2000년부터 2015년까지 중국의 산업체 별 석탄 소비량의 연간 동향 108
그림 50. 중국의 13개의 도시별 PM₂.₅ 배출원 현황 109
그림 51. 2008년 도쿄도 내 PM₂.₅ 발생원 기여 측정치 110
그림 52. 2013년 12월~2014년 2월까지 북경, 서울에서 측정한... 113
그림 53. 각 사례별 북경으로 이동해온 3일간의 분석 결과 114
그림 54. 각 사례별 서울로 이동해온 3일간의 분석 결과 114
그림 55. 지표면에서의 풍속과 PM₁₀ 농도 공간분포(2014년 2월 23일~2월 24일) 116
그림 56. 지표면에서의 풍속과 PM₁₀ 농도 공간분포(2014년 2월 25일~2월 26일) 117
그림 57. 2월 24일~2월 27일까지 서울지역에 대한 동아시아 지역의 기여농도 118
그림 58. 수도권 집중측정소 관측자료 기반으로 추정된 미세먼지의 국내외 영향 119
그림 59. KORUS-AQ 기간 동안 서울, 부산 광주의 특정 대기오염... 121
그림 60. GOCI 위성으로 얻어진 AOD 결과 122
그림 61. 미국 동부지역의 대기오염물질 이동(EPA) 134
그림 62. 미세먼지 관련 언론보도 조사 143
그림 63. 미세먼지 관련 언론보도 기사 비율 143
그림 64. 국내 주요 도시 연도별 PM₁₀ 변화 146
그림 65. 미세먼지 생성기전 153
그림 66. 국내 미세먼지(PM₁₀) 연평균 농도, 2006-2015 154
그림 67. 도시별 미세먼지(PM₁₀) 배출량, 2013 155
그림 68. 대기 상황별 PM₂.₅/PM₁₀ 비율, 2015-2016 157
그림 69. 미세먼지 만성 노출에 따른 사망 relative risk 자료 요약 162
그림 70. 미세먼지 저감에 따른 비용/편익 분석 168
그림 71. 저감효과의 조기사망 감소 평가를 위한 농도-반응 함수 170
그림 72. 종합계획으로 인한 전국 PM₂.₅ 저감 효과 분포 172
그림 73. 미래 PM₂.₅ 오염도에 대한 감소 위해도 173
그림 74. 미래 조기사망 회피효과(20세이상) 174
그림 75. 미래 조기사망 회피효과(30세이상) 174
그림 76. 미래 조기사망 회피효과(20세이상, 30세이상 종합) 175
그림 77. 조기사망에 대한 1인의 통계적 생명가치액 176
그림 78. 종합계획에 따른 PM₂.₅ 저감의 조기사망 회피 편익 176
그림 79. 미세먼지 종합계획 추진을 위한 고려사항 177
그림 80. 기상-배출량-화학 모델링 시스템 216
그림 81. 도메인 설정 216
그림 82. 기상 모사 평가 : 10m 풍속 및 상대습도 218
그림 83. CMAQ 기본 모사 평가 : 27km, 9km 219
그림 84. 도시대기측정망 기준 PM₂.₅ 모사 평가 220
그림 85. 도시대기측정망 기준 NO₂ 모사 평가 221
그림 86. 도시대기측정망 기준 SO₂ 모사 평가 221
그림 87. 도시대기측정망 기준 오존 모사 평가 222
그림 88. 전국 PM₂.₅ 농도 변화 예상 : 국내 50% 삭감, 국내외 배출량 40% 시나리오 223
그림 89. 지역별 PM₂.₅ 농도 변화 예상 : 국내 50% 삭감, 국내외 배출량 40% 시나리오 224
그림 90. 지역별 NO₂ 농도 변화 예상 : 국내 50% 삭감, 국내외 배출량 40% 시나리오 225
그림 91. 지역별 SO₂ 농도 변화 예상 : 국내 50% 삭감, 국내외 배출량 40% 시나리오 226
그림 92. 지역별 8시간 오존 농도 변화 예상 : 국내 50% 삭감, 국내 50% 삭감, 국내외 배출량 40% 시나리오 227
그림 93. 국외 배출 목록에 따른 PM₂.₅ 모사 비교 228
그림 94. 기본연도 & 미래연도 연평균 PM₂.₅ 공간 분포 229
그림 95. 기본연도 & 미래연도 PM₂.₅ 농도 변화 : 서울 230
그림 96. 일평균 PM₂.₅ 고농도 발생일수 ; Daily mean PM₂.₅ 〉 35 ㎍/m³ 231