KR101948546B1 - 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 그 방법을 개시한다. 본 발명은 사업장 소재지를 포함하는 사업장 정보가 입력되는 단계; 사업장 소재지를 중심으로 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 지형 정보가 입력되는 단계; 지형 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역에 대하여 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하는 단계; 기존오염도 정보가 입력되는 단계; 기상 정보가 입력되는 단계; 환경의 질 목표수준을 고려한 환경기준 정보가 입력되는 단계; 굴뚝 좌표, 굴뚝 높이, 굴뚝 내경, 배기가스 온도, 배기가스 평균 유속, 배기가스 유량, 오염물질명을 포함하는 배출 정보가 입력되는 단계; 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구하는 모델링 분석 단계; 모델링 분석 단계에서 구한 값들을 이용하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 모델링 테스트 단계; 및 모델링 테스트의 결과를 출력하는 단계;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 환경관리자가 대기오염물질 배출영향분석을 용이하게 할 수 있으므로 보다 쉽고 합리적인 환경관리를 할 수 있다.

Description

대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 그 방법{SYSTEM OF ANALYSIS FOR AIR POLLUTANT EMISSION AND METHOD THEREOF}
본 발명은 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 오염상태를 포함하여 환경에 미치는 영향을 종합적으로 고려하여 대기오염물질의 허가배출기준을 결정하는 시스템을 제공하기 위한 것이다. 특히 본 발명은 대기오염물질이 환경에 미치는 영향을 밀도가 다른 수용점에 대하여 대기확산 모델을 사용하고, 추가오염도와 총오염도를 종합적으로 고려한 배출기준을 이용하여 허가배출기준을 판정하는 방법을 보여준다. 본 발명은 이러한 시스템 및 방법에 의해 환경관리자가 사업지 맞춤형 대기오염물질 배출기준을 쉽게 설정할 수 있어서 보다 합리적인 환경관리를 할 수 있는 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
19세기 산업혁명 이후 급격하게 증가된 생산력으로 경제가 비약적으로 발전하고 인구가 기하급수적으로 증가함에 따라, 자연환경의 훼손이 급증하고 에너지 소비도 과도해졌다. 그에 따라 화석연료의 배기가스 인한 공해, 대기오염, 오존층 파괴, 지구온난화 등 수많은 환경문제가 발생하였고 전세계적으로 문제가 되고 있다.
최근에는 각 국가별로 자국민의 건강과 환경을 보호하기 위하여 각 국가별로 환경오염물질의 배출을 규제하고 있으며, 인접국간에 환경오염물질의 배출로 분쟁이 발생하기도 하고, 전자제품의 수출입시 환경유해물질의 규제가 실시되고 있다. 그리고, 기존 도시의 오염도 및 신설되는 산업시설이나 교통량 증가에 따른 대기오염 영향을 평가하는 방법에 대한 연구도 지속적으로 이루어지고 있다.
우리나라에서도 대기 및 대기 오염에 대하여, 70년대부터 개별 매체별 관리에 근간하여 환경오염시설 허가제를 실시하여 왔다. 그런데, 그동안의 환경오염시설 허가제는 획일적 배출기준에 의해 형식적으로 환경허가를 하여, 비효율적이고 환경에 미치는 영향을 반영하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서 오염물질 배출을 효과적으로 줄이면서 경제성 있는 최적의 환경관리기법을 바탕으로, 사업장 스스로 환경관리 역량을 높이고 기술발전을 이끌 수 있도록, 2017년부터 통합환경관리제도가 시행된다.
새로운 통합환경관리제도에서는 환경정책기본법에 따른 환경기준을 포함하는 환경의 질 목표수준을 달성할 수 있도록, 추가 오염배출에 따른 오염수준을 판단하는 배출영향분석을 실시한다. 이러한 배출영향분석은 추가 오염배출에 따른 오염수준을 판단하여, 주민의 건강 및 환경에 미치는 영향을 최소화 하기 위한 허가조건 부여 및 허가배출기준 수립의 근거가 될 수 있다.
즉, 업종별 최대배출기준 이하에서 오염물질 배출로 인해 주변에 미치는 영향에 따라 허가배출기준이 달라질 수 있다. 환경에 미치는 영향이 미미한 경우 최대배출기준을 허가배출기준으로 설정할 수 있고, 반대로 환경에 미치는 영향이 큰 경우 환경의 질 목표수준이 달성될 수 있도록 최대배출기준 이하에서 허가배출기준을 도출하여야 한다.
등록특허공보 제10-0661595호 “대기오염배출원 계획의 결정지원시스템”은 대기오염과 관련된 행정, 건설, 시설운영 및 연구 등의 업무수행과정에서 이용할 수 있는 의사결정지원시스템에 관한 발명이다. 지리정보수단, 데이터베이스수단, 내장된 환경모델에 적용함으로서 시뮬레이션을 수행하는 모델관리 수단, 외부로부터 입력된 정보와 추론엔진을 내장하여 모델관리수단으로 추론결과를 전달하는 규칙 및 지식기반수단, 및 사용자 인터페이스수단을 포함하며, 상기 지식기반수단은 모델 파라미터(지형, 오염농도, 평균화 시간, 배출 물질특성, 플럼높이 등)와 모델(ISC, ADMS, AERMOD 등)들을 적절히 선정하는 것을 돕도록 추론엔진에 의해 전문가 시스템 쉘과 연결하는 구성이 개시되었다.
공개특허공보 제10-2009-0098127호 “대기 오염물질 모니터링 시스템 및 그 방법”은 지형 상태 등을 고려하여 미래의 기상 정보를 예측하고, 이 예측된 미래 기상 정보와 오염원 배출 정보에 기반하여 미래 대기 오염물질의 농도 분포를 모니터링하는데 적합한 시스템 및 그 방법에 관한 발명이다. 기상 모델링 모듈과, 각 대기 오염물질별로 미래 대기 오염물질의 농도 분포를 각각 예측하는 모델링 수단과, 위성사진이 결합된 각 오염원별 분포 데이터를 생성하는 사진 매핑 모듈과, 생성된 각 오염원별 분포 데이터를 저장하는 오염원 정보 DB와, 제어 수단을 포함하는 대기 오염물질 모니터링 시스템이 개시되었다.
등록특허공보 제10-1507397호 “대기 모델링 서비스 제공 시스템”은 지형 및 기상자료를 이용한 기상모델과 점, 선, 면 오염원 배출량을 산정하는 배출량 모델 등을 이용하여 과거, 현재 및 미래에 대한 대기 오염물질에 의한 오염 정도를 모델링하여 서비스를 제공하는 시스템을 개시한다.
이상의 발명들은 획일적 기준에 의해 환경영향을 평가하는 등으로, 오염물질 배출로 인해 주변 환경에 미치는 영향을 정확히 반영하기 어려운 점이 있었으므로, 환경에 미치는 영향을 합리적으로 고려하는 손쉬운 대기오염물질의 배출영향분석 시스템 및 방법의 개발이 필요한 실정이다.
등록특허공보 제10-0661595호 “대기오염배출원 계획의 결정지원시스템” 공개특허공보 제10-2009-0098127호 “대기 오염물질 모니터링 시스템 및 그 방법” 등록특허공보 제10-1507397호 “대기 모델링 서비스 제공 시스템”
본 발명의 목적은, 계산과정의 부담을 줄여 허가배출기준을 쉽게 설정할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 사업장으로부터의 거리 및 지형에 따른 대기확산 현상을 반영하여 허가배출기준을 합리적으로 설정하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 대기오염물질 배출영향분석을 통하여 대기오염물질 배출허가 신청과정을 간소화시켜 비용과 시간을 절약할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 하나의 양태에 따르면, 본 발명은 대기오염물질 배출영향분석 방법에 있어서, (a) 사업장 소재지, 업종명, 종규모, 사업장 중심 위도 및 경도를 포함하는 사업장 정보가 입력되는 단계; (b) 사업장 소재지를 중심으로 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 지형도, 사업장 부지 경계 정보를 포함한 지형 정보가 입력되는 단계; (c) 상기 지형 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역에 대하여 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하는 단계; (d) 상기 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 기존오염도 정보가 입력되는 단계; (e) 상기 사업장 소재지와 가장 근접한 기상대의 기상 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 기상 정보가 입력되는 단계; (f) 상기 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 환경의 질 목표수준을 고려한 환경기준 정보가 입력되는 단계; (g) 굴뚝 좌표, 굴뚝 높이, 굴뚝 내경, 배기가스 온도, 배기가스 평균 유속, 배기가스 유량, 오염물질명을 포함하는 배출 정보가 입력되는 단계; (h) 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구하는 모델링 분석 단계; (i) 상기 모델링 분석 단계에서 구한 값들을 이용하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 모델링 테스트 단계; 및 (j) 상기 모델링 테스트의 결과를 출력하는 단계;를 포함한다.
상기 격자 형태의 수용점은, 사업장을 중심으로 하는 복수의 사각형으로 구획된 사각형 링 형태의 면위에 생성되고, 각각의 구획된 사각형 링 형태의 면 내에 형성된 수용점 간의 간격은 서로 일정하게 생성되고, 사업장 중심으로부터 먼 쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격은 보다 안쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격보다 크도록 수용점이 생성될 수 있다.
상기 모델링 테스트 단계는, (i-1) 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인지 판단하는 단계; (i-2) 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만인지 판단하는 단계; (i-3) 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작은지 판단하는 단계; (i-4) 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인지 판단하는 단계; (i-5) 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인 경우, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하는 단계; 및 (i-6) 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우에는, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만이면서, 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작거나 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인 경우에, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 모델링 테스트에 사용되는 장기 추가오염도(PC장기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 장기 오염도 값의 최대값으로 설정하고, 단기 추가오염도(PC단기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 단기 오염도 값의 최대값으로 설정하고, 장기 총오염도(PEC장기)는, 다음 식 PEC장기 = PC장기 + BC장기 (PC장기 는 장기 추가오염도, BC장기 는 장기 기존오염도)에 의하여 계산하고, 단기 총오염도(PEC단기)는, 다음 식 PEC단기 = PC단기 + BC단기 (PC단기 는 단기 추가오염도, BC단기 는 단기 기존오염도)에 의하여 계산할 수 있다.
상기 대기오염물질 배출영향분석 방법은, (g-1) 스크린 테스트에 사용되는 장기 스크린오염도(PS장기), 단기 스크린오염도(PS단기)를 구하는 스크린 준비 단계; (g-2) 상기 스크린 준비 단계에서 구한 값들을 환경기준과 비교하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 스크린 테스트 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 스크린 테스트에 사용되는 장기 스크린오염도(PS장기)는, 다음 식 PS장기 = Σ{L×σ장기} (L은 배출량, σ장기 는 장기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산하고, 상기 스크린 테스트에 사용되는 단기 스크린오염도(PS단기)는, 다음 식 PS단기 = Σ{L×σ단기} (L은 배출량, σ단기 는 단기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산할 수 있다.
상기 목적을 이루기 위한 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 대기오염물질 배출영향분석 시스템에 있어서, 사업장 소재지, 업종명, 종규모를 포함한 사업장 정보와, 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 지형도, 사업장 부지 경계 정보를 포함한 지형 정보와, 사업장 소재지의 기존오염도 정보와, 기상 정보와, 환경기준 정보와, 굴뚝 좌표, 굴뚝 높이, 굴뚝 내경, 배기가스 온도, 배기가스 평균 유속, 배기가스 유량, 오염물질명을 포함한 배출 정보를 입력받는 입력모듈; 상기 입력모듈에 입력된 상기 지형 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역에 대하여 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하는 수용점 모듈; 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구하는 모델링 분석을 하고, 모델링 분석으로 얻은 값들을 환경기준과 비교하는 모델링 테스트를 실시하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 모델링 모듈; 상기 모델링 모듈의 계산 결과 및 판정 결과를 출력하는 출력모듈; 및 상기 입력모듈에서 입력된 지형 정보를 수용점 모듈에 전달하여 수용점 모듈에서 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하도록 하고, 모델링 모듈에 입력값 및 수용점 정보를 전달하여 대기확산 모델링에 의한 오염도 값을 구하여 모델링 테스트를 진행하도록 하고, 상기 스크린 테스트 및 모델링 테스트의 결과를 출력모듈을 이용하여 출력시키는 제어모듈;을 포함한다.
상기 수용점 모듈은, 상기 격자 형태의 수용점을 사업장을 중심으로 하는 복수의 사각형으로 구획된 사각형 링 형태의 면위에 생성하고, 각각의 구획된 사각형 링 형태의 면 내에 형성된 수용점 간의 간격은 서로 일정하게 생성하고, 사업장 중심으로부터 먼 쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격은 보다 안쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격보다 크도록 수용점을 생성할 수 있다.
상기 모델링 모듈은, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인 경우, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하고, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우에는, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만이면서, 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작거나 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인 경우에, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정할 수 있다.
상기 모델링 모듈은, 장기 추가오염도(PC장기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 장기 오염도 값의 최대값으로 설정하고, 단기 추가오염도(PC단기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 단기 오염도 값의 최대값으로 설정하고, 장기 총오염도(PEC장기)는, 다음 식 PEC장기 = PC장기 + BC장기 (PC장기 는 장기 추가오염도, BC장기 는 장기 기존오염도)에 의하여 계산하고, 단기 총오염도(PEC단기)는, 다음 식 PEC단기 = PC단기 + BC단기 (PC단기 는 단기 추가오염도, BC단기 는 단기 기존오염도)에 의하여 계산할 수 있다.
상기 대기오염물질 배출영향분석 시스템은, 상기 입력모듈에 입력된 값들을 이용하여, 장기 스크린오염도(PS장기)를 다음 식 PS장기 = Σ{L×σ장기} (L은 배출량, σ장기 는 장기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산하고, 단기 스크린오염도(PS단기)를 다음 식 PS단기 = Σ{L×σ단기} (L은 배출량, σ단기 는 단기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산하고, 계산된 값들을 환경기준과 비교하는 스크린 테스트를 실시하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 스크린 모듈;을 더 포함할 수 있다.
상기 제어모듈은 입력된 값을 스크린 모듈에 전달하여 사전 스크린 테스트를 실시하도록 하고, 스크린 테스트에서 허가배출기준을 만족하지 못한 경우 모델링 테스트를 진행하도록 할 수있다.
상기 목적을 이루기 위한 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 대기오염물질 배출영향분석 방법을 컴퓨터 또는 이동통신기기 상에서 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체에 저장할 수 있다.
본 발명에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 방법에 따르면, 사업장으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 밀도가 작아지는 수용점을 사용하여 계산과정의 부담을 줄일 수 있으므로 허가배출기준을 쉽게 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 방법에 따르면, 사전 스크린 테스트를 진행하여 정밀 평가가 필요한 경우에만 대기확산 현상을 반영한 모델링 테스트를 진행하여 허가배출기준을 합리적으로 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 방법에 따르면, 대기오염물질 배출영향분석을 통하여 대기오염물질 배출허가 신청과정을 간소화시켜 비용과 시간을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 수용점의 분포를 사업장 중심으로부터의 거리에 따라 나타낸 부분확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기존오염도의 측정망과 데이터를 행정구역과 함께 나타낸 지도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력과 수용점 설정 과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출영향분석 평가 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템 및 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템(60)은 입력모듈(61), 수용점 모듈(62), 스크린 모듈(63), 모델링 모듈(67), 출력모듈(69), 그리고 제어모듈(65)로 구성된다.
입력모듈(61)은 입력장치(20)와 유선 또는 무선 네트워크(50)를 통해 연결된다. 출력모듈(69)은 출력장치(70)와 유선 또는 무선 네트워크(50)를 통해 연결된다.
입력장치(20)는 사업장 정보, 지형 정보, 기존오염도, 기상 정보, 환경기준 정보, 배출 정보를 입력받아 입력모듈(61)로 전달한다.
사업장 정보로는 사업장명, 사업장 소재지, 공장설립 승인시 등록된 업종명, 사업장 규모인 종규모, 사업장 중심지의 위도 및 경도, 연락처 등을 입력받을 수 있다.
지형 정보로는 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 지형도와, 사업장 부지 경계 정보 등을 입력받을 수 있다. 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역은 사업장 주변의 지역이므로, 사업장 소재지를 중심으로 한 주변 지역의 지형도를 입력받는다.
본 발명의 일 실시예에서는 사업장 중심 반경 25 km 영역 내의 축척이 1:25,000 인 수치지도 자료를 수집하여 하나의 지도로 병합한 지형도를 사용하였다. 병합된 수치지도에 사업장 부지의 경계 라인을 그려서 사업장 부지 경계 정보로 사용할 수 있다.
계산을 용이하게 하기 위하여, 기존오염도 정보를 사업장 소재지가 속해있는 행정구역의 기존오염도 대표값을 이용할 수 있다.
기상 정보로는 국가에서 제공하는 기본분석정보 혹은 직접측정된 분석정보를 입력받을 수 있다. 국가에서 제공하는 기본분석정보는 기상청에서는 현재 운영하고 있는 ASOS(Automated Synoptic Observing System, 종관기상관측시스템) 78개소와 상층기상관측소 7개소의 데이터를 기반으로 가공된 데이타이며, 가장 가까운 관측소의 최근 1년간의 기상 데이터를 자동으로 입력받도록 할 수 있다.
환경기준 정보로는 대기환경기준 및 통합관리법에서 설정한 환경의 질 목표수준을 20℃ 1기압 기준으로 μg/m3 단위로 입력받을 수 있다.
배출 정보로는 사업장의 배출구인 굴뚝마다 배출구ID, 굴뚝좌표(m), 굴뚝 높이(m), 굴뚝 내경(m), 굴뚝에서 배출되는 배기가스 온도(℃), 배기가스 평균 유속(m/s), 배기가스 유량(Sm3/min), 오염물질명, 배출기준(mg/Sm3) 등을 입력받을 수 있다.
입력장치(20)에 각종 자료 DB(10)를 연결하여 각종 자료를 자동으로 입력모듈(61)로 전달할 수 있다. 이러한 각종 자료 DB(10)에는 지형 정보를 저장하고 있는 지형자료DB(12), 기존오염도 정보를 저장하고 있는 기존오염도DB(14), 기상 정보를 저장하고 있는 기상정보DB(16), 환경기준 정보를 저장하고 있는 환경기준DB(18) 등이 있다.
예를 들어, 입력장치(20)에서 사업장의 소재지 정보를 입력받는 경우, 자동으로 사업장 소재지의 기존오염도 정보, 기상정보, 환경기준 정보를 각각의 DB(10)에서 불러와서 입력모듈(61)로 전달할 수 있다.
한편, 도 1에 도시되지는 않았지만, 별도의 저장장치를 이용하여 입력된 정보들을 저장해둘 수 있다.
수용점 모듈(62)은 입력모듈(61)에 입력된 지형 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역에 대하여 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성한다. 이러한 수용점 위치 정보는 모델링 모듈(67)에서 대기확산 모델링에 사용된다.
모델링 모듈(67)은 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구한다.
대기확산 모델링 프로그램으로는 가우시안 모델과 수치모델이 있다. 수치모델은 수평, 연직의 3차원 공간에 대하여 바람의 이동과 대기오염물질의 광화학 반응을 고려하여 시간 변화에 따라 계산하는 방법으로 복잡한 대기 현상을 파악하는데 사용한다. 수치모델은 적용 대상범위가 넓고 정교하지만, 확산 및 화학 반응과 관련된 수학, 물리, 화학 과정을 정확히 고려하여야 하므로 전문성이 필요하고, 정확한 입력자료가 확보되어야 하는 어려움이 있어서 제한적으로 사용된다.
대기확산 모델링 프로그램 중에서 가우시안 모델은 가우시안 플룸모델, 가우시안 퍼프모델, 오일러리안 모델 등이 있다.
오일러리안 모델은 화학반응을 고려할 수 있다는 이점이 있어, ROM(Regional Oxidant Model), RADM(Regional Acid Deposition Model), 그리고 UAM(Urban Airshed Model) 등이 개발되었다. 그러나 이들 오일러리안 모델들은 모델 프로그램이 충분히 모듈화 되어 있지 않으므로 모델의 서브프로그램간의 교환 및 새로운 서브프로그램의 추가 및 삭제 등에 많은 시간과 노력이 소모되고, 대용량화된 모델 출력자료에 대한 접근 및 처리가 쉽지 않다는 점 등의 한계를 가지고 있다.
가우시안 퍼프모델(Puff model)은 굴뚝에서 연속적으로 배출되는 연기가 잘게 나누어진 각각의 연기덩어리(puff)로 배출된다고 가정하고, 이 배출된 퍼프가 공간적 해상도를 갖는 바람장을 따라서 이동 및 확산이 될 때 퍼프가 미치는 영향을 종합하여 농도를 계산하는 모델이다. 퍼프모델은 시간 및 공간에 따른 바람장의 변화를 퍼프의 이동에 고려할 수 있기 때문에 비정상상태(Unsteady state) 모델이며, 해안가가 많은 우리나라 지역에 유용한 모델이다. 그러나, 사용 방법이 복잡하고 까다로울 뿐만 아니라 전문성이 필요하여 잘 활용이 되지 않고 있다.
현재 환경영향평가에서 대기질 영향예측에 가장 널리 사용되는 모델은 가우시안 플룸모델이다. 기존에 주로 사용되던 ISCST3(Indusrial Source Complex Short Term 3) 모델은 비반응성 물질의 정상상태를 다루며, 평지가 많은 지형에서 정확한 값을 보인다. 그러나, 우리나라 지형적 특성상 사업지역의 상당한 부분이 높고 낮은 산지를 포함하고 있어서 지형의 특성을 고려할 수 있는 모델이 필요하다.
가우시안 플룸모델 중 우리나라와 같이 복잡한 지형에 적합한 모델로 AERMOD(AMS/EPA Regulatory MODel)이 있다. AERMOD는 굴뚝으로부터 나온 플룸이 지형고도를 넘어 확산될 것인지 등에 대한 고려를 할 수 있다. 대신에 복잡한 지형효과를 고려하기 위해, 지형 자료와 수용점 자료를 생성하여야 한다. 또한 배출원 높이, 그리고 지표의 기상자료와 더불어 연직 기상자료도 필요하다.
모델링 모듈(67)은 이러한 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여, 입력된 자료로부터 각 수용점에서의 장기 및 단기 오염도 값들을 구할 수 있다.
장기 및 단기 오염도는 오염물질에 따라 미리 결정된 환경기준에 따라 그 기간이 결정된다. 장기 오염도는 1년 평균 오염도를 나타내고, 단기 오염도는 오염물질에 따라 1시간, 8시간, 또는 24시간으로 규정되는 오염도를 나타낸다.
각 수용점에서의 장기 오염도 값의 최대값을 장기 추가오염도(PC장기) 값으로 설정하고, 각 수용점에서의 단기 오염도 값의 최대값을 단기 추가오염도(PC단기) 값으로 설정한다.
장기 총오염도(PEC장기)는 PEC장기 = PC장기 + BC장기 로 계산할 수 있고, 단기 총오염도(PEC단기)는 PEC단기 = PC단기 + BC단기 로 계산할 수 있다. 여기에서 PC장기 는 장기 추가오염도, BC장기 는 장기 기존오염도이고, PC단기 는 단기 추가오염도, BC단기 는 단기 기존오염도이다.
모델링 모듈(67)은 이렇게 계산된 장기 추가오염도(PC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 총오염도(PEC단기) 값들을 이용하여, 입력된 값이 허가배출기준을 만족하는지 판정할 수 있다.
모델링 모듈(67)에서 허가배출기준 만족여부를 판정하는 방법은, 우선, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인 경우, 장기적으로 환경에 미치는 영향이 적기 때문에 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정한다.
만약, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우에는, 장기적으로 환경에 영향을 미칠 수 있으므로 추가적인 환경기준을 고려하여 허가배출기준을 판정한다. 즉, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만이면서, 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작거나 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인 경우에, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정한다.
여기에서, 제1 환경기준 내지 제4 환경기준은, 제1 환경기준 < 제2 환경기준 < 제3 환경기준 < 제4 환경기준의 순서가 되도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 환경기준은 장기 환경기준의 3%, 제2 환경기준은 장기 환경기준의 100%, 제3 환경기준은 단기 환경기준 값에서 장기 환경기준 값을 뺀 값, 제4 환경기준은 단기 환경기준의 100%로 설정할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 황산화물(SOx)의 경우 장기 환경기준(제2 환경기준)인 연평균 환경의 질 목표는 53.3(μg/Sm3, 20℃ 1기압 기준)이고, 단기 환경 기준(제4 환경기준)은 399.8(μg/Sm3)이다. 따라서, 제1 환경기준(장기 환경기준의 3%)은 1.6(μg/Sm3)이고, 제3 환경기준(단기 환경기준에서 장기 환경기준을 뺀 값)은 399.8 53.3 = 346.5(μg/Sm3)이 된다.
이 경우에는, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 1.6(μg/Sm3) 미만인 경우에는 허가배출기준을 만족하는 것으로 평가한다.
만약, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 1.6(μg/Sm3) 이상인 경우에는, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 53.3(μg/Sm3) 미만이어야 하고, 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준 346.5(μg/Sm3) 미만이거나 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 399.8(μg/Sm3) 미만인 경우에 허가배출기준을 만족하는 것으로 평가할 수 있다.
스크린 모듈(63)은 배출량이 적은 사업장에 대하여 간단하게 환경영향 평가를 할 때 사용할 수 있다. 스크린 모듈(63)은 입력모듈(61)에 입력된 값들로부터 장기 스크린오염도(PS장기), 단기 스크린오염도(PS단기) 등을 계산하고, 환경기준과 비교하는 스크린 테스트를 실시하여, 허가배출기준을 만족하는지 판정할 수 있다.
스크린 모듈(63)에서 계산하는 장기 스크린오염도(PS장기)는 PS장기 = Σ{L×σ장기} 식으로 계산된다. 이때, L은 배출량, σ장기 는 장기확산계수이고, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산한다.
스크린 모듈(63)에서 계산하는 단기 스크린오염도(PS단기)는 PS단기 = Σ{L×σ단기} 식으로 계산된다. 이때, L은 배출량, σ단기 는 단기확산계수이고, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산한다.
스크린 모듈(63)에서 입력된 값이 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 스크린 테스트 방법은 다음과 같다.
스크린 모듈에서 구한 장기 스크린오염도(PS장기)가 장기 환경기준 미만이고, 단기 스크린오염도(PS단기)가 단기 환경기준 미만인 경우 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정한다.
즉, PS장기 = Σ{L×σ장기} < 장기 환경기준 이고, PS단기 = Σ{L×σ단기} < 단기 환경기준 인 경우에 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정한다.
장기확산계수(σ장기)와 단기확산계수(σ단기)는 굴뚝 높이에 따라 결정되는 상수를 사용한다. 따라서, 스크린 모듈에서 계산되는 장기 스크린오염도(PS장기)와 단기 스크린오염도(PS단기)는 주변 기상조건 및 지형 등을 고려하지 않으므로 실제 환경에 미치는 영향을 과도하게 평가하는 문제가 있다.
그러나, 장기 스크린오염도(PS장기) 또는 단기 스크린오염도(PS단기)를 배출량(L)에 장기확산계수(σ장기) 또는 단기확산계수(σ단기)를 곱하여 간이하게 계산이 가능한 장점이 있다. 대기 오염물질 발생량이 미미한 굴뚝이 하나이고 배출량이 적은 사업장에 대하여는 스크린 테스트로 환경영향 평가를 간이하게 하고, 대신에 대기질이 중요한 발전소 또는 소각장 등의 경우에 좀더 자세한 모델링 테스트를 하는 것이 바람직하다.
출력모듈(69)은 스크린 모듈(63)과 모델링 모듈(67)의 계산 결과 및 판정 결과를 출력장치(70)로 출력할 수 있다.
제어모듈(65)은 입력모듈(61), 수용점 모듈(62), 스크린 모듈(63), 모델링 모듈(67), 출력모듈(69)을 제어한다.
입력모듈(61)에 입력된 지형 정보 또는 지형자료DB(12)의 지형정보를 수용점 모듈(62)로 전달하여 수용점 모듈에서 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하도록 한다.
스크린 모듈(63)이 있는 경우, 입력모듈에 입력된 값을 스크린 모듈(63)에 전달하여, 사전 스크린 테스트를 실시할 수 있다.
만약, 스크린 모듈(63)이 없거나, 스크린 테스트에서 허가배출기준을 만족하지 못한 경우, 모델링 모듈(67)에 입력값 및 수용점 정보를 전달하여, 대기확산 모델링에 의한 오염도 값을 구하도록 하고, 모델링 테스트를 진행하도록 한다.
스크린 테스트 및 모델링 테스트의 결과는 출력모듈(69)을 이용하여 출력시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는 각종 자료 DB(10)를 대기오염물질 배출영향분석 시스템(60)에 설치할 수 있다. 이 경우 입력장치(20)의 요청에 따라 각종 자료를 입력장치로 전달할 수도 있고, 입력모듈(61)에 입력된 데이터에 따라 각종 정보가 자동으로 적용되도록 할 수도 있다. 또한, 입력장치와 출력장치는 별도의 네트워크에 연결되는 것이 아닌 하나의 장치로 구성될 수 있다. 한편, 도 2는 스크린 모듈(63)이 없는 시스템도 가능함을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 수용점의 분포를 사업장 중심으로부터의 거리에 따라 나타낸 부분확대도이다.
수용점 모듈(62)은 사업장을 중심으로 격자 형태의 수용점을 생성한다. 수용점은 균일한 간격으로 생성할 수도 있다. 그러나, 사업장에서 높은 굴뚝에서 배출된 후 지상의 수용점에 도착하는 경우에, 거리가 멀어짐에 따라 수용점 간의 오염도 구배가 적어지게 된다. 따라서, 거리가 멀어짐에 따라 수용점 거리를 크게하여 수용점의 밀도를 작게 할 수 있다.
예를 들어, 사업장의 경계선상(131)은 50m 간격으로 수용점을 배치하고, 사업장 경계로부터 사업장 중심에서 2km 거리까지의 사각형으로 구획된 사각형 링 형태의 면(133) 위에는 100m 간격으로 수용점을 배치한다. 사업장 중심에서 2km거리 부터 5km 까지의 사각형 링 형태의 면(135) 위에는 500m 간격의 수용점을 배치하고, 사업장 중심에서 5km거리 부터 10km 까지의 사각형 링 형태의 면(137) 위에는 1km 간격의 수용점을 배치하고,사업장 중심 10km 에서 20km 까지의 사각형 링 형태의 면(139) 위에는 2km 간격의 수용점을 배치할 수 있다.
즉, 격자 형태의 수용점을 사업장을 중심으로 하는 복수의 사각형으로 구획된 사각형 링 형태의 면위에 생성하되, 각각의 구획된 사각형 링 형태의 면 내에 형성된 수용점 간의 간격은 서로 일정하게 생성하고, 사업장 중심으로부터 먼 쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격은 보다 안쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격보다 크도록 수용점을 생성한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기존오염도의 측정망과 데이터를 행정구역과 함께 나타낸 지도이다.
배출영향분석을 실시할 지역은 사업장 소재지 주변 이므로, 기존오염도를 사업장 소재지의 기존오염도 값을 이용할 수 있다. 도 4(a)에서 검은 색 점들이 관측지점이다. 그런데, 관측지점이 전 국토에 균일하게 분포하는 것이 아니라, 도시지역을 중심으로 밀집되어 있고, 행정구역에 따라서는 관측지점이 아예 없는 곳도 있다.
따라서, 사업장 소재지가 있는 행정구역별로 평균 오염도를 기존오염도로 데이터화하여 사용하여도 환경영향평가에 영향이 거의 없으며, 데이터 입력의 편리성이 증가된다. 행정구역별 기존오염도 평균값이 도 4(b)에 색깔별로 구분되어 표시되어 있다. 이러한 기존오염도 데이터는 기존오염도DB(14)에 저장되어 있다가, 입력모듈(61)로 입력될 수 있다.
한편, 오염물질에 따라서는 행정구역 내에 측정망이 전혀 없는 경우도 있다. 이러한 경우에는 주변 100 km 이내의 측정값을 이용하여 다음 식으로 기존 오염도(BC)를 구할 수 있다.
Figure 112017119919316-pat00001
여기에서 Zi 는 i번째 관측지점에서의 기존오염도 관측값이고, di 는 i번째 관측지점으로부터 대상지점까지의 거리이고, n 은 관측지점의 개수이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 배출영향분석 방법의 순서도이다. 도 5를 참조하여, 대기오염물질 배출영향분석 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 대기오염물질 배출영향분석 시스템의 입력모듈(61)이 배출영향분석에 필요한 사업장 정보, 지형 정보, 기존오염도 정보, 기상 정보, 환경 기준 정보 등 각종 정보를 입력받는다(S100).
배출영향분석을 하려는 배출구ID, 굴뚝좌표(m), 굴뚝 높이(m), 굴뚝 내경(m), 굴뚝에서 배출되는 배기가스 온도(℃), 배기가스 평균 유속(m/s), 배기가스 유량(Sm3/min), 오염물질명, 배출기준(mg/Sm3) 등의 배출정보를 입력 받는다(S200).
스크린 모듈(63)이 있는 경우, 스크린 모듈(63)은 대기오염물질 배출영향분석을 위해 입력된 배출정보가 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 스크린 테스트를 수행하고(S300), 출력모듈(69)은 스크린 테스트의 결과를 출력장치로 출력할 수 있다(S400).
스크린 테스트 결과를 확인하여(S500), 입력된 배출정보가 허가배출기준을 만족하여 스크린 테스트를 통과한 경우, 배출영향분석을 종료한다.
스크린 테스트 결과를 확인하여(S500), 입력된 배출정보가 허가배출기준을 만족하지 못한 경우, 모델링 모듈(63)은 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점 위치의 오염도 값을 구하고, 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 모델링 테스트를 실시한다(S600). 모델링 테스트 결과는 출력모듈(69)에 의해 출력장치로 출력할 수 있다(S700).
모델링 테스트 결과를 확인하여(S800), 모델링 테스트를 통과한 경우, 배출영향분석을 종료한다.
모델링 테스트 결과를 확인하여(S800), 모델링 테스트를 통과하지 못한 경우, 배출정보를 조정한 후(S900), 조정된 배출정보를 입력하여(S200) 모델링 테스트를 반복할 수 있다. 조정 가능한 배출정보로는 배출가스의 유량(Sm3/min), 배출농도(㎎/S㎥), 굴뚝 높이(m), 배기가스 온도(℃) 등이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력과 수용점 설정 과정을 나타내는 순서도이다.
입력모듈(61)은 사업장 정보, 지형 정보, 기존오염도, 기상 정보, 환경기준 정보, 배출 정보를 입력받는다.
사업장 정보로는 사업장명, 사업장 소재지, 공장설립 승인시 등록된 업종명, 사업장 규모인 종규모, 사업장 중심지의 위도 및 경도, 연락처 등이 입력된다(S110).
지형 정보로는 사업장 소재지를 중심으로 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 지형도와, 사업장 부지 경계 정보 등이 입력된다(S120). 저장된 지형자료DB(12)에서 자동으로 입력될 수 있다.
기존오염도 정보로는 배출영향분석을 실시할 지역의 기존오염도DB(14)에서 자동으로 입력될 수 있다(S140).
기상 정보로는 사업장 소재지와 가장 근접한 기상대의 기상 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 기상 정보가 기상정보DB(16)에서 자동으로 입력된다(S150).
환경기준 정보로는 대기환경기준 및 통합관리법에서 설정한 환경의 질 목표수준을 20℃ 1기압 기준으로 μg/m3 단위로 환경기준DB(18)에서 자동으로 입력받을 수 있다(S160).
한편, 지형 정보가 입력된 경우(S120), 지형 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역에 대하여 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성할 수 있다(S130).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출영향분석 평가 방법을 나타낸 순서도이다. 모델링 테스트 단계(S600)는 다음과 같이 구성된다.
우선, 테스트를 위한 준비 단계로 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구한다(S610).
그리고, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준(예를 들면, 장기 환경기준의 3%) 미만인지 판단한다(S620).
장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인 경우, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하여 테스트를 통과한다(S660).
장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우에는, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준(예를 들면, 장기 환경기준의 100%) 미만인지 판단한다(S630).
단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준(예를 들면, 단기 환경기준 값에서 장기 환경기준 값을 뺀 값)보다 작은지 판단하고(S640), 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준(예를 들면, 단기 환경기준의 100%) 미만인지 판단한다(S650).
장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우에는, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만이면서(S630), 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작거나(S640) 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인 경우에(S650), 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하여 테스트를 통과한다(S660).
장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 이상이거나(S630), 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작으면서(S640) 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인 경우에(S650), 허가배출기준을 만족하지 못하는 것으로 판정하여 테스트를 통과하지 못한다(S670).
모델링 모듈(67)이 모델링 테스트를 위해 준비하는 경우에는, 대기확산 모델링 프로그램에서 각 수용점에서 구한 오염도 값을 이용하여 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구한다(S610).
이 경우, 장기 추가오염도(PC장기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 장기 오염도 값의 최대값으로 설정한다. 단기 추가오염도(PC단기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 단기 오염도 값의 최대값으로 설정한다.
장기 총오염도(PEC장기)는 PEC장기 = PC장기 + BC장기 식으로 계산되고, 단기 총오염도(PEC단기)는 PEC단기 = PC단기 + BC단기 식으로 계산된다. 이때, PC장기 는 장기 추가오염도, BC장기 는 장기 기존오염도이고, PC단기 는 단기 추가오염도, BC단기 는 단기 기존오염도이다.
환경에 미치는 영향을 정확하게 파악하는 모델링 테스트 전에 간이한 스크린 테스트를 진행함으로써, 대기오염물질 배출이 거의 없는 경우에 불필요한 시간과 노력을 줄일 수 있다. 또한, 테스트 방법에 추가 오염도 및 총오염도를 함께 고려하여, 주위 환경에 미치는 영향을 효과적으로 반영할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
10 : 각종 자료 DB
20 : 입력장치
50 : 네트워크
60 : 대기오염물질 배출영향분석 시스템
61 : 입력모듈
62 : 수용점 모듈
63 : 스크린 모듈
65 : 제어모듈
67 : 모델링 모듈
69 : 출력모듈
70 : 출력장치

Claims (11)

  1. 입력모듈, 수용점 모듈, 모델링 모듈, 출력모듈, 스크린 모듈 및 제어모듈을 포함하여 대기오염물질 배출영향을 분석하는 방법에 있어서, (a) 상기 입력모듈에 (a) 사업장 소재지, 업종명, 종규모, 사업장 중심 위도 및 경도를 포함하는 사업장 정보가 입력되는 단계;
    (b) 상기 입력모듈에 사업장 소재지를 중심으로 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 지형도, 사업장 부지 경계 정보를 포함한 지형 정보가 입력되는 단계;
    (c) 상기 수용점 모듈이 상기 지형 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역에 대하여 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하는 단계;
    (d) 상기 입력모듈에 상기 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 기존오염도 정보가 입력되는 단계;
    (e) 상기 입력모듈에 상기 사업장 소재지와 가장 근접한 기상대의 기상 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 기상 정보가 입력되는 단계;
    (f) 상기 입력모듈에 상기 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 환경의 질 목표수준을 고려한 환경기준 정보가 입력되는 단계;
    (g) 상기 입력모듈에 굴뚝 좌표, 굴뚝 높이, 굴뚝 내경, 배기가스 온도, 배기가스 평균 유속, 배기가스 유량, 오염물질명을 포함하는 배출 정보가 입력되는 단계;
    (h) 상기 모델링 모듈이 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구하는 모델링 분석 단계;
    (i) 상기 모델링 모듈이 상기 모델링 분석 단계에서 구한 값들을 이용하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하되 (i-1) 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인지 판단하는 단계; (i-2) 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만인지 판단하는 단계; (i-3) 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작은지 판단하는 단계; (i-4) 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인지 판단하는 단계; (i-5) 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인 경우, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하는 단계; 및 (i-6) 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우에는, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만이면서, 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작거나 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인 경우에, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하는 단계;를 포함하는 모델링 테스트 단계; 및
    (j) 상기 출력모듈이 상기 모델링 테스트의 결과를 출력하는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 단계, 상기 (b) 단계, 상기 (d) 단계, 상기 (e) 단계, 상기 (f) 단계 및 상기 (g) 단계는 입력모듈에서 수행되고, 상기 (c) 단계는 수용점 모듈에서 수행되며, 상기 (h) 단계 및 상기 (i) 단계는 모델링 모듈에서 수행되는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출영향분석 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격자 형태의 수용점은,
    사업장을 중심으로 하는 복수의 사각형으로 구획된 사각형 링 형태의 면위에 생성되고,
    각각의 구획된 사각형 링 형태의 면 내에 형성된 수용점 간의 간격은 서로 일정하게 생성되고,
    사업장 중심으로부터 먼 쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격은 보다 안쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격보다 크도록 수용점이 생성되는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출영향분석 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모델링 테스트에 사용되는 장기 추가오염도(PC장기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 장기 오염도 값의 최대값으로 설정하고,
    상기 모델링 테스트에 사용되는 단기 추가오염도(PC단기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 단기 오염도 값의 최대값으로 설정하고,
    장기 총오염도(PEC장기)는, 다음 식 PEC장기 = PC장기 + BC장기 (PC장기 는 장기 추가오염도, BC장기 는 장기 기존오염도)에 의하여 계산하고,
    단기 총오염도(PEC단기)는, 다음 식 PEC단기 = PC단기 + BC단기 (PC단기 는 단기 추가오염도, BC단기 는 단기 기존오염도)에 의하여 계산하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출영향분석 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (g-1) 상기 스크린 모듈이 스크린 테스트에 사용되는 장기 스크린오염도(PS장기), 단기 스크린오염도(PS단기)를 구하는 스크린 준비 단계;
    (g-2) 상기 제어모듈이 상기 스크린 준비 단계에서 구한 값들을 환경기준과 비교하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 스크린 테스트 단계;를 더 포함하며,
    상기 스크린 테스트에 사용되는 장기 스크린오염도(PS장기)는, 다음 식 PS장기 = Σ{L×σ장기} (L은 배출량, σ장기 는 장기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산하고,
    상기 스크린 테스트에 사용되는 단기 스크린오염도(PS단기)는, 다음 식 PS단기 = Σ{L×σ단기} (L은 배출량, σ단기 는 단기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출영향분석 방법.
  6. 사업장 소재지, 업종명, 종규모를 포함한 사업장 정보와, 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역의 지형도, 사업장 부지 경계 정보를 포함한 지형 정보와, 사업장 소재지의 기존오염도 정보와, 기상 정보와, 환경기준 정보와, 굴뚝 좌표, 굴뚝 높이, 굴뚝 내경, 배기가스 온도, 배기가스 평균 유속, 배기가스 유량, 오염물질명을 포함한 배출 정보를 입력받는 입력모듈;
    상기 입력모듈에 입력된 상기 지형 정보로부터 대기오염물질 배출영향분석을 실시할 지역에 대하여 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하는 수용점 모듈;
    대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 장기 추가오염도(PC장기), 장기 총오염도(PEC장기), 단기 추가오염도(PC단기), 단기 총오염도(PEC단기)를 구하는 모델링 분석을 하고, 모델링 분석으로 얻은 값들을 환경기준과 비교하는 모델링 테스트를 실시하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하되, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 미만인 경우, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하고, 장기 추가오염도(PC장기)가 제1 환경기준 이상인 경우에는, 장기 총오염도(PEC장기)가 제2 환경기준 미만이면서, 단기 추가오염도(PC단기)가 제3 환경기준보다 작거나 단기 총오염도(PEC단기)가 제4 환경기준 미만인 경우에, 허가배출기준을 만족하는 것으로 판정하는 모델링 모듈;
    상기 모델링 모듈의 계산 결과 및 판정 결과를 출력하는 출력모듈; 및
    상기 입력모듈에서 입력된 지형 정보를 수용점 모듈에 전달하여 수용점 모듈에서 사업장 부지를 중심으로 하는 격자 형태의 수용점 위치 정보를 생성하도록 하고, 모델링 모듈에 입력값 및 수용점 정보를 전달하여 대기확산 모델링에 의한 오염도 값을 구하여 모델링 테스트를 진행하도록 하고, 상기 모델링 테스트의 결과를 출력모듈을 이용하여 출력시키는 제어모듈;을 포함하는 대기오염물질 배출영향분석 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수용점 모듈은,
    상기 격자 형태의 수용점을 사업장을 중심으로 하는 복수의 사각형으로 구획된 사각형 링 형태의 면위에 생성하고,
    각각의 구획된 사각형 링 형태의 면 내에 형성된 수용점 간의 간격은 서로 일정하게 생성하고,
    사업장 중심으로부터 먼 쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격은 보다 안쪽에 있는 사각형 링에 형성된 수용점 간의 간격보다 크도록 수용점을 생성하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출영향분석 시스템.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 모델링 모듈은,
    장기 추가오염도(PC장기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 장기 오염도 값의 최대값으로 설정하고,
    단기 추가오염도(PC단기)는, 상기 대기확산 모델링 프로그램을 이용하여 각 수용점에서 구한 단기 오염도 값의 최대값으로 설정하고,
    장기 총오염도(PEC장기)는, 다음 식 PEC장기 = PC장기 + BC장기 (PC장기 는 장기 추가오염도, BC장기 는 장기 기존오염도)에 의하여 계산하고,
    단기 총오염도(PEC단기)는, 다음 식 PEC단기 = PC단기 + BC단기 (PC단기 는 단기 추가오염도, BC단기 는 단기 기존오염도)에 의하여 계산하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출영향분석 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 입력모듈에 입력된 값들을 이용하여, 장기 스크린오염도(PS장기)를 다음 식 PS장기 = Σ{L×σ장기} (L은 배출량, σ장기 는 장기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산하고, 단기 스크린오염도(PS단기)를 다음 식 PS단기 = Σ{L×σ단기} (L은 배출량, σ단기 는 단기확산계수, Σ는 전체 굴뚝에 대하여 합산)에 의해서 계산하고, 계산된 값들을 환경기준과 비교하는 스크린 테스트를 실시하여 허가배출기준을 만족하는지 판정하는 스크린 모듈;을 더 포함하며,
    상기 제어모듈은 입력된 값을 스크린 모듈에 전달하여 사전 스크린 테스트를 실시하도록 하고, 스크린 테스트에서 허가배출기준을 만족하지 못한 경우 모델링 테스트를 진행하도록 하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출영향분석 시스템.
  11. 제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 대기오염물질 배출영향분석 방법을 컴퓨터 또는 이동통신기기 상에서 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체.
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