대기오염 내 주요 수종의 BVOCs 발생과 기체교환능력의 상관성 연구

이종규1*, 우수영1, 곽명자1, 임예지1, 김한동1, 정수경1, 김주영1

(1서울시립대학교)

The relationship between tree-based biogenic volatile organic compounds (BVOCs) emission and leaf gas exchange on urban trees under air pollution

Jong Kyu Lee1*, Su Young Woo1, Myeong Ja Kwak1, Yea Ji Lim1, Han Dong Kim1, Su Gyeong Jeong1, Ju Yeong Kim1

(1University of Seoul)

요약: 도시 수목은 일반적으로 오존(O3) 및 미세먼지(PM)와 같은 대기오염물질 저감 등 다양한 역할을 통해 인간 건강에 도움이 된다. 이러한 역할에 따라, 도시 수목과 대기오염의 관련성 연구는 활발히 진행되었다. 수목을 통한 대기오염 저감은 기공 흡수 또는 식물 표면 흡착으로 발생한다. 이러한 이유로 도시 수목은 대기오염 줄이는 데 중요한 역할로 잘 알려져 있다. 반면, 수목이 생물적 휘발성 유기화합물(BVOCs) 배출로 인해 대기질에 악영향을 주는 것도 인식되고 있다. 수목은 생장 및 발달과 생물적 및 비생물적 피해로부터 보호하기 위해 BVOCs 배출한다. 최근, 일부 연구에서는 잎의 가스교환능력이 수목의 BVOCs 배출량과 밀접한 관련성이 있다고 보고했다. 특히, BVOCs 중 하나인 이소프렌의 경우 잎의 기공전도도 변화와 높은 상관성을 보인다. 따라서, 이 연구에서는 미세먼지 중 하나인 150μg m-3의 비산재(fly ash)와 100ppb의 O3을 처리하여 Pinus densiflora, Ginkgo biloba, Taxus cuspidata, Prunus yedoensis, Zelkova serrata와 같은 도시 내 주요 수종의 BVOCs 배출량과 기체교환능력 특성의 상관성을 연구하였다. 본 연구는 도시 저감을 위한 도시 수목 선발에 대한 기초자료를 제공할 수 있다.

Abstract: Urban trees contribute to the benefit of human health through a multitude of services, mainly by reducing atmospheric gas pollutants such as ozone (O3) and particulate matter (PM). Studies on the relationship between urban trees and air pollution has become a popular topic. The removal of air pollution by trees can occur through stomatal uptake and/or deposition to plant surfaces. For this reasons, urban trees are well known as a critical role in reducing air pollution. However, it is also increasingly recognized that trees can give a negative effect on air quality by biogenic volatile organic compounds (BVOCs) emission. Trees employ BVOCs emission for basic functions in growth and protecting from the abiotic and biotic stresses. Some researches have reported that leaf gas exchanges can significantly affect BVOCs emission of urban trees. Especially, isoprene, which is one of BVOCs, is closely realted to changes in stomatal conductance on trees. This study aimed to research the relationship between BVOCs emission and photosynthetic activity on major urban trees (Pinus densiflora, Ginkgo biloba, Taxus cuspidata, Prunus yedoensis, and Zelkova serrata) under 150 μg m-3 of PM and 100 ppb of O3 conditions separately. The results of this research can be helpful to the selection of urban tree species to reduce air pollution.

Acknowledgment : This research was supported by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Education (No. 2018R1D1A1A02044683).