Enclosure chamber system를 활용한

소나무의 모노테르펜 배출 특성 및 성분 분석

김명주1*, 이의재2, 홍성철3, 이재범3 이상덕1,2

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2강원대학교 미세먼지통합관리학과,
3국립환경과학원 대기질통합예보센터)

Emission Characteristics and Components Analysis of

Monoterpenes from Pine Using an Enclosure Chamber System

Myeong-Ju Kim1*, Ui-Jae Lee2, Sung-Chul Hong3, Jae-Bum Lee3, Sang-Deok Lee1,2

(1Department of Forest Environment System, Kangwon National University,

2Department of Integrated Particulate Matter Management, Kangwon National University,

3Air Quality Forecasting Center, National Institute of Environmental Research)

요약: 수목과 초본류에서 방출되는 생물기원 휘발성유기화합물(BVOCs)은 오존과 2차 유기에어로졸 형성에 기여하며, 침엽수에서 주로 방출되는 모노테르펜은 대표적인 저장형 BVOCs이다. 이에 본 연구에서는 Enclosure chamber system을 활용하여 강원대학교 내 소나무를 대상으로 여름철(7월), 가을철(9월)에 모노테르펜을 측정하고 α-pinene과 β-pinene을 중심으로 계절별 및 주야 배출 특성과 조성 변화를 분석하였다. 분석 결과, 여름철 α-pinene 평균 농도는 0.413 ppbv로 가을철(0.192 ppbv) 대비 2배 이상 높았으며, β-pinene 평균 농도는 여름철 0.286 ppbv, 가을철 0.215 ppbv로 유사한 수준을 보였다. 여름철에는 α-pinene night(40%) > β-pinene night(28%) > α-pinene day(19%) > β-pinene day(13%) 순인 반면, 가을철에는 β-pinene night(33%) > α-pinene day(25%) > α-pinene night(22%) > β-pinene day(20%) 순으로 조성 변화가 관측되었다. 이는 두 물질이 모두 저장형 모노테르펜임에도 불구하고, 증기압과 확산 특성 차이에 따라 방출 민감도가 다르게 나타난 결과로 해석된다. α-pinene은 고온·강한 일사 조건에서 방출 민감도가 크게 증가하는 반면, β-pinene은 상대적으로 낮은 증기압으로 인해 가을철에도 야간 방출 비중이 유지되는 특성을 보였다. 본 연구는 침엽수 모노테르펜의 화학종별·계절별 방출 거동을 현장 실측 자료를 기반으로 제시하였으며, 이는 향후 BVOCs 기반 대기화학 평가 연구에 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract: BVOCs contribute to ozone and secondary organic aerosol formation, and monoterpenes emitted from coniferous trees are representative storage type BVOCs. This study investigated diurnal and seasonal variations of α-pinene, β-pinene from pine at KNU using an enclosure chamber system in summer(Jul) and autumn(Sep). The average concentration of α-pinene was higher in Jul(0.413 ppbv) than in Sep(0.192 ppbv), whereas β-pinene showed similar levels in Jul(0.286 ppbv) and Sep(0.215 ppbv). Summer compositions were dominated by α-pinene and β-pinene at night, while autumn showed a higher nighttime contribution of β-pinene. These patterns indicate that although both compounds are storage type monoterpenes, their emission behaviors differ due to physicochemical properties such as vapor pressure and diffusion. This study provides baseline field data on species-specific and seasonal monoterpene emissions from coniferous trees for BVOC-based atmospheric chemistry assessments.

사사: 본 연구는 국립환경과학원(NIER-2025-04-02-033)의 지원에 의해 이루어진 것임.