Determination of factors associated with in-bus exposure to fine particulate matter (PM2.5) and carbon dioxide (CO2)

Abstract

People can be exposed to significant air pollutant levels during transportation, since air pollutant concentrations from transportation are often higher than other microenvironments. Bus is one of the main public means of transportation. It is important to understand the characteristics of on-board bus concentrations of air pollutants such as PM2.5 and CO2. The purpose of this study was to determine factors associated with the internal bus concentrations of PM2.5 and CO2. PM2.5 and CO2 concentrations in bus were measured using MicroPEM and CO2 data logger, respectively. The measurements from 5 different bus routes were conducted from 8 A.M to 7 P.M over a 5-day period in Seoul, Korea. The concentration of ambient PM2.5 was obtained from 25 fixed monitoring stations in Seoul (AirKorea, 2017). The in-bus PM2.5 and CO2 concentrations were compared according to the following conditions such as operation/non-operation and rush hour/non-rush hour. The on-board bus PM2.5 concentration was characterized using a peak analysis. The internal bus PM2.5 concentration was influenced by sampling date and ambient PM2.5 concentration. On-board bus CO2 concentrations were significantly higher when buses were in rush hour and on long distance routes (p < 0.05). Peak PM2.5 concentrations occurred mainly at traffic facilities such as traffic lights and crosswalks where buses stopped. Internal bus PM2.5 concentration was affected by ambient air. Internal bus CO2 concentration was associated with operation status, rush/non rush hour and distance of route. The sudden increase noted for internal bus PM2.5 concentration was associated with traffic facilities. However, as this study did not take videos during the sampling period, other operational factors were not found. It is necessary to understand the peak PM2.5 concentration in-bus.

일반적으로 교통을 이용하는 시간은 24시간 중 6.9%로 비중은 적지만, 교통시설 내부의 PM2.5와 CO2 농도는 다른 미세환경에 비해 상대적으로 높기 때문에 교통시설에서의 노출은 전체 노출에 기여하는 바가 상대적으로 높다. 따라서 본 연구의 목적은 실제 운행하는 조건의 버스 내부에서 PM2.5와 CO2의 농도에 영향을 미치는 요인을 결정하는 것이다. 연구방법으로는 2016년10월부터 11월 중의 5 일간 장거리, 중거리, 단거리의 서로 다른 5개 노선에서 오전 8시부터 오후 7시까지 실제 운행하는 버스 내부에서 PM2.5 농도와 CO2 농도를 측정하였다. PM2.5의 경우 MicroPEM을 이용하여 측정을 하였고 CO2 농도의 경우 CO2 data logger를 이용하여 측정하였다. 운전/차고지의 위치, 혼잡 시간대/비 혼잡 시간대와 같은 조건에 따라 농도를 비교하여 버스 내 PM2.5 농도와 CO2 농도를 비교하였다. 그리고 버스 내 PM2.5 농도를 증가시키는 요인은 피크 분석을 이용하여 평가하였다. 버스는 혼잡한 출퇴근 시간대, 장거리 노선에서 CO2의 농도가 유의하게 높았다 ( p < 0.05). 버스 내부의 PM2.5 농도는 대기의 PM2.5 농도에 영향을 받았다 (R2 = 0.201). 하지만 버스 내부의 PM2.5 농도는 버스의 속도와는 연관이 없었다. 버스의 PM2.5의 피크 발생은 교통시설물에 근접할 때 주로 발생하였다. 하지만 버스가 교통시설물과 근접하더라도, 농도가 항상 높지는 않았다. 버스 이용객들의 단시간의 높은 개인노출을 방지하기 위해 버스 내 PM2.5 농도의 피크를 이해하고 결정요인을 찾아낼 필요가 있다.