<h1>서 론</h1><p>미세먼지(PM)는 대기에 존재하는 오염물질로 산, 유기 화학 물질, 금속, 토양 또는 먼지 입자로 구성된 작은 입자이다. PM은 기계 및 산업 공정의 연소, 차량의 배기가스 배출 및 담배연기를 통해 인위적으로 배출된다. 그러나 화산, 화재, 모래 폭풍 및 토양 그리고 암석 침식과 같이 자연적으로 공급되기도한다. 또한 PM은 대기중에 기체 오염 물질로 존재하는 질소 산화물, 이산화황, 암모니아 및 휘발성 유기 화합물의 핵 형성, 응축 또는 응고로 발생할 수 있다. PM은 입자의 크기에 따라 \( {PM}_{10}\), \( {PM}_{2.5} \) 그리고 \( {PM}_{0.1} \) 로 세분할 수 있다. PM 분류에서 직경이 \( 2.5 \) 에서 \( 10 \mu \mathrm{m} ({PM}_{10}) \) 인 입자를 coarse 입자로 \( 2.5 \mu \mathrm{m} \) 이하 \( {PM}_{2.5} \) 를 fine 그리고 \( 0.1 \mu \mathrm{m} \) 이하 \( {PM}_{0.1} \) 를 ultrafine 입자로 정의한다.</p><p>PM은 사람의 호흡을 통해 체내에 들어갈 경우 인체에 악영향을 줄 수 있다. PM이 건강에 미치는 영향은 흡입한 입자의 크기에 따라 달라진다. 일반적으로 입자가 작을수록 호흡기에 더 깊게 침투하여 침전되므로 직경이 \( 10 \mu \mathrm{m} \) 미만인 입자는 인간의 건강에 가장 큰 영향을 미치는 입자이다. PM을 흡입할 경우 호흡기 질환 및 심혈관 질환의 악화, 폐 기능 저하, 조기사망 등을 일으킬 수 있다. 특히, \( {PM}_{2.5} \) 는 독성이 강한 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)와 중금속을 함유하여 발암성이 높다. 독일 제련소 지역인 Hettstedt에서는 \( {PM}_{2.5} \)가 아동의 알레르기성 천식을 유발하며 염증 증가의 원인이 될 수 있다고 하였다.</p><p>PM은 일반적으로 무기 이온(예: 황산염, 질산염, 암모늄, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 염화물)을 포함하며 유기 및 무기 탄소, 지각 구성 물질, 입자 결합수, 금속(카드뮴, 구리, 니켈, 바나듐, 아연 등) 및 PAH와 같은 성분을 포함한다. 또한 PM에 포함된 알레르겐 및 미생물 화합물과 같은 생물학적 성분도 잠재적인 건강 위험성 때문에 중요하다. 보통 도로의 PM은 포장도로와 제동장치 및 타이어와 같은 차량 구성요소의 마모에 의해 발생한다. 포장도로의 마모에 의한 지각 구성 무기입자에는 실리콘, 알루미늄, 칼륨, 나트륨, 칼슘이 함유되어 있으며, 제동장치 및 타이어에서 발생한 무기입자는 구리, 안티몬, 납, 카드뮴, 아연 등의 금속을 함유할 수 있다.</p><p>나뭇잎은 수종마다 특이한 형태를 갖고 있으며 이러한 잎의 특징에 따라서 미세먼지를 축적하는 정도가 다르다. 잎의 면적이 넓을수록 더 많은 PM을 축적하며, 털을 갖고 있거나 거친 표면을 가진 잎이 있는 종은 잎 표면이 매끄러운 종들보다 더 효과적으로 PM을 축적한다고 알려져 있다. 털은 잎의 표면이 극성을 띄게 하여 전하를 띄는 PM입자를 끌어당긴다. 또한 나무 수관의 크기와 구조에 따라 난기류를 유발하여 잎의 PM 축적을 증가시킬 수 있다. Beckett 등의 연구에서는 침엽수가 활엽수보다 PM 축적량이 더 높은 것으로 나타났다.식물은 잎 표면의 기공, 표피 균열, 피목(lenticel), 수성 기공(aqueous pore) 그리고 잎의 표피세포에 존재하는 미세통로(ectodesmata)를 통해 중금속을 흡수한다. Ectodesmata는 부세포와 공변세포 사이를 연결해주는 통로로 기공이 없는 잎의 큐티클층에서 중금속의 흡수가 가능하도록 한다. Kozlov 등은 자작 나무 잎에서 \( \mathrm{Cu} \) 와 \( \mathrm{Ni} \) 함량이 높은 미세입자의 이동을 연구했으며 입자가 기공을 통해 잎 내부로 들어갈 수 있다고 제안했다. 금속 원소를 함유한 입자는 일반적으로 큐티클 왁스에 포획된 후 잎 내부로 확산되는데 친유성 화합물의 큐티클을 통한 확산 및 친수성 화합물의 기공의 수성 공극을 통한 확산두 가지가 있다. 잎 표면의 극성 및 소수성의 정도는 식물 종에 따라 다르므로 종에 따라 입자를 축적하고 내부로 이동하는 정도가 다를 수 있다. \( \mathrm{Co}, \mathrm{Cu} \) 또는 \( \mathrm{Mn} \) 과 같은 몇몇 금속은 기공을 통해 식물 표피를 통과할 수 있지만, 큐티클을 통한 침투는 PM의 크기에 의존한다. \( 0.1 \mu \mathrm{m} \) 보다 크기가 작은 ultrafine PM 이 기공을 통해 내부로 들어갈 수 있으며 Song 등은 그보다 큰 fine PM (지름이 \( 2.5 \mu \mathrm{m} \) 보다 작은 입자)도 기공을 통해 들어갈 수 있다고 제안했다.</p><p>따라서 본 연구에서는 다양한 잎 형태를 갖는 가로수를 선택해 PM 크기별 PM이 잎에 축적되는 양을 비교하였으며 축적된 PM 크기별로 금속 원소 함량을 분석하였다. 또한 미세먼지 세척 후 잎의 원소 분석으로 잎 표면을 통한 PM 흡수 가능성을 평가하였다.</p>
미세먼지는 기계 및 산업 공정의 연소, 자동차 등을 통해 인위적으로만 배출된다.
NO