A Study on the Collection and Analysis of Tire and Road Wear Particles(TRWPs) as Fine Dust Generated on the Roadside

도로변에서 발생되는 미세먼지로써 타이어와 도로 마모입자 채집과 분석 연구

Recently, various stakeholder are interested in microplastic to cause pollution of the marine's ecosystem and effort to conduct study of product's life cycle to reduce pollution of marine's ecosystem. The micorplastic refer to materials of the nano- to micro- sized units and it can be classified into primary and secondary. The primary microplastic mean the manufactured for use in the specific field such as the microbead of the cosmetic or cleanser. also, secondary mean the unintentionally generated during use of the product such as the textile crumb by the doing the laundry. Tire and Road Wear Particles(TRWPs) are also defined as secondary microplastic. Typically, TRWPs are created by friction between the tread compound's rubber of the tire and the surface of the road du ring the driving cars. Most of the generated TRWPs exist on the roadside and some of them were carried to marine by the rainwater. In this study, we perform the quantitative analysis of the TRWPs existed in fine dust at the roadside. So, we collected the dust from the roadside in Chungcheongnam-do's C site with a movement of 1,300 cars per the hour. The collected samples were separated according to size and density. And shape analysis was performed using the Scanning Electron Microscope(SEM). We were possible to discover a lot of TRWPs at the fine dust of the 100 ± 20 ㎛. And we analysis it u sing the Thermo Gravimetric Analysis(TGA) and Gas Chromatography/Mass Spectrometer(GC/MS) for the quantitative components from the tire. As a result, it was confirmed that TRWPs generated from the roadside fine dust were included the 0.21 %, and the tire and road components in the generated TRWPs consisted of the 3:7 ratio.

본 연구에서는 도로변 미세먼지 내 타이어와 도로 마모입자의 정량화 분석과 타이어와 도로 마모입자 내 타이어 및 도로 성분 비율을 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 이에 시간당 1,300여대 교통량을 갖는 충청남도 지자체중에서 C도시의 종합버스터미널 부근 정류장의 경계석 6곳에서 먼지 샘플을 채집하였다. 채집된 먼지 샘플 1,000 g에 대해 크기와 밀도 분리 수행한 결과 미세먼지 샘플 24 g과 타이어와 도로 마모입자 약 0.05 g이 분리되었다. 즉, 도로변 미세먼지에는 타이어와 도로 마모입자가 약 0.21 % 존재하는 것으로 분석되었다. 분리된 타이어와 도로 마모입자에 대해 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 형상을 분석한 결과 지우개가루 형상이 관찰되었다. 또한, 도로변 미세먼지 내 존재하는 타이어와 도로 마모입자는 자동차 주행 중 타이어와 도로간 마찰에 의해 생성되어 도로변으로 분산되었기 때문에 열중량분석기(TGA)와 가스크로마토 질량분석기(GC/MS)를 이용하여 성분 분석을 수행하였다. 정량화 계산식을 통해 성분에 대한 타이어 및 도로 성분 비율을 도출한 결과 약 3:7로 분석되었다. 본 연구는 도로변 미세먼지 발생원의 구성원과 함량 분석을 위해 객관적이고 신뢰도 높은 분석 기법을 제시하였다. 추후, 도로건설과 타이어 소재의 미세먼지 저감 기술 확보와 개선 방안 확보를 위한 선행적 기초 연구로써 활용되기를 기대하고 지속적으로 더 많은 지역과 샘플 분석에 대한 통계 데이터를 확보하여 신뢰도 높은 연구를 수행하고자 한다.