• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.127-137
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• 2021

미세먼지 전구체인 질소산화물(NOx)에 대한 대기배출부과금 제도가 2020년부터 국내에 도입 및 시행됨에 따라 이를 저감하기 위한 경제적인 연소기술 개발은 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해외 우드펠릿 대체재로서 REC(Renewable Energy Certificates) 확보가 가능한 국내 미이용 산림 바이오매스를 연료로 하여 0.1 MWth급 순환유동층 연소 설비에서 NOx 저감을 위한 air-staging 효과를 고찰하였다. 운전 변수로는 air-staging 적용 유무, 3차 공기 공급 높이(6.4 m, 8.1 m, 9.4 m) 그리고 air-staging 비율(1차 공기:2차 공기:3차 공기=91%:9%:0%, 82%:9%:9%, 73%:9%:18%) 변화이며 운전 변수에 대한 배기가스 내 NO와 CO 농도, 연소로 높이별 온도와 압력 프로파일, 포집된 비산재(fly ash) 내 미연탄소 함량과 연소효율을 분석하였다. 3차 공기를 가장 높은 9.4 m에서 공급한 air-staging 운전 시 NO 농도는 100.7 ppm으로 air-staging을 적용하지 않은 운전 조건(148.8 ppm)보다 32.3% 감소하지만 CO 농도는 오히려 52.2 ppm에서 99.8 ppm으로 91% 증가하였다. 더불어, NO 농도의 저감을 위한 환원영역과 CO 농도의 저감을 위한 산화영역 확보를 위해 3차 공기 공급 높이를 6.4 m로 유지하며 3차 공기 공급량을 늘리고 1차 공기 공급량을 낮춘 air-staging 운전 조건(73%:9%:18%)에서는 NO와 CO 농도가 각각 90.8 ppm과 66.1 ppm으로 air-staging 적용 조건 중 가장 감소되는 것을 확인하였다. 이러한 최적 운전 조건에서 연소효율 역시, air-staging을 적용하지 않은 운전 조건의 연소효율(98.3%) 보다 높은 99.3%임을 확인하였다.

• 환경생물
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• 제39권1호
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• pp.100-107
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• 2021

국내 고농도의 초미세먼지 발생 빈도 증가와 함께 그 전구물질인 NH₃와 관련한 연구가 활발히 진행 중이다. NH₃ 배출에 있어 농업의 기여율이 높은 것은 자명한 사실이다. 그러나 비료 사용이 농경지 대기 중 NH₃ 농도에 장기간 미치는 영향에 관련한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수동식 NH₃ 확산형 포집기를 활용해 11개월간 농경지 대기 중 NH₃ 농도를 관측하였다. 그 결과 비료 살포 직후 한 달 동안 NH₃ 배출의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 그 이후 여름철 기온 상승으로 NH₃ 휘발이 촉진되어 대기 중 농도가 증가할 것으로 예상하였으나, 54일간의 지속적인 강우로 인하여 대기 중 높은 암모니아 농도는 관측되지 않았다. 그 후 NH₃ 농도는 가을과 겨울을 거치면서 점차 감소하였다. 비료의 영향력이 감쇠한 시점 이후에는 기온이 감소할수록, 그리고 강수량이 증가할수록 NH₃ 농도는 감소하는 것을 상관분석을 통해 확인할 수 있었다. 종합해 보면, 국내 NH₃ 배출량에서 비료의 기여율을 연구하는 데 있어 비료 살포 직후 최소 한 달 동안은 집중적으로 살펴보아야 할 것이며, 현장 연구 시 강수량과 무강우 일수 등의 기상 정보도 함께 고려해야 할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.557-574
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• 2020

이 연구의 목적은 일기도, 850 hPa 면의 유선, 후방궤적과 기상, 그리고 대기질 모델을 이용하여 비황사기간 동안 청주시 미세먼지 PM2.5의 고농도 원인을 분석하는 것이다. 청주시 PM2.5 고농도 사례일 동안 시계열과 일기도를 분석한 결과, 중국 또는 주변 지역으로부터 PM2.5의 장거리 수송과 관련된 기상 패턴을 나타내었다. 실제로 PM2.5 시계열에서 자체 기여 농도보다 2-3배 이상 증가한 60-80 ㎍ m-3가 장거리 수송과 관련된 배경농도로 관측되었다. PM2.5의 고농도는 대체로 상층 제트류가 한반도를 통과하면서 지상 고기압과 저기압의 발달 위치에 따라 분포하였다. 결과적으로 청주시 PM2.5 고농도 발생 원인은 중국 북경이나 기타 인근 지역에서 산업, 가정 및 에너지 연소 기원으로 발생한 스모그 형태의 대기 오염물질 덩어리가 장거리 수송의 기압배치에 따라 빠른 풍속 대를 타고 이동했기 때문이다. PM2.5를 포함한 대기오염물질이 지상 고기압 확장역이나 절리저기압 또는 지상저기압 배치에 따라 벨트나 띠 형태의 오염 덩어리로 북쪽에서 남쪽으로 청주시 분지 지형을 통과하는 M자형 패턴을 나타내거나, 강줄기 형태의 띠들이 바람의 영향을 받아 U자형으로 변하는 점진적 증가형 패턴으로 나타난다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권2호
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• pp.283-302
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• 2022

2020년 1월 23일 이후 중국에서 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19)으로 인한 봉쇄 조치가 전국으로 확대되고 있었다. 그러나, 한국에서는 2020년 2월 1-2일에 PM₁₀ 질량농도 일평균 최대 88-98 ㎍ m^-3의 고농도 연무가 발생하였다. 이 기간에 동아시아 지역은 850 hPa 기온 아노말리가 양(+), 동서류 아노말리는 음(-)으로 온난하고 정체적인 기단의 영향을 받고 있었다. 동아시아 지역의 인위적 배출량 감소에 따른 한국의 PM₁₀ 장거리 수송의 영향을 분석하기 위하여 WRF-Chem을 활용하였다. WRF-Chem에 인위적 배출량을 변화 없이 적용한 BASE와 인위적 배출량을 50%로 감소시켜 적용한 CTL의 PM₁₀을 한국의 지상 측정값과 민감도 분석을 수행하였다. CTL에서 PM₁₀의 IOA는 0.71로 BASE의 0.67보다 높게 나타났다. 이것은 중국의 COVID-19 봉쇄 조치로 인해 인위적 배출량이 감소한 것으로 분석된다. 또한, 한국 이외의 지역 배출량을 0으로 설정한 BASE_ZEOK와 CTL_ZEOK를 모의하여 BASE와 CTL에서의 장거리 수송 기여도의 변동을 분석하였다. CTL은 BASE와 비교하여 배출량이 50%로 감소하였지만 PM₁₀ 장거리 수송 기여도는 10-20% 감소한 것으로 나타났다. 동아시아 지역의 배출량 감소에 따라 풍하측 한국의 PM₁₀ 장거리 수송 기여도 변동이 선형적으로 반응하지 않는 것은 종관 기상 변동이 영향을 주는 것으로 보인다. 2월 1-2일 한국의 고농도 PM₁₀ 연무 사례에 대한 CTL에서 PM₁₀ 에어로졸 성분의 장거리 수송 기여도는 기타 무기물이 80-90%로 가장 높았고, 질산염은 30-60%, 황산염은 0-20%, 암모늄은 30-60%를 나타내고 있었다. 중국의 봉쇄 조치로 인하여 교통 및 물류 수송이 감소하면서 2차 에어로졸이 감소한 것으로 보인다.

• 한국자연치유학회지
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• 제11권1호
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• pp.18-30
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• 2022

배경: 제주도 화산섬 지하자원인 현무암 "숲" 지하 공기(숨골)의 효과를 검증하기 위하여 '지하 공기정화 층을 이용한 공기정화시스템(APS)'을 개발한 후에 정화 공기 체험장을 설치하였다. 이 정화 공기를 채취하여 분석하고 인체에 유용성에 관한 탐색연구가 필요하다. 목적:현무암 "숲" 지하 공기(숨골)를 APS로 채취하여 성분을 분석하고, 이 공기를 체험한 후에 인체에 미치는 영향을 탐색하는 것이었다. 방법: 제주도의 파파빌레 지역의 4개의 지점에 APS 장치를 설치하였다. APS에서 배출하는 지하 공기를 채집하여 자원화 성분을 분석하였다. 또한 공기 밀폐 연구 체험장을 지상에 설치하였으며, 이 체험장의 음이온 농도는 5,000 ions/m³정도이었고, 체험자들이 60~120분 정도 머무르게 한 후에 혈관 상태를 조사하였다. 결과: 현무암 '숲' 지하 공기를 채취하여 분석한 결과는 O₂ 농도는 21.18%로 대기의 평균 산소 농도 20.94%보다 높았다. 폼알데하이드는 검출되지 아니하였고, CO₂농도는 419 ppm으로 실내공기보다 낮았다. 미세먼지(PM2.5) 농도는 24 ㎍/ms 이하였으며, 음이온도 5.000 ions/m³ 이상 검출되었다. 체험한 사람들의 혈관 건강 지수 개선되었고, 평균 맥박의 증가 및 스트레스 해소 등의 효과가 높게 나타났다. 결론: 현무암 "숲" 지하공기(숨골)를 분석하여 규명한 유용한 성분은 자연치유 등에 활용할 가치가 높았고, 체험한 결과에서는 맥박의 증진, 혈관과 스트레스 개선에 효과를 나타냈다. 이러한 조건은 제주지역의 현무암 숲이 자연치유와 웰니스 산업으로 확장하기 위한 새로운 지역이라고 높게 평가할 수 있다.

• 보존과학회지
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• 제37권6호
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• pp.723-737
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• 2021

본 연구에서는 17세기 '숨 톨고이(Sum tolgoi)' 건축 유적지에서 출토된 지류 경전을 대상으로 재질의 성분 및 구조에 대해 분석하고 이를 바탕으로 보존처리를 진행하였다. 경전은 흙먼지와 이물질이 많고 형태를 알 수 없을 정도로 뭉쳐 있는 상태로 훼손, 결실, 변색 등이 확인되었다. 티베트어로 쓰인 경전은 UV-Vis 분석 결과 쪽과 먹을 종이 바탕에 사용한 것으로, 고대 몽골어 경전은 흑색의 필사 재료가 먹으로 추정되었다. SEM-EDS와 Micro-XRF 분석 결과를 통해 연단(Pb₃O₄)과 진사(HgS) 혼합 또는 진사(HgS)로 적색 외곽선을 긋고 은니로 경전의 내용을 적었음이 확인되었다. 글씨의 은니는 칼슘과 함께 염화은(AgCl)이 확인되었으며, 황색선에서는 칼슘(Ca)과 석황(As₂S₃)이 확인되었다. 고대 몽골어 경전의 종이는 초본류 섬유와 인피섬유가 혼합된 특징을, 티베트어 경전은 인피섬유의 특징을 나타냈다. 방사성 탄소동위원소 연대측정 결과, 경전의 바탕으로 사용된 종이가 15-17세기에 제작된 것으로 분석되었다. 경전의 보존처리는 출토된 종이의 형태 변형과 취약함으로 인한 2차 손상을 예방하기 위해 보강지(Pre-coated paper) 제작 및 보강 방법에 대한 실험을 바탕으로 진행하였으며, 처리 후 경전의 보관 및 앞·뒤로 기록된 경전 내용을 확인할 수 있도록 마운팅하고 중성지로 상자를 제작하였다. 이번 보존처리는 보존처리 가역성의 원칙에 따른 새로운 보존처리 재료와 방법을 적용한 연구 결과이다.

• 분석과학
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• 제20권5호
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• pp.383-392
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• 2007

1998~2004년 봄철에 한라산 1100 고지에서 $PM_{2.5}$ 미세입자를 채취하여 수용성 성분을 분석하였다. 연구기간의 연도별 $PM_{2.5}$ 질량농도는 $13.4{\pm}9.6{\sim}21.7{\pm}20.0{\mu}g/m^3$의 범위를 보였고, 이온 성분들의 농도는 nss-$SO{_4}^{2-}$ > $NH{_4}{^+}$ > $NO{_3}{^-}$ > $Ca^{2+}$ > $K^+$ > $Na^+$ > $Cl^-$ > $Mg^{2+}$ 순으로, nss-$SO{_4}^{2-}$ ($3.41{\pm}2.42{\mu}g/m^3$)이 가장 높았다. 이차 오염물질인 $NH{_4}{^+}$, $SO{_4}^{2-}$, $NO{_3}{^-}$의 농도는 각각 0.60~1.50, 2.86~4.42, $0.24{\sim}1.57{\mu}g/m^3$로 전체 이온 성분의 88%를 차지하였으나 해양 기원의 성분들은 5 % 미만의 조성을 보였다. nss-$SO{_4}^{2-}$은 $NH{_4}{^+}$, $K^+$과 높은 상관성을 보였으나 $NO{_3}{^-}$과의 상관성은 상대적으로 낮았고, $NH{_4}{^+}$과 nss-$SO{_4}^{2-}$은 미세입자에서 $(NH_4)_3H(SO_4)_2$와 $(NH_4)_2SO_4$의 형태로 존재하고 있는 것으로 추정된다. 역궤적 분석을 실시한 결과, $NH{_4}{^+}$과 nss-$SO{_4}^{2-}$이 동시에 고농도일 때 기단은 중국에서 발원되어 중국 동부에서 장시간 정체되었다가 제주 지역으로 유입되었다. 또 발생기원이 서로 다른 $NO{_3}{^-}$과 nss-$Ca^{2+}$의 농도가 높을 때 기단은 중국 또는 시베리아에서 발원하여 중국 동부를 거쳐 제주지역으로 이동한 것으로 조사되었다.

• 벤처혁신연구
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• 제6권4호
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• pp.63-81
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• 2023

본 연구의 목적은 대학교 재학생을 대상으로 포토보이스 질적 연구방법을 활용하여 대학생이 인지하는 환경, 환경장벽, 친환경 행동의 모습을 파악하고자 하였다. 포토보이스 방법론을 활용하여 대학생의 시각으로 바라본 친환경행동의 동인과 행동의 모습을 공유하고 그에 관한 의미를 고찰하는 과정을 통해 친환경행동의 실천적 방안을 제시하고자 하였다. 환경이라는 대 주제 하에 참여자들이 직접 선정하여 다루게 된 3가지 하위 주제는 '내가 생각하는 환경이란', '나에게 환경장벽이란', 그리고 '나의 친환경 행동이란' 등으로 주제별 참여자가 일상생활 중 직접 촬영하여 선별한 사진을 통하여 자신의 생각을 표현하고 타인의 의견을 청취하여 공유하였다. 이러한 연구의 결과는 첫째, 연구 참여자들은 환경에 대하여 '낭비', '불편함', '미세먼지=환경오염', '위선태도' 등으로 직접 촬영하여 선정한 사진의 의미를 부여하였다. 둘째, 연구 참여자들은 환경장벽에 대하여 '비가시성', '무관심', '사회적시선', '비효율성', '강제성' 등으로 선택된 사진의 의미를 부여하였다. 마지막으로, 연구 참여자들은 친환경행동에 대하여 '리사이클', '에너지절약', '재사용' '일회용품 사용 줄이기' 등으로 선택된 사진을 의미화 하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 V-A-B모델의 확인과 소비자는 개인이 가진 가치와 태도, 그리고 행동이 위계관계를 구성한다는 점을 확인하였으며, 소비자의 일상생활에서 친환경 행동을 실천하는데 방해 요인이 분명 존재하고 있으며, 친환경적 소비 행동을 실천하기 위한 불편함 혹은 비편리성을 해소할 수 있는 방안이 필요하다는 연구의 시사점를 제시하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권3호
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• pp.138-156
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• 2023

우리나라 문화유산에서 상당한 비중을 이루는 금속문화재 중 일부는 고유 기능과 역할, 규모 등으로 인해 야외에 설치·전시되고 있다. 그렇기에 안정적 환경에서보다 다양하고 복합적인 훼손이 발생할 수 있다. 따라서 야외 설치 문화유산의 보존상태 진단을 위한 조사뿐만 아니라 조사 결과로 확보한 기초 자료를 장기적이고 지속적인 보존관리의 데이터로 활용하기 위해서는 정확한 진단과 체계화된 조사법을 접목할 필요가 있다. 제작 당시부터 야외에 설치·전시된 국보 창경궁 자격루 누기는 지속적인 보존관리에도 손상이 발생하여, 전면적인 보존처리에 앞서 보존상태 진단을 위한 과학적인 조사를 실시하였다. 먼저 조사 목적에 따라 제원 및 육안조사, 과거 보수이력 조사를 통해 보존상태를 조사하였다. 그리고 3D 스캔과 표면 문양 조사, 색차 분석을 통한 정밀조사와 P-XRF, FT-IR, Py-GC/MS 분석으로 재질과 오염물을 분석하였다. 과학적 조사 결과에 대한 검토를 통해 과거 보존처리 과정에서 사용된 스쿠알란(squalane)과 실리콘 오일(silicone oil)이 야외 환경 요인에 직접적으로 노출되어 손상이 발생하였으며, 그 위에 먼지 등의 이물질이 두텁게 고착되어 오염이 심화된 것으로 확인되었다. 상대적으로 노출 영향이 높은 부분을 중심으로 손상의 발생 정도가 큰 것이 확인되었으며, 이는 색차 데이터를 그룹화(grouping)하여 파악한 경향성과 일치하였다. 이처럼 보존상태를 진단하고 기초자료를 확보하는데 다양한 조사법을 접목한 결과 발생한 손상 원인과 양상을 파악할 수 있었다. 또한 조사에서는 다양하게 활용 가능한 디지털 데이터의 확보 과정과 가시적으로 확인되는 손상을 과학적 데이터로 제시하고 손상 양상 등의 경향성을 파악할 수 있는 색차 분석이 효과적인 것으로 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.87-98
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• 2024

본 연구는 리그노셀룰로오스 섬유와 굴참나무 수피-기반 활성탄(COA)으로 제조한 3층 섬유판에 한지를 조합하여 제작한 섬유판 필터세트의 미세먼지(PM), 휘발성 유기화합물(TVOC), 폼알데하이드(HCHO) 여과능을 조사하기 위하여 수행하였다. 단백질계 접착제를 적용하여 표층에 목섬유 그리고 심층에 재생섬유/COA로 제조한 섬유판(WRF)과 한지로 제작한 섬유판 필터세트는 일반향의 연소에 의하여 발생하는 상기 오염물질을 효과적으로 여과하였다. 섬유판 제조에 있어 표층/심층에 적용되는 접착제의 함지율을 4%/4%, 5%/3%, 6%/2%로 조절하여 WRF를 제조한 후, 이를 한지와 함께 WRF-기반 필터세트 제작에 이용하였다. 이 필터세트의 PM, TVOC, HCHO 여과능은 심층의 함지율이 감소함에 따라 향상되었다. 한편 WRF-기반 필터세트 구성에 있어 45 g/m² 평량의 한지보다 25 g/m² 평량의 한지(KP-25g)를 사용하여 제작한 필터세트에서 여과능이 우수하였다. 표층에 재생섬유와 심층에 목섬유/COA로 제조한 섬유판(RWF)과 KP-25g로 구성한 섬유판 필터세트의 여과능은 WRF와 비교하여 높았다. 소형 실내공간 및 대형 옥외공간에 WRF-기반 섬유판 필터세트 및 무필터 조건과 함께 측정한 PM 및 TVOC 여과능은 RWF-기반 섬유판 필터세트에서 높았다. 따라서 RWF와 KP-25g를 조합하여 제작한 섬유판 필터세트가 실내외 공간에 존재하는 PM, TVOC 여과용 필터로서 적용이 가능할 것으로 생각한다.