• 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.

• 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.

• 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.

• 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.