• 제목/요약/키워드: 입자미세화

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포화 다공성 매체에서 미세플라스틱 이동 특성 규명을 위한 정량분석 방법 개발 연구 (A Study on the Development of Quantitative Analysis Methods to Characterize the Transport of Microplastics in Saturated Porous Media)

  • 박수현;양민준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.376-376
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    • 2023
  • 전 세계적으로 중요한 담수 자원인 지하수의 미세플라스틱 오염에 대한 우려가 커지고 있다. 지하수 환경에서 미세플라스틱의 오염을 예측하고 평가하기 위해 대수층 내 현장 실태조사가 수행 중에 있으며, 실험실 규모의 컬럼 실험을 통해 지하수에서 미세플라스틱 이동 메커니즘을 조사하는 연구들이 수행되고 있다. 이러한 연구들은 많은 개수의 분석 시료를 동반하며, 환경 중 미세플라스틱 정량분석을 위해서 고가의 분석기기(라만분광기, 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광기, 열분해 가스크로마토그래피 질량분석기)를 사용하여 플라스틱의 종류를 판별하고 개수를 측정하고 있다. 또한, 컬럼 실험을 수행한 대부분의 선행 연구에서는 미세플라스틱 정량분석을 위해 탁도 분석, 분광광도계를 이용한 흡광도 분석, 현미경을 이용한 계수 방법 등을 이용하여 고가의 분석기기를 사용하지 않고 연구를 수행하였다. 하지만, 이러한 방법들은 유체 속 다른 물질이 포함되어있을 경우에 민감하고 농도를 비율 혹은 개수로 표현하기 때문에 질량 측면에서 미세플라스틱의 농도를 과소·과대 평가할 수 있다. 특히, 현미경을 이용한 계수 방법의 경우에는 분석에 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다. 위에 언급한 다양한 분석법들의 단점들을 보완하기 위하여, 본 연구에서는 대수층 내 미세플라스틱 이동 특성을 규명하기 위한 실내 실험에 사용될 수 있는 형광이미지 기반의 미세플라스틱 정량분석법을 개발하였다. Nile Red 형광염료를 이용하여 미세플라스틱을 염색하고 사진을 촬영하여 미세플라스틱 시료의 질량과 미세플라스틱 형광이미지의 형광강도 간 상관관계를 분석하였다. 또한, Nile Red로 염색된 미세플라스틱 입자의 수중 노출 테스트를 진행하여, 실내 대수층 모의실험 시 미세플라스틱 질량을 정량화할 수 있는 적용 가능성을 평가하였다. 상관 분석 결과, 미세플라스틱 질량과 이미지의 형광강도는 높은 상관관계를 보였으며, 수중 노출 실험 전과 후의 미세플라스틱 입자의 형광강도 차이는 미미한 것으로 나타났다. 이러한 연구결과를 통해 본 연구에서 개발된 미세플라스틱 정량분석 방법이 포화 다공성 매체로 구성된 컬럼실험 시 유출수의 미세플라스틱 질량 추정에 유용하게 사용될 것으로 생각되며, 대수층 내 미세플라스틱의 이동 특성 규명 연구에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

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입자와 액적간의 정전기적 응집을 통한 미세입자의 효율적인 제어 (Effective Control of fine Particles Using an Electrostatic Coagulation Between Particle and Water Droplet)

  • 이명화;김상범;황유성;김종호;김경수
    • 한국분무공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.98-104
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    • 2006
  • A charged droplet scrubber was introduced to remove visible smokes generated in many industrial facilities. Lab-scale and field tests were conducted in this study. The system consists of a corona discharger to effectively charge the fine particles, fellowed by an electrostatic chamber to promote coagulation between charged fine particles and oppositely charged droplets and a demister to remove resultant particles. Overall collection efficiency, 98.4% was obtained from a lab-scale test, when a high voltage was applied to an ionizer and a charged droplet scrubber. Field tests also show the high collection efficiencies, 93.5% with one stage and 99.4% with two stage system. This system can be used to increase the collection efficiency of the conventional air pollution control devices to satisfy the national emission standard.

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서울, 강화, 서산, 광주, 제주 지역에서의 장기간 대기오염과 시정 변화경향에 대한 연구 (Long-term Trends of Visibility and Air Quality in Seoul, Ganghwa, Seosan, Gwangju, Jeju)

  • 문광주;한진석;홍유덕;장건우;이석조;전영신
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.111-112
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    • 2003
  • 시정장애현상의 직접적인 원인은 주로 0.1~2.0$\mu\textrm{m}$ 크기의 미세입자들에 의한 빛의 산란 및 흡수현상으로(Feidlander, 1977), 이러한 미세입자들은 각종 오염원에서 직접 배출되기도 하지만, 대부분 대기 중에서 1차 오염물질들이 서로 반응, 응축, 응집하여 생성, 성장한 2차 에어로솔이다(국립환경연구원, 1994). 2차 에어로솔의 생성 및 성장, 성분 및 농도는 기체상의 SO$_2$, NOx CO, CO$_3$, 총탄화수소 등과, 입자상인 부유분진의 농도와 같은 1차 오염물질들 뿐만 아니라, 온도, 습도, 풍향, 풍속, 일사량, 혼합고 등의 여러 기상조건 및 지형조건의 영향을 받는다. (중략)

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화재진압용 미세 물분무 상용 노즐의 분무 특성에 관한 실험적 연구

  • 박현태;김성찬;이성룡;유홍선;방기영
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2002년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.397-402
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    • 2002
  • 노즐을 통하여 미세한 물 입자를 뿜어내어 화재를 진압하는 방식은 1930년대부터 응용되어왔지만 하론이 소화 물질로서 개발되어 널리 사용됨에 따라 물분무에 대한 개발이 중단되었다. 그러나 몬트리올 환경회의에 의해 하론이 오존층 파괴 물질로 사용이 제한됨에 따라 대체 소화물질로서 1990년대에 미세 물분무에 대한 연구가 활발히 진행되기 시작하였으며 최근 IMO(세계 해사기구)에서는 2003년부터 건조되는 선박의 소화설비로서 물분무 노즐 사용을 의무화하기 시작했다.(중략)

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회전형 휘발성 산화장치 이용 다공성 우라늄산화물 그래뉼 제조 연구 (Study on the Fabrication of Porous Uranium Oxide Granule Using a Rotary Voloxidizer)

  • 이재원;윤여완;신진명;이정원;박근일;박장진
    • 공업화학
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    • 제22권6호
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    • pp.642-647
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    • 2011
  • 회전형 휘발성 산화장치(voloxidizer)와 200 g $U_3O_8$ 분말을 사용하여 초기 미세 입자층의 운동형태, 열처리 온도 및 시간, voloxidizer의 회전속도에 따른 다공성 그래뉼의 회수율과 특성을 분석하였다. 초기 미세 입자층의 운동형태에 따른 1 mm 이상의 그래뉼의 회수율은 rolling 운동 때보다 slumping 운동일 경우에 보다 높았다. 초기 미세 입자층이 rolling 운동형태인 경우에는 미세입자로부터 그래뉼이 생성됨에 따라서 slumping 운동형태로 변하며 slumping 빈도가 매우 높았다. 열처리 온도의 증가 및 10 h까지는 시간의 증가에 따라서 그래뉼의 회수율이 매우 크게 증가하였다. Slumping 운동형태를 보이는 초기 미세 입자층의 경우에 voloxidizer의 회전속도가 증가함에 따라서 그래뉼의 회수율 은 81.5에서 88.7%로 증가하였으나, 그래뉼 특성 측면에서 보면 회전속도가 2 rpm인 경우에 밀도, 파쇄강도, 구형도가 가장 높았다.

봄철 황사 맞이하기

  • 최영화
    • 레드리본
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    • 통권69호
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    • pp.14-15
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    • 2006
  • 황사란 무엇인가? 중국, 몽고, 만주의 사막지대, 황하 중류의 황토지대에서 발생한 미세한 토양 입자가 대기 중에 운반되어 낙하하는 자연현상이다. HIV 감염인이나 에이즈 환자에게 황사가 특별히 더 위험하지는 않으며 일반인들처럼 주의를 기울이면 된다.

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진공 플라즈마 용사코팅시 분말 이송가스 유량이 적층효율에 미치는 영향

  • 정영훈;남욱희;변응선
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.161-161
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    • 2014
  • 열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.

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