본 연구는 도로, 주차장 및 지붕에서 발생된 TSS와 중금속의 거동을 분석하기 위해 수행되었다. 강우시 도로, 주차장, 지붕에서 발생되는 중금속은 입자상 물질(TSS)에 부착되어 이동된다. 이는 TSS 부하량과 Cr, Fe, Cu 및 Pb의 입자상 중금속 및 용존성 중금속의 부하량의 상관관계로 판단 가능하다(r =0.52~0.73, p <0.01). 일반적으로 도로 및 주차장에서 발생된 TSS 및 중금속은 지붕에 비해 더 높은 것으로 분석되었는데, 이는 차량에 의해 중금속이 많이 발생하며, 집수면적 또한 도로 및 주차장이 넓기 때문으로 보여진다. 첨두유출발생시까지 TSS 부하량의 65~75%가 유출되는 것으로 나타났으며, 이는 인근 수계로 유출되는 TSS를 제거하기 위해서는 첨두유출을 제어하는 것이 가장 효과적인 것을 의미한다. 또한 비용경제적인 LID 시설의 규모를 산정하기 위해 시설의 적정 크기(시설의 표면적/배수구역 면적)에 따른 TSS와 중금속 제거율을 평가하였다. 본 연구는 LID 시설의 설계시 참고 가능한 기초데이타로 중요한 의미가 있는 것으로 사료된다.
본 연구는 3년(2005. 12. 1-2008. 11. 30) 동안 부산의 $PM_{2.5}$ 대기오염자동관측소(장림동: 공업지역, 좌동: 주거지역) 측정자료 중 고농도 $PM_{2.5}$(24시간 환경기준 $50{\mu}g/m^3$)에 대한 $PM_{2.5}$ 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화 특성과 함께 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속)에 따른 특성을 분석하고자 하였다. 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동과 좌동 각각 182일 및 27일이었다. 장림동에서 고농도 $PM_{2.5}$의 시간평균농도 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화는 모든 계절에서 오후에 비해 새벽과 오전 및 야간에 높은 비슷한 패턴을 나타내었다. 좌동의 여름 주간에 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비가 증가하는 것은 해양조건에서 광화학반응에 의해 생성되는 이차 입자상물질 중 $PM_{10}$의 거대입자 농도가 미세입자인 $PM_{2.5}$ 농도보다 더 감소하기 때문이다. 시간대별로 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속등급) 특성을 분석하였다. 그 결과, 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동에서 공업단지의 산업활동에 의한 오염물질 정체와 주변지역의 오염물질 이동에 의해 발생되었다. 좌동에서는 주로 주거와 상업활동으로 인한 지역적 오염물질 정체로 발생하는 것으로 나타났다.
대기오염에 관한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차와 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 접근을 통하여 차량 유해 배기가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 가솔린 자동차의 배출가스 및 가솔린 차량의 PM 입자 배출 등의 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스 및 PM(입자상 물질) 입자는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 추가로, 함산소 첨가제로서 연료에 포함된 MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)에 대한 환경 문제점을 연구하고 있다. 연구자들은 MTBE가 건강에 미치는 영향에 대한 많은 데이터를 가지고 있다. 이러한 데이터는 높은 MTBE 용량에서 잠재적인 발암 물질 임을 결론짓고 있다. 함산소 연료첨가제 유형 (MTBE, 바이오 ETBE, 바이오 에탄올, 바이오 부탄올)에 기초하여, 본 논문은 가솔린 연료 물성 및 증발가스 배출 특성에 대해 산소함량의 영향을 검토하였다. 또한, 연료물성에 대한 휘발유 차량의 가속 및 출력 성능을 평가하였다.
Recently, cyclone is used to collect fine particles in various industrial precesses, but many studies are undergoing because of cyclone's low collection efficiency. Thus, we have developed water-cyclone which minimizes disadvantages of existing conventional cyclone and designed 3 different stages depending on precessing materials. Stage 1 collects particles by using principles of conventional cyclone. Stage 2 processes acid gases by extending contact time with water film through vortex movement. Stage 3 processes uncollected substances in stage 1 and 2. Hence, we evaluate water-cyclone by experimental verification.
This study has been carried out to determine the seasonal characteristics of concentration of various ionic (CI-, NO3-, SO42-, Na+, NH+, K+, Ca2+) and heavy metallic (Pb, Mn, Cu, Ni) species in Pusan from August 1997 to April 1998. The concentrations of CI-, Na+, K+ were higher during summer with 2.98 ${\mu}{\textrm}{m}$/㎥. Seasonal variation of total concentration of but the concentration of NH4+ was higher during winter with 2.46${\mu}{\textrm}{m}$/㎥. Seasonal variation of total concentration of heavy metals(Pb, Cu, Mn, Ni) were 186.0 ng/㎥ in summer, 222.6 ng/㎥ in autumn, and 135.83 ng/㎥ in winter. Over the seasons inspected, the concentration of Mn was higher in coarse particles than fine particles and concentration of Ni was higher in fine particles than coarse particles. during yellow sand period, the concentration of TSP was increased about two times than that of other period. SO42-, Ca2+ concentrations were higher than other ionic components because of soil particles. The concentration of Ni showed 94.62ng/㎥ was increased about 4~5 times than other period. Principal component of the yellow sand, SO42-, Ca2+ could be discreased by rainfall and washout effect of atmospheric aerosol was higher in coarse particles than fine particles. Results from PCA(principal component analysis) showed that major pollutant was NaCl by seasalt particulate and (NH4)2SO4.
In this study performance evaluation of filtering system were made on the clean air supply system to show it's ability to eliminate the air contaminants. The evaluation was conducted inside the 3,200CMH scale wind tunnel and under the same environment that is effected by yellow dust and similar particle and gas phase contaminants in semi-conductor and FPDs industries. (1) The result of experimental for particle contaminants, the particle removing efficiency was 40% on condition that the air velocity is 2.5m/s, L/G ratio : 0.05, electrified voltage : (+)5.8kV with electric charger and (-)3.5kV with eliminator. (2) The gas phase removing efficiency for $NH_3$ : 80%, $SO_X$ : 70% and $NO_X$ : 40% on condition that the air velocity is 2.5m/s, L/G ratio : 0.05.
국내 배경지역인 제주도 한라산 1100 고지에서 2012년 가을철에 $PM_{10}$, $PM_{2.5}$ 미세먼지를 채취하여 이온 및 원소 성분을 분석한 결과로부터 대기경계층(ABL) 미세먼지의 화학조성과 입자크기별 분포 특성을 조사하였다. $PM_{2.5}$ 미세입자($d_p$ < $2.5{\mu}m$)에서는 2차 오염물질인 nss-$SO{_4}^{2-}$, $NH_4{^+}$, $NO_3{^-}$ 농도가 각각 4.84, 1.98, $1.27{\mu}g/m^3$로 상대적으로 높고, 전체 질량의 58.2%를 차지하였다. 반면에 $PM_{10-2.5}$ 조대입자($2.5{\mu}m$ < $d_p$ < $10{\mu}m$)에서는 이들 세 성분의 농도가 각각 0.63, 0.21, $1.10{\mu}g/m^3$로 전체 질량의 22.8%를 차지하였다. 또 수용성 이온성분들 중 $NH_4{^+}$, nss-$SO{_4}^{2-}$, $K^+$, $CH_3COO^-$은 주로 미세입자에 분포하고, $NO_3{^-}$은 미세입자와 조대입자에 고르게 분포하나, $Na^+$, $Cl^-$, $Mg^{2+}$, nss-$Ca^{2+}$은 조대입자에 더 많이 분포하는 특징을 나타내었다.
1991년 6월 7일-8일, 1992년 6월 25일-26일까지 약 2일 동안 대기중의 background 농도값을 알아보기 위하여 비오염 지역인 독도 정상에서 기상요소와 함께 가스 성분 $(SO_2,\;CO,\;NO_2,\;O_3)$ 및 입자성분을 채취하여 이를 분석하고, 또한 에어로졸의 형상과 성분 분석을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 독도의 기상상태는 대체적으로 습도가 높은 해안지방의 특성을 가졌으며, 독도 정상 (해발 98m)에서의 대기 중의 시료 채취 결과, 가스상 물질인 $SO_2,\;CO,\;NO_2$ 및 $O_3$의 평균 농도 값은 대기 환경기준치에 크게 미달되는 2.3ppb, 5.57ppm, 6ppb 및 7ppb로써 상당히 좋은 대기질로 판단된다. 2) 부유입자상 물질의 농도 값은 $153{\mu}g/m^3$으로써 년평균값의 환경기준치보다 약간 상회하였지만 그 성분 분석결과, 대부분 입경이 크고 ($1{\mu}m$이상) Na, Cl과 같은 해염성분이 우세하였다. 따라서 대기 입자상 물질의 환경기준치 설정시 그 성분분석도 함께 고려되어야만 할 것으로 사료된다. 3) 독도는 해양에서의 대기질 평가를 위한 지점으로써 뿐만 아니라 기상학적 관측 자료를 얻기 위한 주요한 고정 관측점으로써도 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 국제해사기구(IMO)의 뜨거운 관심분야로 부상되고 있는 선박기인 입자상물질(PM)과 오염물질 배출에 관하여 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 계측하였다. 특히, PM은 TEM 그리드를 이용해 채취하고 전자현미경으로 구조를 파악하였으며, NOx, $CO_2$, CO 등의 배기가스는 연소가스분석기(PG-250A, HORIBA)를 이용해 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 선박이 항구에서 출항할 때, Bunker Change로 인한 PM 배출량은 최대 30 % 정도 차이가 있었다. 2) 정속 운항을 하면서 Bunker-A에서 L.R.F.O(3 %)로 변경할 때 측정한 PM 배출량은 $1.34mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)로 고정해 측정한 PM 배출량은 $1.19mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)만 사용하며 주기관 회전수를 20 % 증가시키면서 계측한 PM 배출량은 $1.40mg/m^3$ 이었다. 또한, 저질유(L.R.F.O(3 %))로 변경시 CO 농도는 약 16 % 증가하는데 비해 RPM을 20 % 상승시킨 경우에는 152 % 이상 급격한 증가를 보였다. 이러한 결과로부터 배기가스 배출의 증가는 연료유종의 영향도 있으나, RPM의 변화에 민감하다는 것을 알 수 있었다. 3) TEM 그리드로 채취한 PM은 약 $4{\sim}10{\mu}m$ 정도의 다양한 입경을 가지는 다공질 응집체 형상의 구조인 것으로 확인하였다.
유해대기오염물질인 중금속의 배출은 그 위해성으로 인해 엄격한 법적 규제를 하는 등 지대한 관심이 기우려지고 있다. 무연탄을 사용하는 상용 화력발전시설로부터 배출되는 중금속의 농도 및 배출특성에 대한 연구를 실시하였다. 대상 발전시설은 순환 유동층 연소로, 싸이클론, 보일러, 전기집진기 설비로 구성되었고 가스상 수은을 포함한 주요 중금속의 농도를 측정하기 위해 분진과 가스상 시료를 전기집진기(ESP) 전단과 연돌에서 측정하였다. 총 먼지량(TPM), PM-10, PM-2.5와 같은 입자상 물질의 배출량은 ESP 전단에서 각각 23,274, 9,555, $7,790mg/Sm^3$로 매우 높았으며, 이는 예측했던 바와 같이 미분탄 화력발전소보다 높은 수치였다. 그러나 ESP에 의한 먼지의 제거효율이 높기 때문에 연돌에서의 총 먼지량은 $0.16mg/Sm^3$ 정도였다. 마찬가지로 중금속 배출량 또한 ESP에서 높은 제거효율을 보였다. 입도분포와 입경 범위 별 중금속 농축 정도에 대한 데이터를 살펴볼 때 일부 금속의 농도는 작은 입경 범위에서 더 농축된 것을 보여 입자의 크기와 상관관계를 지어 볼 수 있었다. 수은의 경우 다른 금속들과 다르게 높은 휘발성 때문에 대부분이 가스 상태로 배출되며 그로 인하여 수은의 제거효율은 68% 정도로 다른 중금속들에 대한 제거효율보다 낮았다. ESP를 지나면서 수은 화학종이 원소수은에서 산화수은으로 변하는 것이 확인되었으며, 그로 인하여 습식세정탑이 설비된 다른 석탄 화력발전소에서는 원소 수은이 지배적인 데 반해 본 시설의 경우 연돌에서 총 수은의 절반 정도만 원소수은이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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