• 한국환경과학회지
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• 제32권12호
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• pp.899-914
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• 2023

Various seeding materials for cloud seeding are being used, and sodium chloride powder is one of them, which is commonly used. This study analyzed the experimental results of multi-aircraft cloud seeding in connection with Republic of Korea Air Force (CN235) and KMA/NIMS(Korea Meteorological Administration/National Institute of Meteorological Sciences) Atmospheric Research Aircraft. Powdered sodium chloride was used in CN235 for the first time in South Korea. The analysis of the cloud particle size distributions and radar reflectivity before and after cloud seeding showed that the growth efficiency of powdery seeding material in the cloud is slightly higher than that of hygroscopic flare composition in the distribution of number concentrations by cloud aerosol particle diameter (10 ~ 1000 ㎛). Considering the radar reflectivity, precipitation, and numerical model simulation, the enhanced precipitation due to cloud seeding was calculated to be a maximum of 3.7 mm for 6 hours. The simulated seeding effect area was about 3,695 km², which corresponds to 13,634,550 tons of water. In the precipitation component analysis, as a direct verification method, the ion equivalent concentrations (Na⁺, Cl^-, Ca²⁺) of the seeding material at the Bukgangneung site were found to be about 1000 times higher than those of other non-affected areas between about 1 and 2 hours after seeding. This study suggests the possibility of continuous multi-aircraft cloud seeding experiments to accumulate and increase the amount of precipitation enhancement.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제11권3호
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• pp.63-75
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• 2015

2008년 베이징 올림픽을 전후하여, 그리고 2013년 1월 베이징을 중심으로 중국 전역에서 발생한 스모그 현상으로 대기오염이 심각한 사회문제로 대두되었다. 그 동안 도시화와 산업화가 빠르게 추진되며 중국경제는 급속하게 성장하였으나, 이는 에너지 과소비와 환경오염을 동반하는 성장이었다. 특히 중국의 에너지 소비구조를 보면 석탄의 비중이 절대적으로 높아, 대기오염에 영향을 주고 있다. 또한 도시화 과정에서 도시 인구가 늘어나고, 소득수준의 향상으로 자동차 보유량이 급격하게 증가하면서 대기오염을 더욱 악화시키고 있어 도시 인구와 교통시스템에 대한 관리도 필요하게 되었다. 2000년대 이후 중국은 다양한 대기오염 관리정책을 실시하여 현재 중국의 대기오염물질의 농도는 2000년대 들어 계속 감소하고 있는 추세이다. 대기오염심각지역인 베이징의 경우 $PM_{10}$,$SO_2$,$NO_2$의 농도가 2000년에 각각 $162{\mu}g/m^3$, $71{\mu}g/m^3$, $71{\mu}g/m^3$에서 2013년 $108{\mu}g/m^3$, $27{\mu}g/m^3$, $56{\mu}g/m^3$으로 꾸준히 감소하는 추세를 보인다. 하지만 각각의 수치들을 대기환경기준과 비교했을 때 여전히 높은 수치를 보여 중국의 대기질의 개선이 필요한 것으로 판단되고 있다. 이에 따라 중국은 대기오염 저감을 위한 대기오염 방지와 억제를 위한 저감대책을 수립하게 되었다. 중국 국무원에서 2013년 9월 12일 '2013~2017년 대기오염방지 행동계획'을 발표하면서 이듬해 환경보호법과 대기오염방지법을 개정하였다. 행동계획에서는 징진지(베이징-텐진-허베이), 장강삼각주(상하이 일대) 및 주강삼각주(광동 일대) 등 3대 대기오염 심각지역을 중심으로 계획을 수립하였다. 3대 대기오염 심각지역에서는 $PM_{2.5}$농도를 2012년 대비 각각 25%, 20%, 15% 감축을 하고 이 중 베이징은 $PM_{2.5}$연평균 농도를 $60{\mu}g/m^3$ 수준으로 감축하는 것을 목표로 하였다. 이에 따라 징진지(베이징-텐진-허베이) 지역을 중심으로 $PM_{2.5}$저감을 목표로 하여 석탄 규제, 자동차 규제를 포함한 에너지, 공업, 교통, 건설, 농업, 생활 분야 등에서 대기오염방지 행동계획을 수립하였으며 2017년 말까지 목표 달성을 위하여 정책을 시행할 예정이다. 개정된 환경보호법의 경우 2015년 1월 1일부터 발효되었으며 대기오염방지법의 개정은 2015년에 확정하는 것을 목표로 하고 있다. 우리나라는 중국의 풍하지역으로 중국에서의 대기오염물질 배출을 줄이기 위한 국제적인 협력관계를 만들기 위하여 일본과 더불어 노력하고 있다. 우리나라가 동북아시아의 정치역학상 동북아 환경협력을 적극적으로 추진한다면, 중국에서 우리나라로 이동하는 대기오염물질의 현황의 정확한 파악과 함께 동북아시아 전지역의 대기질에 영향을 미칠 수 있는 중국의 스모그 대응 방안이 중요한 의제가 될 수 있다. 현재 동북아시아에서는 국제적인 협력체계를 만들기 위하여 LTP(Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia), EANET (Acid Deposition Monitoring Network in East Asia) 사업을 추진하고 있다. 하지만 정부간의 공식 협력체로 구성되지 못하거나 낮은 수준의 합의만 이루어지는 등 포괄적인 협력체계는 이루어지고 있지 않다. 우리나라와 중국의 경우에도 '한-중 양국협력: 한-중 환경협력에 관한 양해각서'를 지난 2014년 7월 체결하여 협력을 도모하고 있으나 이 체결을 통한 한-중 양국의 추가적인 이득은 많지 않은 상태다. 또한 이러한 협력관계도 동북아시아의 정치적 환경에 따라 혹은 중국의 판단에 따라 협력 수준이 변화할 가능성이 높다. 따라서 동북아시아에서 대기환경관련 협력에 있어서 특정 국가의 영향이 압도적이지 않도록 다자간의 대기환경 협력체가 되도록 하는 것이 필요하다. 이를 위하여 우리나라는 우리나라와의 대기환경 관련 협력에 참여하는 국가에 실질적인 이득이 되도록 우리나라의 대기환경 산업과 연구, 정책 개발 역량 강화를 통해 중국을 비롯한 일본, 러시아, 몽골, 북한의 참여 또한 유도하여야 할 것이다.

• 한국환경과학회지
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• 제17권6호
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• pp.633-645
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• 2008

In order to investigate the variations and corelation among $PM_{10},\;PM_{2.5}\;and\;PM_1$ concentrations, the hourly concentrations of each particle sizes of 300nm to $20{\mu}m$ at a city, Gangneung in the eastern mountainous coast of Korean peninsula have been measured by GRIMM aerosol sampler-1107 from March 7 to 17, 2004. Before the influence of the Yellow Dust event from China toward the city, $PM_{10},\;PM_{2.5}\;and\;PM_1$, concentrations near the ground of the city were very low less than $35.97{\mu}g/m^3,\;22.33{\mu}g/m^3\;and\;16.77{\mu}g/m^3$, with little variations. Under the partial influence of the dust transport from the China on March 9, they increased to $87.08{\mu}g/m^3,\;56.55{\mu}g/m^3\;and\;51.62{\mu}g/m^3$. $PM_{10}$ concentration was 1.5 times higher than $PM_{2.5}$ and 1.85 times higher than $PM_1$. Ratio of $(PM_{10}-PM_{2.5})/PM_{2.5}$ had a maximum value of 1.49 with an averaged 0.5 and one of $(PM_{2.5}-PM_1)/PM_1$ had a maximum value of 0.4 with an averaged 0.25. $PM_{10}\;and\;PM_{2.5}$ concentrations were largely influenced by particles smaller than $2.5{\mu}m\;and\;1{\mu}m$ particle sizes, respectively. During the dust event from the afternoon of March 10 until 1200 LST, March 14, $PM_{10},\;PM_{2.5}\;and\;PM_1$ concentrations reached $343.53{\mu}g/m^3,\;105{\mu}g/m^3\;and\;60{\mu}g/m^3$, indicating the $PM_{10}$ concentration being 3.3 times higher than $PM_{2.5}$ and 5.97 times higher than $PM_1$. Ratio of $(PM_{10}-PM_{2.5})/PM_{2.5}$ had a maximum value of 7.82 with an averaged 3.5 and one of $(PM_{2.5}-PM_1)/PM_1$, had a maximum value of 2.8 with an averaged 1.5, showing $PM_{10}\;and\;PM_{2.5}$ concentrations largely influenced by particles greater than $2.5{\mu}m\;and\;1{\mu}m$ particle sizes, respectively. After the dust event, the most of PM concentrations became below $100{\mu}g/m^3$, except of 0900LST, March 15, showing the gradual decrease of their concentrations. Ratio of $(PM_{10}-PM_{2.5})/PM_{2.5}$ had a maximum value of 3.75 with an averaged 1.6 and one of $(PM_{2.5}-PM_1)/PM_1$ had a maximum value of 1.5 with an averaged 0.8, showing the $PM_{10}$ concentration largely influenced by corse particles than $2.5{\mu}m$ and the $PM_{2.5}$ by fine particles smaller than $1{\mu}m$, respectively. Before the dust event, correlation coefficients between $PM_{10},\;PM_{2.5}\;and\;PM_1$, were 0.89, 0.99 and 0.82, respectively, and during the dust event, the coefficients were 0.71, 0.94 and 0.44. After the dust event, the coefficients were 0.90, 0.99 and 0.85. For whole period, the coefficients were 0.54, 0.95 and 0.28, respectively.

• 대한환경공학회지
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• 제33권3호
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• pp.196-201
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• 2011

본 연구는 최근 들어 대도시 대기오염물질의 주요 배출원 중 하나로 대두되고 있는 음식점 고기구이로부터 배출되는 미세먼지의 배출 특성에 대하여 연구한 것이다. 본 연구에서는 돼지고기와 소고기의 구이 시 발생되는 미세 입자상물질의 배출특성을 파악하기 위해 고기구이 시 발생되는 미세먼지를 효과적으로 채취할 수 있는 고기구이 챔버를 제작하였으며, 다단충돌식 입경분립기와 광산란식의 미세먼지 측정기를 사용하였다. 연구 결과 다단충돌식 입경분립기를 사용하여 측정한 미세먼지 농도 결과에서는 전반적으로 돼지고기의 경우가 소고기보다 높게 나타났다. 미세먼지의 입경분포 특성을 살펴본 결과 돼지고기와 소고기 모두 $1.95{\sim}3.2{\mu}m$의 입경에서 가장 높은 농도를 나타냈다. 고기 1 kg당 배출되는 미세먼지의 배출계수는 돼지생고기, 돼지양념고기, 소생고기, 소양념고기에서 각각 1.36 g/kg, 1.03 g/kg, 1.23 g/kg과 0.92 g/kg으로 나타났다. 광산란식 측정기를 사용하여 측정한 결과에서는 돼지고기와 소고기 모두 $1.6{\sim}2.5{\mu}m$와 $2.5{\sim}3.5{\mu}m$ 입경에서 가장 높은 농도로 나타나 $2.5{\mu}m$를 중심으로 높은 농도로 나타난 다단충돌식 결과와 유사한 특성을 보였다. 광산란식에 의해 측정된 배출계수는 돼지생고기, 돼지양념고기, 소생고기, 소양념고기에서 각각 3.37 g/kg, 2.76 g/kg, 2.93 g/kg과 2.77 g/kg으로 나타나 다단충돌식 결과보다 2배에서 3배 이상 높게 측정되었다. 또한 $PM_{2.5}/PM_{10}$의 비는 돼지생고기, 돼지양념, 소생고기, 소양념고기에서 각각 0.56, 0.58, 0.56 그리고 0.58로 나타나 중량농도에서도 $PM_{2.5}$가 많음을 알 수 있었다. 중량농도를 입자의 비중을 1로 가정하여 산출한 개수농도로 환산한 결과를 보면 다단충돌식 입경분립기로 측정한 결과는 $10^{19}$개로 나타났고, 광산란식으로 측정한 결과에서는 $10^{16}$개 수준으로 나타나 다단충돌식 입경분립기의 경우에서 보다 높은 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권5호
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• pp.597-605
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• 2014

광주과학기술원의 다파장 라만 라이다를 이용한 에어로졸 연속관측이 2009년부터 2011년까지 3년간 수행되었다. 장기 연속 관측을 통해 얻어진 라이다 신호들의 분석을 통해 편광소멸도를 산출해 내었고, 편광소멸도를 통하여 황사 층을 구분해 내었다. 구분된 황사의 층의 광학적 특징들이 관측 고도에 따라 다르다는 것을 신호의 분석으로부터 밝혀졌다. 이러한 광학적 특징의 차이를 규명하기 위하여, HYSPLIT 모델을 이용하여 각각 관측된 황사 층들의 유입 경로와 이동 중 고도를 분석하였다. 이러한 황사의 관측 고도에 따른 광학적 특성의 변화는 황사가 장거리 이동 중 통과한 오염물질 발생 지역에서 발생한 오염물질과의 혼합으로부터 기인한 것으로 사료된다. 특히 오염물질 발생 지역을 지날 때의 황사 층의 고도는 황사의 광학적 특성 변화에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 3년간 라이다 관측 시스템으로 관측한 황사 중, 중국산업지역 및 인구밀집도가 높은 지역 등과 같은 인위적 기원의 오염물질 발생 지역을 통과할 때의 고도가 1 km 이하 일 때, $0.12{\pm}0.01$의 낮은 편광소멸도, 355 nm와 532 nm 파장에서 각각 $67{\pm}9sr$, $68{\pm}9sr$의 낮은 라이다비, $1.05{\pm}0.57$의 낮은 옹스트롬 지수(${\AA}ngstr\ddot{o}m$ expon) 보였으며, 이는 오염물질이 갖는 광학적 특성 값과 유사하다. 이와 반면 황사가 3 km 이상의 높은 고도로 오염물질 발생 지역을 통과한 경우는 $0.21{\pm}0.09$의 편광소멸도, 355 nm와 532 nm 파장에서 각각 $48{\pm}5sr$, $46{\pm}4sr$의 라이다 비, $0.57{\pm}0.24$의 옹스토롬 지수를 보이며 이는 순수황사의 광학적 특성과 유사하다. 이는 황사가 중국 오염물질 발생지역을 통과할 때의 고도가 혼합상태의 황사 전체의 광학적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되며, 낮은 고도에서는 오염물질과의 혼합의 정도가 증가하여, 오염물질의 광학적 특성이 우세하게 나타나는 반면, 높은 고도에서는 오염물질과 황사의 혼합이 상대적으로 적게 일어난다고 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권2호
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• pp.153-160
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• 2009

PM10(공기역학 직경${\leq}$10 ${\mu}m$) 시료채취기는 사람이 부유 먼지에 잠재적으로 노출되는 정도를 정량화하고 정부의 규제에 대응하기 위한 목적으로 사용된다. 본 연구는 동일한 PM10 분리한계 직경을 가지지만 다른 기울기를 가지는 미국 환경청의 PM10 시료채취 기준과 미국산업위생전문가협의회/유럽표준위원회/국제표준기구의 흉곽성 PM10 시료채취 기준을 이론과 실험을 통해 비교 평가하고자 수행되었다. 이를 위해 미국 환경청의 기준을 따르는 4개의 PM10 시료채취기와 흉곽성 PM10 기준과 일치하는 1개의 RespiCon 시료채취기를 비교 평가 수단으로 사용하였으며, 1개의 DustTrak 측정기를 PM10의 실시간 질량농도를 확인하기 위하여 사용하였다. 6개 시료채취기를 다양한 크기 분포를 가지는 비산재를 이용하여 입자 발생 챔버안에서 실험하였다. 이론적 질량농도는 측정된 비산재의 입자크기 분포 특성(기하평균 = 6.6 ${\mu}m$, 기하표준편차= 1.9)을 각 시료채취 기준에 적용하여 계산하였다. 챔버 실험을 통하여 측정된 질량농도 결과는 흉곽성 PM10 시료채취 기준을 가지는 RespiCon 시료채취기가 미국 환경청의 PM10 기준을 가지는 PM10 시료채취기보다 상대적으로 작은 질량농도를 측정함으로써 이론적 질량농도와 일치하였다. 전체적 챔버 실험 결과는 PM10 시료채취기를 기준 시료채취기로 사용하였을 때, (1) RespiCon 시료채취기는 PM10 시료채취기로 포집된 PM10 먼지 질량농도에 비해 평균 60% 정도 낮게 측정한 것을 의미하는 정규화계수 1.6으로 나타났으며 (2) PM10 유입구를 사용한 DustTrak 실시간 채취기는 2.1의 보정계수를 가지는 것으로 분석되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.211-216
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• 2000

본 연구는 오염가스 제거시 발생되는 부산물인 에어로졸 입자가 방전전극에 부착되어 생기는 방전불안으로 제거율이 급격히 저하되는 문제점을 개선하고 제거장치의 운전비용을 감소시키기 위한 연구이다. 이를 위해 오염가스 제거에 필요한 라디칼과 이온을 발생시키기 위한 전기방전영역과 연소가스가 흐르는 관로를 분리시킨 플라즈마 반응기를 사용하여 방전불안에 의한 제거효율 저하와 방전선 산회 문제를 개선하여 장시간 운전 가능성을 확인하였고, 또한 운전비용을 감소시키기 위해서는 코로나 방전에 의한 비열플라즈마를 이용하여 연소가스를 산화 변화시키고, 첨가제로 수산화나트륨 수용액 증기와 소량의 암모니아를 사용하였다. 그 결과 암모니아 분자 몰비를 1.5로 하고, 유량이 $2.5{\ell}/min$인 질소가스로 농도가 20%인 수산화나트륨 수용액을 버블링하여 주입하였을 때 질소산화물, 황산화물 제거율이 각각 95, 100%인 우수한 제거특성을 얻었다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권11호
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• pp.1297-1306
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• 2017

This study identified physical characteristics and aerosol particle sources of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ in the industrial complex of Busan Metropolitan City, Korea. Samples of $PM_{10}$, $PM_{2.5}$ and also soil, were collected in several areas during the year of 2012 to investigate elemental composition. A URG cyclone sampler was used for collection. The samples were collected according to each experimental condition, and the analysis method of SEM-EDX was used to determine the concentration of each metallic element. The comparative analysis indicated that their mass concentration ranged from 1% to 3%. The elements in the industrial region that were above 10% were Si, Al, Fe, and Ca. Those below 5% were Na, Mg, and S. The remaining elements (1% of total mass) consisted of elements such as Ni, Co, Br and Pb. Finally, a statistical tool was applied to the elemental results to identify each source for the industrial region. From a principal components analysis (SPSS, Ver 20.0) performed to analyze the possible sources of $PM_{10}$ in the industrial region, five main factors were determined. Factor 1 (Si, Al), which accounted for 15.8% of the total variance, was mostly affected by soil and dust from manufacturing facilities nearby, Factors 2 (Cu, Ni), 3 (Zn, Pb), and 4 (Mn, Fe), which also accounted for some of variance, were mainly related to iron, non-ferrous metals, and other industrial manufacturing sources. Also, five factors determined to access possible sources of $PM_{2.5}$, Factor 1 (Na, S), accounted for 13.5% of the total variance and was affected by sea-salt particles and fuel incineration sources, and Factors 2 (Ti, Mn), 3 (Pb, Cl), 4 (K, Al) also explained significant proportions of the variance. Theses factors mean that the $PM_{2.5}$ emission sources may be considered as sources of incineration, and metals, and non-ferrous manufacturing industries.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권2호
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• pp.201-208
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• 2011

Recently, a real-time, pocket-sized aethalometer (microAeth$^{(R)}$ model AE51) has been developed by Magee Scientific Inc. for measuring the concentration of black carbon in the atmosphere. In this study, two aethalometers, models AE-16 and AE-51, which measure the optical absorption of carbon particles at infrared 880 nm, were operated at time interval of 5-min between January 9 and February 10, 2010 at an urban site of Gwangju, to compare the accuracy of black carbon (BC) concentrations reported from the AE-51 model and to investigate reasonable sampling time of filter media in the AE-51. The air samples in the AE-51 and AE-16 models are collected on T60 (Teflon coated glass fiber) filter media (filter spot area: 0.07 $cm^2$) and quartz fiber roll-tape filter (filter spot area: 1.67 $cm^2$), respectively. Real-time measurement results indicate that when the filters were clean, the AE-51 BC was greater than or similar to the AE-16 BC data. However as the filter spots become darker, the AE-16 BC concentrations were higher than the AE-51 BC data and the difference in the BC concentrations from two AE models becomes gradually increased. Relative error in the AE-51 and AE-16 BC concentrations showed significance difference depending on used time of the filter in the AE-51 model, weather pattern, levels of air pollution, etc, ranging from 11.5% (used time of the filter in AE-51: 1,595 min) to 52.5% (used time of the filter in AE-51: 2,085 min). When considering the used time of one filter ticket in the AE-51 model and difference (or relative error %) between AE-16 and AE-51 BC concentrations, it is recommended that the standard sampling time per one filter ticket within the AE-51 model be less than approximately 24 hr (1,440 min) under the normal weather conditions except for severe haze and mist events.

• 한국대기환경학회지
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• 제32권3호
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• pp.289-304
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• 2016

The $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ aerosols were collected at the Gosan site of Jeju Island in 2013 and analyzed, in order to examine the variation characteristics of the chemical compositions in relation to the haze, Asian dust, and mixed haze-Asian dust episodes. Volume concentrations obtained from the Aerodynamic Particle Sizer (APS) were high in the range of $0.6{\sim}1.0{\mu}m$ particles for haze event, and in the range of $2.0{\sim}10.0{\mu}m$ particles for Asian dust event. For the haze event, nitrate concentrations increased highly as 8.8 and 25.1 times for $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$, respectively, possibly caused by the inflow of air mass stagnated in eastern parts of China into Jeju area. For the Asian dust event, the concentrations of nss-$Ca^{2+}$, $NO_3{^-}$ and nss-$SO_4{^{2-}}$ increased 6.0, 1.5, 1.8 times for $PM_{10}$, and 2.3, 1.3, 1.6 times for $PM_{2.5}$, respectively. Meanwhile, for the mixed haze-Asian dust event, the concentrations of nss-$Ca^{2+}$ and $NO_3{^-}$ increased 13.4 and 3.2 times for $PM_{10}$, and 1.8 and 3.4 times for $PM_{2.5}$, respectively. The $NH_4NO_3$ content was higher than that of $(NH_4)_2SO_4$ during the haze event, however it was relatively low during the mixed haze-Asian dust event. The aerosols were acidified mostly by inorganic acids, and especially the nitric acid contributed highly to the acidification during both the haze and the mixed haze-Asian dust events. Meanwhile, the neutralization by ammonia was noticeably high during haze event when the stagnated air mass moved from China.