• 제목/요약/키워드: Aerosol profile

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제주 고산에서의 라이다를 이용한 에러로졸의 연직분포 특성과 AOD 분석 (LIDAR-Derived Vertical Aerosol Profile and Aerosol Optical Depth at Gosan, Jeju Island, Korea)

  • 홍천상;이권호;김영준;김지영
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.324-325
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    • 2002
  • 대기중의 에어로졸은 시정악화나 호흡기 질환의 원인이 되는 오염물질중의 하나이다. 또한, 지구의 복사수지와 관련하여 기후변화에도 영향을 미치는 물질이다. 이러한 대기중의 에어로졸에 관한 연구에 라이다를 이용한 관측기술이 활용되면서부터 기존의 한계를 극복하고, 에어로졸의 연직분포에 관한 연구가 가능하게 되었다. 라이다는 일정한 파장의 레이저를 투과하여 대기중의 에어로졸이나 기체에 dlk여 산란되어 반사되어 오는 빛을 측정하는 기기로, 이 측정자료를 분석함으로써 대기중의 물질의 분포를 알수 있다. (중략)

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납의 흡입독성 연구를 위한 에어로졸 발생장치의 고안 및 실시간 모니터링을 이용한 성능평가 (Design of Aerosol Generator for Inhalation Toxicology Study of Lead and Evaluation with Real Time Monitoring)

  • 정재열;김정만;김태형;정명수;고광재;김상덕;강성호;송용선;이기남
    • 동의생리병리학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.373-379
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    • 2002
  • This paper was the design of aerosol generator for inhalation toxicology study of lead and evaluation with real time monitoring, and applied several engineering methodology to classical aerosol generator to cope with it's disadvantages. According to the testing conditions, source temperature 50℃ and inlet-duct band heater temperature 150℃, aerosol generation results for sodium chloride and lead acetate were as followings: CPM(Count Per Minute) for Sodium chloride that used for the testing material in aerosol generation and inhalation system was decreased in the 2nd and the 3rd hour's serial trials, but CVs(coefficient of variation) were maintained within 10%. CPMs for 5 and 2.5 gram of lead acetate that used for aerosol generation and inhalation exposure of lead showed similar results because of the sedimentation of lead acetate on piezoelectric crystal with time. For that reason, heating and mixing of nebulizing solution will be needed to generate lead aerosol with stable profile and maximum generation efficiency. Fluctuations of 10 and 5 gram lead acetate were low but 2.5gram was high. However, CVs for 10, 5, and 2.5gram lead acetate were within 10%. Considering the theoretical efficiencies for sodium chloride and lead acetate, 5gram sodium chloride and 2.5gram lead acetate were appropriate choice. Aerosol generation characteristics for two materials with 1 hour interval were different with respect to the fluctuation of CPM and the decrease to 10gram in it's material. For that reason, sodium chloride can not be used to estimate the aerosol generation and it's related parts for lead acetate. According to the testing conditions, source temperature 20, 50, 70℃, and inlet-duct band heater temperature 20, 50, 100, 150, 200℃, aerosol generation results for sodium chloride and lead acetate were as followings: Excluding inlet-duct band temperature 200℃, maximum CPM for sodium chloride was manifested in source temperature 70℃ with each inlet-duct band temperature conditions. We suggest that this condition was the optimum in the design of aerosol generator, inhalation system, and the testing. Maximum CPMs for 10, 5, and 2.5gram sodium chloride were from source temperature 70℃ and inlet-duct band temperature 20℃. Excluding inlet-duct band temperature 50, 200℃, maximum CPMs for lead acetate were indicated in source temperature 50℃ with each inlet-duct band temperature conditions. We suggest that this condition was the optimum in the design of aerosol generator, inhalation system, and the testing for lead inhalation study. Source and inlet-duct band temperatures for 10, 5, 2.5gram lead acetate were 50 and 100℃, 50 and 100℃, 50 and 150℃, respectively. In conclusion, considering above 2 paragraphs of results for aerosol generation, 5gram efficiencies for sodium chloride, lead acetate were higher than 2.5gram's. If inlet-duct band temperature was same, aerosol generation was increased with increase of source temperature. To get maximum aerosol generation will be the conditions that set the appropriate inlet-duel band temperature for each materials and increase the source temperature.

Numerical Study on the Change of PM10 Profile by Asian dust

  • Cho, Chang-Bum;Kim, Yoo-Keun;Lee, Yong-Seob;Bang, So-Young
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.533-539
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    • 2007
  • The research was conducted to simulate and interpret the change of $PM_{10}$ profile by Asian dust using the CALPUFF modeling system for the period April 6 through 18, 2001. The results, which are represented a daily variation of $PM_{10}$ concentration before and after Asian dust, was located between a minimum concentration of $50{\mu}g/m^3$ and a maximum concentration of $100{\mu}g/m^3$, Most concentration peaks in the $PM_{10}$ profile were shown within a level below 500 m and had a pattern that rapidly increased up the peak and decreased after the peak to 1000 m. Even though the shapes of the vertical profile during Asian dust days were similar to non-Asian dust days, no rapid change vertically was observed. In particular, the vertical profile on 1200 LST and 1800 LST was noticeably shifted to the higher concentrations, which means $PM_{10}$ in the atmosphere was changed into a vertically and horizontally heterogeneous form under the Asian dust event. Finally, it is con-firmed that the simulation result from CALPUFF might schematically sketched atmospheric $PM_{10}$ profiles and their change by Asian dust throughout the comparison with profiles of aerosol extinction coefficients, which were acquired from Lidar measurement at KGAWO.

열광학적 분석 프로토콜에 의한 유기탄소와 원소탄소 측정값 비교 (Comparison of OC and EC Measurement Results Determined by Thermal-optical Analysis Protocols)

  • 김효선;정진상;이진홍;이상일
    • 한국대기환경학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.449-460
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    • 2015
  • Carbonaceous aerosol is generally classified into OC (organic carbon) and EC (elemental carbon) by thermal optical analysis. Both NIOSH (National institute of occupational safety and health) with high temperature (HighT) and IMPROVE-A (Interagency monitoring of protected visual environments) with low temperature (LowT) protocols are widely used. In this study, both protocols were applied for ambient $PM_{2.5}$ samples (Daejeon, Korea) in order to underpin differences in OC and EC measurements. An excellent agreement between NIOSH and IMPROVE-A protocol was observed for TC (total carbon). However, significant differences between OC and EC appeared and the differences were larger for EC than OC. The main differences between two protocols are temperature profile and charring correction method. For the same charring correction method, HighT_OC was 10% higher than LowT_ OC, while HighT_EC was 15% and 33% lower than LowT_EC for TOT (thermal-optical transmittance) and TOR (thermal-optical reflectance), respectively. This difference may be caused by the temperature of OC4 in He step and possibly difference in POC (pryorilized OC) formation. For the same temperature profile, OC by TOT was about 26% higher than that by TOR. In contrast, EC by TOT was about 50% lower than that by TOR. POC was also dependent on both temperature profile and the charring correction method, showing much distinctive differences for the charring correction method (i.e., POC by TOT to POC by TOR ratio is about 2). This difference might be caused by different characteristics between transmittance and reflectance for monitoring POC formation within filters. Results from this study showed that OC and EC depends on applied analysis protocol as shown other studies. Because of the nature of the thermal optical analysis, it may not be possible to have an absolute standard analysis protocol that is applicable for any ambient $PM_{2.5}$. Nevertheless, in order to provide consistent measurement results for scientists and policy makers, future studies should focus on developing a harmonized standard analysis protocol that is suitable for a specific air domain and minimizes variations in OC and EC measurement results. In addition, future elaborate studies are required to find and understand the causes of the differences.

수용모델(CMB)을 이용한 한반도에서 관측된 황사의 발원지 추정과 기여도에 대한 연구 (Source Apportionment and the Origin of Asian Dust Observed in Korea by Receptor Modelling (CMB))

  • 신선아;한진석;김신도
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.157-166
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    • 2006
  • Ambient TSP at four sites in Korea and soil samples from the source regions of Asian Dust in northern China were collected and analyzed for 15 metal components and 6 water-soluble ions to conduct a chemical mass balance (CMB). CMB receptor model was used to estimate the source contribution of TSP during the Asian Dust period, and the model results showed that China soil was the largest source contributor, accounting for 81% of TSP ($458.2{\mu}g/m^3$). Vehicle emission and geological sources contributed to about 8.8% and 4.4% of aerosol mass, followed by sea salt (1.5%) and secondary aerosol (2.9%). Fuel combustion and industrial process sources were found to be relatively minor contributors to TSP (${\leq}1%$). In addition to source contribution estimates, this study tried to identify the origin of Asian Dust observed in Korea. Among all 13 China soil profiles presented in this study, the most adoptable profile which can project the case well was selected and considered as the origin of the applied case.

고기구이 스모크에서 채취한 PM10입자에서 콜레스테롤, 지방산과 PAH의 분포 (Determination of Cholesterol, Fatty Acids and Polyaromatic Hydrocarbons in PM10 Particles Collected from Meat Charbroiling)

  • 서영화;고광윤;장영기
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.155-164
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    • 2010
  • 고기구이 스모크와 같은 바이오매스 소각에서 발생하는 스모크는 도시의 미세먼지중 유기성 탄소물질을 구성하는 주요 오염원이다. 미세먼지의 오염원 기여도를 산출하기 위한 화학수지모델(Chemical Mass Balance:CMB)에서는 배출원 오염물분포자료(Source Profile)가 필수이다. 바이오매스를 비롯한 고기구이 스모크의 오염물분포자료를 작성하기 위하여 유기성 지표물질들을 분석하였다. 고기구이에서 발생한 스모크를 PM10 채취기로 채취하여 용매추출, 유도체화반응, 중수소가 함유된 표준물질을 투입하여 Gas chromatography/Mass Spectrometry(GC/MS)로 팔미트산, 스테아르산, 올레인산과 같은 지방산과 콜레스테롤, 다환방향족탄화수소를 측정하였으며, 동시에 PM10 필터시료의 유기성(OC) 및 원소성 탄소(EC)를 OCEC 분석기에 의하여 측정하였다. 쇠고기구이 스모크로부터 채취한 PM10시료의 OC에서 콜레스테롤, 총포화지방산, 불포화지방산의 함량은 0.056 wt%, 2.727 wt%, 0.278 wt%이며, 돼지고기 구이 스모크로부터 채취한 PM10시료의 OC에서는 0.062 wt%, 2.022 wt%, 0.438 wt%를 차지하고 있었다. 쇠고기와 돼지고기 구이 스모크 OC에서 총 PAH화합물의 함량은 0.116 wt%와 0.044 wt% 이었는데, 그중에 단일 화합물로서 benzo(a)pyrene은 0.0071 wt%와 0.0023 wt%이었다. 콜레스테롤을 기준으로 각 지표물질의 무게 비율은 외국에서 발표된 고기구이 배출원 오염물분포자료와 거의 일치하여 유기성 에어로솔의 오염원 기여도를 산출하는 배출원 오염물분포자료로서 사용할 수 있음이 확인되었다.

원자력시설 굴뚝 내 공기시료채취 위치의 적절성 평가 (An Assessment of Air Sampling Location for Stack Monitoring in Nuclear Facility)

  • 이정복;김태형;이종일;김봉환
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.173-180
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    • 2017
  • 본 연구에서는 한국원자력연구원의 핵연료가공시설 굴뚝 내에서 9곳의 시료채취 위치를 선정하여 ANSI/HPS N13.1-1999 지침에서 제시하는 기준에 따라 그 적절성을 평가하였다. 유체를 포함한 다중물리 해석 소프트웨어인 COMSOL을 활용하여 유동교란 지점으로부터 굴뚝 직경의 배수 높이 위치(L/D) 단면에서의 속도분포, 유동각 및 $10{\mu}m$ 크기의 입자분포 등의 항목에 대하여 기준만족 여부를 평가하였다. 평가 결과, 5 L/D 이상에서 속도분포에 대한 기준을 만족했으며, 평균 유동각에 대한 기준은 모든 위치에서 만족했다. 입자분포에 대한 기준은 5 L/D 와 9 L/D 에서 만족하였으나, 그 분포가 일부에서 기준을 만족하지 못하였다. 균일한 입자분포를 얻기 위한 방법으로 굴뚝 내 정적 혼합장치(static mixer)와 둘레링(perimeter ring)을 추가하는 것을 제안하고, 이에 대한 평가를 수행하였다. 정적 혼합장치를 추가한 경우에는 5-10 L/D, 둘레링을 추가한 경우에는 5 L/D 및 7-10 L/D 에서 입자분포에 대한 기준을 만족하였다. 보완을 위하여 추가한 2 가지 조건에서, 입자분포에 대한 기준을 만족하는 지점은 속도분포 및 평균 유동각에 대한 기준 역시 만족하고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 사용한 방법은 신규시설뿐만 아니라, 현장입증시험 수행이 어려운 운영중인 시설에 대하여 시료채취 위치의 적절성을 평가하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.

MODIS 자료의 에어로졸의 광학적 두께를 이용한 제주지역의 지표면 PM2.5 농도 추정 (Estimation of surface-level PM2.5 concentration based on MODIS aerosol optical depth over Jeju, Korea)

  • 김관철;이다솜;이광열;이권호;노영민
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.413-421
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    • 2016
  • 본 연구는 제주 고산에서 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)로 산출된 Aerosol Optical Depth(AOD)와 지표면 $PM_{2.5}$와의 상관성 연구를 수행하였다. 이를 위해 위성자료, 선포토미터, Optical Particle Counter(OPC), Micro Pulse Lidar(MPL)자료가 사용되었다. 2009년 10월 14일부터 24일까지 고산에서 측정된 선포토미터 L2.0자료와 $PM_{2.5}$ 자료의 초기 상관성 검토에서는 $R^2=0.48$의 상관성을 보였지만 고산에서 측정된 Micro-Pulse Lidar Network(MPLNet)의 에어로졸 수직분포 데이터를 사용하여 옅은 구름이나 황사의 영향을 제거한 후에는 상관성이 개선되어 $R^2=0.60$ 이상의 값이 산출되었다. 이러한 결과는 인공위성 자료로부터 측정된 AOD를 이용하여 대기 미세먼지 감시에 활용할 수 있는 가능성을 확인하여 주었다.

Urban Air Quality Model Inter-Comparison Study (UMICS) for Improvement of PM2.5 Simulation in Greater Tokyo Area of Japan

  • Shimadera, Hikari;Hayami, Hiroshi;Chatani, Satoru;Morikawa, Tazuko;Morino, Yu;Mori, Yasuaki;Yamaji, Kazuyo;Nakatsuka, Seiji;Ohara, Toshimasa
    • Asian Journal of Atmospheric Environment
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    • 제12권2호
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    • pp.139-152
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    • 2018
  • The urban model inter-comparison study (UMICS) was conducted in order to improve the performance of air quality models (AQMs) for simulating fine particulate matter ($PM_{2.5}$) in the Greater Tokyo Area of Japan. UMICS consists of three phases: the first phase focusing on elemental carbon (UMICS1), the second phase focusing on sulfate, nitrate and ammonium (UMICS2), and the third phase focusing on organic aerosol (OA) (UMICS 3). In UMICS2/3, all the participating AQMs were the Community Multiscale Air Quality modeling system (CMAQ) with different configurations, and they similarly overestimated $PM_{2.5}$ nitrate concentration and underestimated $PM_{2.5}$ OA concentration. Various sensitivity analyses on CMAQ configurations, emissions and boundary concentrations, and meteorological fields were conducted in order to seek pathways for improvement of $PM_{2.5}$ simulation. The sensitivity analyses revealed that $PM_{2.5}$ nitrate concentration was highly sensitive to emissions of ammonia ($NH_3$) and dry deposition of nitric acid ($HNO_3$) and $NH_3$, and $PM_{2.5}$ OA concentration was highly sensitive to emissions of condensable organic compounds (COC). It was found that $PM_{2.5}$ simulation was substantially improved by using modified monthly profile of $NH_3$ emissions, larger dry deposition velocities of $HNO_3$ and $NH_3$, and additionally estimated COC emissions. Moreover, variability in $PM_{2.5}$ simulation was estimated from the results of all the sensitivity analyses. The variabilities on CMAQ configurations, chemical inputs (emissions and boundary concentrations), and meteorological fields were 6.1-6.5, 9.7-10.9, and 10.3-12.3%, respectively.

적외선 채널을 이용한 에어로솔 탐지의 경계값 및 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of IR Aerosol Detection Algorithm)

  • 하종성;이현진;김재환
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.507-518
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    • 2006
  • 지표면에서 방출된 $11{\mu}m$$12{\mu}m$의 복사량은 대기 입자에 의해 선택적으로 산란되고 흡수된다. 에어로솔이 대기 중에 존재할 경우 지표면에서 방출되는 $11{\mu}m$의 복사량이 $12{\mu}m$보다 흡수를 많이 하므로 밝기 온도가 낮게 나타나고, 반대로 구름에 대해서는 $12{\mu}m$가 흡수를 많이 하여 $11{\mu}m$의 밝기 온도가 높게 나타난다. 그러므로 $11{\mu}m$$12{\mu}m$의 밝기 온도 차이(BTD)를 통해 구름과 에어로솔의 존재 유무를 판별할 수 있고, 에어로솔의 광학 두께를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 대기의 구성 물질과 연직 분포 상태, 지표면의 온도와 형태, 그리고 에어로솔의 구성성분에 따라 BTD 경계값과 민감도를 분석하였다. BTD 경계값은 이론적으로 $0^{\circ}K$라고 알려져 있으나 본 연구에서 US 표준 대기 상태일 때 $0.8^{\circ}K$의 경계값을 보인다. BTD 값은 태양 천정각, 에어로솔의 고도, 지표면 반사도, 그리고 대기의 연직적 온도 분포에 따라서는 영향을 적게 받았다. 그러나 위성 천정각, 지표면 온도와 방출율, 연직적 수증기 분포에 대해 영향이 크게 나타나며 에어로솔 탐지에 50%이상의 오차를 유발할 수도 있다. 그러므로 BTD 방법을 사용하는데 있어 주의가 요구되며, BTD값에 영향을 미치는 인자를 보정해 준다면 좀 더 정확한 에어로솔 탐지가 가능하리라 사료된다.