• 한국지형학회지
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• 제17권3호
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• pp.77-88
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• 2010

2010년 봄 서울 지역에서 포집된 황사 및 비황사 시료를 전처리를 달리하여 황사의 입도 특성을 밝혔다. 최소 확산으로 분석된 황사 시료의 평균 입경은 19~56㎛, 비황사 시료는 37~92㎛이다. 이와는 대조적으로 최대 확산으로 분석된 황사와 비황사 시료의 평균 입경은 차이가 작아 각각 13~20㎛, 14~30㎛의 범위이다. 본 연구에서는 황사 발생시 최소 확산의 경우 약 0.5㎛, 1.5㎛ 그리고 8.5㎛, 최대 확산시 0.5㎛와 7.5㎛ 크기의 입자를 중심으로 각각 약 20㎛와 40㎛ 크기의 입자까지 한반도 대기 중에 유입되는 것을 확인하였다. 또한 비황사 시료에 비해 황사 시료가 뢰스 시료와 유사한 입도 특성을 가지며, 공통적으로 중국 등으로부터 원거리 기원지임을 지시한다. 황사와 뢰스층 사이의 입도 특성의 차이는 풍화작용의 기간과 강도에 기인한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제60권6호
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• pp.663-672
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• 2006

연구배경: 미세먼지는 여러 가지 유기물과 무기물의 복합체로 그 구성 성분이 시간과 장소에 따라 다르고 모양과 크기도 일정하지 않으며, 특히 지름 $10{\mu}m$이하의 미세먼지 (particulate matter 10; $PM_{10}$)는 흡입이 가능한 입자의 크기여서 하부기관지 및 폐의 가스-교환부분까지 침착하여 호흡기계에 손상을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 황사에 포함된 $PM_{10}$과 비황사 시기에 포집된 $PM_{10}$이 폐상피세포주에 작용하여 전염증성 사이토카인(proinflammatory cytokine) 및 cytokine messenger RNA(mRNA)의 발현에 어떤 영향이 있는지를 관찰하여 기관지 천식과 만성 폐쇄성 폐질환등 호흡기 질환의 증상 악화기전에 미치는 역할을 규명하고자 하였다. 연구방법: 공기 포집기(HV 500F, sibata model)를 이용하여 황사와 비황사 기간에 하루 6시간씩 실외의 장소에서 대기분진을 membrane filter에 포집한 다음, $PM_{10}$입자를 추출하고 폐암 상피세포주인 A549 cells(한국세포은행주)에 $PM_{10}$을 농도에 맞게($10{\mu}g/ml$, $100{\mu}g/ml$, $500{\mu}g/ml$) 노출시켰다. 각각의 노출된 세포로부터 interleukin(IL)-$1{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, IL-8, granulocyte macrophage colony stimulating factor(GM-CSF)의 mRNA를 역전사중합효소연쇄반응(reverse transcriptase polymerase chain reaction; RT-PCR) 방법으로 측정하였다. 결 과: 황사 및 비황사 기간 중 포집된 $PM_{10}$을 가했을 시 가하지 않은 대조군에 비하여 $IL-1{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, IL-8, granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF)의 m'RNA와 cytokine의 발현이 유의하게 높았으며, 황사 기간의 고농도의 $PM_{10}$에 노출된 세포의 $IL-1{\alpha}$ mRNA는 비황사 기간의 $PM_{10}$에 노출된 세포의 mRNA보다 증가되어 있었다. 결 론: $PM_{10}$은 A549 cells에서 전염증성 사이토카인의 발현을 증가시키고 비황사 기간보다 황사 기간 중 대기 중에서 채취한 $PM_{10}$에 노출된 A549 cells에서 일부의 전염증성 사이토카인의 mRNA발현을 더욱 증가시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 황사 기간의 $PM_{10}$에 의한 일부의 전염증성 사이토카인의 발현 증가가 만성 호흡기 질환의 증상 악화기전에 연관되어 있을 가능성을 시사하였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권1호
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• pp.159-172
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• 2019

To investigate the influence of pollution events on the chemical composition and formation processes of aerosol particles, 24-h integrated size-segregated particulate matter (PM) was collected during the fall season at an urban site of Gwangju, Korea and was used to determine the concentrations of mass, water-soluble organic carbon (WSOC) and ionic species. Furthermore, black carbon (BC) concentrations were observed with an aethalometer. The entire sampling period was classified into four periods, i.e., typical, pollution event I, pollution event II, and an Asian dust event. Stable meteorological conditions (e.g., low wind speed, high surface pressure, and high relative humidity) observed during the two pollution events led to accumulation of aerosol particles and increased formation of secondary organic and inorganic aerosol species, thus causing $PM_{2.5}$ increase. Furthermore, these stable conditions resulted in the predominant condensation or droplet mode size distributions of PM, WSOC, $NO_3{^-}$, and $SO{_4}^{2-}$. However, difference in the accumulation mode size distributions of secondary water-soluble species between pollution events I and II could be attributed to the difference in transport pathways of air masses from high-pollution regions and the formation processes for the secondary chemical species. The average absorption ${\AA}ngstr{\ddot{o}}m$ exponent ($AAE_{370-950}$) for 370-950 nm wavelengths > 1.0 indicates that the BC particles from traffic emissions were likely mixed with light absorbing brown carbon (BrC) from biomass burning (BB) emissions. It was found that light absorption by BrC in the near UV range was affected by both secondary organic aerosol and BB emissions. Overall, the pollution events observed during fall at the study site can be due to the synergy of unfavorable meteorological conditions, enhanced secondary formation, local emissions, and long-range transportation of air masses from upwind polluted areas.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제59권3호
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• pp.279-285
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• 2005

연구 배경 : 세계적으로 Asian dust로 알려져 있는 황사는 주로 봄철 중국과 몽고의 사막지역에서 발생하는 모래먼지로 수천 킬로미터를 이동하여 낙하하는 자연적으로 발생되는 대표적인 오염 물질이다. 한반도에 영향을 미치는 황사는 주로 $10{\mu}m$이하의 미세먼지($PM_{10}$)로서 $PM_{10}$의 증가는 황사현상의 증가와 매우 밀접한 관련이 있다. $PM_{10}$은 호흡기에 침착이 가능하고 따라서 호흡기 증상 및 폐기능에 영향을 미치는 것으로 알려져있으나 아직 이에 대한 병리기전의 연구는 미미하여 기존에 추정되는 $PM_{10}$의 병리기전 이외에 황사 먼지의 이동에 따르는 미생물의 전파, 특히 바이러스의 전파에 대한 연구는 임상적으로 의미가 있을 것으로 생각되며 황사시 바이러스 감염 질환 자체의 발생을 알아 보기위해 황사시 대기에서 시료를 채취하여 바이러스의 존재 유무에 대해 연구하였다. 방 법 : $PM_{10}$은 인천지역 10군데에서 측정하였으며 고용량 대기 포집기(HA 500F, Sibata, 일본)를 이용하여 하루에 한번씩 포집하였다. 공기포집기의 흡입용량인 500 L/min으로 6시간 시행하였다. 시료를 흡착하기 위하여 $0.25{\mu}m$ pore size의 지름이 110mm 인 Glass microfiber filter( Prefilter AP 15, 124mm)를 이용하였다. nfluenza virus, 구제역에 관계된 Piconaviridae의 Aphthovirus속인 RNA바이러스, Hog cholera virus 돼지콜레라 바이러스) 의 검출을 위해 수집한 membrane filter를 전처리하여 Polymerase chain reaction으로 바이러스를 확인하였다. 결 과 : 연구 기간 중 24시간 평균 $PM_{10}$수치는 황사 발생일에 $148.0{\mu}g/m^3$, 비황사발생일에 $57.0{\mu}g/m^3$ 로 차이를 보였다. 2003년과 2004년 4월부터 8월 사이에 채취한 시료에서 검출 대상 바이러스인 Influenza virus A, B, Hog cholera virus, 구제역에 관련된 Aphthovirus등은 검출되지 않았다. 결 론 : 연구는 연구기간 동안에 황사의 발생이 적어 충분한 연구가 되지 못하였으며, 또한 검출하고자 했던 바이러스질환의 발생도 적어 실제 황사와의 관련성을 규명하기에 적절한 연구가 이루어지질 못했다. 향후 황사 발생과 바이러스질환의 유행이 일치하는 시점에 좀더 광범위한 시료의 채취 방법으로 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제67권6호
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• pp.528-535
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• 2009

Background: Dust clouds blown by the wind from the arid deserts of Mongolia and Northeast China are known as Asian dust storms. Ambient particulate matter with a diameter <10 ${\mu}m$ ($PM_{10}$) is associated with the exacerbation of respiratory diseases and increased mortality of heart and lung disease patients. The fibrotic effects of $PM_{10}$ of Asian dust to pulmonary fibroblast cells are unknown. This study examined the production of reactive oxygen species (ROS), TGF-${\beta}$, NF-${\kappa}B$, PDGF-$\alpha$ and Fibronectin in fibroblasts exposed to Asian dust particles. Methods: Air samples were collected using a high volume air sampler (Sibata model HV500F) with an air flow of 500 L/min for at least 6 hours. The MRC-5 cells were exposed to 0, 50 and 100 ${\mu}g/mL$ of $PM_{10}$ for 24 hours. ROS was detected by measuring the level of oxidized DCF using FACS. TGF-$\beta$, NF-${\kappa}B$, PDGF-$\alpha$ and fibronectin were detected by western blotting. Results: There was no increase in the ROS, TGF-$\beta$ and PDGF-$\alpha$ levels in the MRC-5 cells exposed to $PM_{10}$. The NF-${\kappa}B$ level was higher in the MRC-5 cells exposed to 50 and 100 ${\mu}g/mL$ of $PM_{10}$ for 24 hours. The fibronectin level in the MRC-5 cells after 24 hours incubation with 50 ${\mu}g/mL$ $PM_{10}$ was significantly higher than the control group ($PM_{10}$ 50 ${\mu}g/mL$ 113.27${\pm}$8.65 of control, p=0.005). Conclusion: $PM_{10}$ from Asian dust increases the activation of NF-${\kappa}B$ and fibronectin expression in MRC-5 fibroblast cells.

• 자원환경지질
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• 제45권3호
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• pp.217-235
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• 2012

본 연구에서는 2007년도 봄철 대전 지역에서 발생한 황사(황사 기간) 및 대기부유물(비황사 기간)의 미량원소의 지구화학적 특성과 정량적 오염정도를 평가하였다. 황사 내 미량원소의 함량은 황사발원지 토양의 평균 함량에 비하여 수십에서 수백 배 높은 함량을 보여주고 있으며, 비황사 시기의 대기부유물에서도 유사한 특성을 보이고 있어, 황사 시기뿐만 아니라 비황사 시기에도 중국으로부터 이동되는 오염물질의 영향을 받고 있음을 지시하고 있다. 입도별 미량원소의 함량은 $PM_{2.5}$에서 Cr, Cu, Pb, Zn, V, S, As, Cd, Co, Ni, Mo, Sb, Cs, Rb, Th, Sc, Y 등이, 그리고 TSP에서는 Zr, Sr, Ba, Li, Th, U 등의 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 황사의 S, Cd, Mo, Zn, Pb, Sb, Cu 및 Zr 함량은대기부유물과 큰 차이를 보이지 않으나, 대기오염으로 부화가 발생하지 않는 Li, Cs, Co, U, Cr, Ni, Rb, V, Th, Y, Sr, Sc 등은 황사에서 2-4.2배 높아졌다. 그러므로 이들 원소들을 황사발생의 지시원소로 사용할 수 있으며, 특히 Sr, V, Cr 및 Li 등은 황사 발생을 판단하기 위한 지시원소로 사용하기에 적합한 것으로 보인다. 한편 황사의 이동경로에 따른 미량원소의 함량을 살펴본 결과, 중국의 대도시 및 산업단지를 경유하여 국내 유입된 황사가, 북한을 경유하여 국내에 도달한 황사에 비해서, S, Cd, Zn, Pb, Cu, Mo 및 As 함량이 높게 나타나, 황사의 이동경로가 이들 미량원소 오염 여부 및 오염도를 결정하는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 황사 및 대기부유물 내 미량원소의 부화지수(Enrichment factor)을 기준으로 오염정도를 분류한 결과, 환경재해 측면에서 가장 문제가 되는 미량원소는 S, Zn, Cu, Pb, As, Mo, Cd이며, 이들은 인간의 건강 뿐만 아니라, 오랜 기간 토양과 수계환경에 퇴적될 경우 환경오염으로 인한 주변 생태계에 해로운 영향을 미치게 될 것으로 판단된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제22권5호
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• pp.627-641
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• 2006

Atmospheric $PM_{2.5}$ and $PM_{10}$ were measured to investigate their levels and water-soluble ions(${SO_4}^{2-},\;{NO_3}^-,\;{NO_2}^-,\;Cl^-,\;{NH_4}^+,\;Na^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;and\;K^+$) in Daegu between February 17 and April 18, 2006. Four Asian dust episodes during the period were examined for the influence of Asian dust on the particulate properties. Daily $PM_{2.5}\;and\;PM_{2.5-10}$ concentrations ranged between $10.83{\sim}136.76{\mu}g/m^3$ with a mean of $38.43{\mu}g/m^3$ and $16.13{\sim}409.13{\mu}g/m^3$ with a mean of $79.98{\mu}g/m^3$, respectively. For all measured ions the mean fractions of $PM_{2.5}\;and\;PM_{2.5-10}$ were 51.8% and 28.9% being lowered to 30.7% and 9.4%, respectively, during the dust episodes. Secondary ions (i.e., non-sea salt ${SO_4}^{2-},\;{NO_3}^-,\;and\;{NH_4}^+$) contributed 44.3% and 14.8% to $PM_{2.5}\;and\;PM_{2.5-10}$, respectively, with a decreased contribution during the episodes. The average equivalent ratio of ${NH_4}^+$ to the sum of ${SO_4}^{2-}\;and\;{NO_3}^-$ was 0.99 and 0.89 for $PM_{2.5}\;and\;PM_{2.5-10}$, respectively, indicating high source strength of $NH_3$ and its dominance in the neutralization of the acidic ions. Correlations and charge balance between ions suggest that neutralization of the acidic ions results in substantial depletions of carbonate both in $PM_{2.5}\;and\;PM_{2.5-10}$ and chloride only in $PM_{2.5}$.

• 분석과학
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• 제21권4호
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• pp.304-315
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• 2008

한라산 1100 고지에서 채취한 대기 부유분진의 조성은 인위적 기원의 성분들이 가장 높고, 다음으로 해양 기원 성분과 토양 기원 성분들이 높은 함량을 나타내었다. 계절별로는 봄철에 토양 성분인 nss-$Ca^{2+}$, Al, Fe, Ca 성분의 농도가 크게 증가하였고, 인위적 기원의 $NH{_4}^+$, $K^+$, nss-$SO{_4}^{2-}$은 6월에 가장 높은 농도를 보였다. 반면에 $NO{_3}^-$은 봄철에 nss-$Ca^{2+}$과 함께 농도가 상승하였고, 이는 중국으로부터 장거리 이동에 의한 영향으로 추정된다. 황사와 비황사 때의 농도를 비교해 본 결과, 황사 때에 nss-$Ca^{2+}$, Al, Ca, Fe 농도가 7.2~9.5배 증가하였고, nss-$SO{_4}^{2-}$과 $NO{_3}^-$은 각각 1.3, 3.8배 정도 더 증가한 것으로 확인되었다. 요인분석법으로 분진성분의 발생기원을 조사해 본 결과, 한라산 1100 고지 부유분진은 토양의 영향을 가장 많이 받고, 다음으로 인위적 영향과 해염 영향을 많이 받고 있는 것으로 추정된다. 역궤적분석에 의해 분진 성분의 유입경로를 조사한 결과, 공기덩어리가 중국대륙을 거쳐 제주지역으로 이동한 북서풍 계열의 풍향일 때 주요 인위적 기원의 성분과 토양 성분의 농도가 상승하고, 공기가 북태평양을 거쳐 제주지역으로 유입되었을 때 이들 성분들의 농도가 상대적으로 감소하는 경향을 보였다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제22권E1호
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• pp.45-48
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• 2006

Mass size distributions of atmospheric particles in Cheonan were determined using a high volume air sampler equipped with a 5-stage cascade impactor. Bimodal distributions that are typical for urban atmospheric particles were obtained. A MMD of the fine particle mode was $0.47{\pm}0.05{\mu}m$ with a GSD of $2.72{\pm}0.21$, and those of the coarse particles were $5.15{\pm}0.18{\mu}m\;and\;2.09{\pm}0.09$, respectively. The annual average concentrations of TSP, PM10, PM2.5, and PM1 were 74.1, 67.5, 54.2, and $42.3{\mu}g/m^3$, respectively. Although the daily PM10 concentrations were under the current National Standard, the daily PM2.5 concentrations frequently exceeded the US Standard even in non asian dust periods. The fractions of PM 10, PM2.5, and PM1 in TSP were $0.905{\pm}0.013,\;0.723{\pm}0.022,\;and\;0.572{\pm}0.029$, respectively, and fine mode particles occupied $57{\sim}72%$ of the total particle mass. The results indicate that fine particles were at the concerning level, and should be the target pollutant for the regional air quality strategy in Cheonan.

• KSBB Journal
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• 제29권4호
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• pp.285-296
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• 2014

Although the problems of the algal blooms have been world-widely observed in freshwater, estuary, and marine throughout the year, it is not yet certain what are the basic causes of such blooms. Consequently, it is very difficult to predict when and where algal blooms occur. The constituents of the Asian dust are in a good agreement with the elements required for the algal growth, which suggests some possible relationship between the algal blooms and the Asian dust. There have been frequently algal blooms in drinking water from rivers or lakes. However, there is no any algal blooms in upwelling waters where the Asian dust cannot penetrate into the soil due to its relatively weak settling velocity (size of particles, $4.5{\pm}1.5{\mu}m$), which implies the possible close relationship of the Asian dust with algal blooms. The present initiative study is thus intended firstly in Korea to illustrate such a relationship by reviewing typical previous studies along with 12 years of weekly iron profiles (2001~2012) and two slant culture experiments with the dissolved Asian dust. The result showed bacterial suspected colonies in the slant culture experiment that are qualitatively in a good agreement with the recent Japanese studies. Since the diatoms require cheap energy (8%) compared to other phytoplankton (100%) to synthesize their cell walls by silicate, the present results can be used to predict algal blooms by diatoms if the concentrations of iron and silicate are available during spring and fall. It can be postulated that the algal blooms occur only if the environmental factors such as light, nutrients, calm water surface layer, temperature, and pH are simultaneously satisfied with the requirements of the micronutrients of mineral ions supplied by the Asian dust as enzymatic cofactors for the rapid bio-synthesis of the macromolecules during algal blooms. Simple eco-friendly methods to regulate the algal blooms are suggested for the initial stage of blooming with limited area: 1) to cover up the water surface with black curtain and inhibit photosynthesis during the day time, 2) to blow air (20.9%) or pure oxygen into the bottom of the water and inhibit rubisco for carbon uptake and nitrate reductase for nitrogen uptake activities in algal growth during the night, 3) to eliminate the resting spores or cysts by suction of bottom sediments as deep as 5 cm to prevent the next year germinations.