• 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.

• 환경위생공학
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• 제16권4호
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• pp.21-30
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• 2001

Vehicles, especially diesel-using, are a major source of airborne particulate matter(PM), nitrogen dioxide($NO_2$) and so on in metropolitan cities such as Seoul. Therefore workers, who are mainly merchants, near roadside may be highly exposed to air pollutants from exhausted emissions of vehicles. This means that occupational type and location can affect the workers＇health by exposure to outdoor pollutions of ambient as well as indoor pollutions of working condition, respectively. In this study, we simultaneously measured the PM3.5 and $NO_2$concentrations in indoor and outdoor of shoes repair shops in Seoul, which were generally located at roadside in Korea. Shoes repairmen were highly exposed to PM3.5 and $NO_2$ both indoor and outdoor of repair shops comparing with other sub-population groups. High exposure to air pollutants for shoes repairmen was considered to be outdoor source from exhausted emission of vehicles and indoor source from working condition. The $PM3.5/NO_2$ concentration ratio was $1.17{\pm}$0.59 in roadside, of which ratio was higher 7han ratios of other studies. This result suggested that major air pollutant in Seoul was fine particle. Also, this PM3.5 to $NO_2$ ratio will be used in environmental exposure and risk assessment by estimation of PM3.5 concentration as measuring the only $NO_2$ concentration with small and accurate $NO_2$ passive sampler.

• 대한환경공학회지
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• 제39권7호
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• pp.391-402
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• 2017

근래에 미세먼지가 대기환경 관련하여 이슈가 되고 있으며, 초미세먼지의 효과적인 집진을 위하여 대용량화가 용이한 여과집진기가 상업적으로 사용될 수 있는지에 대한 평가가 필요하다. 실험실 규모의 여과집진 장치를 제작하여, PTFE 재질의 부직포 여과백 또는 PTFE membrane이 코팅된 PTFE 재질의 부직포 여과백에서의 미세먼지 집진특성을 파악하기 위하여 집진실험을 수행하였다. 실험 변수로 여과속도, 투입 먼지 농도, 입도분포가 다른 먼지 종류 등을 사용한 실험에서, 여과속도가 낮을수록, 먼지 투입농도가 높을수록, 평균입도가 클수록 집진효율이 높았으며, 여과속도가 높고, 먼지 투입농도가 높을수록 압력손실이 높게 나타났다. Pore size가 상대적으로 작은 PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용한 경우, 코팅이 되지 않은 여과백을 사용한 경우에 비하여 집진효율이 높고, 표면여과에 따른 포집 먼지층 저항계수가 낮아져 압력손실이 낮게 나타났다. PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용하여 off-line 탈진을 수행할 경우, 적정 여과속도 범위 내에서 $PM_{2.5}$에 대한 집진효율이 99.99% 이상으로 매우 높게 유지됨에 따라, 여과집진기를 사용하여 초미세먼지를 효과적으로 집진할 수 있음을 확인하였다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제11권4호
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• pp.322-329
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• 2017

Perturbation in ambient particulate matter ($PM_1$, $PM_{2.5}$, $PM_{10}$) and black carbon (BC) concentrations was studied during a firecracker bursting episode in Diwali (Festival of Lights) celebrations in Nagpur, India. Firecracker bursting resulted in greater escalation in fine particulates over coarse particulates while $PM_{2.5}$ was found to be dominated by $PM_1$ concentration. On the Diwali day, daily mean concentration of $PM_{2.5}$ and $PM_{10}$ exceeded Indian National Ambient Air Quality Standards by over 1.8 and 1.5 times, respectively, while daily mean BC concentration on the same day was almost two times higher than the previous day. The BC/$PM_1$ ratio reduced remarkably from about 0.26 recorded before fire-cracker bursting activity to about 0.09 during fire-cracker bursting on Diwali night in spite of simultaneous escalation in ambient BC concentration. Such aberration in BC/$PM_1$ was evidently a result of much higher escalation in $PM_1$ than BC in ambient air during firecracker bursting. The study highlighted strong perturbations in ambient $PM_1$, $PM_{2.5}$, $PM_{10}$ concentrations and BC/$PM_1$ during the firecracker bursting episode. Altered atmospheric BC/$PM_1$ ratios could serve as indicators of firecracker-polluted air and similar BC/$PM_1$ ratios in local and regional air masses might be used as diagnostic ratios for firecracker smoke.

• 한국대기환경학회지
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• 제26권3호
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• pp.265-275
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• 2010

Mass and ion concentrations of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ were measured in Yongin, downwind of the Seoul metropolitan area. Twenty-four hour average samples were collected daily for a month or so in spring and fall of both 2007 and 2008. Asian dust occurred twice in each period except in the fall of 2007. During the Asian dust period, nitrate in fine particles decreased since large amount of cations in coarse particles of Asian dust absorbed it. In spring 2008, sulfate as well as ammonium also increased in coarse particles. In spite of occasional Asian dust events, the influence of secondary formation was dominant over the period. Excessive ammonium over sulfate was enough to neutralize nitrate as well. High correlation coefficients between $K^+$ and sulfate, nitrate, and ammonium indicate a close relationship between secondary formation and biomass burning. Biomass burning and open burning are considered to be important sources of chloride.

• 한국조경학회지
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• 제48권5호
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• pp.80-88
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• 2020

2019년 3월 미세먼지 비상저감조치가 일주일 동안 발령되면서, 미세먼지로 인한 국민의 불안감은 점차 가중되고 있다. 본 연구는 공기정화식물이 적용된 바이오필터의 다중이용시설 내 적용성 평가를 위해 입자상 오염원의 실내 연속방출환경을 조성하여 오염원 저감효과에 대한 측정방법을 제안하고, 시스템의 실내공기질 개선 여부를 확인할 수 있는 기초연구를 진행하였다. 강의실을 대상으로 춘절기에 모니터링 1시간 전 모기향을 오염원으로 배경농도를 조성한 후, 스케줄에 따라 2시간 관수, 1시간 송풍하여 미세먼지의 저감능을 확인하였으며, 바이오필터 2m 전방에 PM₁₀, PM_2.5 및 온습도 센서를 설치하고, 3개 송풍구 중 중앙에 풍속 프로브를 설치하여 시계열 모니터링을 수행하였다. 바이오필터에 구비된 총 3개소의 송풍구 평균 면풍속은 0.38±0.16 m/s로 댐퍼 면적이 제외된 송풍구별 면적 0.29m×0.65m을 적용한 총 공조풍량이 776.89±320.16㎥/h로 산출되었다. 시스템 가동으로 평균온도 21.5~22.3℃, 평균상대습도 63.79~73.6%를 유지하여, 선행연구의 다양한 조건별 온습도 범위에 부합하는 것으로 판단된다. 시스템 공조부 구동을 통해 급격하게 상대습도를 상승시키는 효과를 효율적으로 운용할 경우, 계절에 따른 실내 미세먼지 저감과 적정한 상대습도 확보도 가능할 것으로 판단된다. 미세먼지 농도는 바이오필터 시스템 가동 전의 모든 주기에서 상승 현상이 동일하게 집계되었으며, 시스템 가동 후 1주기 송풍구간(B-1, β=-3.83, β=-2.45)에서 미세먼지(PM₁₀)는 최대 28.8% 수준인 560.3㎍/㎥, 초미세 먼지(PM_2.5)는 최대 28.0% 수준인 350.0㎍/㎥까지 저감되었다. 이후 미세먼지(PM₁₀, PM_2.5)의 농도는 2주기 송풍구간 감소(B-2, β=-5.50, β=-3.30)로 각각 최대 32.6% 수준인 647.0㎍/㎥, 32.4% 수준인 401.3㎍/㎥까지 저감되었고, 3주기 송풍구간감소(B-3, β=5.48, β=-3.51)로 최대 30.8% 수준인 732.7㎍/㎥, 31.0% 수준인 459.3㎍/㎥까지 저감된 것으로 확인되었다. 본 연구는 식생 바이오필터의 다중이용시설 내 설치와 유관한 관련 표준 및 규정을 참조하여, 객관적인 성능평가환경의 구축 방안을 제시할 수 있었다. 이를 통해 일반 강의실 환경 내에 보다 객관화된 모니터링 인프라를 조성하여, 상대적으로 신뢰성 있는 데이터 확보가 가능했던 것으로 판단된다.

• 대기
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• 제31권1호
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• pp.29-43
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• 2021

In this study, two-step statistical approach including Principal Component Analysis (PCA) and Multiple Linear Regression (MLR) was employed, and main meteorological factors explaining the high-PM2.5 episodes were identified in two regions: Seoul and Busan. We first performed PCA to isolate the Principal Component (PC) that is linear combination of the meteorological variables observed at two levels: surface and 850 hPa level. The employed variables at surface are: temperature (T2m), wind speed, sea level pressure, south-north and west-east wind component and those at 850 hPa upper level variables are: south-north (v850) and west-east (u850) wind component and vertical stability. Secondly we carried out MLR analysis and verified the relationships between PM2.5 daily mean concentration and meteorological PCs. Our two-step statistical approach revealed that in Seoul, dominant factors for influencing the high PM2.5 days are mainly composed of upper wind characteristics in winter including positive u850 and negative v850, indicating that continental (or Siberian) anticyclone had a strong influence. In Busan, however, the dominant factors in explanaining in high PM2.5 concentrations were associated with high T2m and negative u850 in summer. This is suggesting that marine anticyclone had a considerable effect on Busan's high PM2.5 with high temperature which is relevant to the vigorous photochemical secondary generation. Our results of both differences and similarities between two regions derived from only statistical approaches imply the high-PM2.5 episodes in Korea show their own unique characteristics and seasonality which are mostly explainable by two layer (surface and upper) mesoscale meteorological variables.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.290-297
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• 2016

도시철도 터널내에 축적된 미세먼지(PM10 and PM2.5)의 제거를 위해 사용되는 분진흡입차량의 성능은 하부흡입시스템의 설계방법에 따라 성능이 달라진다. 본 논문에서는 터널집진차량의 하부에 설치된 먼지흡입시스템의 고효율화를 위하여 궤도의 바닥면에 쌓인 먼지를 비산시키는 압축공기 블로어와 먼지 흡입구를 동시에 가지는 모듈화된 먼지흡입구조를 제안하였다. 흡입과 블로어의 상반된 구조를 동시에 가진 흡입시스템의 먼지유동 최적화를 위해 난류유동에 기초한 수치해석을 수행하였다. 해석결과로 먼지흡입효율을 최대화 할 수 있는 공기 블로어의 설치각이 $6^{\circ}$ 내외에서 결정되고, 이를 적용하면 5 km/h의 청소속도를 가지는 분진흡입차량의 흡입효율을 10%이상 높일 수 있음을 확인하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권5호
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• pp.614-622
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• 2011

In this study, a new tunnel ventilation method with a high velocity air curtain flow has been investigated for improving the ventilation exhaust efficiency and removing air pollutants in subway tunnels. At upper or lower position right downstream of a main duct connected with a ventilation opening, air curtain flows were suppled into the main duct where the air flow velocity was in the range of 2~6 m/s. Exhaust efficiency was monitored for both cases with and without air curtain flow for different air velocities, locations and injection angles of the air curtain. Particulate matter concentrations (PM10, PM2.5 and PM1.0) were also checked at both the main duct and ventilation opening before and after supplying air curtain flows. Lower air velocity of the main duct flow, higher air velocity of the air curtain led to higher exhaust efficiency and the air curtain condition of 30..inclined injection toward the main flow showed the maximum exhaust efficiency. The exhaust efficiency of about 24% without the air curtain could be improved to about 34% after using the air curtain flow. PM concentration decreased at the main duct and increased at the ventilation opening after using the air curtain flow. Therefore, the suggested method to use air curtain flows in tunnels will be probably one of the promising tools to reduce air pollutants in subway tunnels.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_3호
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• pp.1643-1652
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• 2020

본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름을 조사하였다. 도시 지역 기상에 대한 보다 현실적인 수치 모의를 위해 기상청이 현업으로 운용하는 LDAPS 결과로부터 기상 요소(풍향, 풍속, 온위)를 추출하여 CFD 모델의 초기·경계장으로 사용하였다. LDAPS로부터 추출한 기상 요소(U, V)는 공간 선형 보간법을 이용하여 CFD 모델의 수평·연직 격자에 맞게 내삽하였고, 공간 선형 보간법을 이용해 내삽한 온위는 CFD 모델의 각 격자점에서 온도로 변환된다. 본 연구에서는 건물 옥상에서 측정한 3차원 초음파 풍향·풍속계에서 측정한 풍속과 풍향을 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. 대상 기간(2020년 6월 22일) 동안 측정 지점(PKNU-SONIC)에서는 바람이 약하게 나타났고, 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불었으며, 주간에는 주로 남동풍이 불었다. LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 풍향과 풍속을 유사하게 수치 모의하였다. 07시에는 동북동쪽에서 유입되는 흐름이 지형과 건물에 의해 변화하였고, PKNU-SONIC 지점에서 수치 모의된 풍향(동남동풍)은 측정 풍향과 유사하다. 19시에는 남동쪽에서 유입되는 흐름이 PKNU-SONIC 지점까지 유입되어 측정 풍향과 유사하게 모의하였다.