• 대한교통학회지
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• 제34권5호
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• pp.437-448
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• 2016

본 연구는 선행연구에서 제시하고 있는 통행기점 정보만을 제공하고 있는 불완전한 대중교통카드 자료로부터 대중교통 통행의 종점을 통행사슬 구조를 이용하여 추정할 수 있는 모형의 국내 자료 적용 가능성을 살펴보고 모형 적용 결과를 제시하였다. 이를 위해 본 연구는 부산에서 2014년 10월 주중에 수집된 선불 교통카드 승 하차 태그 원시자료 1,846,252건을 대상으로 하루 동안 한 대중교통 이용자가 발생시킨 일련의 통행들을 시 공간적으로 연계시켜 통행사슬을 형성하고, 대중교통 이용자의 결측 종점을 연속된 다음 통행의 승차지점 또는 최초 승차지점이 속한 교통존으로 추정하였다. 모형 검증을 위해 대중교통 통행종점이 관측된 자료에 모형을 적용한 결과 실제 통행종점과 추정 통행종점의 일치도는 82.4%로 나타났으며 이 때 통행종점으로 추정된 정류장과 실제 하차 정류장간 거리의 오차는 최소가 되는 것으로 나타나 제안모형의 유용성은 높은 것으로 분석되었다. 통행사슬 구조를 이용한 통행종점 추정 모형을 종점결측 통행에 적용했을 때 종점결측 통행의 비율은 적용 전 71.40%(718,915통행)에서 21.74%(218,907통행)로 감소하였으며 종점추정이 불가한 218,907통행의 대부분은 모형 적용이 불가한 일일 통행횟수 '1회'인 통행(169,359통행, 77.37%)인 것으로 나타났고, 일일 통행횟수가 '2회 이상'인 통행의 종점결측 비율은 69.56%에서 모형 적용 후 6.27%로 크게 감소하였다. 한편 통행종점 추정 모형 적용에 따른 존간 통행 및 존내 통행분포의 변화를 비교하기 위해 순위상관계수 및 카이제곱 적합도 검정을 수행하였으며, 분석 결과 통행종점 추정 모형 적용에 따라 각 중존별 통행량의 순위는 변화하지 않으나 통행량 분포는 유의한 변화를 보였다. 따라서 통행사슬 구조를 이용한 교통카드 이용자의 통행종점 추정 모형 적용은 통행종점이 결측된 불완전 대중교통카드 자료가 수집되고 있는 도시의 대중교통 통행패턴을 보다 현실적으로 반영할 수 있게 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.246-254
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• 2017

호소, 하천 등에 다량의 영양염류의 유입과 수문학적, 지리학적, 생물학적 요소 등으로 인해 남조류가 대량 발생하게 되며 대표적 독성물질인 마이크로시스틴-LR(MC-LR)이 증가한다. MC-LR이 포함된 지표수를 적절하게 처리하기 위하여 정수처리공정에서는 고도산화공정을 적용하고 있다. 다양한 고도산화공정 중 특히 UV, $UV/H_2O_2$, $UV/O_3$, $UV/TiO_2$ 등에 대한 연구는 꾸준히 되어왔다. 기존의 UV램프의 짧은 교체주기, 수은 폐기물 발생, 큰 열 손실 등의 단점을 보완한 UV-LED를 MC-LR제거에 적용하였다. MC-LR 초기농도 $100{\mu}g/L$을 280 nm의 파장인 LED-L ($0.024mW/cm^2$)와 LED-H ($2.18mW/cm^2$)를 이용하여 산화시켰을 때 각각 최대 약 30%, 95.9%의 MC-LR 제거율을 나타냈다. LED-H를 조사 시 자연유기물 변화는 휴믹물질, UVD, SUVA가 감소하는 경향을 보였고 방향족 유기물이 지방족 유기물로 분해되어 저분자 물질이 되었다. $LED-H/H_2O_2$($H_2O_2$: 1, 2, 5, 10 mg/L)산화반응에 의한 MC-LR제거율은 LED-H 단독에 의한 MC-LR 제거율과 유사하였다. 남조류가 발생한 낙동강 원수를 대상으로 LED-L산화를 적용하여 수질분석을 통하여 특성변화를 확인하였다. DOC 및 TOC의 변화는 거의 없었으나 SUVA와 $UV_{254}$의 감소로 인하여 유기물의 분해되었으며 조류유래물질인 용존 및 총 MC-LR, geosmin, 2-MIB농도가 시간이 지남에 따라 서서히 감소하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.42-47
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• 2006

생물학적 고도처리는 혐기, 무산소, 호기의 조건을 반복하거나 재배열함으로서 이루어지는데 이때 혐기조와 무산소조에서는 유기산이 발생한다. 여기서 발생한 유기산은 질소와 인의 제거와 슬러지침강성에 중요한 인자로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 하 폐수 고도처리 시 F/M비 변화에 따른 유기산의 발생정도와 잔류농도 변화와 기에 따른 유기물과 질소의 제거 특성과 처리효율 및 슬러지 침강성과의 관계를 모색하기 위해 특성을 검토 하였다. 고도처리를 위해 $A^2/O$ 공정을 사용하였고 MLSS의 농도의 변화로 F/M비를 조절하였다. F/M비를 $0.16{\sim}0.08$ kg-BOD/kg-MLSS/day로 변화 시켰을 때 F/M비에 감소에 따라 회분식 반응기에 의한 유기산의 생성량의 증가하였고 잔류 유기산 농도는 감소하였다가 증가하였다. F/M비가 $0.16kg/kg{\cdot}d$ 실험 조건에서 SVI와 SS는 높게 나타났으며 F/M비가 $0.11{\sim}0.13kg/kg{\cdot}d$로 높아짐에 따라 감소하여 양호한 상태를 보이다 F/M비가 증가함에 SVI와 SS도 지속적으로 증가하여 $0.08kg/kg{\cdot}d$에서 높은 SVI와 SS 농도를 나타내었다. 무산소조의 유기산 잔류 농도 그리고 탈질률을 비교한 결과 무산소조의 유기산 잔류량이 적을수록 탈질률은 증가하였다. 슬러지 침강성과 질소 제거효율을 고려한 최적의 유기산 잔류 농도는 $1.4{\sim}2.2$ mg/L이며 이때의 F/M비는 $0.11{\sim}0.13$ kg-BOD/kg-MLSS/day범위로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1249-1256
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• 2005

본 연구에서는 pilot 정수처리 공정 내에서 pH, 총용존고형물(TDS), 알칼리도 및 칼슘경도 등을 조절하여 송 배 급수관내의 CCPP(Calcium Carbonate Precipitation Potential)를 생성시켰으며 이 생성된 수용액이 모의관로에서 어느 정도 부식방지 효과가 있는지를 조사하였다. CCPP로 조절된 처리수는 실제 송 배 급수시스템에 사용되고 있는 상수도 관망의 재질을 선택하여 모의관로(Simulated Distribution System, SDS) pilot plant를 만들어 운전하였다. 운전결과 $Ca(OH)_2$, $CO_2$ gas, $Na_2CO_3$ 등으로 수질을 조절한 모의관로와 조절하지 않은 매설관로에서의 CCPP 농도는 평균 0.61 mg/L 및 -7.77 mg/L로 많은 차이를 보였다. 또한 수질을 조절한 모의관로와 조절하지 않은 매설관로 유출수의 Fe, Zn, Cu 이온들의 분석결과 모의관로의 경우가 매설관로에 비해 중금속 농도변화가 크게 저감되었다. 모의관로에서 CCPP 조절에 의해 형성된 피막은 6개월이 경과한 이후에는 scale이 형성되었으며 시간이 경과할수록 보다 조밀하고 고르게 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 수질조절 후 형성된 방식 피막의 결정화합물 성분 및 구조를 파악하기 위해 아연도 강관 내벽에 형성된 scale의 XRD 분석을 실시하였다. 분석결과 10개월이 경과한 경우에는 $Zn_4CO_3(OH)_6{\cdot}H_2O$(Zinc Carbonate Hydroxide Hydrate)로 나타났으며 19개월이 경과한 후의 XRD 분석결과는 $CaCO_3$(Calcium Carbonate) 및 $ZnCO_3$(Smithsonite) 형태로 변화하는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.687-692
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• 2006

실험은 C/N 비가 낮은 실제하수 유입시 적용한 유동여재 $A_2O$시스템의 생물학적 탈질특성을 파악하고 외부 탄소원(메탄올) 주입량(C/N비) 변화에 따른 오염물질 제거특성, 각 반응조의 유기물, 질소 거동 특성을 검토하였다. 실험장치는 실험실 규모로 호기조에 유동여재를 투입하여 부유와 부착 미생물이 공존하는 혼합형 형태이다. 유동여재는 $10{\sim}20mm$정도의 육면체로 된 스폰지 형태의 폴리우레탄 재질이다. 실험에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 외부탄소원을 주입하지 않는 하수처리의 경우, 부유성 미생물양이 부착성 미생물양 보다 약 3배 가량 많았다(총 미생물량 80 g). 무산소조에 주입되는 외부탄소원에 의해 성장되는 미생물은 우선적으로 호기조 접촉여재에 일정량 부착된 후에 부유성 상태 미생물로 유지되었다. 유출수 $COD_{Cr}$ 농도는 외부탄소원 주입여부에 관계없이 $13{\sim}29mg/L$으로 안정하게 유지되었다. 유출수의 총무기성 질소(TIN)농도의 경우, 미주입시에는 $20.0{\sim}35.9mg/L$(제거효율 18%)이었으나 주입시에는 $2.5{\sim}9.0mg/L$(제거효율 $71{\sim}83%$)로 염분의 영향은 없었다. 각 반응조의 유기물($COD_{Cr}$) 제거특성은 외부탄소원 미주입시에는 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시에 대부분이 무산소조에서 제거되었다. 과잉주입의 경우 대부분이 호기조에서 제거되었다. 총 무기성 질소(TIN)의 경우, 외부탄소원 미주입시 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시 불안정한 상태에서는 혐기조에서, 안정한 상태에서는 무산소조에서 대부분 제거되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권4호
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• pp.260-269
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• 2012

본 연구는 흡착과정의 열역학적 특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 다양한 실험조건(상이한 흡착질 초기농도, 흡착제 투여량, 온도)에서 구한 질산성 질소에 대한 상용 음이온교환수지의 흡착등온자료를 열역학 상수 및 흡착에너지 평가에 이용하였다. 흡착과정의 Gibbs의 자유에너지(${\Delta}G^0$)는 비록 실험조건에 따라 그 값이 달라지지만 Langmuir 상수 또는 Ships 상수, $b_M$를 이용하여 계산할 수 있었다. Gibbs의 자유에너지(${\Delta}G^0$)는 물론 표준 엔탈피(${\Delta}H^0$), 표준 엔트로피(${\Delta}S^0$)와 같은 열역학적 상수들은 다른 온도조건에서 얻은 흡착실험자료를 이용하여 계산할 수 있다. 다만 이를 위해서는 실험자료가 Langmuir 등온식을 따라야 하고 각 반응온도에서 산출한 Langmuir 상수($lnb_M$)와 반응온도(1/T)의 관계가 직선으로 수렴되어야 한다. 이를 만족하지 못할 경우 Langmuir상수 대신 흡착평형상태에서 $q_e/C_e$로 정의되는 실험적 평형상수(K)를 이용한 열역학적 상수의 평가는 매우 유용한 대안이 될 수 있다. 다양한 조건에서 얻은 흡착실험 결과들을 D-R모델과 Temkin모델에 적용하여 흡착에너지를 평가한 결과, D-R 등온식이 Temkin 등온식에 비해 적용성이 높았으며, Temkin 모델의 경우 실험조건에 따라 그 적용성이 크게 제한됨을 알 수 있었다. D-R 등온식으로부터 얻은 흡착에너지는 실험조건에 따라 상당히 다른 값을 나타내었지만 흡착반응이 흡열반응이고 이온교환반응임을 증명하는데 충분하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권12호
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• pp.1360-1365
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• 2007

본 연구의 목적은 교량도로를 대상으로 배수받이에 퇴적된 퇴적물질을 대상으로 입경별로 유기물질 및 중금속 함량을 조사, 분석함으로서 강우 시 도로 퇴적물에 의한 비점오염부하의 기초 자료를 제공하고자 한다. 연구를 위한 퇴적물질 채취지점은 지방도로, 고속도로, 고가도로 상의 교량도로를 대표하는 지점 4개 지점을 선정하였다. 퇴적물질은 일정 입경범위로 범위(>2,000 ${\mu}m$, $1,000\sim2,000{\mu}m$, $850\sim1,000{\mu}m$, $425\sim850{\mu}m$, $212\sim425{\mu}m$, $125\sim212{\mu}m$, $90\sim125{\mu}m$, $75\sim90{\mu}m$, <75 ${\mu}m$)로 체분리 하였으며, 입경별로 용출 후 COD, T-N, T-P 등 일반 유기오염물질과 Fe, Cu, Cr, Pb 등의 중금속 농도를 분석하였다. 입경분포별 누적중량을 분석한 결과 $125\sim425{\mu}m$ 입경범위가 가장 많이 분포하는 것으로 조사되었으며, $<75{\mu}m$ 입경은 상대적으로 낮은 것으로 조사되었다. 조사지점 별 평균 오염물질 함량 범위는 COD $177\sim198.8$ g/kg(평균 77.6 g/kg), T-N $23\sim200$ mg/kg(평균 83 mg/kg), T-P $18\sim215$ mg/kg(평균 129 mg/kg)이었다. 중금속의 경우 Fe $1,508\sim5,612$ mg/kg(평균 3835 mg/kg), Cu $9.2\sim69.3$ mg/kg(평균 49 mg/kg), Cr $19.1\sim662.2$ mg/kg(평균 214 mg/kg), Pb $28.4\sim251.4$ mg/kg(평균 114 mg/kg)를 나타내었다. 입경별로는 오염물질 함량이 입경에 반비례하는 경향을 나타내었는데, 대체로 $75{\mu}m$ 이하의 입자가 오염물질 농도 함량이 가장 높았다. 연구 조사와 같이 교량도로 배수받이의 퇴적물질은 상당량의 미세입자 및 중금속이 다량 함유되어 있으므로 건기 시 주기적으로 퇴적물질을 제거를 통해서도 강우 시 비점오염부하를 상당량 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.866-871
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• 2006

연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권2호
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• pp.158-164
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• 2006

축산 관리시설로부터 발생하는 악취와 이를 저감하려는 연구들이 국내에서 활발히 진행되고 있다. 축산 관리시설로부터 발생하는 악취를 저감시키기 위해서는 주요 악취 기인 화합물 및 이들의 발생 메커니즘이 규명되어져야 하는데, 이를 위해 정확하고 객관적인 악취 화합물의 분석 기술이 필수적이다. 이에, 본 연구에서는 고상(固想) 미세추출법(SPME; Solid-phase microextraction)을 이용하여 현장에서 대상 화합물을 흡착하고, GC/MSD 혹은 GC/FID를 이용하여 정량 분석하여 화합물의 손실을 최소화 하는 분석 방법을 소개하고자 한다. 본 연구에서의 대상 악취 화합물은 trimethylamine(TMA), carbon disulfide($CS_2$), dimethyl sulfide(DMS), dimethyl disulfide(DMDS), acetic acid(AA), propionic arid(PA) 그리고 n-butyric acid(BA)이다. SPME-GC 검정곡선의 직선성을 나타내는 결과로 TMA의 결정계수($R^2$)는 0.984(0.056-1.437), $CS_2$는 0.996(0.039-0.999), DMS는 0.994(0.029-0.756), DMDS는 0.995(0.024-0.623), AA는 0.992(0.068-1.314), PA는 0.955(0.047-0.940), 그리고 BA는 0.976(0.036-0.712)이었다. 분석 검출한계는 AA, PA, BA, TMA, DMS, $CS_2$, DMDS에 대하여 각각 5.67, 6.39, 5.78, 25.2, 0.098, 0.363, 0.099 ppbv이었다. 본 연구에서 제안한 방법을 이용하여 계사, 돈사 및 우사에서 발생하는 악취화합물을 정량 분석하였다. 계사 내부에서 DMDS를 제외한 모든 화합물이 검출이 되었는데, 문헌에서 보고된 human odor threshold를 초과하였다.