• 한국대기환경학회지
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• 제23권3호
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• pp.297-310
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• 2007

Recent evidence has demonstrated that the pollutant recirculation can play an important role in leading to high ozone $(O_3)$ concentrations. In this study, the MM5-CAMx air quality modeling system was applied to simulate the pollutant recirculation and identify the transport of pollution during the high $O_3$ event (the maximum $O_3$ of 195 ppb) observed in the Greater Seoul Area (GSA) on $1{\sim}4$ June in 2004. The results showed a weak northeasterly synoptic wind during the night and early morning moved the air parcels containing the locally emitted urban pollution to the coast, which contributed to enhance $O_3$ formation in the southwest part of the GSA. As the sea breeze developed and started to penetrate inland in the late afternoon, the rapid build-up of $O_3$ concentration was found in the southwest coastal area due to the recirculation of the polluted air loaded with high level $O_3$. The simulated backward trajectories and observations at coastal sites confirmed the recirculation of pollutant with the late sea breeze is the dominant factor affecting the occurrence of high $O_3$ concentrations in the southwestern GSA.

• 한국환경과학회지
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• 제25권5호
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• pp.683-694
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• 2016

Sensitivity analysis of the WRF model according to the impact of nudging (e.g., nudging techniques and application domains) was conducted during high nocturnal ozone episode to improve the prediction of the regional ozone concentration in the southeastern coastal area of the Korean peninsula. The analysis was performed by six simulation experiments: (1) without nudging (e.g., CNTL case), (2) with observation nudging (ONE case) to all domains (domain 1~4), (3) with grid nudging (GNE case) to all domains, (4)~(6) with grid nudging to domain 1, domain 1~2 and domain 1~3, respectively (GNE-1, GNE-2, GNE-3 case). The results for nudging techniques showed that the GNE case was in very good agreement with those observed during all analysis periods (e.g., daytime, nighttime, and total), as compared to the ONE case. In particular, the large effect of grid nudging on the near-surface meteorological factors (temperature, relative humidity, and wind fields) was predicted at the coastline and nearby sea during daytime. The results for application domains showed that the effects of nudging were distinguished between the meteorological factors and between the time periods. When applied grid nudging until subdomain, the improvement effects of temperature and relative humidity had differential tendencies. Temperature was increased for all time, but relative humidity was increased in daytime and was decreased in nighttime. Thus, GNE case showed better result than other cases.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.480-496
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• 2017

CMAQ (Community Multiscale Air Quality)-HDDM (High-order Direct Decoupled Method) simulations with MICS-Asia 2010 and INTEX-B 2006 emissions inventories were performed to investigate the impact of Chinese $NO_x$ and VOC emissions on 1-hr ozone concentrations over South Korea during May to July in 2014. Chinese $NO_x$ and VOC emissions in MICS-Asia 2010 were 60% higher and 100% lower than those in INTEX-B 2006 during the simulation period. It makes the ratio of Chinese VOC to $NO_x$ emissions in INTEX-B 2006 (Case 1) is 3.2 times higher than that in MICS-Asia 2010 (Case 2). When the observed period mean 1-hr ozone concentration averaged across 106 air monitoring sites in the SMA (Seoul Metropolitan Area) was 37.6 ppb, the modeled values were similar to each other; 37.3 ppb for Case 1, and 40.4 ppb for Case 2. Both cases show that daily maximum 1-hr ZOC (Zero-Out Contribution) of Chinese $NO_x$ and VOC emissions were as high as 55 ppb and 35 ppb for the episode respectively. Correlation coefficients between ZOC of Chinese $NO_x$ and VOC emissions and the SMA daily maximum 1-hr ozone were 0.49~0.69. It indicates that Chinese emissions occasionally affect the SMA daily ozone peaks. On the other hand, Case 2 predicted 7 ppb and 1 ppb higher ZOC of Chinese $NO_x$ and VOC emissions than Case 1, when simulated ozone in the SMA is over 80 ppb. It implies that upwind $NO_x$ emissions would be more important than upwind VOC emissions for the long-range transport of ozone in Northeast Asia.

• 융합정보논문지
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• 제9권6호
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• pp.194-201
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• 2019

서울지역의 호흡기질환으로 입원한 환자를 대상으로 미세먼지 노출에 대한 건강영향을 평가하였다. 건강보험공단의 2002-2010년 동안 표본코호트의 만성폐쇄성 폐 질환(COPD), 천식 및 폐렴과 같은 호흡기 질환으로 입원한 13,974명의 환자를 대상자로 하였다. 추적관찰 기간동안 미세먼지 농도가 50ug/m3 이상에서 10ug/m3 증가할 때 15세 미만의 연령층에서는 1.38%, 65세 이상의 연령층에서는 1.62%, 75세 이상 연령층에서는 2.87% 호흡기질환으로 입원이 증가하였고, 폐렴환자는 1.50%, COPD 환자는 1.51%, 폐렴 및 천식환자는 1.55% 입원이 증가하였다. 또한 미세먼지가 80ug/m3 이상에서는 65세 이상 연령층에서 3.71%, 75세 이상 연령층에서 4.25% 입원환자가 증가하였다. 높은 미세먼지농도와 호흡기 질환으로 입원한 환자들과, 특히 노인에서 관련성이 높게 나타났다. 이미 호흡기 질환이 있었던 사람들, 특히 나이가 많은 환자는 고농도의 미세먼지에 노출되지 않도록 주의해야 한다.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권3호
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• pp.223-238
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• 2015

The $PM_{2.1}$ was collected by LVCI (low volume cascade impactor) during Group-A Period (September 1990 to December 2012) and the $PM_{2.5}$ was collected by HVAS (high volume air sampler) during Group-B Period (September 2009 to April 2012) at Kyung Hee University, Global Campus located on the boarder of Yongin and Suwon. The 8 water-soluble ions ($Na^+$, $NH_4{^+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $ NO_3{^-}$, and $SO_4{^{2-}}$) were analyzed by IC, and the 14 inorganic elements (Al, Mn, Si, Fe, Cu, Pb, Cr, Ni, V, Cd, Ba, Zn, Ti, Ag) were analyzed by XRF and ICP-AES after performing proper pre-treatments of each sample filter. The average total mass fractions of $SO_4{^{2-}}$, $NO_3{^-}$, and $NH_4{^+}$+ to $PM_{2.5}$ samples during Group-B Period were 0.39 in normal days, 0.44 in haze days, and 0.27 in Asian dust days, respectively; however, the average total mass fractions of Al, Fe, and Si to $PM_{2.5}$ mass were 0.043 in normal days, 0.021 in haze days, and 0.036 in Asian dust days, respectively. Especially the concentration of Pb was significantly decreased during Group-B Period rather than during Group-A Period, while Cr and Ni was increased during Group-B Period. In this study, we intensively compared the annual and seasonal patterns of major chemical species among normal days, haze days, and Asian dust days. Further we developed mass fraction profiles by collecting episode cases of haze days and Asian dust days, which were consisting of 22 chemical species. Those profiles are considered to be useful when applying various receptor models and establishing air quality management plans near future.

• 한국환경과학회지
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• 제11권5호
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• pp.419-436
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• 2002

The current paper reports on the enhancement of O$_3$, CO, NO$_2$, and aerosols during the Asian dust event that occurred over Korea on 1 May 1999. To confirm the origin and net flux of the O$_3$, CO, NO$_2$, and aerosols, the meteorological parameters of the weather conditions were investigated using Mesoscale Meteorological Model 5(MM5) and the TOMS total ozone and aerosol index, the back trajectory was identified using the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model(HYSPLIT), and the ozone and ozone precursor concentrations were determined using the Urban Ashed Model(UAM). In the presence of sufficiently large concentrations of NO$\sub$x/, the oxidation of CO led to O$_3$ formation with OH, HO$_2$, NO, and NO$_2$ acting as catalysts. The sudden enhancement of O$_3$, CO, NO$_2$ and aerosols was also found to be associated with a deepening cut-off low connected with a surface cyclone and surface anticyclone located to the south of Korea during the Asian dust event. The wave pattern of the upper trough/cut-off low and total ozone level remained stationary when they came into contact with a surface cyclone during the Asian dust event. A typical example of a stratosphere-troposphere exchange(STE) of ozone was demonstrated by tropopause folding due to the jet stream. As such, the secondary maxima of ozone above 80 ppbv that occurred at night in Busan, Korea on 1 May 2001 were considered to result from vertical mixing and advection from a free troposphere-boundary layer exchange in connection with an STE in the upper troposphere. Whereas the sudden enhancement of ozone above 100 ppbv during the day was explained by the catalytic reaction of ozone precursors and transport of ozone from a slow-moving anticyclone area that included a high level of ozone and its precursors coming from China to the south of Korea. The aerosols identified in the free troposphere over Busan, Korea on 1 May 1999 originated from the Taklamakan and Gobi deserts across the Yellow River. In particular, the 1000m profile indicated that the source of the air parcels was from an anticyclone located to the south of Korea. The net flux due to the first invasion of ozone between 0000 LST and 0600 LST on 1 May 1999 agreed with the observed ground-based background concentration of ozone. From 0600 LST to 1200 LST, the net flux of the second invasion of ozone was twice as much as the day before. In this case, a change in the horizontal wind direction may have been responsible for the ozone increase.

• 한국지구과학회지
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• 제31권6호
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• pp.600-607
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• 2010

2008년 동아시아 대륙에서 발생기원이 다른 먼지(황사)와 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례를 NOAA위성 RGB 합성영상과 지상 입경별 분진(TSP, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$)의 질량농도 관측으로 분석하였다. 또한 Terra/Aqua 위성 MODIS(Moderate resolution Imaging Spectroradiometer) 센서의 AOD(Aerosol Optical Depth)와 FW(Fine aerosol Weighting)를 통해 동아시아 지역에서 발생기원이 다른 대기 에어로졸의 분포와 입자 크기 특성을 분석하였다. 중국 북부와 몽골, 그리고 중국 황토고원에서 모래폭풍이 발생하여 광역적으로 이동하여 청원에 먼지입자(황사)로 영향을 주는 6 개의 사례분석을 실시하였다. 질량농도 TSP중 $PM_{10}$은 70%, $PM_{2.5}$는 16%로 조대입자(> $2.5\;{\mu}m$)의 비율이 큰 것은 사막과 반사막의 자연적 발생원에서 생성되었기 때문이다. 그러나, 모래 폭풍이 이동 과정에서 중국 동부의 산업 지역을 거쳐 유입하는 사례에서는 TSP 중 $PM_{2.5}$가 23%까지 증가하기도 했다. 중국 동부로부터 황해를 거쳐 한반도로 유입한 5개 다른 사례의 경우, TSP 중 $PM_{10}$, $PM_{2.5}$가 각각 82, 65%로 나타났다. 이와 같이 $PM_{2.5}$의 상대적 비율이 증가한 것은 인위적 오염입자의 영향 때문이다. 동아시아 지역에서 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례에 대한 평균 AOD는 $0.42{\pm}0.17$로 황사에 의한 AOD($0.36{\pm}0.13$)와 비교하여 대기 에어로졸에 대한 비율이 높게 나타났다. 특히, 중국 동부에서 황해, 한반도, 동해에 이르는 광역적 지역에 AOD값이 높게 분포했다. 인위적 오염입자의 사례는 FW가 평균 $0.63{\pm}0.16$로 모래폭풍의 이동 사례의 $0.52{\pm}0.13$ 보다 높은 값을 보였다. 이는 대기 에어로졸에 대한 인위적 미세 오염 입자의 기여도가 클 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권2호
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• pp.196-209
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• 2009

2005년 1월부터 12월까지 지속적으로 몽골과 중국 북부의 사막과 건조지대에서 모래폭풍의 발생, 이동 그리고 한국에서 먼지침전(황사)을 모니터링하였다. NOAA 위성의 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) 관측 자료를 직접 수신하여 false colour 합성영상을 만들어 모래폭풍의 발생과 이동 사례를 중점 분석하였다. 또한 모래폭풍 발원지의 풍하측에 위치한 한국 중부의 청원에서 PM10 농도가 $190{\mu}g\;m^{-3}$ 이상인 황사 사례에 대한 PM10, PM2.5농도와 시정 그리고 $O_3,\;NO_2,\;CO,\;SO_2$ 농도의 변동을 분석하였다. 2005년에는 발원지에 적설과 강력한 고기압, 저기압의 이동이 미흡하여 강한 모래폭풍의 발생이 적었고 한국에서도 황사의 발생 빈도가 1997-2005년의 평균과 비교하여 적었다. 한국에는 2005년 총 7회, 11일간의 황사 사례가 발생하였다. 여름에는 발원지가 습하고 바람이 약해 모래폭풍의 발생이 적었으며, 한국에서도 황사의 발생이 없었다. 발원지에서 발생한 모래폭풍이 중국의 대도시와 산업지대를 거치지 않고 한국으로 직접 이동할 경우, 먼지침전에 따른 PM2.5 농도는 PM10 농도의 20% 이하였다. 그러나 모래폭풍이 중국 동부의 산업지역을 거쳐 한국으로 이동할 경우 인위적 대기오염 물질이 함께 유입되어 PM2.5 농도가 증가하여 PM10농도의 25%이상을 나타내었다. 또한 2005년에는 사막에서 날아온 모래 먼지의 PM10농도가 $190{\mu}g\;m^{-3}$ 이하여서 황사로는 미흡한 5개 이상 사례를 관측 및 분석하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제32권7호
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• pp.603-612
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• 1999

연구배경: 짧은 기간 동안 허혈-재관류를 반복(ischemic preconditioning, IP)할 경우 후속되는 보다 긴 기간 동 안의 허혈에 대하여 재관류시 심근의 수축기능 회복이 증가, 심근괴사 범위 감소 등의 심근보호효과가 있음 은 여러 가지 동물실험으로 밝혀졌으며 인간의 심장에서도 유사한 효과가 나타나는 것으로 보고되고 있다. 최근 칼슘이 매개가 되어 protein kinase C(PKC)의 활성화가 일어남으로서 IP효과가 나타날 것이라는 실험결 과들이 제시되고 있으나 논란이 많다. 본 연구에서는 적출 토끼심장을 이용하여 칼슘이 심근세포내의 PKC 활성도에 어\ulcorner 영향을 미치는가를 연구하고자 하였다. 대상 및 방법: 적출관류 흰토끼 심장을 이용하여 관 류를 차단하는 방법으로 전체허혈을 유도하였으며 전체허혈(5분), 재관류(10분)를 1회 실시하여 IP를 유도하 고 45분 동안 전체허혈후 120분 동안 재관류를 실시하였다(IP군, n=13). 허혈 대조군(n=10)에서는 IP없이 45 분 동안 전체허혈후 120분 동안 재관류를 실시하였다. 칼슘투여군에서는 5분 동안 허혈후 10분 동안 10 (n=10) 또는 20 mM(n=11)의 칼슘을 포함한 관류액으로 관류하고 이어서 45분 동안 전체허혈과 120분 동안 재관류를 실시하였다. 전 실험 기간 동안 좌심실기능, 관혈류를 측정하였으며 실험 종료 후 PKC-specific peptide와 32P-${\gamma}$-ATP incorporation으로 PKC활성도(nmol/g tissue)를 측정하였다. 심근괴사 크기는 1% tetra zolium chloride로 염색하여 형태계측하였다. 결과: IP를 실시한 결과, LVDP(left ventricular developed pressure), 심근수축력, 관혈류 등은 허혈 대조군에 비하여 현저히 증가하였으며(p<0.05) 이완말기압의 상승폭은 저하되 었고(p<0.05) 심근괴사 크기는 38%에서 20%로 감소하였다(p<0.05). 칼슘투여군에서는 LVDP, 심근수축력, 관 혈류 등에는 허혈 대조군에 비하여 큰 차이가 없거나 오히려 저하되었으나 심근괴사 크기는 19~23%로 현 저히 감소하였다(p<0.05). 세포질분획의 PKC활성도(nmol/g tissue)는 IP군, 칼슘투여군에서 각각 5.98$\pm$0.57, 6.30$\pm$0.24(20 mM 칼슘 전처치군), 4.19$\pm$0.39(10 mM 칼슘 전처치군)로 기준(7.31$\pm$0.31)에 비하여 특히 10 mM 칼슘 전처치군에서 유의하게 감소하였으며(p<0.01), 세포막분획의 PKC활성도는 각각 4.00$\pm$0.14, 2.50$\pm$ 0.31, 4.02$\pm$0.70으로 기준(1.84$\pm$0.21)에 비하여 IP군과 10 mM 칼슘 전처치군에서 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 그러나 허혈대조군에서는 두 분획 모두 기준선과 비교하여 큰 차이가 없었다. 결론: 이상으로 적출 관류 토끼심장에서 장시간 동안의 허혈전 높은 농도의 칼슘으로 전처치하면 허혈후 재관류시 심근기능의 회 복증가는 기대하기 어려우나 IP와 유사한 심근괴사 범위 감소효과가 있으며 이러한 효과는 아마도 칼슘의 매개에 따라 PKC활성화가 일어남으로써 나타나는 것으로 생각된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권4호
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• pp.330-344
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• 2015

Semi-continuous measurements of $PM_{2.5}$ mass, organic and elemental carbon were made for the period of January to October 2014, at six national air monitoring stations in Korea. OC and EC concentrations showed a clear seasonal variation with the highest in winter (January) and the lowest in summer (August). In winter, the high carbonaceous concentrations were likely influenced by increased fuel combustion from residential heating. OC and EC concentrations varied by monitoring stations with 5.9 and $1.7{\mu}g/m^3$ in Joongbu area, 4.2 and $1.2{\mu}g/m^3$ in Honam area, 4.0 and $1.3{\mu}g/m^3$ in Yeongnam area, 3.7 and $1.6{\mu}g/m^3$ in Seoul Metropolitan area, 3.0 and $0.8{\mu}g/m^3$ in Jeju Island, 2.9 and $0.7{\mu}g/m^3$ in Baengnyeong Island respectively. The concentrations of OC and EC comprised 9.6~ 15.5% and 2.4~ 4.7% of $PM_{2.5}$. Urban Joongbu area located adjacent to the intersection of several main roads showed the highest carbon concentration among six national air monitoring station. On the other hand, background Baengnyeong Island showed the lowest carbon concentration and the highest OC/EC ratio (4.5). During the haze episode, OC and EC were enhanced with increase in $PM_{2.5}$ about 1.3~ 3 and 1.3~ 4.0 times respectively. The concentrations of OC, EC in the Asian dust case are about 1~ 2.4 times greater than in the nondust case. The origins of air mass pathways arriving at Seoul, using the backward trajectory analysis, can be mostly classified into 6 groups (Sector I Northern Korea including the sea of Okhotsk, Sector II Northern China including Mongolia, Sector III Southern China, Sector IV South Pacific area, Sector V Japan, Sector VI Southern Korea area). When an air mass originating from northern China and Mongolia, the OC concentrations were the most elevated, with a higher OC/EC ratio (2.4~ 3.3), and accounting for 17% of $PM_{2.5}$ mass on average.