• 한국환경보건학회지
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• 제46권6호
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• pp.719-725
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• 2020

Objectives: With the growth of national interest in fine particulate matter, many complaints about pollutants emitted from air pollution emitting facilities have arisen in recent years. In particular, it is thought that a large volume of particulate pollutants are discharged from workplaces that use Solid Refuse Fuel (SRF). Therefore, particulate contaminants generated from SRF were measured and analyzed in this study in terms of respective particle sizes. Methods: In this study, particulate matter in exhaust gas was measured by applying US EPA method 201a using a cyclone. This method measures Filterable Particulate Matter (FPM), and does not consider the Condensable Particulate Matter (CPM) that forms particles in the atmosphere after being discharged as a gas in the exhaust gas. Results: The mass concentration of Total Suspended Particles (TSP) in the four SRF-using facilities was 1.16 to 11.21 mg/Sm3, indicating a very large concentration deviation of about 10 times. When the fuel input method was the continuous injection type, particulate matter larger than 10 ㎛ diameter showed the highest particle size fraction, followed by particulate matter smaller than 10 ㎛ and larger than 2.5 ㎛, and particulate matter of 2.5 ㎛ or less. Contrary to the continuous injection type, the batch injection type had the smallest particle size fraction of particulate matter larger than 10 ㎛. The overall particulate matter decreased as the operating load factor decreased from 100% to 60% at the batch input type D plant. In addition, as incomplete combustion significantly decreased, the particle size fraction also changed significantly. Both TSP and heavy metals (six items) satisfied the emissions standards. The measured value of the emission factor was 38-99% smaller than the existing emissions factor. Conclusions: In the batch injection facility, the particulate matter decreased as the operating load factor decreased, as did the particle size fraction of the particulate matter. These results will help the selection of effective methods such as reducing the operating load factor instead of adjusting the operating time during emergency reduction measures.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.293-303
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• 2020

세계보건기구에 따르면 대기오염은 건강에 대한 주요 위험원으로 대기오염으로 인해 매년 약 700만 명의 조기 사망이 발생하고 있다. 이산화황(SO2)은 대표적인 대기오염물질로 황 성분이 포함된 연료의 연소에서 다량 발생한다. SO2 발생량을 감소시키기 위해서는 대형 연소 환경에서 이를 실시간으로 정밀하게 측정하고 측정 값을 바탕으로 저감 설비를 최적화하는 과정이 필요하다. 이 논문에서는 미세먼지 전구물질인 SO2의 농도를 측정하기 위해 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법 중 파장 변조 분광법을 이용하였다. 광원으로는 7.6 ㎛ 양자 폭포 레이저를 사용하였고 7623.7 ~ 7626.0 nm 사이의 64개 다중 광흡수선으로 SO2 농도 측정이 가능함을 증명하였다. 실험은 1 atm, 296 K에서 28, 76 m multi-pass cell을 사용하여 수행되었다. SO2 농도는 고농도(1000 ~ 5000 ppm)와 저농도(10 ppm 이하)로 두 종류로 실험 하였다. 추가적으로 가스 셀 외에 레이저가 지나가는 경로에 질소를 채워 대기 중의 H2O가 SO2 측정에 미치는 영향을 확인하였다. SO2는 3 ppm까지 측정하였고 측정된 SO2 농도는 전기 화학식 센서와 NDIR 센서 측정 결과와 비교되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1252-1258
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• 2022

선박용 엔진에서 배출되는 배기가스에는 다량의 수분과 미세먼지를 포함하고 있다. 미세먼지에는 여과성 미세먼지와 배기 배출 후 액상으로 변화하는 응축성 미세먼지가 포함되어 있으며 배출 전에 걸러지는 고체상 미세먼지보다 응축성 미세먼지가 더 많은 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 배기가스의 배기열과 수분을 회수하고 응축성 미세먼지를 제거하기 위한 실험장치를 실험실 내의 가스보일러 배기가스를 이용하여 테스트 하였다. 배기가스는 1차적으로 냉각방식으로 수분과 응축성 미세먼지가 제거되고 2차적으로 흡수제 방식에 의해 추가적으로 수분이 제거되었다. 상대습도 측정에 의한 배기가스 수분 제거율을 계산하면 1단계 배기냉각 방식으로 73%, 2단계 흡수제 방식으로 90% 제거되는 것으로 측정되었다. 이 과정에서 응축성 미세먼지는 80~90% 제거되는 것으로 측정되었다. 개발 시스템에 의해 회수된 열은 공정열로 활용할 수 있으며, 회수된 물은 수처리 과정을 통해 공정수로 활용할 수 있다. 또한 현재 관리 규제가 되고 있지 않지만 미세먼지의 주요 원인인 응축성 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권2호
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• pp.108-117
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• 2023

Background: When particles are absorbed into the human body, they penetrate deep into the lungs and interact with the tissues of the body. Heavy metals in PM_2.5 can cause various diseases. The main source of PM_2.5 emissions in South Korea's atmosphere has been surveyed to be places of business. Objectives: The concentration of heavy metals in PM_2.5 near the Ulsan Industrial Complex was measured and a health risk assessment was performed for residents near the industrial complex for exposure to heavy metals in PM_2.5. Methods: Concentrations of heavy metals in PM_2.5 were measured at four measurement sites (Ulsan, Mipo, Onsan, Maegok) near the industrial complexes. Heavy metals were analyzed according to the Air Pollution Monitoring Network Installation and Operation Guidelines presented by the National Institute of Environmental Research. Among them, only five substances (Mn, Ni, As, Cd, Cr⁶⁺) were targeted. The risk assessment was conducted on inhalation exposure for five age groups, and the excess cancer risk and hazard quotient were calculated. Results: In the risk assessment of exposure to heavy metals in PM_2.5, As, Cd, and Cr⁶⁺ exceeded the risk tolerance standard of 10^-6 for carcinogenic hazards. The highest hazard levels were observed in Onsan and Mipo industrial complexes. In the case of non-carcinogenic hazards, Mn was identified as exceeding the hazard tolerance of 1, and it showed the highest hazard in the Ulsan Industrial Complex. Conclusions: This study presented a detailed health risk from exposure to heavy metals in PM_2.5 by industrial complexes located in Ulsan among five age groups. It is expected to be utilized as the basis for preparing damage control and industrial emission reduction measures against PM_2.5 exposure at the Ulsan Industrial Complex.

• Ocean and Polar Research
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• 제45권3호
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• pp.141-153
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• 2023

Biological pump processes generated by diatom production in the surface water of the Southern Ocean play an important role in exchanging CO₂ gas between the atmosphere and ocean. In this study, the biogenic opal content of the sediments was measured to elucidate the variation in the primary production of diatoms in the surface water of the Southern Ocean since the last glacial period. A piston core (COR-1bPC) was collected from the Conrad Rise, which is located in the Indian sector of the Southern Ocean. The sediments were mainly composed of siliceous ooze, and sediment lightness increased and magnetic susceptibility decreased in an upward direction. The biogenic opal content was low (38.9%) during the last glacial period and high (73.4%) during the Holocene, showing a similar variation to that of Antarctic ice core ΔT and CO₂ concentration. In addition, the variation of biogenic opal content in core COR-1bPC is consistent with previous results reported in the Antarctic Zone, south of the Antarctic Polar Front, in the Southern Ocean. The glacial-interglacial biogenic opal production was influenced by the extent of sea ice coverage and degree of water column stability. During the last glacial period, the diatom production was reduced due to the penetration of light being limited in the euphotic zone by the extended sea ice coverage caused by the lowered seawater temperature. In addition, the formation of a strong thermocline in more extensive areas of sea ice coverage led to stronger water column stability, resulting in reduced diatom production due to the reduction in the supply of nutrient-rich subsurface water caused by a decrease in upwelling intensity. Under such environmental circumstances, diatom productivity decreased in the Antarctic Zone during the last glacial period, but the biogenic opal content increased rapidly under warming conditions with the onset of deglaciation.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.674-678
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• 2023

고정층 상압 유통식 반응기를 사용하여 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41와 Fe(30)/MCM-41의 촉매상에서 메탄의 분해 반응을 수행하여 수소의 수율을 구하여 Pt의 효과를 조사하였다. XRD 분석으로 반응 전 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 촉매에서 Fe₂O₃와 Pt의 결정상이 나타났다. SEM, EDS 분석과 매핑 이미지로부터 촉매 표면상에 Fe, Pt, Si, O의 나노 입자들이 균일하게 분포함을 알 수 있었다. XPS 분석으로 Pt⁰, Pt²⁺, Pt⁴⁺, Ft⁰, Fe²⁺, Fe³⁺ 등의 이온과 O^2-, O^-의 산소종이 존재함을 알 수 있었고, Fe(30)/MCM-41 촉매에 Pt를 1 wt% 첨가하면 촉매 표면상에서 Fe2p의 원자 백분율이 13.39%에서 16.14%로 증가하고 Pt4f는 1.51%이었다. 수소의 수율은 Fe(30)/MCM-41보다 3.2배 높았다. Pt로부터 Fe로 H₂의 스필오버(spillover) 효과로 Fe 입자의 환원을 증가시키고, Fe, Pt와 MCM-41의 적당한 상호작용으로 미세한 나노입자를 촉매 표면상에 균일하게 분산을 증가시켜 수소수율을 향상시켰다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권3호
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• pp.819-825
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• 2024

진단용방사선발생장치를 사용함에 있어서 선량데이터를 기록하는 이유는 의료진 및 환자의 피폭선량을 기록하고 관리하기 위함이다. 진단용방사선발생장치를 사용함에 있어서 방사선량의 차이를 검증하고 위험성과 차폐체 착용의 유무의 상황에서 피폭선량에 대한 측정과 분석을 통해 사용자의 피폭선량 경감에 대한 인식을 알리고자 하였다. 에스레이튜브와 II튜브에 따라 구분하여 장비를 한국 C-arm 2대, 독일 C-arm 2대장비를 대상으로 각 장비별 선량분석결과 한국 FPD type C-arm 이 가장 높은 선량값이 측정되었고, 독일 I.I type C-arm, 독일 FPD type C-arm, 한국, I.I type C-arm 순서로 피폭선량값이 측정되었다. 차폐체 유무에 따른 피폭선량 분석결과 일반적인 대기상태에 인체팬텀을 놓고 측정결과 산란선에 의해 피폭선량이 약 2배 증가하였으나 차폐체(0.5mm/납앞치마)를 착용하니 약 5배의 피폭선량 감소하는 결과가 나타났다. 피폭선량과 차폐체를 통해 피폭선량의 관리가 중요한 역할을 하며 방사선 피폭을 줄이는 방법을 유추할 수 있다. 또한, 장비마다 출력되는 피폭선량이 다른 특성을 갖고 있음으로 차폐체를 유무를 선별하는데 선량정보로 제공을 할 것으로 기대 한다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.265-275
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• 2006

미생물을 이용한 원석 또는 폐석으로부터 인류에 유용한 원소 및 중금속의 용출은 초기 연구단계에 있는 새로운 생물학적 기술 중의 하나이다. 본 연구의 목적은 갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Microcosm)을 이용하여 자철석으로부터 철의 용출 및 용출된 철의 생광화작용에 따른 2차 물질의 형성을 규명하고자 한다. 갯벌퇴적물에서 분리한 철 환원 박테리아(Microcosm)가 글루코스($10{\sim}20mM$)를 이용하여 성장하는 동안 자철석으로부터 철의 용출 및 2차 물질의 형성을 ICP, XRD, SEM-EDX 및 TEM을 이용하여 연구하였다. 미생물배지에 상업용 자철석(미생물배지 : 자철석 = 100 : 1)과 철환원 박테리아를 넣고 혐기성 및 호기성 조건하에서 철 용출 및 2차 물질의 형성실험을 실시한 결과, 철의 용출 실험동안 미생물배지의 Eh는 호기성 조건에서 +250 mV에서 -520 mV 까지 감소하고, pH 7.3에서 5.5까지 감소하였다. 혐기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 15일째 자철석으로부터 94 ppm의 Fe를 용출하였으며, 박테리아가 없는 혐기성 조건 하에서는 0.9 ppm의 Fe의 용출을 보여 주었다. 호기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 자철석으로부터 15일째 107 ppm의 Fe를 용출하였다. 배양을 시작한지 1개월이 지난 시점에서는 미생물배지에 용출되어 있는 Fe가 혐기성 조건에서는 57ppm의 Fe가, 호기성 조건하에서는 6.5 ppm의 Fe 각각 존재하였다. 박테리아가 배양되는 동안 용출된 철의 감소는 2차물질의 형성에 철이 소비된 것으로 사료되며, 호기성 조건하에서는 적갈색의 2차 물질 형성을 보여주었다. 미생물에 의한 자철석으로부터 철과 망간의 용출은 미생물의 활동에 따른 미생물배지의 열역학적인 조건(Eh/pH)의 변화 및 유기물의 산화에 따른 유기산의 형성에 기인한 것으로 사료된다. 미생물을 이용한 결정질의 자철석으로부터 철의 용출 및 비정질의 2차물질의 형성은 미생물의 퇴적물 내에서 철의 순환에 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 미생물을 이용한 유용물질의 침출(Bioleaching) 및 생광화작용에 따른 광물의 합성 가능성을 시사한다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.81-90
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• 2019

프로페인($C_3H_8$)의 건식 개질($CO_2$ 개질)을 통한 합성 가스($H_2$와 CO 혼합물) 제조를 위해 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 충진된 유전체 장벽 방전 플라즈마 반응기를 사용하였다. 열 또는 플라즈마에 의해 환원된 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매를 사용하여 $C_3H_8/CO_2$ 비율 1/3, 총 유량 $300mL\;min^{-1}$에서 플라즈마-촉매 건식 개질을 수행하였다. 건식 개질에 대한 촉매 활성은 온도범위 $500{\sim}600^{\circ}C$에서 평가되었다. $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매 제조를 위해 전구물질 수용액(질산니켈, 질산세륨)으로 함침된 ${\gamma}-Al_2O_3$를 공기 분위기에서 소성시킨 후, $H_2/Ar$ 분위기에서 환원시켰다. 촉매 특성 조사에는 X-선 회절분석기(XRD), 투과전자현미경(TEM), 전계 방출 주사전자현미경(FE-SEM), 승온 탈착($H_2-TPD$, $CO_2-TPD$) 및 라만 분광기가 이용되었다. 열로 환원된 촉매와 비교하면 플라즈마 방전하에서 환원된 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 개질 반응을 통한 합성 가스 생산에서 보다 우수한 촉매 활성을 나타내었다. 또한, 플라즈마로 환원된 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$가 개질 반응의 문제점인 탄소퇴적 관점에서 장기 촉매 안정성을 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.278-283
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• 2019

미립의 3종류 Fe-2%Ni합금 분말(N사), Fe+2%Ni혼합 분말(B사 및 S사)을 항절력 시험편 및 링(ring)형상의 시험편으로 사출 성형, 탈지, 소결 조건(환원 및 소결 분위기, 소결 온도, 소결시간, 냉각속도)을 변화시켜 소결체를 제작하였다. 얻어진 소결체에 대하여는 소결체의 밀도 및 자기적 특성을 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 탈지한 각 성형체를 수소 중에서 $1123K{\times}3.6ks$유지하고, Ar중에서 $1623K{\times}14.4ks$로 소결할 경우 N(사), B(사), S(사)소결체의 밀도는 각각 96, 99, 99%로 나타났고, 소결체의 산소 탄소량은 각각 0.0041%O, 0.0006%C, 0.0027%O, 0.0022%C, 0.160%O, 0.0026%C의 값을 나타내었다. (2) 위에의 결과로부터 보면 B(사)의 소결체가 가장 우수한 결과를 나타내므로 B(사)의 Ar중 소결체에 대하여 자기적 특성을 조사한 결과, $B_{25}=14.3KG$, $B_r=7.75KG$, $H_c=2.1Oe$로 용해해서 만든 제품의 값에는 미치지 못했다. (3) B(사)의 성형체를 Ar가스 중에서 $1673K{\times}14.4ks$로 소결 후 1123K까지는 $0.83Ks^{-1}$로 냉각하고 1123K부터 실온까지는 $0.083Ks^{-1}$로 냉각한 소결체의 자기적 특성은 $B_{25}=14.8KG$, $B_r=8.3KG$, $H_c=1.3Oe$로 용해해서 만든 제품의 값과 거의 동일한 값을 얻었다. 이상, 소결 조건 제어(환원조건, 소결분위기, 소결온도, 소결시간) 및 냉각속도 제어를 통한 소결 공정으로 목적하는 연자성 재료특성을 얻었다.