• 한국게임학회 논문지
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• 제16권6호
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• pp.101-110
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• 2016

현재 미세먼지에 대한 화재가 점점 사람들의 시선을 끌고 있다. 미세먼지는 눈으로 볼 수 없는 직경이 $2.5{\mu}m$(마이크로미터)인 먼지이며 폐 속 깊숙이 침투 할 수 있어 건강에 많은 피해를 준다. 사람들은 예방법을 알면서도 실행에 옮기지 않는 것은 미세먼지 위험성의 인지도가 낮기 때문이다. 본 논문은 어린이 대상으로 미세먼지의 인위적 원인과 자연적 원인의 생성 요소와 미세먼지 예방요소에 대한 인지도를 향상시키기 위하여 <우마이 탈출>보드게임 개발하여 다수의 어린에게 테스트를 진행하여 <우마이 탈출>보드게임의 교육적 효과에 대한 연구를 진행하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.140-145
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• 2022

고도화된 현대사회는 도시산업화와 대중교통으로 인한 대기오염 물질 중 미세먼지는 실외에서 실내로 유입되는 현상이 있다. 실내에서 사용하는 미세먼지 측정기는 제한적인 정보 제공과 오염 수치가 다르게 측정되어 사용자에게 원하는 데이터와 모니터링을 할 수 없는 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 실내 공기 질 데이터 미세먼지와 초미세먼지인 Dust(PM1.0, PM2.5, PM10), VOC(Volatile Organic Compounds)와 PIR(Passive Infrared Sensor)로 미세먼지 측정기와 모니터링시스템을 설계 및 구현하였다. 측정기는 지정한 구역에 설치하여 미세먼지를 실시간 측정하고 Google Cloud Platform의 App Engine을 통하여 데이터 수집 및 저장하고 시각화하여 사용자에게 제공하는 미세먼지 측정기와 모니터링시스템을 제안한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.68-76
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• 2017

최근 이슈가 되고 있는 미세먼지(fine dust)는 직경이 $10{\mu}g/m^3$이하인 미립자물질(particulate matter)로서, 흡입 시 인체에 치명적인 악영향을 주는 오염물질로 분류되어 있다. 미세먼지가 바람에 날려 비산할 때 주변에 끼치는 악영향이 증가하므로, 이러한 비산먼지(fugitive dust)를 잘 통제해야 한다. 특히 건설업은 한국에서 가장 비산먼지를 많이 배출하는 사업 분야이므로, 건설현장에서 배출되는 비산먼지를 잘 관리하는 것이 국내 미세먼지의 문제를 해결하는 중요사안이 될 수 있다. 그러나 현재 국내의 비산먼지 관련 민원 수중 건설업이 가장 큰 비율을 차지하고 있는 실태로 보아, 국내의 건설현장 비산먼지 배출에 대한 제도적인 관리에 대한 점검이 필요하다. 이에 본 논문에서는 국내외 주요도시별 건설현장에 적용되는 비산먼지 규정을 비교분석한 뒤, 도출한 개선안을 제안하여 국내 건설현장 비산먼지의 제도적 관리에 일조하고자 한다.

• 한국기후변화학회지
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• 제9권4호
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• pp.423-433
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• 2018

본 연구에서는 고농도 미세먼지의 발생과 연관된 대기패턴을 조사하고, 이를 바탕으로 한반도의 고농도 미세먼지의 발생을 예측할 수 있는 지수를 개발하였다. 또한 개발된 지수를 이용하여 미래의 한반도 고농도 미세먼지 발생과 연관된 대기 패턴의 변화를 살펴보았다. 서울지역 미세먼지 농도의 변동성을 조사하기 위해, 황사 발생 사례일을 제외한 미세먼지 고농도 사례일은 대기환경기준에 따라 24시간 평균 $PM_{10}$ 농도가 $100{\mu}g/m^3$ 이상일 경우로 정의하였다. 미세먼지 연평균 농도는 2001년부터 꾸준히 감소하는 경향을 보이며, 2012년 이후에 감소 추세가 주춤하였으며, $PM_{10}$ 고농도 사례일수도 2003년부터 2016년까지 대체로 감소하였다. 그러나 4일 이상 지속되었던 고농도 사례만을 살펴보면 2001년과 2003년을 제외하고 뚜렷한 감소 경향을 찾아보기 어렵고 전반적인 대기질 향상에도 불구하고 지속적으로 발생하는 것을 알 수 있다. 4일이상 지속되는 고농도 사례는 최근 들어 뚜렷한 경향을 보이지 않고, 기상조건 등의 다른 발생원이 있음을 알 수 있다. 그러므로 고농도 사례에 대한 대기 순환장의 특징을 살펴보기 위해 한반도의 고농도 사례일에 대한 대기패턴의 합성장을 분석하였다. 고농도 사례가 발생하였을 경우, 한반도 상공에 고기압에 위치하면서, 극의 찬 공기의 유입을 차단하며, 상층 동서 방향 바람은 한반도 북쪽으로 흐르게 된다. 따라서 한반도 지역은 차고 건조한 북서풍이 약화되고, 풍속이 감소된다. 이러한 한반도 미세먼지 고농도 사례와 연관된 대기패턴을 바탕으로 겨울철 한반도 $PM_{10}$ 농도를 전망하기 위한 미세먼지 고농도 지수를 정의하여 사용하였다. 먼저 500 hPa 지위고도, 500 hPa 동서 방향 바람 성분, 850 hPa 남북 방향 바람 성분과 $PM_{10}$과의 상관성이 높은 지역에서 각 변수를 영역 평균하고 표준화 과정을 거친 후 각 변수에 대한 지수를 계산하고, 각 지수의 합으로 한반도 미세먼지 고농도 지수 (KPI)를 정의하였다. 한반도 미세먼지 고농도 지수를 CMIP5에 참여하는 10개의 기후모형에 적용하여 미래 한반도의 고농도 미세먼지를 발생시킬 수 있는 대기패턴의 변동성을 살펴보았다. 겨울철 한반도에서 대기의 정체를 유발하여 심한 대기오염을 발생시킬 수 있는 기상 조건의 빈도가 기후변화에 따라 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 증가는 한반도 주변의 평균 대기 상태의 변화와 일치한다 (Cai et al, 2017). 이 연구는 $PM_{10}$ 관측자료 기간이 2001년부터 2016년까지의 총 16년 동안의 자료 만을 이용하여 한반도 고농도 미세먼지 발생과 관련된 대기패턴을 분석하였기에 대기오염과 연관된 기상조건을 완벽하게 식별하지는 못하였을 것이다. 향후 연구를 통해서 $PM_{10}$과 더불어 $PM_{2.5}$의 자료를 활용하여 상세한 분석이 필요할 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고, 본 연구의 결과는 지구 온실가스 배출로 인한 대기 순환의 변화가 한반도 고농도 미세먼지 발생 사례를 증가시키는 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 지구 온난화가 심해진다면, 작은 대기 오염 배출이라도 축적이 되어 고농도 미세먼지 현상이 발생 할 수 있다. 따라서 대기 오염 배출 저감 노력뿐만 아니라, 온실가스 배출량을 줄이기 위한 노력이 동시에 필요할 것으로 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제46권4호
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• pp.319-327
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• 2020

미세먼지(Particulate matter, PM)는 피부 장벽의 기능을 저하시키고 염증성 피부 질환 및 외인성 노화를 유발하는 대기 오염원이다. 본 연구에서는 대체 미세먼지로서 iron oxide black을 이용하여 화장품에 의한 미세먼지의 피부 부착 방지효과를 평가하였다. 미세먼지 부유챔버는 피부노출부위, 미세먼지 주입구, 부유동력장치, 배출구로 구성하여 미세먼지가 챔버내에서 부유 중 피부에 자연스럽게 부착될 수 있도록 제작하였다. 대체 미세먼지의 부유농도에 따른 피부 밝기 변화를 확인하여 최적의 부유농도 조건을 확인하였다. Iron oxide black의 피부부착 전·후의 밝기차이 (미세먼지 부착 전 밝기 - 미세먼지 부착 후 밝기, Δ)는 미세먼지의 양에 비례한다. 또한, 화장품 5종에 대하여 각각 20명의 피험자를 대상으로 제품 도포군과 무도포 대조군으로 나누어 부유 대체 미세먼지에 대한 피부부착 방지효과를 확인하였다. 피부에 부착된 iron oxide black의 전·후 밝기 차이를 계산하여 대조군과 비교분석하였다(p < 0.05). 시험에 최소 150 mg 이상의 iron oxide black을 사용할 때 농도에 따른 피부 밝기 변화 양상이 뚜렷하게 나타났다. 최적의 부유농도에서 피부와 대체미세먼지의 밝기 간섭이 적고 피부 부착 패턴이 선명하게 나타났다. 5종의 화장품을 피부에 도포할 경우 iron oxide black의 부착양이 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 낮았다. 이는 제품에 따라 iron oxide black의 부착을 방지 함을 의미한다. 본 연구는 대체 미세먼지로서 iron oxide black의 피부 부착양상을 확인하고, 화장품에 의한 부착 방지효과를 평가하는 안전하고 유용한 방법이다. 화장품의 다양한 제형이나 원료의 특성에 따라 미세먼지가 피부에 부착되는 것을 방지할수 있음을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권4호
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• pp.191-195
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• 2017

본 연구에서는 공기 정화식 마스크의 필터로 사용되는 일반적인 부직포와 전기방사 나노섬유가 코팅된 부직포에 대한 미세 구조를 분석하고 미세먼지 차단 특성을 향상 시킬 수 있는 새로운 마스크 디자인을 제안하였다. 평균적으로 $25{\mu}m$의 직경을 갖는 부직포 섬유와 달리 전기방사 방법으로 형성된 나노섬유는 그 직경이 25 nm~120 nm로 매우 작아 비표면적이 크고, 불규칙적으로 배열된 촘촘한 그물방 구조를 갖고 있었다. 일반적인 부직포 필터는 부직포 섬유 표면의 정전기력에 의해 미세먼지를 흡착할 수 있었지만, 수십 ${\mu}m$ 크기 이상의 기공이 부직포 전반에 걸쳐 존재하기 때문에, 수 ${\mu}m$ 크기를 갖는 미세먼지를 여과하는데 한계가 있었다. 반면 나노섬유가 코팅된 부직포 필터의 경우, 나노섬유의 구조적 특성으로 인해 투과성과 통기성을 유지하면서 수 ${\mu}m$ 크기의 미세먼지를 기계적으로 흡착하여 효과적으로 여과할 수 있었다. 우수한 마스크 필터의 성능과 더불어 올바른 마스크 착용이 미세먼지 차단 특성을 극대화 할 수 있는데, 이를 위해 안면부와 마스크 사이의 틈으로 미세먼지의 유입을 막을 수 있도록 안면부에 밀착이 잘 될 수 있는 새로운 마스크 디자인을 제안하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.94-101
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• 2024

본 연구에서는 광촉매를 비표면적이 큰 구조물에 적용 가능성을 확보하기 위하여 광촉매 용액을 모르타르 표면에 코팅을 통한 미세먼지 저감성능을 분석하였다. 코팅 용액의 광촉매 농도는 1.5 %와 3.0 %로 설정하였으며, 바인더의 종류는 초고성능 콘크리트(UHPC), 보통포틀랜드시멘트(OPC), 고로슬래그(blast furnace slag)를 실험변수로 고려하였다. 전체 모르타르가 공통적으로 광촉매 농도가 증가할수록 NO_x 농도 저감률이 증가하였으며, 이는 광촉매 농도가 증가할수록 미세먼지 저감 성능이 증가하는 것을 나타낸다. 또한, 미세먼지 저감 성능 결과 NO_x 농도 저감률이 UHPC가 가장 크게 나타났으며, 고로슬래그로 치환할수록 미세먼지 저감 성능이 크게 나타났다. 이는 바인더의 입자의 차이로 인해 내부조직의 치밀함에 따라 표면에 남아있는 TiO₂ 성분량 차이로 인해 미세먼지 저감 성능에 영향을 미쳤다고 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.259-260
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• 2012

산업화가 발달됨에 따라 대기 오염 물질은 점차 증가하고 있는 추세에 있고 특히 기름 및 석탄 연소 보일러, 자동차, 제철, 시멘트 플렌트, 소각로 등은 미세 분진을 발생시키는 주원인이 되어 왔다. 최근 대기환경법은 오염 분진의 중량 규제로부터 $10{\mu}m$ 미만의 PM10에서 $2.5{\mu}m$ 미만의 PM2.5의 미세 분진에 대한 규제로 점차 심화되고 있으나, 이러한 미세분진은 고전적인 제거 방법으로는 매우 어려우며 고가의 HEPA 필터를 사용하여야 한다. 한편 코로나 방전을 이용하는 전기 집진은 미세 먼지 제거에 매우 효율적이어서 $1{\mu}m$ 미만의 미세 분지도 99%까지 제거가 가능하다는 장점이 있지만 입자크기가 클 경우에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. 한편 사이클론 집진기는 매우 오래전부터 개발되어 사용되어 왔는데 가격이 저렴하고 운영비가 적게 들며 $10{\mu}m$ 이상의 먼지는 99% 이상 제거가 가능하여 산업현장에서 오랜 기간 사용되어 왔지만 입자크기가 $10{\mu}m$ 미만으로 가면 집진율이 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존의 사이클론 집진기의 구조를 기본으로하여 사이클론 집진기 내부에 플라즈마 방전을 설치하여 원심력에 의한 집진과 코로나 방전에 의한 전기 집진을 동시에 수행할 수 있도록 하이브리드 사이클론 집진기를 제작하였다. 제작된 사이클론 집진기는 직경 30 cm 높이 120 cm의 사이클론 구조를 가지고 있으며 1 hp의 터보송풍기를 장착하여 $20m^3$/min 이상의 유량을 처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 제작된 하이브리드 사이클론 집진기의 성능을 평가하기 위하여 $10m^3$의 체적을 가지는 테스트 챔버 내부에 사이클론 집진기를 설치하고 향을 태워 미세 먼지를 발생시킨 후 다양한 조건에서 집진 성능을 측정하여 보았다. 미세 먼지의 경우 사이클론을 작동시키지 않아도 테스트 챔버 벽면에 흡착되어 초기에는 급격히 감소하는 경향을 보여주나 일정 시간이 경과한 후에는 매우 느리게 감소하는 현상이 관찰 되었다. 코로나 방전을 하지 않고 오존 파괴기에 활성탄만 충진한 상태에서 사이크론을 작동시킬 경우 지속적으로 천천히 감소하는 경향을 보여주었으며, 코로나 플라즈마를 방전시킨 경우 미세 먼지는 HEPA filter를 장착한 것보다도 조금 빠르게 미세먼지를 제거하였다. 챔버 내부의 미세먼지가 초기 값의 1/10에 도달하는 시간은 코로나 방전 전류가 증가할수록 짧아지는 경향을 보여주었으며 최적 조건에서 100초 이내에 90% 이상 제거가 가능하였다. 하이브리드 사이클론 집진기는 집진 뿐 만 아리라 VOC 성분도 분해가 가능하여 유해물질을 제거하는 능력이 있다. 유해 가스 제거 능력을 실험하기 위하여 분진제거 실험에 사용된 챔버 안에 아세톤을 증발시켜 50 ppm이 되도록 한 후 다양한 조건에서 유해물질 제거 실험을 수행하였다. 미세먼지와는 달리 장비를 작동하지 않을 경우 매우 느리게 아세톤 농도가 감소하였다. 이는 미세 먼지와는 달리 흡착이 발생하지 않고, 측정 챔버 자체가 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 자연적으로 조금씩 외부로 누출되기 때문으로 판단된다. 코로나 플라즈마만 방전시켰을 경우 초기 농도의 80%가 제거되는데 걸리는 시간은 약 28분 정도로 코로나 플라즈마가 VOC 제거에 효과가 있음은 확인하였으나 제거율이 그리 높지 않음을 알 수 있었다. 한편 오존 파괴를 위해 활성탄으로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우는 약 12분 경과 후 80%가 제거됨을 확인할 수 있었으나 그 이후에는 VOC의 감소가 매우 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 한편 활성탄 대신 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과한 경우 약 3분 정도 경과 후 80%의 아세톤이 제거됨을 관찰할 수 있었으며 코로나 플라즈마를 작동시키면서 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우 약 2분 정도 경과 80% 이상의 아세톤이 제거되어 코로나 플라즈마와 복합촉매를 사용할 경우 VOC 성분이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권4호
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• pp.197-203
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• 2015

최근 들어 미세먼지에 의한 건강위해성에 대한 많은 문제가 지적되고 있다. 따라서 서울지역은 미세먼지를 줄이기 위한 합리적인 대책과 해결방안이 시급한 실정이다. 미세먼지의 악영향을 줄이기 위해서 우선 미세먼지의 구성성분 중 비율이 가장 많은 이온성분에 대한 명확한 해석이 선결되어야 하고, 이를 바탕으로 미세먼지의 특성을 파악하여 효과적인 저감 대책 수립 및 실천이 진행되어야 한다. 미세먼지 중 이온성분에 대한 물리화학적 특성을 해석하기 위하여 먼저 서울지역에서 미세먼지를 필터에 채취하고 이온성분 분석을 하였다. 그리고 이온크로마토그래피(IC)로 분석이 되지 않는 수소이온($H^+$)과 탄산이온${CO_3}^{2-}$)은 pH와 음이온과 양이온의 당량비 차이로 농도를 추정하였다. 질량수지를 기본원리로 하는 수학적 모델링 적용 결과 음이온과 양이온의 결합형태를 도출할 수 있었다. 미세먼지의 결합에 사용된 이온은 IC로 분석한 8개 이온과 추가로 해석한 $H^+$, ${CO_3}^{2-}$이며, 본 연구에서 나온 존재형태는 $NH_4Cl$, $NH_4NO_3$, $CaSO_4$, $(NH_4)_2SO_4$, $NaNO_3$, NaCl, $Na_2CO$, 그리고 $(NH_4)_2CO_3$ 등이 주를 이루고 있는 것으로 추정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.506-512
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• 2018

가정과 요식업 사업장에서 발생하는 미세먼지는 전체 미세먼지 배출량의 약 4%정도로 낮은 비율을 차지하고 있다. 하지만 요식업 사업장에서는 일시적 미세먼지 농도가 최대 60배 가까이 측정될 만큼 오염농도의 변화율이 매우 높다. 비산업 연소 사업장에서 발생하는 오염 물질은 입자상 미세먼지와 가스상 유기화합물로 구성되며, 이 오염물질을 제거하기 위해서 여러 집진원리 중 가스상 물질과 입자상 물질의 동시 제거에 효과적인 시스템인 세정집진을 적용하였다. 이는 이류체 분무 노즐을 이용한 가압수식 액체 분사 방법으로 브라운 운동의 확산 포집의 확률을 높인 방법이다. 제작된 미세먼지 제거 장치를 이용하여 노즐 분무 기압 조건과 각도 등에 따른 미세먼지 집진 시스템의 집진 효율성을 분석하였으며, 그 결과 미세먼지와 가스상 유기화합물 제거효율이 90% 이상을 만족하는 것을 확인하였다. 개발된 시스템은 기존 사업장 후드 시스템에 별도의 설치비용 없이 미세먼지 집진 제거가 가능하여 향후 높은 활용성이 기대된다.