유해입자 배출 저감을 위한 대기오염 제어장치로는 필터(filter), 관성장치(inertialdevices), 침전조(settling), 스크루버(scrubber), 전기집진기(ElectroStatic Precipitator, ESP)등이 있다. 이 중, 정전기력을 이용한 전기집진기는 대전과정과 집진과정이 동일한 곳에서 이루어지는 1단식(one-stage)과 독립적으로 이루어지는 2단식(two-stage)으로 분류되며, 2단식의 경우, 대전부(charging section)와 집진부(collecting section)는 몇 개의 대전셀(charging cell)과 집진셀(collecting cell)들로 구성되어져 있다. (중략)
휘발성 유기물질(VOC)은 유기용제나 석유화학관련산업에서 배출되어 광화학스모그를 야기시킬 뿐 아니라 지하수와 토양을 오염시킨다. VOC물질중 대부분은 인체에 유해하여 1995년 대기환경보전법에서 VOC를 규제관리대상으로 선정하였다. 이와 같은 VOC를 제어하는 기술로는 흡착방법이 널리 이용되고 있으나 최종적으로 처리하기 위해서는 후처리시설이 필요하다. (중략)
각종 연소기반의 오염 배출원에서의 수은을 비롯한 중금속의 배출은 많은 우려를 낳고있다. 이미 미국에서는 1990년 Clean Air Act Amendments를 통해 11개의 중금속의 (As, Be, Cd, Co, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, and Se) 배출을 가장 효과적인 적용 가능한 기술로서 그 배출을 제어하도록 되어있다. 그 중에서도 특히 수은은 다른 중금속과는 달리 높은 휘발성, 강한 유해성, 그리고 체내에 축적이 되는 특성으로 해서 더욱 관심의 대상이 되고 있다. 또한 수은은 연소장치에서 대기중으로 배출시 다른 중금속이 입자의 형태로 배출되는 것과는 달리 주로 원소상태의 기체로 배출되는 것으로 알려져 있다. (중략)
싸이클론은 제작 및 운전이 간단하고 비용이 적게 늘기 때문에 대기오염물질의 샘플링과 여러 산업 공정에서 분진을 제어, 분리하는데 널리 사용되고 있다 하지만 자은 입자에 대한 분리효율이 낮기 때문에 싸이클론의 구조 및 형태를 변화시키거나 싸이클론내에 전기장을 형성시키는 등의 운전조건을 변화시켜 높은 분리효율을 얻으려는 연구가 수행되어 왔다. (Plucinski et al., 1990) 본 연구에서는 싸이클론 입구측의 구조를 변화시켜 싸이클론에 유입되는 기체의 조건을 다르게 하여 분리효율 특성을 알아본다. (중략)
원심력을 이용한 대표적인 대기오염 방지 장치인 싸이클론은 1800년대 후반이래 공기나 배출가스로부터의 분진제거 및 입자분리에 폭 넓게 사용되어 왔다. 일반적으로 싸이클론은 간단한 구조로 되어 있으며, 조작이 용이하고 운전비용이 저렴할 뿐만 아니라 가혹조건에서의 사용이 가능하다는 장점이 있다 (Shepherd and Lapple, 1939). 입자의 관성력에 의해 분진을 분리하는 싸이클론으로서는 상대적으로 낮은 관성효과를 지니는 미세입자(주로 10$\mu\textrm{m}$ 이하)들에 대한 제어효율이 낮을 수 밖에 없다(Dirge and Leith, 1985). (중략)
산성비의 원인이자 주요 대기오염물질로 규제되고 있는 질소산화물은 주로 이동오염원, 발전소 및 산업시설에서 배출되고 있으며 전 세계적으로 배출 기준이 점차 강화되고 있는 추세이다. 따라서 질소산화물을 효과적으로 제어하기 위한 기술도 다양하게 연구되고 있는데, 이중 플라즈마와 촉매를 동시에 이용할 경우 상승효과가 있음이 보고된 이후 복합공정에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. (중략)
생물학적 방법에 의한 대기오염물질 처리는 기존의 처리방법을 대체할 수 있는 방법으로 각광을 받고 있다. 생물학적 처리방법은 유기화합물 또는 악취가 포함된 저농도 고유량의 공기를 처리하는데 효과적이다. 생물학적 처리 방법은 기존의 소각 또는 흡착 방법에 비해 여러 장점을 가지고 있다. 주요 장점으로 처리비용이 저렴하고, 2차 오염물질이 발생되지 않으며, 화학물질이 사용되지 않고, 에너지 사용이 적으며, 상온에서의 운전 등이다. 대기오염물질을 생물학적 방법으로 처리하는데는 생물여과법이 많이 이용되고 있으나 여러 제약이 있어 이를 해결할 수 있는 방법으로 생물살수여과법에 대한 개발연구가 수년 전부터 수행되어 왔다. 생물살수여과법은 생물여과법에 비해 다소 복잡하나 난분해성 물질이나 분해과정에서 산이 생성되는 경우 효과적으로 이용될 수 있다. 그러나 생물살수여과법을 이용한 대기중 VOC 처리에 대한 연구는 초기단계로서 효율적인 처리를 위해 많은 연구가 진행중이다. 본 연구에서는 대기오염제어를 위한 생물살수여과법의 기본 원리와 이론 및 실용적 내용에 대하여 소개하고자 한다. 특히 생물살수여과법의 운전인자와 성능에 미치는 영향인자에 대하여 중점적으로 다루었다.
본 연구는 도심녹지의 대기질 영향을 정량적으로 해석하기 위해 수행되었다. 도심의 '근린공원 녹지'가 가스상 오염물질인 '질소산화물'과 '황산화물'에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 위해 녹지의 대기환경영향평가 모델링시스템이 개발되었다. 모델링은 서울 도심의 대표적 근린공원이라 할 수 있는 종로구의 파고다 공원 인근지역을 대상으로 수행되었다. 모델링 결과, 도시 근린공원의 수목은 자체적으로 오염물질을 흡수 제거하여 대기질을 개선시키는 기능이 크다고는 볼 수 없지만, 상대적으로 친환경적인 토지이용형태(배출원이 거의 없고, 해당지역 및 주변지역에서 원활한 기류소통 촉진)를 유지함으로서 대기환경 악화를 억제하는 효과는 탁월한 것으로 나타났다. 대기오염이 심한 도시지역에서의 대기정책은 오염원 추가건설 제어를 위한 녹지보호정책을 우선적으로 고려해야 할 것으로 판단된다.
우리나라는 1970년대를 기점으로 하여 급격한 경제성장과 산업기술의 발전이 이루어졌다. 경제성장과 함께 주택의 보급 또한 급격하게 증가하게 되었고, 주택의 보급을 위한 건축자재 및 생활용품의 개발이 급속도로 이루어졌다. 이에 따라 실내에서 사용하는 기구 및 건축재료가 매우 다양해졌으며, 이로 인한 새로운 오염물질의 배출이 급격히 증가하게 되었다. 최근 새로운 기술로 소개되고 있는 촉매 산화법의 경우 제거하려는 대상 실내대기오염물질을 촉매를 이용하여 CO2나 H2O 등으로 산화시켜 제거하는 방법이며, 최근 많은 연구가 활발하게 수행되고 있다. 촉매를 이용하는 촉매 산화법은 광촉매 산화법과, 촉매의 성능만을 이용하여 대상물질을 산화하는 촉매산화법으로 구분된다. 광촉매 산화법은 특정 파장에서 반응하는 촉매에 자외선을 조사하여 실내오염물질을 산화제거하는 방법으로, 산화성능이 우수하여 여러 가지 실내오염가스에 적용되고 있으나, 별도의 광원이 필요하며, 포름알데히드 산화 시 CO2와 H2O 이외에도 dichloroacetyl chloride (C2HCl3O), trichloroethylene (C2HCl3), phosgene (COCl2) 등과 같은 부수적인 2차 유해물질이 발생함에 따라 이를 처리하기 위한 대책이 수반되어야 한다. 반면, 촉매 산화법의 경우 별도의 광원이나 에너지원 없이, 촉매를 이용하여 대기오염물질을 인체에 무해한 물질로 완전 산화시키는 방법으로써, 최근 많은 연구가 수행되어 상온에서 구동 가능한 촉매가 개발되었고, 이의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 상온산화촉매기술의 연구동향 및 사례를 확인하고, 향후 상온산화촉매기술이 나아가야 할 방향을 제시하고자 한다. 본 연구는 환경부 환경산업선진화기술개발사업의 지원을 받아 수행되었습니다(2016000140004).
VOCs의 위해성은 광화학 스모그의 원인 물질이며 발암성 유해물질, 지구 온난화와 성층권오존층의 파괴 물질 및 대기중 악취 물질로서 국민 건강 및 환경에 악 영향을 초래하여 세계적으로 VOCs관리를 대기질 관리의 주요 정책 수단으로 이용하는 국가가 증가하는 추세이다. 그러나 국내의 현행 대기질 관리 정책은 대기중에 광범위하게 분포하고 있는 몇 가지의 환경기준물질 관리에만 중전을 두고있는 실정이면, 또한 VOCs 처리 기술로 적용 가능한 기존의 소자, 흡착, 흡수와 같은 기술의 경우, 폭발성 화합물 처리 시 발생하는 위험성이나, 2차 오염물 생성 등 문제점이 발생할 수 있고, 또한 초기 설치비나 운전비용 등에 의해 적용하기가 힘든 경우도 발생할 수 있다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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