산업공정에서 배출되는 입자상 오염물질은 인체 및 환경에 미치는 영향이 직접적이고 가시공해의 주된 원인이 되므로 인관 주민의 민원을 유발시키는 등 주요 지역현안 문제의 원인이 되고 있다. 먼지를 제거하기 위한 대표적인 기술로는 전기집진기, 여과집진기, 사이클론, 습식집진기를 들 수 있으며, 대규모 산업공정에서는 정전기적 힘에 의해 집진하는 전기집진기가 일반적으로 적용되고 있다. 전기집진기는 비교적 높은 효율의 집진 성능을 보장하나 전력소모량이 비교적 많으며 미세먼지, 특히 고비저항을 가진 먼지의 제거효율이 낮다는 단점을 가지고 있다. (중략)
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.
초미세먼지로 분류되는 PM2.5 (particulate matter under 2.5 ㎛) 중에서도 특히 sub-micron 입자(0.1~1.0 ㎛)의 먼지는 브라운 운동(Brownian motion)으로 집진장치의 효율에 한계를 준다. 따라서 수산화나트륨으로 활성화된 알루미늄산나트륨(NaAlO2)을 응집제(coagulant)로 선택하여 석탄을 사용하는 유동층 보일러에서 석탄의 회분에 포함된 칼륨(K)과 PM2.5의 입도분포의 거동과 영향을 확인하고자 했다. 그리고 응집제를 석탄의 무게대비 1,200 : 1 비율로 석탄에 혼합 및 분사하면서 정상 운전하는 중에 보일러의 싸이클론에서의 미세먼지(FP)와 전기집진기에서의 미세먼지(EP)를 포집 및 고찰하였다. 포집한 미세먼지를 입도분석기를 이용하여 입도분포(%)를 분석한 결과 FP에서 평균 4.87%에서 0.51%로 변화를 보임으로써 89.53% 감소하였다. EP에서의 평균 3.46%에서 0.40%로 변화를 보임으로써 88.57% 감소하였다. 포집한 미세먼지를 XRP로 칼륨을 추적한 결과 칼륨의 변화율은 FP에서 평균 1.65%에서 1.87%로 13.33% 증가하고, EP에서 평균 1.65%에서 2.03%로 17.68% 증가하였다. TMS에 의해서 확인된 총 미세먼지 농도(mg/㎥)는 1차는 2.6 mg/㎥에서 1.7~1.9 mg/㎥로 26.9~34.6% 감소하였으며, 2차는 평균 2.9 mg/㎥에서 1.7~1.9 mg/㎥로 33.3~40.4%가 감소하였다. 따라서 본 연구의 응집제가 PM2.5 초미세먼지 입자의 크기와 그로 인한 집진장치효율에 크게 영향을 미치는 것으로 확인하였다.
In automobile chassis system, several environmental factors weaken durability of automobile's components. The environmental factors are temperature, humidity, intensity of radiation and dust particle inflow. Especially, dust particle inflow leads to increase in friction and wear of automobile's components. The wear of automobile's component leads to increase in noise and exerts a bad influence on life of components. In this study, dust particles were investigated for study on the influence of dust particle inflow. Dust particles are collected on urban area, rural area and highway in China. The size of dust particle is analyzed using the image plus program, and the element of dust particle is analyzed using the SEM and EDX. The elements of dust particle are $SiO_2$ and $Al_{2}O_{3}$. The other elements(Na, Ca, Cl etc..) are detected on urban area and highway.
Paved road dust emissions were investigated 14 times on 12 main roads in Seo-Cho Gu, Seoul, Korea by vehicle-based mobile sampling system(Road Dust Monitoring System) during September to December 2011. Also, fourteen heavy metals present in the dust samples were analyzed by ICP. ICP analysis showed that one of major source of the road dust would be urban construction. A large amount of silt was found, which might be originated mainly from building construction and open beds of trees. Trace element and pollution indices of heavy metals(Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) on the roads adjacent to the commercial area had higher concentrations than those on the roads adjacent to the construction and residential areas because of traffic density and heavy traffic.
흔적량 입자분석을 위해서는 흔적량의 입자를 다룰수 있는 미세도구가 필요하며 이들을 능숙하게 다룰수 있는 기술 또한 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 미세도구들의 제작 및 사용방법을 소개하고 원자력 시설의 먼지시료 중 존재하는 우라늄입자의 동위원소비를 측정하였으며 이 결과로부터 미신고 핵활동 시설에서 사용한 우라늄의 종류를 알아 낼 수 있는 기술의 가능성을 확인하였다. 원자력 시설내의 오염가능 지역에서 기기의 표면 또는 바닥을 여과지로 문질러 시료를 채취하였고 먼지 중 존재하는 흔적량의 우라늄입자는 고체트랙 검출기를 이용하여 참아내었으며, 찾은 미세크기의 우라늄 입자는 미세도구를 사용하여 절단 분리한 후 TIMS의 필라멘트로 옮겨서 우라늄입자의 동위원소 비를 측정하였다.
포장도로에서 발생되는 미세먼지는 주로 자동차의 운행에 의한 직접 배출되는 입자와 도로 표면에서 비산되는 토양입자 그리고 타이어나 브레이크 패드의 마모에 의한 고무 및 석면 둥 다양한 배출원에 의해 발생되는데, 도로 주변의 배출원에 의해 많은 영향을 받을 것으로 판단된다. (최금찬등, 1996) 특히 인천에는 많은 비산먼지 배출원이 산재하여 있어, 이 들 배출원들의 영향이 여타 대도시보다 클 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 인구와 교통량이 많고 공업활동이 활발한 인천지역의 주요 포장도로(H-ADT: High Average Daily Traffic, 5,000대/일 이상인 도로)에서 채취한 silt를 주거지역, 공업지역, 상업지역, 기타지역별로 채취하여 화학적 성분분석을 통해 지역별 특성을 조사하여, 각 지역 별 포장도로에서의 silt의 기원이 무엇인지를 추정하는 기초자료를 구축하고자하였다. (중략)
2004년 3월과 4월중 우리나라에 발생한 황사가 위성통신신호에 미치는 영향을 분석하기 위하여 중앙전파관리소 위성전파감시센터를 통하여 황사 발생기간 중 L, S, C, Ku 및 Ka대역의 위성신호에 대한 실효등방성방사전력(EIRP)을 측정하였다. 이 측정값을 동 황사 발생기간중 기상청에서 측정한 미세먼지농도(PM10)와 미세먼지를 수치화 한 광학입자계수기(OPC)의 측정값을 기준으로 위성통신신호세기에 미치는 황사의 농도와 대기중의 입자의 수치들의 변화량에 대하여 분석하였다.
환경대기중 입자상물질의 검사방법은 환경부고시 97-98호(97. 11. 5)에 의거 고용량공기포집법(high volume air sampler), 저용량공기포집법(low volume ai sampler), 광산란법 및 광투과법 그리고 $\beta$흡수법 등으로 되어 있다. 이중 고용량공기포집법, 저용량공기포집법, $\beta$흡수법등은 중량법의 범주에 드는 측정법으로 되어 있다. 이들 방법 중 먼지채취전후의 무게를 직접 칭량하여 분석하는 고용량공기포집법은 총부유먼지의 측정법으로, 저용량공기포집법은 $PM_{10}$의 분석에 이용되는 것이며 $PM_{10}$ 고용량공기포집기($PM_{10}$ high volume air sampler) 또는 $PM_{10}$ 분석에 이용될 수 있다. (중략)
2004년 3월과 4월중 우리나라에 발생한 황사가 위성통신신호에 미치는 영향을 분석하기 위하여 중앙전파관리소 위성전파감시센터를 통하여 황사발생기간중 L, S, C, Ku 및 Ka 대역의 위성신호에 대한 실효등방성복사전력(EIRP)을 측정하였고 이 측정값을 동 황사발생기간중 기상청에서 측정한 미세먼지농도(PM10)와 미세먼지를 수치화한 광학입자계수기(OPC)의 측정값을 기준으로 황사의 농도와 대기중의 입자의 수치들의 변화량이 위성통신에 미치는 영향에 대하여 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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