• 제목/요약/키워드: 오염입자 측정

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드론기반 시공간 초분광영상을 활용한 분산계수 산정기법 개발 (Development of a dispersion coefficient method using a drone-based spatio-temporal hyperspectral image)

  • 권영화;한은진;김동수;유호준;김영도;권시윤
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.112-113
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    • 2021
  • 하천으로 유입되는 오염물질은 유수의 흐름에 따라 이송되며 혼합된다. 이러한 오염물질의 해석을 위해서는 확산 또는 분산계수 산정이 필요하다. 오염물질의 거동과 관련된 실험적 연구는 방사선 동위원소와 형광성 물질을 이용하여 수행되어 왔으나, 추적자 실험은 많은 비용 및 인력을 요하며, 고정식으로 설치한 계측장비로부터 수집한 시계열 농도자료만을 이용하여 분석하기 때문에 공간적 분포에 대한 자료 취득은 어렵다는 한계가 있다. 하천의 오염물질을 모니터링하기 위해서는 공간을 이동하는 입자의 관점에서 물리량을 표현하는 Lagrangian 방식보다 특정 위치에서 물리량 변화를 표현하는 Eulerian 방식이 적합하다. 그러나 드론을 활용한 하천원격탐사 연구의 대부분은 이동식 플랫폼으로 활용되어 특정 시간에 공간적 분광특성의 분포 파악이 한정적이며, 동일 지점에서 분광특성의 시간적 변화를 파악할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 기존의 면단위를 측정하는 이동식 플랫폼의 한계를 극복하고 하천 모니터링에 적합한 Eulerian 방식을 적용하기 위하여 CCTV 형태의 고정식 초분광촬영 플랫폼을 도입하였다. 본 연구에서는 하천으로 유입되는 오염물질의 거동을 분석하기 위하여 자연하천에서 형광성물질인 Rhodamine WT를 이용하여 추적자 실험을 수행하였으며, 접촉식 센서를 활용한 농도측정과 동시에 드론과 초분광센서를 활용하여 CCTV 형태의 고정식 초분광영상을 획득하였다. 실험결과 도출된 전통적인 방식의 분산계수 산정과 시공간 초분광영상을 활용한 분산계수 산정을 비교하여 오염물질 거동 분석에 초분광영상 활용의 가능성을 검토하였다. 본 연구에서 제시한 드론기반 시공간 초분광영상 기법을 교량이나 기타 하천구조물에 초분광 센서를 설치하여 CCTV형식으로 활용할 경우, 공단이나 하·폐수 처리장 등의 점오염원이 밀집해 있는 지역에 직접 설치하여 화학사고의 감지 및 오염물질의 유출 확인 및 조류, 부유사 등의 다양한 수질항목의 농도 변화 감지가 가능하고, 수심변화 감지로 장기적으로 활용할 경우 특정 지점에서의 하상변동 조사가 가능하다. 또한, 오염물질의 유출 사고 발생 등의 사람이 직접 접근이 불가능한 지역에 드론을 활용하여 초분광센서를 이용한 오염물질 감지가 가능할 것으로 판단된다.

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습식 공기청정장치의 공기오염물질 제거 특성 (Characteristics of a Wet Air Cleaning System for Removal of Air Pollutants)

  • 배귀남;김용표;백남준
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.21-31
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    • 2000
  • 본 연구에서는 공기청정기, 기수분리기 및 중성능 필터로 구성되는 습식 공기청정장치를 대상으로 입자와 유해가스인 $SO_2$, NO, $NO_2$, HCHO 및 $NH_3$의 제거 특성을 실험적으로 살펴보고, 실험결과를 대상물질의 물리화학적 특성과 연관시켜 검토하였다. 입자제거 실험에서는 대기 에어로졸을 송풍기를 통해 장치에 도입하여 장치의 3곳에서 2대의 레이저 입자계수기로 입자크기 분포를 측정하여 각 구성요소의 입자제거효율을 구하였다. 실험결과로부터 기수분리기에서는 입경이 $5{\mu}m$ 이상인 조대 입자가 주로 제거되고. 중성능 필터에서는 이보다 작은 미세 입자가 주로 제거됨을 알 수 있었다. 유해가스 제거 실험에서는 시험용 가스를 송풍기의 출구에 주입하여 공기청정기의 상류와 기수분리기의 하류에서 가스농도를 측정하여 유해가스 제거효율을 구하였다. 실험결과로부터 헨리상수가 큰 수용성인 $SO_2$, HCHO 및 $NH_3$는 제거효율이 높았으나, 헨리상수가 낮아 난용성인 NO와 $NO_2$는 제거효율이 낮음을 알 수 있었으며, 공기청정기에서 상당량의 음이온이 발생됨을 알았다.

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Laser irradiation effect of electrophoretically-coated low-voltage phosphor for the application of Field Emission Display

  • 서도석;송병권;김채옥;남창우;홍진표
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.152-152
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    • 2000
  • 차세대 평판 디스플레이로 주목박고 있는 FED는 현재 저전압 환경에서 기존의 CRT와 비슷한 해상도와 밝기를 얻지 못하고 있다. 이는 형광체 입자의 표면에 존재하는 결함, 오염, band - bonding과 같은 비발광층과 제조공정 중에 산화되거나 공기중에 노출되어 막 표면이 쉽게 오염되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 전기영동법으로 제작된 형광체의 효율 향상을 위해 레이저 표면 처리효과를 연구하였다. 실험에 사용한 레이저 표면처리 방법은 Nd:YAG pulse(355nm), continuous laser를 이용하였으며 레이저 power와 처리 시간을 변화시키면서 실시하였다. 형광체 막의 표면 두께 측정을 위해 Scanning Electron Microscopy(SEM), 처리된 막의 발광세기를 비교 분석하기 위해 Photoluminescence(PL), Cathodoluminescence(CL) intensity를 측정하였다.

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미세도구를 사용한 미세크기의 우라늄입자 취급기술 (Techniques for Handling Uranium Particles with Micro-tools)

  • 표형열;박용준;손세철;전영신;송병철;지광용;김원호
    • 분석과학
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    • 제13권4호
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    • pp.440-445
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    • 2000
  • 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.

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하드디스크 드라이브 동작 시 발생하는 입자 크기분포와 입자당 평균 대전량 측정 (Measurements of Particles Size Distribution and Average Particle Charge in Operating a Bard Disk Drive)

  • 이재호;박동호;이대영;윤기영;황정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권7호
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    • pp.795-804
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    • 2005
  • As the flying height of a slider in a hard disk drive decreases, the slider and disk are more likely to come in contact and generate contamination particles. Since particle contamination can cause serious problems including thermal asperity, it must be prevented to increase storage capacity. When particles are generated in a HDD, particles can be charged and have a few number of elementary charges. In this paper, the size distribution of particles and electrical current due to particle according to the disk rotational speed were measured. Also, the average number of elementary charges was calculated from experimental data. SEM images of particles were obtained by using a particle sampler designed in our laboratory.

인공위성 조립 및 환경시험을 위한 공기 중 부유입자 관리 및 청정실 운영 방안 연구

  • 황권태;이상훈;이동우;문귀원;이상원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.150.2-150.2
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    • 2014
  • 한국항공우주연구원 우주환경시험팀에서는 인공위성의 조립 및 환경시험을 수행하고 있으며, 이를 위한 청정실을 운영하고 있다. 인공위성은 고 진공 및 고온, 극저온의 가혹한 우주환경에서 작동을 하기 때문에 위성표면에 흡착된 오염물질은 위성의 성능 및 효율의 저하를 초래할 수 있다. 또한, 특정 부품은 오랜 시간 높은 온도에서 노출되면 에이징에 의한 기능저하를 초래할 수 있으며, 낮은 습도는 작업 환경에 정전기를 유발하여 부품의 손상을 초래하며, 높은 습도는 부식을 야기할 수 있다. 이에 인공위성의 조립환경은 청정한 환경 및 적당한 온습도 유지가 필수적이다. 이에 본 논문에서는 한국항공우주연구원에서 수행하고 있는 청정실 유지 관리방안 및 공기 중 부유입자 측정원리에 대해 소개하고자 한다.

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기상광반응기를 이용한 BTEX의 분해 (Decomposition of BTEX by Gas-phase Photo Reactor)

  • 이남희;이강;황두선;김세기;김선재
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.77-77
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    • 2003
  • 산업화에 따라 각종 산업분야에서 유기 용제의 사용이 증가하게 되었고 대기오염, 수질오염 등의 상태가 심각해져가고 있는 실정이다 그러나 다양해진 오염물질을 처리하는 데 있어서 기존의 산화처리방법은 한계에 달하였고 새로운 처리공정으로 최근 고급산화법(AOP : Advanced Oxidation Process)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 대기환경 및 인체에 심각한 영향을 주는 VOCs(Voletail Organic compounds)중 BTEX(Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene)를 다양한 형태의 광촉매제를 이용하여 기상 광분해한 후 이에 대한 최적의 분해 조건과 분해율을 비교하고자 하였다. 순환식의 자체 제작한 기상광반응장치를 이용하여, CVD법으로 TiO$_2$ 입자를 알루미나 비드위에 코팅한 볼과 같은 방법으로 유리기판위에 코팅한 판상의 광촉매제 그리고 결정성이 각기 다른 루틸상과 아나타제 그리고 아나타제/루틸 혼합상의 TiO$_2$ 분말을 직접 이용하여 VOCs 농도와 종류, 광원의 종류 및 세기를 변화시켜 PID(Photo ionization Detector)방식의 순환식 VOCs 측정기를 이용하여 광분해율을 실시간으로 측정하였다.

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ACE-Asia 집중관측기간중 다중채널 라이다를 이용한 제주고산에서의 황사관측 (Measurement of Yellow Sand Aerosols Using a Multi-channel LIDAR System During ACE-Asia IOP at Kosan Jeju)

  • 홍천상;김영준;;김윤석
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.281-282
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    • 2001
  • 동북아 지역 특히 중국대륙의 경제발전에 따른 에너지 사용량 증가는 다량의 대기오염물질을 방출하고 있다. 한반도에 도달하는 황사현상에서 알 수 있듯이 대기오염물질은 장거리로 이동되어 인접국가의 환경 및 기후변화에 영향을 미친다. 대표적인 장거리이동 대기오염물질인 미세 입자를 포함하는 에어로졸의 물리적ㆍ화학적 성분 및 이동 경로파악은 매우 중요하다. 라이다를 사용하면 지상에서 60km까지의 대기에어로졸 연직분포의 실시간 측정이 가능하다. 본 연구는 ACE-Asia 프로그램 참여를 위해 다중채널 라이다 시스템을 제주도 고산 관측소에 설치하여 2001년 3월부터 운영 중에 있다. (중략)

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수용액에서 입자크기에 따른 미세플라스틱의 Pb 흡착특성 (Adsorption characteristics of Pb by various particle sizes of microplastics in aqueous solution)

  • 하태정;양민준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.149-149
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    • 2023
  • 미세플라스틱은 입자크기가 5 mm 이하인 플라스틱으로 정의되며, 수계로 유입된 미세플라스틱은 내분비계 교란물질로 작용하여 생태계에 환경독성을 유발하고 오염물질을 흡착·운반할 수 있는 독성 물질의 매개체로서 미세플라스틱의 위해성에 대한 우려가 증가하고 있다. 본 연구는 수용액에서 다양한 미세플라스틱의 납(Pb) 흡착특성을 평가하고 미세플라스틱의 비표면적에 따른 흡착 효과를 비교하고자 하였다. 플라스틱 종류 중 HDPE (High-density Polyethylene)와 PVC (Polyvinyl Chloride)를 각각 세 가지 크기(Group 1: 2.5 mm - 1.0 mm, Group 2: 1.0 mm - 0.3 mm, Group 3: < 0.3 mm)로 제조하여 분류하였으며, 미세플라스틱 입자크기의 비표면적은 BET(Brunauer, Emmett, Teller)분석을 통하여 측정하였다. 담수환경 조성을 위해 pH 7로 조절한 Pb 용액의 농도(0, 0.5, 1, 5, 10, 30 mg/L)별 흡착실험을 수행하였으며 실험결과를 3가지 흡착등온식(Langmuir, Freundlich, Sips 모델)을 사용하여 미세플라스틱에서 Pb 흡착 거동을 나타내었다. BET 분석 측정결과, PVC의 경우 Group 3 > Group 2 > Group 1 순으로 PVC의 입자크기가 작을수록 비표면적이 크게 나타났으며, HDPE 비표면적 또한 비슷한 경향을 보였다. HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착은 Langmuir 모델(R2 > 0.97)과 Freundlich 모델(R2 > 0.82)보다 Sips 모델(R2 > 0.98)이 흡착 거동을 설명하기에 가장 적합하였다. 최대흡착능(Qm) 상수는 입자크기가 작아질수록 흡착능이 높아지는 추세를 보였으며, 흡착세기(KF)와 흡착강도(n-1)는 각 플라스틱의 Group 3(HDPE KF = 0.028, PVC KF = 0.032; HDPE n-1 = 0.225, PVC n-1 = 0.547)에서 가장 높게 나타났다. 본 연구를 통해 HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착특성은 Sips모델로 설명이 가능했으며, 이에 따라 Pb 흡착과정에 복수의 흡착메커니즘이 작용하고 있음을 유추해볼 수 있었다. 미세플라스틱의 입자크기와 비표면적이 Pb 흡착량에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 미세플라스틱이 중금속을 흡착하여 생물체 내로 전이시킬 수 있는 매개체 역할의 가능성을 확인하였다.

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액체전이법을 이용한 정밀여과막 오염의 특성 평가 (Determination of Microfiltration Membrane Fouling Characteristics by Liquid Displacement Method)

  • 장규만
    • 멤브레인
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    • 제9권4호
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    • pp.221-229
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    • 1999
  • 공칭크기가 0.2${\mu}m인 polytetrfluroethylene(PTFE Satorius사) 정밀여과막에 0.1wt% kaolin benotonite yeast 및 starch 용액을 각각 투과시키고 막을 세척한 후 순수/이소부탄올을 이용한 액체전이법으로 막의 세공분포를 추정하였다 액체전이법으로 추정한 오염되지 않은 PTFE 분리막의 세공분포는 수은침투법 및 전자 현미경 사진의 분포와도 유사하였다 PTFE 막의 세공크기보다 작은 입자가 존재하는 bentonite 및 starch 용액을 투과시킬 경우 분리막 세공이 상당히 오염되어 세공분포가 약 0.3${\mu}m이하로 축소되었다. 그러나 kaolin 용액의 경우에는 0.35${\mu}m 이상의 세공일부만이 부분적으로 오염된 것으로 나타났다 이와같이 액체전이법을 이용한 분리막의 세공분포 측정으로 막오염 현상을 보다 정량적으로 구명할수있었다.

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