• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.428-439
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• 2020

본 연구는 PO필름과 PE필름을 온실의 피복재로 적용하였을 때 작물 수량 증대 및 에너지 절감에 미치는 영향을 조사하였다. 시험온실은 국립원예특작과학원 시설원예연구소 내에 위치한 단동온실(1-1W) 2동(B21, B23)과 2연동온실(1-2W형) 2동(B15, B16)을 사용하였다. 단동온실의 규격은 폭 7.2m, 길이 30m, 측고 1.5m, 동고 3.6m 이고, 연동온실의 규격은 폭 8m, 길이 40m, 측고 3.1m, 동고 5.8m의 온실로서 이 중 골조로 된 아치형 표준온실이다. 동절기 시험을 위하여 PO필름(외피 0.15mm, 내피 0.10mm)을 단동과 연동의 온실 피복재로 사용하였으며 대조구 온실로서 PE필름(외피 0.15mm, 내피 0.10mm)을 단동과 연동에 설치하였다. 시험작물은 완숙토마토 '해피니스'를 토양재배 하였고 2019년 12월3일에 정식하여 2020년 4월 30일까지 재배하였다. 온실내부 야간 설정온도는 15℃를 유지하였으며 주간에는 23~24℃를 유지할 수 있도록 측창 및 천창을 개방하였다. PO필름의 단동 및 연동온실 내부에서의 일사량, 온습도 등을 측정하였고, 재배 기간 동안의 생육량을 조사하였으며 에너지 절감 효과를 조사하기 위해 피복재별 시험온실의 온풍난방기 연료 소비량을 조사하였다. 조사 결과 단동온실에서의 일사량은 PO필름 온실에서 PE필름 온실보다 7% 증가하였고 수확량은 20% 증대되었다. 연동온실에서의 일사량은 PO필름 온실에서 PE필름 온실보다 11% 증가되었고, 수확량은 9% 증가하였다. 또한 온실내부의 일평균 온습도 측정 결과 단동온실은 PE, PO필름 온실이 19.0℃, 19.1℃, 상대습도 75%를 나타냈고 연동온실은 PO필름 온실이 19.6℃, 상대습도 57%를 나타냈고 PE필름 온실이 18.8℃, 상대습도 63%를 나타냈다. 연료 소비량은 단동온실의 PO필름 온실이 PE필름 온실보다 12.4% 절감되었고 연동온실에서는 PO필름 온실이 PE필름 온실보다 11.5% 절감된 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.320-325
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• 2020

본 연구는 최근 신소재 단열재로 주목받고 있는 실리카 에어로겔을 이용하여 현재 사용되고 있는 다겹보온커튼의 단점을 보완하고 보온성을 유지 및 향상시킬 수 있는 새로운 조합의 다겹보온커튼을 제작 하여 현장에 설치함으로써 보온성과 경제성을 분석하고자 한다. 실험에 사용된 다겹보온커튼은 실리카 에어로겔이 함유된 부직포를 사용하여 2가지의 조합으로 제작하였으며 시중에 판매, 사용되고 있는 관행 다겹보온 커튼과의 차이에 따른 온습도변화와 연료소비량을 측정하여 비교분석하였다. 실험결과 단동온실과 연동온실에서 다겹보온커튼 차이에 따른 온습도변화는 미세하게 나타났으나, 거의 비슷한 온습도 값을 유지하였다. 이는 실리카 에어로겔을 이용한 다겹보온커튼이 관행 다겹보온커튼에 비해 온습도 제어 측면에서 문제가 없음을 나타냈다. 난방에너지 비교분석 결과, 실리카 에어로겔을 이용한 다겹보온커튼이 관행 다겹보온커튼에 비해 연료소비량은 단동온실에서 약 15%, 연동온실에서 약 20%의 연료소비량을 절감한 것으로 나타나 온실의 규모와 사용기간이 증가함에 따라 난방에너지는 절감될 것으로 판단된다. 실리카 에어로겔 이용 다겹보온커튼이 관행 다겹보온커튼에 비해 통기성과 보온성이 증가되는 것이 확인되었다. 그러나, 연동온실에서 사용된 다겹보온커튼은 관행 다겹보온커튼에 비해 무게가 증가하고 뻣뻣하여 시공성과 작동성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 이에 단동온실에서 사용된 다겹보온 커튼에서는 개선사항을 적용하였다. 내부단열재의 교체를 통해 두께를 감소시키고 뻣뻣함을 개선함으로써 농가가 사용하기에 충분한 가능성이 있다는 것을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권2호
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• pp.87-99
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• 2017

최근 빈번하게 발생하고 있는 이상기후에 의한 기상재해로 온실의 피해가 크게 발생하고 있다. 이에 자연재해가 발생하는 근본적인 요인인 기상과 이상기후 현상에 대한 정량적인 분석을 통해 시설재배에 취약한 지역을 검토하여 피해를 사전에 최소화할 수 있는 대책수립 및 관리가 필요하다. 본 연구에서는 전라도 지역을 대상으로 시설재배의 기상재해와 관련된 대리변수를 산정하여 기상재해에 의한 시설재배의 취약지역을 분석하였으며, GIS를 이용하여 공간적인 분포분석을 통해 기상재해에 취약한 시설재배지역을 지도로 나타내었다. 그리고 본 연구에서 작성된 시설재배의 취약지도와 대상지역에서 발생된 온실의 실제 재해기록과 비교 검토하였다. 본 연구에서 최종적으로 작성된 기상재해에 대한 시설재배 취약지도와 실제 온실의 피해기록을 비교해보면, 광주광역시, 나주시, 영암군, 장성군, 함평군 그리고 해남군 등 대상지역의 약 50% 정도가 본 연구의 취약지도와 실제 재해기록과 일치하는 경향이 나타났다. 이에 반해 군산시, 김제시, 목포시 그리고 무안군 등은 기상조건이 취약등급에 포함이 됨에도 불구하고 재해피해가 낮게 나타났다. 이러한 결과는 지역에 따라 다른 온실의 구조적인 설계 및 관리측면이 변수로 작용한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 온실의 자연재해의 주요 원인인 기상자료를 분석하여 기상재해에 대한 시설재배의 취약지도를 작성하였고, 과거 재해기록과 비교하여 대상지역 내에서 취약한 지점을 확인하였다. 이 연구는 온실의 설계 및 관리측면에서 기상재해에 의한 피해를 경감 및 예방하기 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국잡초학회지
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• 제31권3호
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• pp.221-228
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• 2011

본 연구는 시설원예작물 후작물의 재배가 증가하고 있어 이들 작물에 대한 효과적인 잡초관리를 위한 기초자료를 얻기 위해 시설작물 재배지를 중심으로 작물별로 춘 추계 분포 상태와 하계 표토관리 방법별로 잡초발생 양상을 조사하였다. 시설작물 재배지 시기별로 춘계에는 24종으로 화본과 잡초 3종, 방동사니과 잡초 2종, 그리고 광엽잡초가 19종 발생하였으며, 추계에는 33종으로 화본과 7종, 방동사니과 3종, 그리고 광엽잡초가 23종 조사되었다. 시설내 춘 추계 잡초의 과별로는 국화과는 한련초, 쑥 등 9종, 화본과는 피, 뚝새풀 등 7종, 방동사니과는 알방동사니, 올방개 등 4종, 십자화과는 개갓냉이 등 3종, 석죽과는 쇠별꽃 등 3종, 대극과와 마디풀과가 각각 2종, 그리고 괭이밥과 등 총 18과로 분류되었다. 추계시설 내 잡초 우점순위를 보면, 바랭이 11.6%> 참방동사니 10.9%> 쇠비름 10.5%> 속속이풀 8.3%> 주름잎 7.8%로 대부분이 밭잡초의 우점순위가 높았으며 한련초, 피, 알방동사니, 여뀌바늘과 같은 논잡초도 발생되었다. 한편, 시설작물 수확 후 표토관리 방법별 잡초 발생은 하계 일년생 잡초로는 한련초, 참방동사니, 쇠비름, 왕바랭이 4종, 동계 일년생 잡초는 좁쌀냉이, 속속이풀, 꽃마리 3종이었다. 그리고 다년생 잡초로는 괭이밥으로 전체 7과 8종이 발생하였다. 적산우점도로는 경운 시 좁쌀냉이 88.1%> 한련초 57.5%> 쇠비름 55.2%> 괭이밥 53.4% 순이었다. 비닐제거구에서는 쇠비름이 88.9%> 한련초 57.9%> 꽃마리 25.1%> 왕바랭이 23.7% 순이었다. 비닐피복구는 쇠비름 98.7%> 꽃마리 49.1%, 한련초 36.8% 순이었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권1호
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• pp.94-104
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• 2009

본 연구는 폐바이오매스로서 활엽수(hardwood, HW)톱밥, 침엽수(softwood, SW)톱밥, 산야초류(grass) 등 3종의 발효재료를 이용, 3종의 나선형 열교환기와 1종의 평판형 열교환기를 제작하여 발효과정에서 생산되는 발효열을 가장 효율적으로 회수할 수 있는 발효열 교환장치 개발을 위하여 실시하였다. 본 연구에서는 다양한 바이오매스재료의 적절한 원료 배합을 통한 발열 및 열교환 특성을 조사하고 실제 농가에 설치 및 해체가 용이한 열교환기를 개발하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 나선형 열교환기를 사용한 발효열 실험에서 활엽수톱밥 및 침엽수 : 활엽수톱밥(50 : 50) 처리보다는 활엽수톱밥 : 산야초(90 : 10)의 발효가 약 3개월간의 긴 발열기간을 나타냈으며, 발효상을 통과한 물의 온도를 100일간 측정한 결과, 중앙부가 $64.5{\sim}76.5^{\circ}C$로 매우 높았고, 물탱크 온도는 $33{\sim}48^{\circ}C$ 범위였으며, 출구의 수온은 $33{\sim}44^{\circ}C$로서 4~5인 기준의 가정용 온수공급이 가능함이 확인되었다. 수행한 4종의 열교환기 실험 결과, 나선형 열교환기 HX-H1은 수온이 $35{\sim}36^{\circ}C$범위로서 더 이상의 온도상승이 없었고, HX-H2는 수온이 $40{\sim}45^{\circ}C$로서 실험기간 중 일정한 온도분포를 보였다. 한편 HX-H3는 최고온도 $68{\sim}70^{\circ}C$, 최저온도 $30^{\circ}C$, 평균온도 $50^{\circ}C$였고, 출구의 온수온도는 $33{\sim}44^{\circ}C$ 범위로서 45일간 공급 가능하였다. 평판형 열교환기 HX-P는 수온이 $42{\sim}58^{\circ}C$로서 3개월 이상 온수공급이 가능하였으므로 4~5인 기준의 가정용 난방 및 온수공급에 문제가 없는 것으로 확인되었다. 그러므로 평판형 열교환기 HX-P는 나선형 열교환기 HX-H에 비해 발효상 내부에 열교환용 파이프가 빈틈없이 배치되어 발효상 전면적을 통해 발효열을 최대로 회수할 수 있었으며, $42{\sim}58^{\circ}C$의 발효열을 최대 3개월정도 이용 가능하였고, 장시간 운용에도 온도가 급강하 하는 등의 문제가 발생되지 않았다. 따라서 발효열교환기는 나선형 시스템보다는 발효열의 회수 효율이 매우 높으면서도, 열교환장치의 제작, 설치, 해체가 용이한 평판형 시스템이 유리한 것으로 나타났다.

• 원예과학기술지
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• 제29권3호
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• pp.211-216
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• 2011

파프리카의 상하위엽의 광합성 속도 차이를 측정하고, 광합성 측정용 챔버를 이용한 광합성량 측정치와의 차이를 비교하여 보다 정밀한 파프리카 생육시의 $CO_2$ 요구도를 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 광합성측정장치(LI-6400)를 이용하여 위치 별 파프리카의 광합성속도를 측정하였다. 또한 파프리카 개체의 $CO_2$ 소모량의 정량화를 위하여 환경조절이 가능한 밀폐 챔버를 제작하고, 챔버 내부의 $CO_2$ 농도의 감소량을 측정하여 식물이 이용한 $CO_2$를 정량화하였다. 파프리카의 상위엽과 하위엽에서 광도증가에 따른 광합성 속도 상위엽에서 증가량이 상대적으로 크게 나타났다. 제작한 챔버 내부의 $CO_2$ 농도를 $1,500{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$ 수준으로 설정한 후, 일사량 변화에 따른 챔버 내부의 $CO_2$ 농도를 이용하여 식물체에 의해 소모된 양을 계산하였다. 엽면적이 $7,533.4cm^2$인 파프리카의 경우, 적산광(x)에 따른 $CO_2$ 소모량은 다음과 같은 광합성량 추정 모델식으로 추정되었다: $y=-0.06234+3.671^*x/(2.589+x)$ ($R^2=0.9966^{***}$). $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 광도범위에서 챔버를 이용한 파프리카의 광합성속도는 $3.4{\mu}mol\;CO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 이었고, 상위엽과 하위엽에서의 광합성 측정기에 의한 데이터와 비교하여 중간 값을 나타내었다. 따라서 실제 대규모 농가에서 단위엽의 광합성 측정에 의하여 $CO_2$ 시비량을 계산하면 실제 필요량과 공급량 간에 큰 차이가 발생할 수 있다. 따라서 엽 광합성속도 이외에도 본 연구에서와 같이 챔버를 이용하여 파프리카 식물체 개체가 소비하는 $CO_2$량을 정량화한다면 상업용 온실에 필요한 $CO_2$ 시비량을 정확하게 추정할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권4호
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• pp.277-284
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• 2018

온실의 냉난방부하 산정을 위해 설계자가 선택해야할 주요 변수들에 대하여, 이들 설계 변수가 냉난방부하에 미치는 영향을 평가하기 위해서 각각의 설계 변수값을 변화시키면서 시뮬레이션을 실시하였으며, 이를 바탕으로 특별히 선택에 주의를 기울여야 할 설계 변수를 제안하였다. 난방부하에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 피복재의 열관류율이고, 다음으로 설계외기온인 것으로 나타났다. 연동수에 따른 설계 변수의 영향은 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 단동 온실의 경우에는 지중전열 관련 설계 변수의 영향을 무시할 수 없을 것으로 생각되지만, 연동 온실의 경우에는 지중전열 관련 변수 및 틈새환기율의 영향이 미미한 것으로 판단되었다. 냉방부하에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 온실내로 유입되는 일사량과 증발산계수이고, 다음으로 실내외 기온차, 환기율인 것으로 나타났다. 설계 변수의 영향은 단동 온실과 연동 온실에서 큰 차이를 보였으나, 연동수에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 피복재의 열관류율은 단동 온실이나 연동 온실 모두 영향이 미미한 것으로 나타났지만, 실내외 기온차 및 환기율의 경우에는 냉방부하에 미치는 영향을 무시할 수 없을 것으로 생각되며, 특히 연동 온실에서 그 영향이 더 큰 것으로 판단되었다. 냉방부하를 산정할 때 실내 목표온도를 낮게 설정할수록 설계 변수의 선택에 신중해야 한다. 특히, 실내 목표온도를 외기온 보다 낮게 설정하면 환기율 및 열관류율 값이 냉방부하를 증가시키는 방향으로 바뀌므로 더욱 주의해야 한다. 환기율이 낮을 때는 설계 변수 중 설계일사량과 증발산계수의 선택에 주의해야 하고, 환기율이 높을 때는 실내 설정온도와 설계외기온의 선택에 신중을 기해야 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.937-943
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• 2011

자연정화공법을 이용한 인공습지 폐양액처리장에서 처리효율의 장기간 모니터링을 위해 선행연구를 통해 개발된 폐양액처리 시스템에 최적공법을 적용하여 시기별 수처리효율을 조사하였다. 또한 폐양액 처리장에서 오염물질의 처리경향을 파악하고, 이를 토대로 설계 및 시공시 부지면적 감소와 오염물질의 처리효율 극대화를 위한 기초자료를 제시하기 위하여 오염물질의 분해속도를 조사하였다. 폐양액 처리장에서 시기별 수처리효율 결과 최종 2차 방류수에서 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 88%, 79%, 92%, 64% 및 92%로서 처리시일이 경과 할수록 점점 안정화 되는 경향으로 특히, 3개월 이후부터는 안정적인 처리가 가능하였다. 폐양액처리장에서 오염물질의 분해속도 K ($day^{-1}$)는 1차 수평흐름조의 경우 SS (0.54) > BOD (0.39) > COD (0.27) > T-P (0.26) > T-N (0.06) 순으로 SS가 가장 빨리 분해되었고, 2차 수평흐름조의 경우 T-P (0.52) > BOD (0.28) > COD (0.15) > T-N (0.06) >SS (0.10) 순으로 전반적으로 T-P가 가장 빨리 분해되었다. 이들 결과를 미루어 볼 때, 본 현장 인공습지 폐양액처리장은 장기간 안정적으로 폐양액을 처리할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제60권4호
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• pp.387-401
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• 2021

시설재배지를 대상으로 고추 정식 이후 황색 끈끈이트랩으로 총채벌레 발생을 모니터링하였다. 아울러 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus: TSWV)가 유발하는 고추 칼라병을 유관으로 조사하였다. 고추 정식 직후(3월 말) 낮은 밀도로 대만총채벌레(Frankliniella intonsa)가 트랩에 포획되었으며 4월 중순부터는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)도 발견되었다. 이후 5월부터는 두 종이 전체 총채벌레의 98% 이상을 차지하였고, 이 가운데 대만총채벌레가 꽃노랑총채벌레보다 다소 많은 발생 밀도를 보였다. 전체 총채벌레의 발생 피크를 보면 5월 중순에 낮은 피크를 기점으로 6-7월에 발생 최성기를 보였다. 이후 총채벌레의 발생은 급격하게 감소하였다. 포획된 꽃노랑총채벌레의 암수 비율이 일정하지 않았는데 이는 이 곤충의 특이적 단성생식 가능성으로 이에 대한 실험적 증거를 제공하였다. 지역간 꽃노랑총채벌레의 유전적 거리를 COI 서열로 비교한 결과 원거리에서 채집한 꽃노랑총채벌레 집단과는 차이를 보였지만 안동지역 내에서 발생한 꽃노랑총채벌레는 COI 서열에서 높은 유사성을 보였다. 이들 주요 두 종의 총채벌레가 전파할 것으로 추정되는 고추 칼라병이 일부 시설재배지를 중심으로 발견되었으며 항혈청 및 분자진단을 통해 확인되었다. 더불어 감염 고추에서 채집된 꽃노랑총채벌레에서도 분자진단을 통해 TSWV를 검출하였다. 감염 TSWV의 게놈 구조를 비교하기 위해 기능성 단백질을 갖는 NS_S, N, NS_M의 유전자 서열을 분석하였다. 서로 다른 지역별 이들 유전자는 다수의 점돌연변이가 존재하였고 이들 가운데는 아미노산 서열 차이를 초래하는 오류 돌연변이를 포함하였다. 추출된 TSWV를 비보독충 꽃노랑총채벌레에 섭식 처리한 유충과 성충 모두에서 감염으로 일어났으나, 유충에게서만 바이러스 증식이 일어나는 것을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권2호
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• pp.79-89
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• 2022

본 연구에서는 한라봉 3농가, 절화장미 3농가를 대상으로 시설하우스 내부 농작업 종류와 특성에 따른 시설 내 작업자의 미세먼지 노출 현황과 특성을 파악하기 위하여 미세먼지 모니터링을 수행하였다. 한라봉 시설하우스 내부 경운작업의 경우 작업자가 지역시료에 비해 개인시료 측정 농도가 TSP 4.9배, PM-10 2.7배, PM-2.5 1.5배로 더 높게 나타났다. 절화장미 작업자는 개인시료의 경우 지역시료에 비해 TSP 농도 7.4배, PM-10 농도 3.2배 높은 것으로 나타나 시설 내부 작업 시 작업자는 전반적으로 더 높은 분진 환경에 노출되는 것으로 나타났다. 시설하우스 미세먼지 입경별 기여도 분석 결과, 10㎛ 이상의 큰 입자 분포를 가진 미세먼지가 경운작업 시 기계적 분쇄과정을 거쳐 한라봉 시설하우스에서 발생한 것으로 추정된다. 절화 장미 옆순 정리 작업 시 상대적으로 PM-10의 입경 분포를 가진 미세먼지 농도가 발생하는 것으로 판단되며, PM-2.5 크기를 가지는 입자에 의한 영향은 상대적으로 크지 않을 것으로 사료된다. 시설하우스 내부 작업동선에 따른 미세먼지 노출 특성 분석 결과, 경운작업 시 10㎛ 전·후의 미세먼지 농도가 증가한 것으로 나타났고, 시설하우스 작업시기와 이동시기와 비교하여 입경별 미세먼지 농도는 유의한 차이가 있으며, 작업 시 미세먼지 농도가 유의하게 높게 나타났다(p < 0.001). 한라봉 시설하우스 내부 이동시기 대비 경운작업시기의 경우 TSP 농도 3.8배, PM-10 농도 2.1배, PM-2.5 1.3배, PM-1.0 1.1배가 증가하였다. 절화장미 농가에서 이동 시 작업자에게 노출되는 미세먼지 농도의 경우 일반 대기환경 농도와 유사한 수준인 것으로 나타났지만, 이동시기 대비 작업시기에 TSP 농도가 3.4배, PM-10 3.2배, PM-2.5 1.6배, PM-1.0 1.1배 증가하였다. 작업동선별 미세먼지 농도 증가 추이 분석 결과, 미세먼지의 입경이 큰 범위에 속하는 TSP, PM-10의 경우 작업 시 TSP와 PM-10 평균 농도의 편차가 크게 나타났으며, 이는 농가별 작업의 종류, 시설 규모, 환기량, 농가의 운영관리상태 등에 따라 미세먼지 발생 영향에 기인한 것으로 판단된다. 본 연구의 시설하우스 내부 작업자의 미세먼지 노출현황과 특성 분석을 기반으로 시설하우스 내부 미세먼지 저감 프로그램 개발 및 작업 환경 개선 방안 마련을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.