• 제목/요약/키워드: PM(particulate matter)

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NAA법을 이용한 대기분진($PM_{2.5}/PM_{10}$)중 미량원소의 농도 측정에 관한 연구 (Study on the Measurement of Trace Elements in Airbone Particulate Matter ($PM_{2.5}/PM_{10}$) using NAA)

  • 정용삼;문종화;김선하;박광원;강상훈
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.110-112
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    • 1999
  • 최근 환경오염에 대한 인식과 규제가 증가하고 쾌적한 주변환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 대기, 물, 토양, 생물 등과 같은 여러가지 환경시료의 분석을 통하여 오염의 정도를 파악하고 오염원을 규명하여 환경관리정책에 반영하려는 노력이 추진되고 있다. 여러 가지 환경시료중 대기분진은 자연적 또는 인위적 발생원에 따라 다양한 원소들을 함유하고 있기 때문에 대기관측시료로 이용되고 있으며, 특히 인체에 흡입되는 $PM_{10}$ 입자는 장$\cdot$단기적으로 인체보건에 큰 영향을 미칠수도 있음이 알려졌다.(중략)

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지연분사급속연소방식 예혼합연소 기술에 의한 NOx, PM의 동시저감 (Simultaneous NOx, PM Reduction by the Late Injection & Fast Combustion Type Premixed Combustion Technology)

  • 김장헌;최인용;김창일
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.31-35
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    • 2004
  • A new combustion strategy called LIFC(Late Injection & Fast Combustion) was developed for simultaneous reduction of particulate matter(PM) and nitrogen oxides(NOx) in exhaust emission of diesel engines, In this study, effects of injection timing and injection pressure under relatively high EGR rate were investigated. The experiments were conducted in a conventional engine over a range of commercial engine speed. The test engine could be operated in LIFC up to 2000rpm / bmep 5 bar condition with significant reduction of NOx and PM. The experimental results showed potential for the mechanism of the simultaneous reduction of NOx and PM from HSDI diesel engines.

Exposure to Atmospheric Particulates and Associated Respirable Deposition Dose to Street Vendors at the Residential and Commercial Sites in Dehradun City

  • Prabhu, Vignesh;Gupta, Sunil K.;Madhwal, Sandeep;Shridhar, Vijay
    • Safety and Health at Work
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    • 제10권2호
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    • pp.237-244
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    • 2019
  • Background: Street vendors spend relatively more time near roadways and are vulnerable to air pollution related health disorders. However, there is limited information on the quality of the air they breathe. The objectives of this present study were to calculate the mass concentration of atmospheric particulate matter (PM) in eight size fractions ($PM_{0.4-0.7}$, $PM_{0.7-1.1}$, $PM_{1.1-2.1}$, $PM_{2.1-3.3}$, $PM_{3.3-4.7}$, $PM_{4.7-5.8}$, $PM_{5.8-9.0}$, and $PM_{9.0--0{\mu}m}$) at commercial (CML) and residential site (RSL) in Dehradun city from November 2015 to May 2016. To estimate the corresponding respiratory deposition dose (RDDs) in alveolar (AL), tracheobronchial (TB), and head airway (HD) region on street vendors working at CML and RSL. To find the association of atmospheric PM with RDDs and the incidence of respiratory related disorders among street vendors. Methods: Andersen cascade impactor was employed for calculating the PM mass concentration. Questionnaire based health survey among street vendors were carried out through personal interview. Results: A significant difference (p < 0.05; t-test) between the mean $PM_{0.4-10{\mu}m}$ mass concentration at CML and RSL was observed with ($mean{\pm}SD$) $84.05{\pm}14.5$ and $77.23{\pm}11.7{\mu}g\;m^{-3}$, respectively. RDDs in AL, TB and HD region at CML was observed to be 9.9, 7.8, and 7.3% higher than at RSL, respectively. Health survey revealed 1.62, 0.96, 0.04, and 0.57 times higher incidence of cold, cough, breathlessness, and chest pain, respectively with street vendors at CML compared to RSL. Conclusion: The site characteristics plays a major role in the respiratory health status of street vendors at Dehradun.

다중선형회귀와 기계학습 모델을 이용한 PM10 농도 예측 및 평가 (Evaluation and Predicting PM10 Concentration Using Multiple Linear Regression and Machine Learning)

  • 손상훈;김진수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권6_3호
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    • pp.1711-1720
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    • 2020
  • 최근 급속한 산업화와 도시화로 인해 인위적으로 발생하는 미세먼지(Particulate matter, PM)는 기상 조건에 따라 이동 및 분산되면서 피부와 호흡기 등 인체에 악영향을 미친다. 본 연구는 기상인자를 multiple linear regression(MLR), support vector machine(SVM), 그리고 random forest(RF) 모델의 입력자료로 하여 서울시 PM10 농도를 예측하고, 모델 간 성능을 비교 평가하는데 그 목적을 둔다. 먼저 서울시에 소재한 39개소 대기오염측정망(air quality monitoring sites, AQMS)에서 관측된 PM10 농도 자료를 8:2 비율로 구분하여 모델 훈련과 검증 데이터셋으로 사용되었다. 또한 기상관측소(automatic weather system, AWS)에서 관측되고 있는 자료 중 9개 기상인자(평균기온, 최고기온, 최저기온, 일 강수량, 평균풍속, 최대순간풍속, 최대순간풍속풍향, 황사발생유무, 상대습도)가 모델의 입력자료로 선정되었다. 각 AQMS에서 관측된 PM10 농도와 MLR, SVM, 그리고 RF 모델에 의해 예측된 PM10 농도 간 결정계수(R2)는 각각 0.260, 0.772, 그리고 0.793이었고, RF 모델이 PM10 농도 예측에 가장 높은 성능을 나타냈다. 특히 모델 검증에 사용되는 AQMS 중 관악구와 강남대로 AQMS는 상대적으로 AWS에 가까워 SVM과 RF 모델에서 높은 정확도를 나타냈다. 종로구 AQMS는 AWS에서 비교적 멀리 떨어져 있지만, 인접한 두 AQMS 데이터가 모델 학습에 사용되었기 때문에 두 모델에서 높은 정확도를 나타냈다. 반면 용산구 AQMS는 AQMS 및 AWS에서 비교적 멀리 떨어져 있기에 두 모델의 성능이 낮게 나타냈다.

앙상블 기반 모델을 이용한 서울시 PM2.5 농도 예측 및 분석 (Prediction and Analysis of PM2.5 Concentration in Seoul Using Ensemble-based Model)

  • 류민지;손상훈;김진수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1191-1205
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    • 2022
  • 복잡하고 광범위한 원인을 가진 대기오염물질 중 particulate matter (PM)은 입자의 크기에 따라 분류된다. 그 중 PM2.5는 그 크기가 매우 작아 사람이 흡입하면 인간의 호흡기나 심혈관에 질병을 유발할 수 있다. 이러한 위험에 대비하기 위해서는 국가 중심의 관리와 사전에 예방할 수 있는 모니터링 및 예측이 중요하다. 본 연구는 고농도 미세먼지의 발생이 잦은 서울시의 PM2.5를 local data assimilation and prediction system (LDAPS) 기상 관련 인자 15가지와 aerosol optical depth (AOD), 화학인자 4가지를 독립변수로 하여 앙상블 모델 두 가지 random forest (RF)와 extreme gradient boosting (XGB)로 예측하고자 하였다. 예측에 사용된 두 모델의 성능 평가와 인자 중요도 평가를 수행하였으며, 계절별 모델 분석도 수행하였다. 예측 정확도 결과, RF가 R2 = 0.85, XGB가 R2 = 0.91의 높은 예측 정확도를 보이며 XGB가 RF보다 PM2.5 예측에 적합한 모델임을 확인하였다. 계절별 모델 분석 결과, 봄에 농도가 높은 관측 값과 비교하여 예측 수행이 잘 되었다고 할 수 있다. 본 연구는 다양한 인자를 이용하여 서울시의 PM2.5를 예측하였고, 좋은 성능을 보이는 앙상블 기반의 PM2.5 예측 모델을 구축하였다.

준 실시간 측정시스템을 이용한 미세입자 원소성분 배출특성 조사 (Emission Characteristics of Elemental Constituents in Fine Particulate Matter Using a Semi-continuous Measurement System)

  • 박승식
    • 한국대기환경학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.190-201
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    • 2010
  • Fine particulate matter < $1.8{\mu}m$ was collected as a slurry using the Semicontinuous Elements in Aerosol Sampler with time resolution of 30-min between May 23 and 27, 2002 at the Sydney Supersite, Florida, USA. Concentrations of 11 elements, i.e., Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, and Zn, in the collected slurry samples were determined off-line by simultaneous multi-element graphite furnace atomic absorption spectrometry. Temporal profiles of $SO_2$ and elemental concentrations combined with meteorological parameters such as wind direction and wind speed indicate that some transient events in their concentrations are highly correlated with the periods when the plume from an animal feed supplement processing facility influenced the Sydney sampling site. The peaking concentrations of the elemental species during the transient events varied clearly as the plume intensity varied, but the relative concentrations for As, Cr, Pb, and Zn with respect to Cd showed almost consistent values. During the transient events, metal concentrations increased by factors of >10~100 due to the influence of consistent plumes from an individual stationary source. Also the multi-variate air dispersion receptor model, which was previously developed by Park et al. (2005), was applied to ambient $SO_2$ and 8 elements (Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, and Zn) measurements between 20:00 May 23 and 09:30 May 24 when winds blew from between 70 and $85^{\circ}$, in which animal feed processing plant is situated, to determine emission and ambient source contributions rates of $SO_2$ and elements from one animal feed processing plant. Agreement between observed and predicted $SO_2$ concentrations was excellent (R of 0.99; and their ratio, $1.09{\pm}0.35$) when one emission source was used in the model. Average ratios of observed and predicted concentrations for As, Cd, Cr, Pb, and Zn varied from $0.83{\pm}0.26$ for Pb to $1.12{\pm}0.53$ for Cd.

Physical Activity- and Alcohol-dependent Association Between Air Pollution Exposure and Elevated Liver Enzyme Levels: An Elderly Panel Study

  • Kim, Kyoung-Nam;Lee, Hyemi;Kim, Jin Hee;Jung, Kweon;Lim, Youn-Hee;Hong, Yun-Chul
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제48권3호
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    • pp.151-169
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    • 2015
  • Objectives: The deleterious effects of air pollution on various health outcomes have been demonstrated. However, few studies have examined the effects of air pollution on liver enzyme levels. Methods: Blood samples were drawn up to three times between 2008 and 2010 from 545 elderly individuals who regularly visited a community welfare center in Seoul, Korea. Data regarding ambient air pollutants (particulate matter ${\leq}2.5{\mu}m$ [$PM_{2.5}$], nitrogen dioxide [$NO_2$], ozone [$O_3$], carbon monoxide, and sulfur dioxide) from monitoring stations were used to estimate air pollution exposure. The effects of the air pollutants on the concentrations of three liver enzymes (aspartate aminotransferase [AST], alanine aminotransferase [ALT], and ${\gamma}$-glutamyltranspeptidase [${\gamma}$-GTP)]) were evaluated using generalized additive and linear mixed models. Results: Interquartile range increases in the concentrations of the pollutants showed significant associations of $PM_{2.5}$ with AST (3.0% increase, p=0.0052), ALT (3.2% increase, p=0.0313), and ${\gamma}$-GTP (5.0% increase, p=0.0051) levels; $NO_2$ with AST (3.5% increase, p=0.0060) and ALT (3.8% increase, p=0.0179) levels; and $O_3$ with ${\gamma}$-GTP (5.3% increase, p=0.0324) levels. Significant modification of these effects by exercise and alcohol consumption was found (p for interaction <0.05). The effects of air pollutants were greater in non-exercisers and heavy drinkers. Conclusions: Short-term exposure to air pollutants such as $PM_{2.5}$, $NO_2$, and $O_3$ is associated with increased liver enzyme levels in the elderly. These adverse effects can be reduced by exercising regularly and abstinence from alcohol.

인공지능을 이용한 수도권 학교 미세먼지 취약성 평가: Part II - 학교 미세먼지 범주화 (Vulnerability Assessment for Fine Particulate Matter (PM2.5) in the Schools of the Seoul Metropolitan Area, Korea: Part II - Vulnerability Assessment for PM2.5 in the Schools)

  • 손상훈;김진수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_2호
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    • pp.1891-1900
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    • 2021
  • 직경 2.5 ㎛ 이하인 초미세먼지는 급격한 도시화와 인구 증가로 인해 대도시에서 많이 발생하며, 유아 및 청소년기는 성인에 비해 초미세먼지에 취약하고 만성 질환으로 이어질 가능성이 높다. 특히 대부분의 청소년들은 학교에서 가장 많은 시간을 보내고 있으며, 다양한 이유에 의해 실외에서 발생한 초미세먼지가 실내로 유입된다. 본 연구는 외부 요인에 의해 발생하는 학교 초미세먼지를 예측하고 학교별 초미세먼지 범주화를 수행하였다. 10-fold cross validation과 grid-search method를 적용한 random forest (RF) 모델에 화학과 기상 인자, 위성 기반의 aerosol optical depth (AOD)를 입력 자료로 하여 학교 초미세먼지를 예측하고 정확도 평가를 위해 4가지 통계 지표를 이용하였다. 학교 미세먼지 범주화를 위해 6가지 유형을 가진 느슨한 기준과 엄격한 기준을 정의하였으며, 범주화 결과 느슨한 기준의 경우 유형 2와 3에, 엄격한 기준의 경우 유형 3과 4에 가장 많은 학교가 포함되었다.

서울시 토지이용과 교통량에 따른 미세먼지의 공간분포 (Spatial distribution of particulate matters in comparison with land-use and traffic volume in Seoul, Republic of Korea)

  • 정종철;이상훈
    • 지적과 국토정보
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    • 제48권1호
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    • pp.123-138
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    • 2018
  • 서울시의 대기오염을 지속적으로 모니터링하기 위해, 그동안 환경부는 운영하고 있는 대기오염 측정망을 지속적으로 발전시켜왔다. 측정되는 대기오염 물질 중 미세먼지는 인체에 상당한 영향을 미치는데, 우리나라의 오염도는 OECD 국가 중에서도 두 번째로 높은 편이다. 따라서 본 연구에서는 측정된 미세먼지 농도 자료를 이용하여 서울시의 미세먼지 분포도를 PM10과 PM2.5에 대해 작성하고, 미세먼지 농도의 분포에 영향을 미칠 것으로 예상되는 공간적인 요인들과의 관계를 조사하였다. 반경 500m의 원을 포함하는 헥사곤을 기준단위로 하여 서울 전역을 구획화하고 보간법 중 거리반비례기법을 이용하여 미세먼지 농도분포도를 작성하였다. 출, 퇴근 시간대의 미세먼지 농도분포를 지역별로 분석하고, 토지이용도 및 교통량과의 관계를 분석하였다. 분석결과, PM10과 PM2.5의 농도분포는 지역별, 시간대별로 각기 다른 패턴을 나타내었고, 토지이용형태 측면에서는 상업지역 및 교통지역의 면적이 미세먼지 농도분포와 높은 관련성을 보였으며, 녹지의 유무도 농도의 분포 변화에 관계가 있는 것으로 판단되었다. 추후 세부적인 토지이용도 및 녹지분포도 등을 통하여 상관관계를 분석하면 미세먼지의 농도에 영향을 미치는 지역 수준에서의 공간요소를 밝히는데 도움이 될 것으로 기대된다.

서울시 도로변지역과 인근 주거 밀집지역의 실시간 대기 중 PM2.5농도 비교 (Comparison of Ambient Real-Time PM2.5 Concentrations at Major Roadside with on those at Adjacent Residential Sites in Seoul Metropolitan City)

  • 윤동민;김보경;이동재;이선엽;김성렬
    • 한국환경과학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.875-882
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    • 2015
  • In 2013, International Agency for Research on Cancer (IARC) concluded that outdoor air pollution is carcinogenic to humans, with the particulate matter component of air pollution most closely associated with sufficient evidence of increased cancer incidence by exposure to particulate matter component of air pollution. Motor vehicles are one of a major emission sources of fine particle ($PM_{2.5}$) in urban areas. A large number of epidemiological studies have reported a positive association of morbidity or mortality with distance from the roadside. We conducted this study to assess the association of $PM_{2.5}$ concentrations measured at roadside hotspots with those at adjacent residential sites using real-time $PM_{2.5}$ monitors. We conducted real-time $PM_{2.5}$ measurements for rush hour periods (08:00~10:00 and 18:00~20:00) at 9 roadside air monitoring Hotspot sites in metropolitan Seoul over 3 weeks from October 1 to 21, 2013. Simultaneous measurements were conducted in residential sites within a 100 m radius from each roadside air monitoring site. A SidePak AM510 was used for the real-time $PM_{2.5}$ measurements. Medians of roadside $PM_{2.5}$ concentrations ranged from $9.8{\mu}g/m^3$ to $38.3{\mu}g/m^3$, while corresponding median values at adjacent residential sites ranged from $4.4{\mu}g/m^3$ to $37.3{\mu}g/m^3$. $PM_{2.5}$ concentrations of residential sites were 0.97 times of hotspot roadside sites. Distributions of $PM_{2.5}$ concentrations in roadside and residential areas were also very similar. Real-time $PM_{2.5}$ concentrations at residential sites, (100 m adjacent), showed similar levels to those at roadside sites. Increasing the distance between roadside and residential sites, if needed, should be considered to protect urban resident populations from $PM_{2.5}$ emitted by traffic related sources.