• 해양환경안전학회지
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• 제26권2호
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• pp.163-174
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• 2020

미세먼지 등 대기오염이 일상화되고 국민 건강을 위협하면서 육상뿐만 아니라 해상 선박에서 발생하는 대기오염물질에 대한 관리 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구는 선박 배출량 현황을 바탕으로 해양경찰 업무 중심의 선박 대기오염물질 점검 실태를 진단하고 배출 저감을 위한 국가 관리 대책을 제안한다. 최근 국립환경과학원(NIER, 2018)에 따르면 선박에서 배출된 총량(CO, NOx, SOx, TSP, PM10, PM2.5, VOCs, NH₃, BC)은 국내 전체 발생량의 6.4 %로 나타났고, 이 중 NOx는 13.1 %, SOx는 10.9 %, 미세먼지(PM10/PM2.5)는 9.6 %를 차지하고 있다. 선박 발생량 중에서는 국내외 입출항 화물선이 50.6 %로 가장 많은 배출을 보였고, 어선의 배출 비율도 42.6 %로 적지 않음을 알 수 있었다. 지역적으로 해양경찰 관할 5개 권역을 기준으로는 부산항, 울산항을 포함한 남해권 44.1 %와 광양항, 여수항을 포함한 서해권 24.8 % 순으로 배출이 많았다. 해양경찰은 대기오염물질 관리를 위해 승선 점검을 통한 선박 배출 상황을 관리하고 있지만, 각종 배출 장치의 가동이나 연료유 기준 등의 실측에는 많은 시간과 노력이 필요하고, 또한 선박의 바쁜 운항스케줄에 따른 제약으로 대부분 서류상의 점검으로 진행됨으로써 관리에 한계가 있다. 따라서 선박 대기오염물질 관리를 위해서는 대기오염물질 발생을 실측 점검으로 바꾸도록 규제를 강화하고 해경 함정 등을 활용한 해역별 모니터링 시스템을 구축하여 실질적 현장 데이터에 기초한 관리가 이뤄지도록 하는 한편, 장단기적으로 환경친화적 선박 도입을 위한 기술 개발과 법·제도적 지원이 필요하다.

• Safety and Health at Work
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• 제10권4호
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• pp.452-460
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• 2019

Background: Monitoring and control of PM_2.5 are being recognized as key to address health issues attributed to PM_2.5. Availability of low-cost PM_2.5 sensors made it possible to introduce a number of portable PM_2.5 monitors based on light scattering to the consumer market at an affordable price. Accuracy of light scatteringe-based PM_2.5 monitors significantly depends on the method of calibration. Static calibration curve is used as the most popular calibration method for low-cost PM_2.5 sensors particularly because of ease of application. Drawback in this approach is, however, the lack of accuracy. Methods: This study discussed the calibration of a low-cost PM_2.5-monitoring device (PMD) to improve the accuracy and reliability for practical use. The proposed method is based on construction of the PM_2.5 sensor network using Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) protocol and web query of reference measurement data available at government-authorized PM monitoring station (GAMS) in the republic of Korea. Four machine learning (ML) algorithms such as support vector machine, k-nearest neighbors, random forest, and extreme gradient boosting were used as regression models to calibrate the PMD measurements of PM_2.5. Performance of each ML algorithm was evaluated using stratified K-fold cross-validation, and a linear regression model was used as a reference. Results: Based on the performance of ML algorithms used, regression of the output of the PMD to PM_2.5 concentrations data available from the GAMS through web query was effective. The extreme gradient boosting algorithm showed the best performance with a mean coefficient of determination (R²) of 0.78 and standard error of 5.0 ㎍/㎥, corresponding to 8% increase in R² and 12% decrease in root mean square error in comparison with the linear regression model. Minimum 100 hours of calibration period was found required to calibrate the PMD to its full capacity. Calibration method proposed poses a limitation on the location of the PMD being in the vicinity of the GAMS. As the number of the PMD participating in the sensor network increases, however, calibrated PMDs can be used as reference devices to nearby PMDs that require calibration, forming a calibration chain through MQTT protocol. Conclusions: Calibration of a low-cost PMD, which is based on construction of PM_2.5 sensor network using MQTT protocol and web query of reference measurement data available at a GAMS, significantly improves the accuracy and reliability of a PMD, thereby making practical use of the low-cost PMD possible.

• 한국환경보건학회지
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• 제26권2호
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• pp.22-29
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• 2000

This study was performed to investigate the concentrations of TSP, PM10 and heavy metals(Pb, Cd,Hg, Ni, Zn) of underground parking lots in Taegu city. The samples were collected from 3 department stores and 1 central park in the winter and the summer, 1997. The samples of 3 department stores were divided into sale period and non-sale period in the winter and the summer. The concentrations of TSP and PM10 were 109.6±1.5㎍/㎥ and 93.3±1.5㎍/㎥. In TSP, the zinc was the highest level, 287.16±1.5ng/㎥ and the cadmium was the lowest, 2.4±2.1ng/㎥ and in PM10, the zinc was the highest level, 193.6±1.5ng/㎥ and the cadmium was the lowest, 0.6±3.9ng/㎥. The correlation coefficient between the concentration of TSP and PM10 was 0.982(p<0.05). The correlation coefficients of corresponding heavy metal in TSP and PM10 were 0.863 for lead, 0.617 for mercury, 0.890 for nickel and 0.850 for zinc(p<0.05). The concentrations of TSP, PM10 and cadmium of PM10 in the winter were higher than those of the summer. However, the concentration of Hg of PM10 in the summer was higher than that of the winter. The concentrations of TSP and PM10 in sale period was higher than those of non-sale period and the concentrations of heavy metal in TSP and PM10 were not significantly different between sale and non-sale period. The proportions of PM10 to TSP were above 60% in dust, lead, nickel, and zinc and less than 40% in cadmium and mercury. The concentrations of TSP, PM10 and heavy metal in the underground parking lots were comparatively lower than those of general atmosphere. However, this kind of research to PM10 in the underground parking lots must be continued because it is very important particulate matter that affects human beng's health.

• 대한환경공학회지
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• 제31권2호
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• pp.153-160
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• 2009

PM10(공기역학 직경${\leq}$10 ${\mu}m$) 시료채취기는 사람이 부유 먼지에 잠재적으로 노출되는 정도를 정량화하고 정부의 규제에 대응하기 위한 목적으로 사용된다. 본 연구는 동일한 PM10 분리한계 직경을 가지지만 다른 기울기를 가지는 미국 환경청의 PM10 시료채취 기준과 미국산업위생전문가협의회/유럽표준위원회/국제표준기구의 흉곽성 PM10 시료채취 기준을 이론과 실험을 통해 비교 평가하고자 수행되었다. 이를 위해 미국 환경청의 기준을 따르는 4개의 PM10 시료채취기와 흉곽성 PM10 기준과 일치하는 1개의 RespiCon 시료채취기를 비교 평가 수단으로 사용하였으며, 1개의 DustTrak 측정기를 PM10의 실시간 질량농도를 확인하기 위하여 사용하였다. 6개 시료채취기를 다양한 크기 분포를 가지는 비산재를 이용하여 입자 발생 챔버안에서 실험하였다. 이론적 질량농도는 측정된 비산재의 입자크기 분포 특성(기하평균 = 6.6 ${\mu}m$, 기하표준편차= 1.9)을 각 시료채취 기준에 적용하여 계산하였다. 챔버 실험을 통하여 측정된 질량농도 결과는 흉곽성 PM10 시료채취 기준을 가지는 RespiCon 시료채취기가 미국 환경청의 PM10 기준을 가지는 PM10 시료채취기보다 상대적으로 작은 질량농도를 측정함으로써 이론적 질량농도와 일치하였다. 전체적 챔버 실험 결과는 PM10 시료채취기를 기준 시료채취기로 사용하였을 때, (1) RespiCon 시료채취기는 PM10 시료채취기로 포집된 PM10 먼지 질량농도에 비해 평균 60% 정도 낮게 측정한 것을 의미하는 정규화계수 1.6으로 나타났으며 (2) PM10 유입구를 사용한 DustTrak 실시간 채취기는 2.1의 보정계수를 가지는 것으로 분석되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권3호
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• pp.196-201
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• 2011

본 연구는 최근 들어 대도시 대기오염물질의 주요 배출원 중 하나로 대두되고 있는 음식점 고기구이로부터 배출되는 미세먼지의 배출 특성에 대하여 연구한 것이다. 본 연구에서는 돼지고기와 소고기의 구이 시 발생되는 미세 입자상물질의 배출특성을 파악하기 위해 고기구이 시 발생되는 미세먼지를 효과적으로 채취할 수 있는 고기구이 챔버를 제작하였으며, 다단충돌식 입경분립기와 광산란식의 미세먼지 측정기를 사용하였다. 연구 결과 다단충돌식 입경분립기를 사용하여 측정한 미세먼지 농도 결과에서는 전반적으로 돼지고기의 경우가 소고기보다 높게 나타났다. 미세먼지의 입경분포 특성을 살펴본 결과 돼지고기와 소고기 모두 $1.95{\sim}3.2{\mu}m$의 입경에서 가장 높은 농도를 나타냈다. 고기 1 kg당 배출되는 미세먼지의 배출계수는 돼지생고기, 돼지양념고기, 소생고기, 소양념고기에서 각각 1.36 g/kg, 1.03 g/kg, 1.23 g/kg과 0.92 g/kg으로 나타났다. 광산란식 측정기를 사용하여 측정한 결과에서는 돼지고기와 소고기 모두 $1.6{\sim}2.5{\mu}m$와 $2.5{\sim}3.5{\mu}m$ 입경에서 가장 높은 농도로 나타나 $2.5{\mu}m$를 중심으로 높은 농도로 나타난 다단충돌식 결과와 유사한 특성을 보였다. 광산란식에 의해 측정된 배출계수는 돼지생고기, 돼지양념고기, 소생고기, 소양념고기에서 각각 3.37 g/kg, 2.76 g/kg, 2.93 g/kg과 2.77 g/kg으로 나타나 다단충돌식 결과보다 2배에서 3배 이상 높게 측정되었다. 또한 $PM_{2.5}/PM_{10}$의 비는 돼지생고기, 돼지양념, 소생고기, 소양념고기에서 각각 0.56, 0.58, 0.56 그리고 0.58로 나타나 중량농도에서도 $PM_{2.5}$가 많음을 알 수 있었다. 중량농도를 입자의 비중을 1로 가정하여 산출한 개수농도로 환산한 결과를 보면 다단충돌식 입경분립기로 측정한 결과는 $10^{19}$개로 나타났고, 광산란식으로 측정한 결과에서는 $10^{16}$개 수준으로 나타나 다단충돌식 입경분립기의 경우에서 보다 높은 것으로 나타났다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제7권2호
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• pp.120-128
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• 2013

The concentration and composition of particulate matter (PM) in the atmosphere can directly reflect the environmental pollution. The atmospheric pollution in some Cameroonian cities is increasing with the industrial development and urbanization. Air pollution is inherently complex, containing PM of varied size and composition. This PM exists as a dynamic cloud interacting with sunlight and is modified by the meteorology. The reflectometer and the EDXRF spectrometry are applied to determine the concentration of some specific elements at four sites in the city of Yaound$\acute{e}$. The particular aim of the present work is to put in place data base on air pollution in urban area and elaborate regulations on the emissions issued to industrial and vehicle activities. This study provides an overview of the concentration of black carbon and some specific elements in the air, which have impacts on human health. The measurement was done by distinguishing the size of particle. So that, the particle with aerodynamic diameter between $2.5-10{\mu}m$ (so-called coarse particle) and aerodynamic diameter < $2.5{\mu}m$ (so-called fine particle) were considered to obtain more information about levels of the inhalable fraction of the location. The results obtained in four locations of the city of Yaound$\acute{e}$ show that the black carbon concentration is very considerable, the element sulfur is a major pollutant and the concentration of fine particle is very greater. The results obtained of fine and coarse filters range from $5-17{\mu}g/m^3$ and $10-18{\mu}g/m^3$ for the black carbon. S, Cu, Zn, Pb, Cd, As, Se and Hg are the specific findings of this work. The pollutants with a greater concentration are S, Pb, and Zn. These later seem to be non-uniformly, non-regular in some location and high compared to other countries. This work allows us to make a potential relation between pollutants and emission sources. In this framework, some suggestions have been proposed to reduce emissions for an improvement of the air quality in the environment and thus, the one of the city of Yaound$\acute{e}$.

• 한국항만경제학회지
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• 제37권1호
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• pp.143-157
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• 2021

세계보건기구(World Health Organization, WHO), 경제개발협력기구(Organization for Economic Cooperation and Development, OECD)등 국제기구 및 주요 선진국에서는 대기오염의 심각성을 인지하고 있다. 또한 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO) 등의 국제기구에서도 선박에서 발생하는 대기오염을 감소시키 위해 다양한 규제를 시행하고 있다. 이러한 국제적인 흐름에 따라 국내에서도 「항만지역등 대기질 개선에 관한 특별법」(이하 특별법)을 제정하며, 항만에서 기인하는 대기오염을 감소시키려는 노력을 보이고 있다. 특별법의 목적은 항만지역 등의 대기질을 개선하기 위하여 종합적인 시책을 추진하는 것이다. 본 연구는 이러한 정책적 움직임에 맞추어 항만에서 기인하는 대기오염물질 배출원별 배출량을 파악하여 정책의 우선순위 설정에 기초자료를 마련하고자 하였다. 이를 위해 선박, 차량, 하역장비, 하역/야적재비산먼지, 도로재비산먼지, 철도 6개 부문으로 분류하여 분석을 시행하였으며, 유럽환경청(European Environment Agency, EEA)과 미국환경보호국(United States Environmental Protection Agency, EPA)에서 제시하는 방법론을 이용하였다. 분석대상 오염물질은 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX), 총부유물질(TSP), 미세먼지 및 초미세먼지(PM10, PM2.5), 암모니아(NH3)를 대상으로 분석하였다. 분석결과 총 7,122톤의 배출량이 발생한 것으로 나타났다. 물질별로는 NOX가 5,084톤으로 가장많은 비중을 차지하는 것으로 나타났으며, 다음으로 CO(984톤), SOx(530톤), TSP(335톤)의 순으로 나타났다. 배출원 별로는 선박이 4,107톤으로써 가장 많은 비중을 차지하며 다음으로 차량이 2,622톤으로써 높은 배출량을 보였다. 이는 각각 전체 배출량의 57.6%와 36.8%로써 항만 대기오염을 유발하는 주요원인으로 판명되어 이들 배출원에 대한 대책이 필요함을 시사하였다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.613-617
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• 2022

미세먼지 다량배출사업장의 미세먼지를 제거하는 백하우스의 백필터 여과체를 제작하기 위한 대면적 PTFE 나노섬유 제조 장치를 설계하여 제작하였다. 상용 PTFE 폼 필터의 미세먼지 여과효율을 높이기 위해 전기방사 공정과 열처리 공정을 이용하여 PTFE 나노섬유를 코팅하였다. PTFE 나노섬유를 대면적의 PTFE 폼 필터 표면에 연속적으로 코팅하기 위하여 roll-to-roll 공정용 장비와 제조 공정을 제안하였다. PTFE 나노섬유를 연속적으로 제작하기 위해 전기방사부와 열처리부를 roll-to-roll 공정에 맞게 장비를 최적화하여 설계하고 제작하였다. 본 장비를 이용하여 대면적 필터 여과체를 제조하고, 제조된 여과체의 표면 형태, 조성, 필터 특성을 확인하였다. 롤 형태의 대면적 여과체 전반에 걸쳐 PTFE 나노섬유가 균일하게 코팅되었고, 본 여과체는 280 ℃에서도 280 ℃에서도 PM_2.5 기준 91.79%의 높은 집진효율과 1 m/min 기준 62 Pa의 우수한 압력 손실 특성을 보였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제45권2호
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• pp.126-133
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• 2019

Objectives: In this study, a nine-stage cascade impactor was used to collect dust, and the concentration of $PM_{2.1}$ & $PM_{10}$ and alveolar deposition ratio were investigated. Methods: This study was conducted at Kunsan National University from May to June 2016. A nine-stage Cascade Impactor was used to analyze the concentrations of fine and ultrafine dust and to estimate the alveolar deposition rate by particle size of atmospheric dust particles. The pore size of each stage of the collector used in this study gradually increased from F to 0, with the F-stage as the last stage. Results: The mass fraction of PM showed a bimodal distribution divided into $PM_{2.1}$ & $PM_{10}$ based on $2.1-3.1{\mu}m$. The average mass fraction of particulate matter in the range of $2.1-3.1{\mu}m$ was 44%, and the area occupied by $PM_{2.1}$ was similar. Therefore, the Gunsan area is considered to be a region where there are similar effects from anthropogenic and natural sources. Conclusion: Dust collecting efficiency increased with the stage of collecting fine dust, and the efficiency of collection was very low at the stage of collecting ultra-fine dust. The seasonal overall efficiency of the Cascade Impactor was 44% in spring and 37.4% in summer, and the average overall efficiency was 40.7%. The alveolar deposition rate of $PM_{2.1}/PM_{10}$ during the sampling period was estimated to be about 75% deposited in the alveoli.

• 대한화장품학회지
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• 제44권3호
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• pp.249-258
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• 2018

대기 오염은 피부의 산화적 손상, 염증 및 노화를 일으킬 수 있다. 레스베라트롤은 폴리페놀 화합물의 일종으로 항산화, 항염증, 멜라닌 생성 억제 작용 등 다양한 생물학적 활성이 있는 한편 열과 빛에 약한 단점이 있다. 레스베라트릴 트라이아세테이트(RTA)는 레스베라트롤에 비해 안정하고, 피부 안전성과 미백 효능이 보고된 화장품 신소재이다. 본 연구의 목적은 직경 $10{\mu}m$ 미만 대기 미립자 물질(PM10)에 노출된 인간 표피각질형성세포(HEK)의 염증 반응에 대한 레스베라트롤과 RTA의 영향을 조사하기 위한 것이다. 배양된 HEK세포를 레스베라트롤과 RTA의 유무 조건에서 PM10에 노출시키고, 세포 생존율, 반응성 산소종(ROS)의 생성 및 염증성 사이토카인의 발현을 분석하였다. PM10을 처리하였을 때 세포 생존율이 감소하였고 종양괴사인자-${\alpha}$($TNF-{\alpha}$), 인터루킨-$1{\beta}$($IL-1{\beta}$), 인터루킨-6(IL-6) 및 인터루킨-8(IL-8)의 발현이 증가하였다. 레스베라트롤과 RTA는 PM10으로 유도된 세포의 사멸과 ROS 생성을 경감시켰다. PM10에 의해 증가되는 여러 염증성 사이토카인의 발현은 레스베라트롤과 RTA에 의해 경감되거나(IL-6), 증진되거나($IL-1{\beta}$), 변화하지 않았다($TNF-{\alpha}$ 및 IL-8). PM10에 의해 유도된 IL-6단백질의 발현이 레스베라트롤과 RTA에 의해 감소되었다. 본 연구의 결과는 레스베라트롤과 RTA가 대기 미립자 물질에 노출된 피부의 세포 손상과 염증 반응을 조절하는 작용이 있음을 시사한다.