• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제11권2호
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• pp.96-106
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• 2017

In this study, measurements of size-segregated particulate matter (PM) emitted from the combustion of rice straw, pine needles, and sesame stem were conducted in a laboratory chamber. The collected samples were used to analyze amounts of organic and elemental carbon (OC and EC), water-soluble organic carbon (WSOC), humic-like substances (HULIS), and ionic species. The light absorption properties of size-resolved water extracts were measured using ultraviolet-visible spectroscopy. A solid-phase extraction method was first used to separate the size-resolved HULIS fraction, which was then quantified by a total organic carbon analyzer. The results show that regardless of particle cut sizes, the contributions of size-resolved HULIS ($=1.94{\times}HULIS-C$) to PM size fractions ($PM_{0.32}$, $PM_{0.55}$, $PM_{1.0}$, and $PM_{1.8}$) were similar, accounting for 25.2-27.6, 15.2-22.4 and 28.2-28.7% for rice straw, pine needle, and sesame stem smoke samples, respectively. The $PM_{1.8}$ fraction revealed WSOC/OC and HULIS-C/WSOC ratios of 0.51 and 0.60, 0.44 and 0.40, and 0.50 and 0.60 for the rice straw, pine needle, and sesame stem burning emissions, respectively. Strong absorption with decreasing wavelength was found by the water extracts from size-resolved biomass burning aerosols. The absorption ${\AA}ngstr{\ddot{o}}m $ exponent values of the size-resolved water extracts fitted between 300 and 400 nm wavelengths for particle sizes of $0.32-1.0{\mu}m$ were 6.6-7.7 for the rice straw burning samples, and 7.5-8.0 for the sesame stem burning samples. The average mass absorption efficiencies of size-resolved WSOC and HULIS-C at 365 nm were 1.09 (range: 0.89-1.61) and 1.82 (range: 1.33-2.06) $m^2/g{\cdot}C$ for rice straw smoke aerosols, and 1.13 (range: 0.85-1.52) and 1.83 (range: 1.44-2.05) $m^2/g{\cdot}C$ for sesame stem smoke aerosols, respectively. The light absorption of size-resolved water extracts measured at 365 nm showed strong correlations with WSOC and HULIS-C concentrations ($R^2=0.89-0.93$), indicating significant contribution of HULIS component from biomass burning emissions to the light absorption of ambient aerosols.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권5호
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• pp.485-493
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• 2011

In Korea, PM (Particulate Matter) emissions caused by coal-fired power plants are measured by a system, so called Clean Air Policy Support System (CAPSS), which uses foreign emission factors. However, the system fails to reflect the characteristics of domestic power plants. In this regard, this study aims to develop local, accurate domestic emission factors. The study measured the amount of TSP (Total Suspended Particulates), PM10 and PM2.5 by collecting samples from the latter parts of pollution control devices which were installed at 3 bituminous-fired power plants and 3 anthracite-fired power plants. The results showed that the average concentrations of TSP, PM10 and PM2.5 measured at bituminous-fired power plants were 4.63 mg/$Sm^3$, 2.96 mg/$Sm^3$ and 3.07 mg/$Sm^3$ respectively, much higher than those from anthracite-fired power plants (2.96 mg/$Sm^3$, 2.47 mg/$Sm^3$ and 1.37 mg/$Sm^3$, respectively). In addition, bituminous-fired power plants showed higher ratios of PM10/TSP and PM2.5/TSP with 0.66 and 0.92, respectively, compared to 0.82 and 0.46, the ratios of PM10/TSP and PM2.5/TSP measured in anthracite-fired power plants. Emission factors based-on concentration measurements were also higher for bituminous-fired power plants, and PM with smaller particles tended to have bigger difference in emission factors between the two fuels. This study calculated the amount of PM emissions by using the estimated emission factors. When it comes to the PM emissions, it was less than that of CAPSS while similar to that of CleanSYS in its amount. It is expected that the emission factors developed by this study will be used in Korea replacing foreign emission factors currently used in Korea by ensuring the objectivity and reliability as domestic emission factors.

• 대한교통학회지
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• 제34권2호
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• pp.180-190
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• 2016

차량의 배기가스에는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소($CO_2$), 입자상 물질(PM), 탄화수소(HC)와 같은 대기 오염물질이 포함되어 있다. 이러한 도로이동오염원의 배출량을 산정하기 위하여 한국에서는 평균속도 기반의 배출계수 곡선식을 사용하고 있으며 교통 계획과 교통 정책의 대안 평가에서 환경적 영향을 분석할 때 활용하고 있다. 그러나 최근에는 차량의 동적 운행 특성과 배출량의 관계를 보다 정확하게 반영하여 배출량을 산정할 수 있는 방법론과 이 방법론을 교통 시뮬레이션 모형에 통합하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. MOVES Lite는 MOVES의 간략 버전으로서 교통 시뮬레이션 모형에 통합될 수 있도록 개발된 운행모드 기반 배출량 산정모형이다. 본 연구에서는 한국의 차종, 주행특성, 배출계수, 배출규제등을 반영하여 MOVES Lite를 개량한 MOVES Lite-K를 개발하기 위한 연구를 수행하였고, 국내의 대표적 배출량 산정 방법인 평균속도 기반의 배출계수 곡선식과 MOVES Lite-K의 배출량 산정 특성을 비교하여 두 방법론의 차이와 국내 적용성을 살펴보았다.

• 한국환경농학회지
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• 제40권4호
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• pp.313-321
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• 2021

비가림 시설에서 'Beni Balad' 포도재배 시 부숙유기질비료 및 Urea를 토양 시용에 의한 암모니아 배출량 산정과 과실품질에 미치는 영향은 다음과 같다. Urea는 처리 1일째부터 암모니아 배출량이 급격히 증가하기 시작하여 15일째에 peak를 이루다가 점차 감소하였으며 그 이후에는 다른 처리와 큰 차이는 없었다. COF2 처리는 처리 후 1일째 peak를 보이다가 점차 감소하였으며, 그 이후는 대조구와 비슷한 발생량을 나타내었다. COF1 처리는 1일째 증가하여 완만한 곡선을 이루다가 15일째에 peak를 이루고 점차 감소하여 그 이후 대조구와 비슷하였다. 140일간 암모니아 누적 배출량은 대조구 2.63, Urea 12.95, COF1 2.05, COF2 3.97 kg NH₃-N ha^-1 day^-1 이었다. 토양내 무기성분 함량이 COF2에서 암모니아태 질소는 유의하게 높았으며 수확시 엽병의 T-N 농도는 COF1 처리보다 COF2 처리가 0.1% 감소하였다. P와 K 농도는 COF1 처리로 인하여 증가하였으나 Ca와 Mg 농도는 차이가 없었다. 과실품질은 Urea 처리는 과피의 경도, 가용성 고형물 및 안토시아닌 함량은 증가하였고, COF1 처리는 가용성고형물 및 안토시아닌 함량은 증가하였으며, 산 함량은 전 처리 모두 증가하였다. 그러나 과중, 과방크기, Hunter L, a, b값에는 차이가 없었다. 이상의 결과는 포도나무 Beni Balad 품종에서 Urea, 부숙유기질비료의 토양 시용 시 암모니아 배출량 산정에 기초자료가 될 것으로 판단되었다.

• 한국항만경제학회지
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• 제39권3호
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• pp.107-122
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• 2023

본 연구는 3년간 단계적으로 도입되고 있는 선박 연료유 황 함유량 규제정책의 대기오염물질 배출저감 효과를 분석하고자 한다. 부가적으로 VSR과 AMP의 배출저감 효과도 분석하였다. 분석은 EEA에서 제공하고 있는 NOx, CO, VOC, SOx, TSP, PM10, PM2.5를 대상으로 하였으며, 분석의 공간적 범위는 우리나라 수도권에 위치하여 대기오염에 대한 파급효과가 큰 인천항을 대상으로 하였다. 분석은 다음과 같이 시나리오 1: 정책이 없는 경우 시나리오 2: 연료유 황 함량 규제만 시행하는 경우 시나리오 3: 연료유 황 함량 규제, VSR, AMP를 반영하여 분석하였다. 분석 결과 시나리오 1의 경우 3년의 기간 동안 4,801톤, 4,932톤, 5,144톤의 대기오염물질이 배출된 것으로 나타났다. 시나리오 2는 4,219톤, 4,152톤, 3,989톤이 배출되었고, 시나리오 3은 4,198톤, 4,138톤, 3,973톤이 배출된 것으로 나타났다. 본 연구결과는 항만 대기환경관리와 인천광역시 대기관리의 기초연구로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 농업과학연구
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• 제50권3호
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• pp.383-394
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• 2023

In Korea, the U.S. Tier-4 Final emission standards have been applied to agricultural machinery since 2015. This study was conducted to analyze the emission characteristics of agricultural tractors during plow tillage operations using PEMS (portable emissions measurement systems). The tractor working speed was set as M2 (5.95 km/h) and M3 (7.60 km/h), which was the most used gear stage during plow tillage operation. An engine idling test was conducted before the plow tillage operation was conducted because the level of emissions differed depending on the temperature of the engine (cold and hot states). The estimated level of emissions for the regular area (660 m²), which was the typical area of cultivation, was based on an implement width of 2.15 m and distance from the work area of 2.2 m. As a result, average emission of CO (carbon monoxide), THC (total hydrocarbons), NOx (nitric oxides), and PM (particulate matter) were approximately 6.17×10-2, 3.36×10^-4, 2.01×10^-4, and 6.85×10^-6 g/s, respectively. Based on the regular area, the total emission of CO, THC, NOx, and PM was 2.62, 3.76×10^-2, 1.63, and 2.59×10^-4 g, respectively. The results of total emission during plow tillage were compared to Tier 4 emission regulation limits. Tier 4 emission regulation limits means maximum value of the emission per consumption power (g/kWh), calculated as ratio of the emission and consumption power. Therefore, the total emission was converted to the emission per power using the rated power of the tractor. The emission per power was found to be satisfied below Tier 4 emission regulation limits for each emission gas. It is necessary to measure data by applying various test modes in the future and utilize them to calculate emission because the emission depends on various variables such as measurement environment and test mode.

• 한국지구과학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-18
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• 2014

이 연구의 목적은 2008년 5월 29일 우리나라에 영향을 미치는 황사를 예측하기 위해 WRF-Chem 모델 내 에어로졸 스킴과 광물성 먼지 옵션에 따른 미세먼지 농도 변화와 그에 따른 기상장의 민감도를 분석하는 것이다. 미세먼지의 인위적 배출량에 대해서는 $0.5^{\circ}{\pm}0.5^{\circ}$ RETRO 전구 배출량을, 광해리의 경우 Fast-J 광해리 스킴을, 그리고 황사 발생량을 추정하기 위해 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오, MOSAIC 8 섹션 에어로졸 시나리오, 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오를 각각 적용하였다. 그 결과 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오가 다른 시나리오들보다 우리나라 황사 먼지 농도와 배경 PM 농도를 더 높게 모사하였다. 그리고 이 시나리오와 서울의 각 대기질 측정망의 평균 PM10 농도와의 비교 결과, 상관계수는 0.67, 평균제곱근오차는 $44{\mu}gm^{-3}$으로 나타났다. 또한 WRF-Chem 모델에서 상기 3가지 시나리오와 이들 시나리오가 없는 순수 기상에서의 온도, 풍속, 경계층 높이, 장파복사의 기상 민감도를 분석한 결과, 1,800-3,000 m 경계층 높이와 $2-16ms^{-1}$ 풍속 U 성분의 공간적 분포가 황사 먼지 발생의 공간적 분포와 유사하게 나타났다. 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오와 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오는 황사 먼지 또는 에어로졸과 기상이 온라인으로 상호작용함으로써 지구장파복사가 더 낮게 모사되었다.

• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.531-546
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• 2018

동아시아지역을 대상으로 황사배출량 산정 모듈 및 이를 적용한 예보시스템을 개발하였고, 개발된 모형의 화학수송모델링 정합도 및 실시간 예보 운영 평가를 진행하였다. 2015년 화학수송모델링 정합도 평가 결과, 중국 지역에서는 황사 배출량을 적용한 예보 모형이 과대평가하는 기간이 있으나 대부분 지역에서 저평가 되었던 $PM_{10}$ 을 보완하고, 통계수치가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 한국 지역에서는 황사 발생일인 2월 22일~24일, 3월 16일~17일(서울지역대상)에는 황사의 유입을 적절히 모사하였으나 황사가 관측되지 않은 4월에는 황사를 적용한 예보모델이 과대평가하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 황사를 적용한 예보모형은 한반도 대부분 지역에서 저평가 되었던 $PM_{10}$ 을 보완하고, 통계수치가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 2017년 예보 성능 평가 결과, 황사배출량을 적용한 예보모델은 기존 모델과 비교하였을 때, POD는 대부분 개선되지만, A는 유사 또는 감소, FAR는 대부분 증가하는 경향이 나타났다. 황사배출량을 적용한 예보모형은 동아시아 지역에 저평가 하고 있는 $PM_{10}$ 을 보완하는 장점이 있지만, 황사배출량 산정의 불확실성 등이 내제되어 모델이 측정값을 과대모의하여 오경보율이 높다. 따라서 한반도 지역에 대표 대기질 예보모형으로 사용하기는 부적절하다고 판단된다. 그러나 황사 기간에는 황사배출량 모델의 모사성능은 우수하였으므로, 황사가 발생하는 기간에는 기존 모델과 융합하여 예보관이 예보하는 것이 필요하다고 사료된다.

• 한국항만경제학회지
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• 제38권1호
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• pp.129-142
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• 2022

과거에는 대기오염에 대한 관심이 온실가스에 집중되어 있었지만, 최근 몇 년 사이 미세먼지에 대한 관심이 고조되고 있다. 언론 및 환경단체 등에서는 미세먼지에 의한 대기오염에 대해 지속적으로 강조하고 있다. 미세먼지에 대한 경각심이 높아지는 가운데 국외 유입을 제외한 국내 요인으로써 항만에서 발생되는 대기오염이 심각한 것으로 분석되고 있다. 이를 인지하고 항만에서 발생하는 대기오염을 감소기키기 위해 국내에서도 항만지역등 대기질 개선에 관한 특별법을 제정하여 항만에서 기인하는 대기오염을 억제시키려는 시도를 하고 있다. 이 법에서는 선박뿐만 아니라 차량, 하역기계 등 항만 전체에서 발생하는 대기오염물질을 규제하며, 선박과 관련한 정책으로는 ECA, VSR, AMP가 있다. 본 연구에서는 인천항을 대상으로 이러한 친환경 정책의 효과에 대해 분석하고자 하였다. 우선적으로 정책이 없을 경우를 가정하여 선박에서 발생한 대기오염물질 배출량을 산정한 후, 각각의 정책에 대한 분석과 최종적으로 모든 정책이 반영된 실제 배출량을 산정하여 비교하는 연구를 수행하였다. 유럽환경청과 미국환경보호국에서 제시하는 방법론을 이용하였으며, 분석대상 오염물질은 국립환경과학원에서 제공하는 황산화물(SO_X), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NO_X), 총부유물질(TSP), 미세먼지·초미세먼지(PM₁₀, PM_2.5), 암모니아(NH₃)를 대상으로 하였다. 분석결과, 모든 정책이 반영된 실제 배출량은 약 4,097톤/년으로 정책 미 반영시의 약 4,857톤/년에 비해 약 760톤/년의 배출저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 각 정책의 효과를 개별적으로 분석하였을때는 ECA 4,111톤/년, VSR 4,854톤/년, AMP 4,843톤의 대기오염물질 배출량이 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 인천항 대기환경과 관련된 정책수립의 기초자료 및 근거자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1092-1099
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• 2022

대기오염물질과 온실가스 배출량을 저감 시키기 위한 배기 후처리 장치에 대한 연구는 활발히 진행 중이지만 그 중 선박용 입자상물질/질소산화물(PM/NOx) 동시저감 장치에서는 엔진에 미치는 배압 및 필터 담체 교체에 대한 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 PM/NOx를 동시저감 할 수 있는 일체형 장치의 최적 설계를 위해 장치 내부 유동과 입·출구 압력을 통한 배압의 변화를 연구하여 적절한 기준을 제시하였다. Ansys Fluent를 활용하여 디젤미립자필터(DPF) 및 선택적촉매환원법(SCR)에 다공성 매체 조건을 적용하였고 공극률은 30 %, 40 %, 50 %, 60 % 및 70 %로 설정하였다. 또한, 엔진 부하에 따른 Inlet 속도를 경계 조건으로 7.4 m/s, 10.3 m/s, 13.1 m/s 및 26.2 m/s로 적용하여 배압에 미치는 영향을 분석하였다. CFD 분석 결과, 장치의 입구 온도 보다 입구 속도에 따른 배압의 변화율이 크고 최대 변화율은 27.4 mbar였다. 그리고 모든 경계 조건에서의 배압이 선급 기준인 68 mbar를 초과하지 않았기 때문에 1800 kW 선박에 적합한 장치로 평가되었다.