• Title/Summary/Keyword: SO$_2$ adsorption

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도시 미세먼지 저감 식재를 위한 수종 선정 기준의 우선순위 도출 (Prioritization of Species Selection Criteria for Urban Fine Dust Reduction Planting)

  • 조동길
    • 한국환경생태학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.472-480
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    • 2019
  • 도심지 내 미세먼지 저감 식재를 위한 식물 소재 선정 시에는 식물의 흡착 기능에 영향을 미치는 식물의 잎 모양, 질감, 수피의 형태 등 형태적 특성을 종합적으로 고려하여 선정하여야 한다. 그러나 지금까지 식물을 통한 미세먼지 저감에 대한 연구는 식물의 흡착 기능보다 흡수 기능에 대한 연구가, 실외식물보다 실내식물인 관엽식물을 대상으로 한 연구가 주로 진행되어 왔다. 특히, 미세먼지 저감 수종 선정 기준이 구체적이지 않아 미세먼지 저감 식재를 위한 식물 소재 선정 기준에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 퍼지다기준 의사결정법(Fuzzy MCDM)을 활용하여 미세먼지 저감에 영향을 미치는 8가지 지표 항목에 대한 우선순위를 도출하고 도심 내 미세먼지 저감 식재를 위한 수종 선정 기준을 마련하였다. 이를 위하여 미세먼지 관련 분야 전공자와 미세먼지 관련 연구 경험자들을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문 조사 분석 결과, 미세먼지 저감에 영향을 미치는 지표 항목 중 잎 면적과 수종의 종류가 가장 높은 순위를 나타냈다. 그리고 잎 표면의 거칠기, 수고, 성장 속도, 잎의 복잡성, 잎 가장자리 형태, 수피 특징 순서로 우선순위가 높게 나타났다. 잎 표면이 거친 수종을 선정할 경우에는 잎에 털이 있고, 광택이 나며, 왁스층이 있는 수종을 우선적으로 선정하는 것이 좋다. 잎의 형태를 고려할 경우, 단일 잎보다 3종 혹은 2종 잎과 손바닥 형태의 잎을 선정하고, 잎의 가장자리는 밋밋한 모양보다는 톱니 모양의 잎을 선별하여 공기 중의 미세먼지가 잎의 표면에 흡착되는 표면적 비율을 높아지게 할 필요가 있다. 수피의 특성을 고려할 경우에는 피목이나 무늬종보다는 코르크층이 있고 껍질이탈이나 갈라짐이 관찰되거나, 앞으로 관찰될 가능성이 높은 수종을 선정하는 것이 바람직하다. 본 연구는 도심 내 미세먼지 저감을 위한 식재계획 시 식물의 미세먼지 흡착 기능에 영향을 미치는 식물의 형태적 특성을 중심으로 식물 소재 선정 기준에 대한 우선순위를 제시하였다는 것에 의의가 있다. 본 연구에서 도출한 결과는 도심지 내 수목 식재 계획을 위한 수종 선정 시 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다.

북부 방글라데시에서 관개, 음용 및 공업용수로 사용되는 지하수의 수질 (Evaluation of Groundwater Quality in Northern Bangladesh for Irrigation, Drinking and Industrial Uses)

  • 자히둘 이슬람;나히다 라이주;타레크 나시룰라;누루딘 미아;제프리 오웬;김범철
    • 환경영향평가
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    • 제19권3호
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    • pp.281-296
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    • 2010
  • 방그라데시 북부에 위치한 풀바리 우파질라 지역의 지하수에서 pH, EC, 주요 양이온 ($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{3+}$, and $As^{3+}$), 주요 음이온 (${CO_3}^{2-}$, $HCO_3{^-}$, $NO_3{^-}$, ${SO_4}^{2-}$ and $Cl^-$) 그리고 total dissolved solids (TDS) 등의 용존물질 함량을 측정하였다. 또한 sodium adsorption ratio (SAR), soluble sodium percentage (SSP), residual sodium carbonate (RSC), 경도 등의 지표도 계산하였다. 전체적으로 지하수의 pH는 약알칼리성 (6.24 - 8.10)을 띄었으며, 주요 양이온은 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ and $Na^+$ 이었고, 주요 음이온은 $HCO_3{^-}$ and $Cl^-$ 으로서 전형적인 담수의 이온조성을 보였다. $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$ and $Fe^{3+}$ 의 최대 농도는 각각 1.71, 0.606, 0.125 mg/L 이었다. 방글라데시의 여러 지역에서는 비소에 의한 지하수의 오염이 흔히 나 타나고 있으나 이지역에서 비소의 최대농도가 0.41 mg/L로서 기준치인 0.05 mg/L 보다 낮은 오 염도를 보였다. TDS와 SAR, SSP 등으로 볼 때 이 지역의 지하수는 대부분 양호한 수질을 가지는 담수인 것으로 평가된다. $As^{3+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{3+}$, ${SO_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$ and $Cl^-$ 등의 농도는 음용수로 적합한 수준이었으나 일부 항목은 특정 산업용도로는 부적합한 농도를 보였다. 현재로서는 이지역 의 지하수는 대부분 음용이 가능하고 일부 산업용에 대해서만 부적합성을 보였다. 그러나 앞으로 지 하수의 이용과 산업활동이 증가하면 방글라데시의 많은 다른 지역의 지하수에서 발생한 사례와 같 이 용존물질의 농도가 증가하여 물의 용도에 제한을 받게 될 우려가 있다.

A New Strategy to Fabricate a Colloidal Array Templated $TiO_2$ Photoelectrode for Dye-sensitized Solar Cells

  • 이현정
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.8.1-8.1
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    • 2011
  • Nanocrystalline titanium dioxide ($TiO_2$) materials have been widely used as an electron collector in DSSC. This is required to have an extremely high porosity and surface area such that the dye can be sufficiently adsorbed and be electronically interconnected, resulting in the generation of a high photocurrent within cells. In particular, their geometrical structures and crystalline phase have been extensively investigated as important issues in improving its photovoltaic efficiency. In this study, we present a new strategy to fabricate a photoelectrode having a periodic structured $TiO_2$ film templated from 1D or 3D polystyrene (PS) microspheres array. Monodisperse PS spheres of various radiuses were used for colloidal array on FTO glasses and two types of photoelectrode structures with different $TiO_2$ materials were investigated respectively. One is the igloo-shaped electrode prepared by $TiO_2$ deposition by RF-sputtering onto 2D microsphere-templated substrates. At the interface between the film and substrate, there are voids formed by the decomposition of PS microspheres during the calcination step. These holes might be expected to play the predominant roles as scattering spherical voids to promote a light harvesting effect, a spacious structure for electrolytes with higher viscosity and effective paths for electron transfer. Additionally the nanocrystalline $TiO_2$ phase prepared by the RF-sputtering method was previously reported to improve the electron drift mobility within $TiO_2$ electrodes. This yields solar cells with a cell efficiency of 2.45% or more at AM 1.5 illumination, which is a very remarkable result, considering its $TiO_2$ electrode thickness (<2 ${\mu}m$). This study can be expanded to obtain higher cell efficiency by higher dye loading through the increase of surface area or multi-layered stacking. The other is the inverse opal photonic crystal electrode prepared by titania particles infusion within 3D colloidal arrays. To obtain the enlargement of ordered area and high quality of crystallinity, the synthesis of titania particles coated with a organic thin layer were applied instead of sol-gel process using the $TiO_2$ precursors. They were dispersed so well in most solvents without aggregates and infused successfully within colloidal array structures. This ordered mesoporous structure provides the large surface area leading to the enough adsorption of dye molecules and have an light harvesting effect due to the photonic band gap properties (back-and-forth reflection effects within structures). A major advantage of this colloidal array template method is that the pore size and its distribution within $TiO_2$ photoelectrodes are determined by those of latex beads, which can be controlled easily. These materials may have promising potentials for future applications of membrane, sensor and so on as well as solar cells.

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HS-SPME-GC/MS에 의한 혈액중 17종 유기인계 농약의 동시분석법 (Simultaneous Analysis of 17 Organophosphorous Pesticides in Blood by Automated Head Space-SPME GC/MS)

  • 이종숙;정진미;이한선;염혜선;이상기;박유신;정희선
    • 약학회지
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    • 제54권6호
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    • pp.429-440
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    • 2010
  • HS-SPME-GC/MS was studied and optimized for the determination of 17 orgarnophosphorous pesiticides (OPPs: chlorpyrifos, chlorpyrifos-methyl, demeton-s-methyl, diazinon, dimethoate, EPN, fenitrothion, fenthion, malathion, methidathion, monocrotophos, parathion, phenthoate, phosphamidon, sulfotep, terbufos, triazophos) in blood. Optimum SPME parameters were selected: choice of SPME fiber (85 ${\mu}m$ polyacrylate), pH effect (0.5 N HCl), salt effect ($Na_2SO_4$, 0.2 g; 20%), headspace incubation temperature ($80^{\circ}C$), headspace incubation time (1 min), headspace adsorption time (30 min) and GC desorption time (2 min). These parameters were optimized using HS-SPME autosampler coupled with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Method validation was carried out in terms of linearity, limit of detection (LOD), limit of quantitation (LOQ) and recovery in blood. The assay was linear over 0.5~5.0 mg/l ($r^2$=0.955~1.000). Limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) in blood were determined 0.03~0.3 mg/l (S/N=3) and 0.1~1.1 mg/l (S/N=10), respectively. Relative recovery with 0.5, 1 and 5 mg/l (in blood) were 90.8%, 98.5% and 94.1%, respectively. This method will be applied to the determination of the orgarnophosphorous pesticides in postmortem blood. The proposed protocol can be an attractive alternative to be used in routine toxicological analysis.

토양 혼합여재를 이용한 질소산화물 제거특성 (Removal Characteristics of NOx Using a Mixed Soil-Biofilter)

  • 조기철;신은상;황경철;조일형;이내현;여현구
    • 환경위생공학
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    • 제21권3호
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    • pp.15-26
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    • 2006
  • As traffic in city-centre around the world continues to increase, so levels of atmospheric pollutants continue to rise. High concentrations of NOx can have negative effects on human health, and we must find new ways to reduce their levels in the air we breathe. Nitrogen oxide gas (NOx), consisting of nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide $(NO_2)$ produced using $O_3$ oxidation, at a low concentration corresponding to that on roads as a result of exhaust from automobiles, was carried out to evaluate the removal characteristics of NOx through a laboratory-scale biofilter packed with soil as a packing material. A mixture media (yellow soil (30%): soil (40%): compost (10%): a used briquet (20%)) was applied. After about 1day of operation, the removal efficiency for $NO_2$ in all experiments with a constant condition ($25^{\circ}C$ and water humidity (60%)) was over 98%. The retention times of the section between phase I and phase II for formation and reduction of $NO_3$ NO and $NO_2$ on the initial $NO_3$ concentration was 50min $(O_3:195\;ppb),\;55min\;(O_3:925\;ppb),\;65min\;(O_3:1743\;ppb),\;70min\;(O_3:2616\;ppb),\;75min\;(O_3:3500\;ppb)$, respectively The soil biofilter system is a unique technology that purifies urban air by utilizing the natural processes that take place in the soil. Although some of the processes are quite complex, they can broadly be summarized as adsorption onto soil particles, dissolution into soil pore water, and biochemical.

강원도 평창지역의 산림내 강설 산성도와 화학적 조성 -대관령과 운교리를 중심으로 - (The Acidity and Chemical Compositions of the Snowfall at Pinus koraiensis Stand in Pyungchang Region - A centering around the Daegwalyung and Woongyori -)

  • 김영채;정동준;김홍률
    • 한국농림기상학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.143-149
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    • 2001
  • 각 지역의 겨울철 강수인 눈의 산성도와 화학적 조성과 산림지역의 임내ㆍ외 강설의 특성을 비교 분석하고자 대관령 지역(강원도 평창군 도암면 횡계리) 운교 지역(강원도 평창군 방림면 운교리)을 대상으로 강설을 채취하여 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조사 지역의 강설을 채취하여 적설량과 pH의 관계를 보면, 두 지역 모두 적설량이 적을 때는 pH의 변화 분포가 크게 나타났으며, 적설량이 증가할수록 pH가 안정되는 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 강우현상에 있어 국지적인 환경에 따른 대기중의 부유물질 중에서 산성물질의 흡착비율이 달라짐을 의미함과 동시에 광역적으로 분포하는 산성물질의 유입도 고려해야 한다는 연구(나춘기와 정재일, 1997)와 유사한 것으로 강설의 경우에도 적용할 수 있다고 판단하였다. 2. 각 조사 지역의 강설 중 임외 강설과 임내 강설의 이온농도 변화는 전체적으로 임내에서 증가하는 경향을 보였다. 이 중에서 양이온의 경우는 $Ca^{2+}$, 음이온은 NO$_{3}$$^{-}$, SO$_{4}$$^{2-}$ , Cl$^{-}$ 모두가 증가의 양상을 보였다. 3. 이러한 결과를 기초로 하여 각 이온농도간의 편차와 상호관계를 파악하기 위해서 각 이온간의 상관성과 요인분석을 실시하여 비교하는 것이 각 지역 강설의 화학적 특성을 구명할 수 있을 것으로 판단된다.

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$Co_2$ Corrosion Mechanism of Carbon Steel in the Presence of Acetate and Acetic Acid

  • Liu, D.;Fu, C.Y.;Chen, Z.Y.;Guo, X.P.
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제6권5호
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    • pp.227-232
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    • 2007
  • The corrosion behavior of carbon steel (N80) in carbon dioxide saturated 1%NaCl solution with and without acetic acid or acetate was investigated by weight-loss test, electrochemical methods (polarization curve, Electrochemical impedance spectroscopy). The major objective is to make clear that the effect of acetic acid and acetate on the corrosion of carbon steel in $Co_2$ environments. The results indicate that either acetic acid or acetate accelerates cathodic reducing reaction, facilitates dissolution of corrosion products on carbon steel, and so promotes the corrosion rate of carbon steel in carbon dioxide saturated NaCl solution. All Nyquist Plots are consisting of a capacitive loop in high frequency region, an inductive loop in medial frequency region and a capacitive arc in low frequency region. The high frequency capacitive loop, medial frequency inductive loop and low frequency capacitive arc are corresponding to the electron transfer reaction, the formation/adsorption of intermediates and dissolution of corrosion products respectively. All arc of the measured impedance reduced with the increase of the concentration of Ac-, especially HAc. However, the same phenomenon is not notable after reducing pH value by adding HCl. HAc is a stronger proton donor and can be reduced directly by electrochemical reaction firstly. Ac- can't participate in electrochemistry reaction directly, but $Ac^-$ an hydrate easily to create HAc in carbon dioxide saturated environments. HAc is as catalyst in $Co_2$ corrosion. As a result, the corrosion rate was accelerated in the presence of acetate ion even pH value of solution increased.

배기가스 정화용 폐 자동차 촉매를 이용한 휘발성 유기화합물의 제거 (Catalytic Oxidation of Volatile Organic Compounds Over Spent Three-Way Catalysts)

  • 심왕근;김상채
    • 공업화학
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    • 제19권5호
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    • pp.574-581
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    • 2008
  • 폐 자동차 배기가스 정화용 촉매를 휘발성 유기화합물(VOCs) 처리 시스템에 재활용하기 위해 운전조건이 서로 다른 폐 자동차 촉매를 이용하여 촉매의 최적 재생 조건 및 VOCs 연소활성특성을 조사하였다. 폐 촉매의 최적 재생 조건을 찾기 위해 산세기가 서로 다른 5종류(질산($HNO_3$), 황산($H_2SO_4$), 옥살산($C_2H_2O_4$), 구연산($C_6H_8O_7$), 인산($H_3PO_4$))의 산을 이용하여 재생 처리하였으며, 질소 흡착등온선, XRD와 ICP를 이용하여 폐 촉매와 재생 처리한 촉매의 물리화학적 특성을 비교하였다. 폐 자동차 촉매의 피독물질과 백금족 금속(PGMs)의 상대적 함유율은 촉매의 위치에 따라 달랐으며, 주요 피독물질은 윤활유 오일첨가제와 엔진 및 배출가스 파이프에 함유된 물질이었다. 그리고 폐 자동차 촉매는 산수용액 전처리 후 백금족 금속의 상대적 함유율, BET 비표면적 및 평균기공크기가 폐 촉매에 비해 증가하였다. 폐 촉매와 재생 처리한 촉매의 VOCs 연소활성 실험 결과 폐 촉매가 VOCs 처리에 충분히 이용될 수 있다는 가능성을 보여 주었으며, $HNO_3$$C_2H_2O_4$ 전처리를 한 촉매의 반응활성이 가장 우수하였다. 그리고 전처리한 촉매의 반응활성은 산처리로 인한 피독 오염물질의 제거율 및 조직 특성 변화 보다는 백금족 금속인 백금(Pt)의 함유율에 더 큰 영향을 받았다.

인 제거를 위한 코팅 발포질석 적용 가능성 연구 (A Study for the Removal of Phosphorous Using Coated Exfoliated Vermiculite)

  • 김석구;이태윤
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.5-13
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    • 2014
  • 본 연구에서는 발포질석을 글리세롤로 코팅하여 인에 대한 흡착력을 높인 발포질석 흡착제 제조 및 인 제거능력을 평가하였다. 발포질석과 4 mol%의 황산을 포함한 글리세롤을 1:4 비율로 혼합 후 380, 580, $780^{\circ}C$로 가열하여 다공성 탄소층을 발포질석 표면에 부착하였다. $380^{\circ}C$로 가열한 질석의 경우 비표면적인 $53.1m^2/g$을 나타내었으며, TGA 분석을 통해 탄소성분의 산화로 인한 질량손실이 가장 큰 것으로 분석되었다. $380^{\circ}C$로 제조된 코팅 발포질석을 이용한 수용액 속의 인 제거를 흡착모델에 적용해보니 Langmuir 모델에 더 적합하며 여기로부터 구한 최대제거량은 714.3 mg/kg으로 기존 점토광물을 이용한 인 흡착연구결과보다 더 흡착용량이 뛰어난 것을 알 수 있었다.

FAPO 제올라이트 흡착제 코팅을 통한 핀-관 열교환기 운전조건별 열전달 성능특성 (Heat Transfer Characteristics of Fin-Tube Heat Exchanger Coated with FAPO Zeolite Adsorbent at Different Operating Conditions)

  • 정철기;김용찬;배경진;차동안;권오경
    • 동력기계공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.93-101
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    • 2017
  • In conventional adsorption chamber, adsorbent is embedded in between heat exchanger fins by wire mesh. This method impedes heat and mass transfer efficiency. So in this study, to improve the heat transfer performance of heat exchanger, a fin-tube exchanger was coated with FAPO (Ferroaluminophosphate) zeolite adsorbent. The fin-tube heat exchanger has a fin pitch of 1.8 mm with a variation of adsorbent coating thickness of about 0.1 mm, 0.15 mm and 0.2 mm. By varying cooling water temperature and chilled water temperature respecively, heat transfer rate and overall heat transfer coefficient were investigated. As a result, the heat transfer rate and overall heat transfer coefficient increase with decreasing cooling water temperature and increasing chilled water temperature. Under the basic conditions, the heat transfer rate of heat exchanger with 0.2 mm coating thickness is 11% and 43% higher than that of 0.1 mm and 0.15 mm, respectively. The overall heat transfer coefficient is $189.1W/m^2{\cdot}^{\circ}C$, it is two times lager than that of 0.1 mm.