한반도 에어로졸 라이다 관측 네트워크(Korea Aerosol Lidar Observation Network; KALION)의 라이다 관측자료 처리 및 실시간 표출을 위한 표준 알고리즘을 개발하였다. KALION 표준 알고리즘은 라이다 관측으로부터 얻어진 후방산란강도와 편광소멸도 자료를 이용하여 (1) 에어로졸과 구름 구분, (2) 에어로졸 유형 구분, (3) 에어로졸 소산계수 그리고 (4) 에어로졸 질량농도를 산출하는 단계로 구성이 되어 있다. 에어로졸의 유형은 후방산란강도와 편광소멸도 자료에 근거하여, (대륙 기원) 청정기단 에어로졸(clean continental aerosol), 황사(dust aerosol) 그리고 오염 입자(polluted continental/urban pollution aerosol)로 구별된다. 에어로졸 소산계수에 필요한 라이다 상수는 약 9년간의 라이다와 스카이 라디오미터 자료로부터 도출된 63.31 sr을, 에어로졸 질량소산효율은 약 9년간의 라이다와 기상청 Particulate Matter($PM_{10}$) 질량농도 자료를 이용하여 도출된 $3.36m^2\;g^{-1}$ (황사는 $1.39m^2\;g^{-1}$)을 적용한다. 2015년 3월 28일부터 30일까지 라이다 관측 사례(서울 관악)에서 KALION 표준 알고리즘을 통해 산출된 에어로졸 유형 구분, 특히 황사 판별 결과는 기상청의 황사 보고와 잘 일치하였으며, 2006년 6월부터 약 9년 동안의 라이다 관측자료로부터 산출된 에어로졸 질량농도 역시 지상 $PM_{10}$ 농도와 약 $3{\mu}g\;m^{-3}$ 내에서 잘 일치하였다. 향후 에어로졸의 유형에 따른 서로 다른 라이다 상수 및 에어로졸 질량소산효율 적용 알고리즘, 빙정 구름(ice cloud)과 물방울 구름(water droplet cloud) 구분 알고리즘, 그리고 운저 고도와 혼합고 판별 알고리즘을 개발할 계획에 있다.
The capital city of Himalayan Country Nepal, Kathmandu Valley is surrounded by consecutive high mountains, which limits the air distribution and mixing effects significantly. It in turn generates steady air flow pattern over a year except in monsoon season. The air shed in the Valley is easily trapped by the surrounded mountains and the inversion layer formulated as the cap. The $PM_{10}$ concentration was noticeably higher than the standard level (120 ${\mu}g/m^3$) in urban and suburban area of Kathmandu valley for all seasons except monsoon period. The Valley area experiences similar wind patterns (W, WWS, and S) for a year but the Easterly wind prevails only during the monsoon period. There was low and calm wind blows during the winter season. Because of this air flow structure, the air emission from various sources is accumulated within the valley air, high level of air pollution is frequently recorded with other air polluted cities over the world. In this Valley area, brick kilns are recognized as the major air pollution source followed by vehicles. Mostly Bull Trench Kiln (BKT), Hoffman Kiln and Vertical Shaft Brick Kiln (VSBK) are in operation for brick firing in Kathmandu valley where the fuels such as crushed coal, saw dust, and natural gas are used for processing bricks in this study. Tool for the Reduction and Assessment of Chemical and Other Environmental Impacts (TRACI) was used for screening and quantifying the potential impacts of air emission from firing fuels. The total Environmental Performance Score (EPS) was estimated and the EPS of coal was approximately 2.5 times higher than those of natural gas and saw dust. It is concluded that the crushed coal has more negative impact to the environment and human health than other fuel sources. Concerning the human health and environment point of view, alternative environment friendly firing fuel need to be used for brick industry in the kiln and the air pollution control devices also need to be applied for minimizing the air emissions from the kilns.
In order to evaluate the state of the environmental pollution by vehicle exhaust in Seoul area the correlation between lead in air and leaves of roadside trees has been investigated during August in 1985. The dust in the atmosphere was collected by high volume air sampler to measure the concentration of lead. On the other hand, lead as a pollution indicator was extracted from the leaves of roadside trees (Ginkgo biloba, Salix pseudo/lasiogyne, platanus occidentalis) by conventional method and their concentrations were determined. The following results were obtained : 1. Lead concentrations in the leaves of roadside trees varied with trees, for example, the average concentrations of lead in each of the leaves of Ginkgo biloba, Salix pseudo/lasiogyne and Platanus occidentalis were 20.66 ppm, 9.37 ppm, and 10.58 ppm, respectively. 2. The dust sampled along heavily traveled highways showed that lead content tended to increase with traffic volume. 3. The correlation coefficients between lead correlation in air and leaves of Gingo biloba, Salix pseudo/lasiogyne, and Platanus orientalis were 0.80, 0.85, and 0.87, respectively.
Indoor particulate matter(PM) is a carcinogen and needs to be removed and managed. It is generally reduced and removed through ventilation and filtration. Owing to the recent occurrence of high-concentration fine dust and yellow dust in the atmosphere, however, it is difficult to expect the purification of indoor air through the simple introduction of the outside air. For residential buildings, in particular, they are highly dependent on natural ventilation but the lack of natural ventilation is worsening because concerns over the inflow of external pollutants are increasing. Therefore, this study designed and manufactured a window ventilation system that does not require a duct to improve the maintenance and management problems of general ventilation system, and constructed indoor PM concentration change data through performance evaluation.
The use of road cutters in the maintenance of obsolete underground facilities maintains polluting dust, cutting sludge, etc, polluting the air environment, soil, and water, causing civil complaints caused by noise, and consequently interrupting work. Therefore, it is time for eco-friendly pavement cutting technology for fugitive dust and cutting sludge emission management and noise management. This study was based on research by the development of eco-friendly pavement cutting technology in urban areas. In this study, the current state of existing road cutters is investigated and the patented technology analysis of road cutters is conducted to derive the design elements of eco-friendly pavement cutting technology.
본 연구는 미세먼지 농도 저감을 위해 스마트버스정류장 도입 유형에 대한 가이드라인을 제안하고자 한다. 이를 위해 스마트버스정류장 유형을 밀폐형 및 개방형으로 구분하고, 서울 강남구에 위치한 스마트버스정류장 내부와 외부 5개 지점에서 PM10 및 PM2.5를 5일간 실측하여 저감효과를 비교·분석하였다. 분석 결과 외부공간에 대한 저감효과는 두 유형에서 모두에서 미비하게 나타났으나, 밀폐형 버스정류장(PM10 26.0㎍/m3, PM2.5 20.2㎍/m3 내·외부 농도차이) 내에서 개방형 버스정류장(PM10 2.4㎍/m3, PM2.5 1.8㎍/m3 내·외부 농도차이) 내에서보다 상대적으로 우수한 농도 저감효과를 나타내었다. 이를 바탕으로 미세먼지 저감을 고려한 스마트버스정류장 도입을 검토할 경우 밀폐형을 권장한다. 또한 스마트버스정류장 외부의 미세먼지 저감효과가 미비하기 때문에 스마트버스정류장 내부 용량을 초과하는 서비스 수요 발생 시 스마트버스정류장 추가 구축이 필요하다.
기후변화 대응, 탄소중립 전략, 도시열섬, 미세먼지, 생물다양성 증진 등 환경이슈에 대한 해결책으로 도시녹지와 수목의 가치가 중요해지고 있으며 다양한 연구들이 도시환경개선을 위한 수목의 효과를 다루고 있다. 따라서 본 연구는 도시환경개선 측면에서 식재수종, 식재구조, 식재밀도, 식재기반의 선행연구를 종합적으로 고찰하여 도시공원 조성녹지의 식재 리뉴얼 방향성을 제안하고 이를 리뉴얼 계획에 적용해 조경수목을 통한 도시환경개선 효과를 제고하는 데 목적이 있다. 서울시 내 대규모 근린공원인 서울어린이대공원의 식재현황을 현장조사하고 조사자료를 근거로 식재기능평가를 했으며 식재기능개선 필요지역을 중첩 도출하였다. 식재기능평가는 공원기능 설정, 공간기능에 따른 식재개념, 식재현황 단계별로 수행하였고, 연구의 결과인 기능변화에 따른 식재 리뉴얼 방향은 식재기능평가 단계별로 도출하였다. 공원기능 설정은 녹지율을 높이는 것이 우선이나 이용자 편의도 고려해야 하며, 식재개념으로 시각적 경관식재는 교목층은 수형이 아름답고 탄소흡수와 미세먼지 저감효과가 높은 수종을 식재, 생태적 경관식재는 경사구배 위 다층구조 식재지 조성, 완충식재는 다층구조숲으로 조성하여 탄소흡수와 미세먼지 저감 효과 향상, 녹음식재는 활엽수 교목층과 초본층으로 구성하고 초본류의 자연형 식재를 지향해야 한다. 식재수종은 도시환경개선 효과가 높은 수종, 지역 자생종, 야생조류 선호 수종을 식재하고, 식재구조는 경관식재지와 녹음식재지는 교목층과 관목층, 교목층과 초본층으로 구성하고 생태성이 강조되거나 완충기능이 필요한 식재지는 다층구조로 조성한다. 식재밀도는 식재간격 기준으로 더 높은 기준을 적용하며, 식재기반은 빗물재활용과 토양객토 및 통기시설을 사용한다. 본 연구의 결과는 향후 노후 도시공원의 식재리뉴얼 계획 시 식재기능평가를 수행하여 식재기능개선 필요지역을 도출하는 데 적용할 수 있으며, 조성녹지의 기능변화 패러다임을 다각도로 반영한 식재 리뉴얼 방향성을 제시했다는 점에서 의의가 있다.
This thesis describes the use of measured aerosol size distributions and size-resolved hygroscopic growth to examine the physical and chemical properties of several particle classes. The primary objective of this work was to investigate the optical and cloud forming properties of a range of ambient aerosol types measured in a number of different locations. The tool used for most of these analyses is a differential mobility analyzer / tandem differential mobility analyzer (DMA / TDMA) system developed in our research group. To collect the data described in two of the chapters of this thesis, an aircraft-based version of the DMA / TDMA was deployed to Japan and California. The data described in two other chapters were conveniently collected during a period when the aerosol of interest came to us. The unique aspect of this analysis is the use of these data to isolate the size distributions of distinct aerosol types in order to quantify their optical and cloud forming properties. I used collected data during the Asian Aerosol Characterization Experiment (ACE-Asia) to examine the composition and homogeneity of a complex aerosol generated in the deserts and urban regions of China and other Asian countries. An aircraft-based tandem differential mobility analyzer was used for the first time during this campaign to examine the size-resolved hygroscopic properties of particles having diameters between 40 and 586 nm. Asian Dust Above Monterey (ADAM-2003) study was designed both to evaluate the degree to which models can predict the long-range transport of Asian dust, and to examine the physical and optical properties of that aged dust upon reaching the California coast. Aerosol size distributions and hygroscopic growth are measured in College Station, TX to investigate the cloud nucleating and optical properties of a biomass burning aerosol generated from fires on the Yucatan Peninsula. Measured aerosol size distributions and size-resolved hygroscopicity and volatility were used to infer critical supersaturation distributions of the distinct particle types that were observed during this period. The predicted CCN concentrations were used in a cloud model to determine the impact of the different aerosol types on the expected cloud droplet concentration. RH-dependent aerosol extinction coefficients are calculated at a wavelength of 550 nm.
As the frequency and the intensity of so called Asian dust (AD) events have increased, public concerns about the adverse health effects has spiked sharply over the last two decades. Despite the recent reports on the correlation between AD events and the risk for cardiovascular and respiratory disease, the nature of the toxicity and the degree of the risk are yet largely unknown. In the present study, we investigated the effects of the dichloromethane extract of AD (AD-X) and that of urban dust (NAD-X) collected during a non-AD period on gene expression in HL-60 cells using Illumina Sentrix HumanRef-8 Expression BeadChips. Global changes in gene expression were analyzed after 24 h of incubation with 50 or 100 ${\mu}g$/ml AD-X and NAD-X. By one-way analysis of variance (p < 0.05) and Benjamini-Hochberg multiple testing correction for false discovery rate of the results, 573 and 297 genes were identified as AD-X- and NAD-X-responsive, respectively. The genes were classified into three groups by Venn diagram analysis of their expression profile, i.e., 290 AD-X-specific, 14 NAD-X-specific, and 283 overlapping genes. Quantitative realtime PCR confirmed the changes in the expression levels of the selected genes. The expression patterns of five genes, namely SORL1, RABEPK, DDIT4, AZU1, and NUDT1 differed significantly between the two groups. Following rigorous validation process, these genes may provide information in developing biomarker for AD exposure.
본 연구에서는 도시대기 중 문제시 되는 미세먼지 배출원의 주범으로 추정되는 유류를 사용하는 도로배출원(자동차)의 배출량 산정을 위한 배출계수 및 활동도 적용의 타당성과 미세먼지 제어를 위한 법제도 시행의 타당성에 대하여 분석하고 고찰하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 실제 교통량에 근거하여 작성한 본 연구의 자동차 배출량 공간분석 결과와 기존 방법과의 차이가 나타났는데, 대기 미세먼지 농도를 알아보기 위한 대기분산모델링을 수행할 때 현실적이지 않은 배출량을 입력할 경우, 농도분포 결과의 심각한 왜곡을 초래할 수 있기 때문에 자동차 배출 미세먼지 공간분석은 실제 교통량에 근거하여 작성해야 할 것이다. 국립환경과학원방법(2010)에 사용된 자동차 미세먼지 배출계수는 주로 2003~2007년식의 자동차를 대상으로 하였기 때문에 DPF 장착 등의 효과를 반영할 수 없었고, 서울 인근 도로 노선별 자동차 미세먼지 배출량 산정결과 국립환경과학원방법과 본 연구방법의 결과가 상이하게 나타났는데, 승용차 배출량 중 휘발유차 배출량이 디젤차량 배출량과 대등하게 산정되었기 때문에, 현실에 맞는 디젤 및 휘발유 자동차 미세먼지 배출계수 개발이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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