• 제목/요약/키워드: ZnCdSe

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제주지역 목장 토양 및 조사료 자원의 미량광물질 함량 평가 (The Evaluation of Trace Minerals Levels of Pasture Soils and Forages in Jeju)

  • 이종언;박명희;박남건;박형수;오운용
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.29-36
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    • 2007
  • 본 연구는 제주지역 목장 토양 및 조사료 자원의 미량광물질 함량을 평가하기 위해 수행되었다. 제주지역 98 목장에서 187 토양시료(농암갈색 76, 흑색 111) 및 말 농가에서 활용되고 있는 이탈리안라이그라스 건초, 혼합목초 건초, 수입 알팔파 건초 각 60시료를 채취해서 분석했다. 토양시료는 화학특성(pH, 유효인산, 치환성 양이온 함량)과 미량광물질(Cu, Fe, Cd, Zn, Mo, Se, Mn, Cr, Co, Ni) 총 함량 및 가용성 함량이 분석되었고, 조사료 시료는 미량광물질 총 함량이 분석되었다. 토양의 pH는 전체적으로 산성을 띄고 있었다(pH 5.1). 목장 토양 유효인산은 20.5 mg/kg, 치환성 Ca, Mg, K, Na은 각각 2.6, 0.9, 0.5, 0.2 cmol+/kg으로 낮게 나타나고 있다. 목장 토양 미량광물질 중 총 함량이나 가용성 함량 모두에서 검출되지 않은 원소는 없었다. 토양 미량광물질 총 함량에 비해 가용성 함량은 매우 낮은 수준을 나타냈다. 토양 미량광물질 중 Fe 총 함량이 가장 높고, Mn, Ni, Zn 총 함량도 다소 높게 나타났다. 부분적으로 토양 무기물 간 상관이 높았다. 조사료 자원에서 Cr은 검출되지 않았다. 기타 미량광물질 함량은 수입 알팔파 건초와 제주지역에서 생산된 건초 모두 일반적인 범위를 보여주었다. 그러나 제주지역에서 생산된 건초가 수입 알팔파 건초보다 Mn 함량(105 vs 23 mg/kg)은 높고 Mo 함량(2.7 vs 4.9 mg/kg)은 낮은 수준을 보였다. 본 연구결과 제주지역 목장 토양은 대부분 산성을 나타내고 양분 함량도 낮게 나타나고 있다. 제주지역 목장 토양 및 조사료에서 특정 미량광물질이 결핍되어 있는 것으로 보이지 않는다. 따라서 가축에게 미량광물질 첨가제의 보충급여는 사양형태나 사료 미량광물질의 함량 및 이용도 등을 고려하여 결정해야 할 것으로 사료된다.

도시 및 산업환경 분진 및 토양중의 중금속 원소들의 분산에 관한 지구화학적 연구 (A Geochemical Study on the Dispersion of Heavy Metal Elements in Dusts and Soils in Urban and Industrial Environments)

  • 전효택;최완주
    • 자원환경지질
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    • 제25권3호
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    • pp.317-336
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    • 1992
  • The garden soils, main road dusts, residential road dusts, and playground soils/dusts of Seoul, Geumsan, Onsan, and Taebaek areas were analyzed in order to investigate the level of heavy metal pollution by urbanization and industrialization. The soil pH is in the range of 5.48~8.40 and was generally neutral. The color of soils and dusts is mainly Raw Umber to dark greyish Raw Umber. Some samples from Taebaek city, a coal mining area, showed a deep black color due to contamination by coal dusts. Major minerals of the dusts and soils are quartz, feldspars, and micas, reflecting the composition of the parent rocks. However, pyrite was found as a major mineral in the samples of industrial road dusts of Onsan, a smelting area, and resicential road dusts of Taebaek. Thus, the high level of heavy metals in mining and smelting areas can be explained with the sulfide minerals. The mode of occurences of heavy metals in Seoul, a comprehensive urbanized area, were related to the metallic pollutants and organic materials through observation by scanning eletron microscopy. In main road and residential road dusts of Onsan area, Cd, Zn, and Cu were extremely high. Some industrial road and residential road dusts of Seoul area showed high Cu, Zn, and Pb contents, wereas some garden soils and residential road dusts of Taebaek area were high in As content. In general, the heavy metal contents in dust samples were two to three times higher than those in soil samples. Main road dust samples were the most reflective from the discriminant analysis of multi-element data. Cadmium, Sb, and Se in Onsan area, As in Taebaek area, Pb and Te in Seoul area were most characteristic in discriminating the studied areas. Therefore, Cd in smelting areas, As in coal mining areas, and Pb in metropolitan areas can be suggested as the characteristic elements of each pollution pattern. The dispersion of heavy metal elements in urban areas tends to orignate in main roads and deposit in garden soils through the atmosphere and residential roads. The heavy metal contamination in Seoul is characteristic in areas with high population, factory, road, and traffic decsities. Heavy metal contents are high in the vicinity of smelters in Onsan area and are decayed to background levels from one kilometer away from the smelters.

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덕평지역의 탄질 변성니질암에 관한 환경적 독성원소의 지구화학적 기원, 거동 및 부화 (Geochemical Origin, Behavior and Enrichment of Environmental Toxic Elements in Coaly Metapelite from the Deokpyeong Area, Korea)

  • 이현구;이찬희
    • 자원환경지질
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    • 제30권6호
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    • pp.553-566
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    • 1997
  • Origin, behavior and enrichment of environmental toxic elements from the Deokpyeong area were investigated on the basis of major, trace and rare earth element geochemistry. Coaly metapelites of the Deokpyeong area are subdivided into grey phyllite, dark grey phyllite, coaly slate and black slate, which are interbedded along the Ogcheon Supergroup. The coaly slate had been mined for coal, but mining is closed. The coaly and black slates are lower contents of $SiO_2$ and $Al_2O_3$, and higher contents of LOI, CaO, $Na_2O$ and BaO as compared with the phyllitic rocks. Rare earth elements are highly enriched in the coaly and black slate. Average compositions (ppm) of minor and/or environmental toxic elements in the coaly and black slate are revealed as As=127, Ba=30,163, Cd=18, Cr=740, Cu=84, Mo=378, Pb=43, Sb=12, Se=44, U=144, V=8,147 and Zn=292, which are extremely high concentrations than those in the NASC compositions. Major elements (average enrichment index; 5.34) in the coaly metapelites are mostly depleted, excepting $P_2O_5$ and BaO, normalized by NASC. Rare earth elements (average enrichment index; 1.48) are enriched in the coaly slate. On the basis of NASC, minor and/or environmental toxic elements in the coaly metapelites were strongly enriched of all the elements with the exception of Co, Cs, Ni and Sr. Average enrichment index of trace elements in coaly metapelite is 31.51 (coaly slate; 51.94 and black slate; 15.46). Especially, enrichment index of potentially toxic elements (As, Ba, Cr, Cu, Mo, Ni, Sb, Se, U, V and Zn) of the rock is 46.10 (grey phyllite; 7.15, dark grey phyllite; 4.77, coaly slate; 88.96 and black slate; 22.11). These coal formations were deposited in basin of boundary between terrestrial and marine environments deduced to carbon, sulfur (C/S=2.2 to 275.7), trace and rare earth elements characteristics. Irregular behavior and dispersion between major, minor and rare earth elements of those metapelites indicates a variable source materials, incomplete mixing of differential source and/or reequilibrium of diagenesis and metamorphism.

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유기성자원의 퇴비원료로 활용 가능성 평가방법 개발 (Development of Method for Possibility Assessment on Organic Resources for Using Raw Material of Compost)

  • 임동규;이승환;성기석;소규호;신중두;이정택
    • 한국환경농학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.77-84
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    • 2006
  • 본 연구는 다양한 종류의 유기성자원 중에서 퇴비원료로의 활용 가능성이 충분하고 퇴비로 제조되어 농지에 시용하였을 때 유해성분이 적은 자원을 선별하기 위해 현재 비료관리법상 퇴비원료기준에 규제하고 있는 유기물함량과 중금속(8성분)에 유기화합물(HEM, PAHs)과 Bioassay(Microtox 생물검정법)을 추가하여 규제기준으로 활용 가능성을 검토하기 위해 $'04{\sim}'05$년(2년) 전국의 유기성자원 16종, 62점을 무작위로 선정하여 분석하였다. 시험재료의 유기물함량은 $65.3{\sim}98.0%$로서 기준치인 60% 이상을 크게 상회하였고, 전 질소 함량과 인산함량은 퇴비원료로서 질소 및 인산성분의 공급을 기대할 수 있을 것으로 생각되었다. 중금속의 경우 섬유오니가 Cr, Ni 및 As에서, 식품오니 및 피혁오니는 Ni 함량에서 퇴비원료의 기준치를 초과하여 퇴비원료로 사용이 곤란하였고, 나머지 성분함량들은 모두 기준치보다 낮았다. HEM 함량은 섬유오니가 $113mg\;kg^{-1}$으로 다른 재료에 비해 상당히 높았으며, PAHs 함량은 제지오니에서 $3,462ug\;kg^{-1}$으로 가장 높았고 그 다음은 피혁오니>중소도시 하수오니 순으로 낮았다. PAHs 성분별 분포는 naphthalene, phenanthrene, pyrene, fluoroanthene, acenaphthene이 다른 화합물들보다 많았다. Microtox분석에서 $EC_{50}$값은 피혁오니에서 가장 낮았고, 제약오니<제지오니<공단지역 하수오니<섬유오니 등의 순으로 낮아졌다. 각 분석치 항목 간의 상관관계는 HEM이 Zn, Cu, Ni과 99% 및 Cd와 95% 수준에서, Microtox $EC^{-1}$ 값은 Hg과 HEM에서 95% 수준에서 유의성을 보였다. 현재 우리나라에서 유기성자원의 퇴비원료로 활용에 대한 기준은 유기물함량과 중금속(8성분: Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Cd, As, Hg)으로 규제하고 있으나, 일반성분(B) 및 중금속(Co, Mo, Se)을 비롯하여 유해화합물(HEM, PAHs, PCBs 등) 및 생물검정법(Microtox 등)에 대한 추가적인 보완연구를 통해 퇴비원료로 활용 가능성 여부를 평가할 수 선별체계(일반성분$\Rightarrow$중금속$\Rightarrow$유기화합물$\Rightarrow$Bioassay) 및 각 선별 체계별 활용기준 항목에 대한 규제기준이 설정된 후 이들의 각 성분함량을 통과하고 최종 비효시험(포장)을 마친 경우에는, 유용한 유기성자원의 농업적 활용으로 안전한 작물재배 및 농업환경을 보전할 수 있다고 생각된다.

안전 축산물 생산을 위한 가축사료 내 중금속 오염 분석에 관한 연구 (Contamination Analysis of Heavy Metals in Commercial Feed for the Production of Safe-Animal Products)

  • 강정미;조상범;김수기;이상석;이시경
    • 생명과학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.717-722
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    • 2010
  • 가축의 안전한 축산물 생산을 위하여 2004년에서 2007년 상반기까지 국내에서 생산된 배합사료 중 소사료, 돼지사료 및 닭사료의 유해중금속(납, 크롬, 카드뮴, 비소, 셀레늄 및 수은) 및 양돈사료의 구리, 아연, 인 함량을 분석하여 사료의 안전성을 평가하였다. 연도별 배합사료 중 유해중금속을 분석한 결과 카드뮴을 제외한 다른 유해성분은 허용기준보다 매우 낮은 수치를 보였다. 카드뮴은 2005년도 돼지사료 총 987점 중 1점, 2006년도 돼지사료와 닭사료 1,239점과 778점 중 각각 4점과 1점이 허용기준을 초과하였다. 양돈용 배합사료중의 구리, 아연 및 인을 분석하여 양돈사양에 필요한 요구량과 비교하였다. 구리함량을 분석한 결과 육성돈 후기용, 비육돈 및 종돈용 배합사료에 있어서 그 허용기준을 초과하여 검출되는 평균비율은 각각 0.97%와 9.9%로 나타났다. 양돈용 배합사료 내 구리 함량(자돈용 80.98 ppm, 육성돈용 44.82 ppm, 비육돈 및 종돈용 19 ppm)은 양돈사양에 필요한 요구량, 3.5-6.0 ppm보다 훨씬 높은 수준으로 급여하고 있었다. 또 자돈용, 육성돈용 그리고 비육돈 및 종돈용에 있어서 아연 허용기준을 초과하여 검출되는 평균비율은 각각 5.7%, 7.7%, 그리고 9.3%로 나타났다. 양돈사료의 평균 인 함량은 0.74%로 검출되어 사료내의 인 요구량과 비슷하였다.

Improved Photovoltaic Performance of Inverted Polymer Solar Cells using Multi-functional Quantum-dots Monolayer

  • Moon, Byung Joon;Lee, Kyu Seung;Kim, Sang Jin;Shin, Dong Heon;Oh, Yelin;Lee, Sanghyun;Kim, Tae-Wook;Park, Min;Son, Dong Ick;Bae, Sukang
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.400.1-400.1
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    • 2016
  • Interfacial engineering approaches as an efficient strategy for improving the power conversion efficiencies (PCEs) of inverted polymer solar cells (iPSCs) has attracted considerable attention. Recently, polymer surface modifiers, such as poly(ethyleneimine) (PEI) and polyethylenimine ethoxylated (PEIE), were introduced to produce low WF electrodes and were reported to have good electron selectivity for inverted polymer solar cells (iPSCs) without an n-type metal oxide layer. To obtain more efficient solar cells, quantum dots (QDs) are used as effective sensitizers across a broad spectral range from visible to near IR. Additionally, they have the ability to efficiently generate multiple excitons from a single photon via a process called carrier multiplication (CM) or multiple exciton generation (MEG). However, in general, it is very difficult to prepare a bilayer structure with an organic layer and a QD interlayer through a solution process, because most solvents can dissolve and destroy the organic layer and QD interlayer. To present a more effective strategy for surpassing the limitations of traditional methods, we studied and fabricated the highly efficient iPSCs with mono-layered QDs as an effective multi-functional layer, to enhance the quantum yield caused by various effects of QDs monolayer. The mono-layered QDs play the multi-functional role as surface modifier, sub-photosensitizer and electron transport layer. Using this effective approach, we achieve the highest conversion efficiency of ~10.3% resulting from improved interfacial properties and efficient charge transfer, which is verified by various analysis tools.

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유연성 스테인레스와 폴리이미드 기판에서 제조된 CIGS 박막 태양전지의 효율 개선 및 특성 연구

  • 김재웅;김혜진;김기림;김진혁;정채환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.245-245
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    • 2015
  • Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. 특히 CIGS 태양전지에서는 Na의 역할이 매우 중요한데 유연기판의 경우 이러한 Na이 없을 뿐만 아니라 철강기판의 경우 Fe, Ni, Cr등의 불순물이 확산되어 흡수층의 특성을 저하시켜 효율을 감소시킨다. 따라서 이러한 철강 기판의 경우 불순물의 확산을 방지하는 확산방지막이 필수적이다. 또한 플라스틱기판의 경우 내열성이 낮아 저온에서 공정을 진행해야하는 단점이 있다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 유연기판으로 STS 430 stainless steel과 poly-imide를 이용하여 특성 개선을 진행하였다. 먼저 stainless steel과 Poly-imide, soda-lime glass, coning glass의 기판을 이용하여 기판에 따른 흡수층의 특성을 비교 분석하였으며 stainless steel 기판을 이용하여 확산 방지막의 유무 및 두께에 따른 흡수층 및 소자의 특성을 분석하였다. 이때 확산 방지막은 기존 TCO 공정에서 사용되는 i-ZnO를 사용하였으며 RF sputter를 이용하여 50~200nm로 두께를 달리하며 특성 비교를 실시하였다. 이때 효율은 확산방지막을 적용하지 않았을 때 약 5.9%에서 확산 방지막 적용시 약 10.6%로 증가하였다. 또한 poly-imide 기판을 이용하여 $400^{\circ}C$이하에서 흡수층을 제조하여 특성평가를 진행하였으며 소자 제조 후 효율은 약 12.2%를 달성하였다. 모든 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD, GD-OES, PL, Raman등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.

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Nano Bio Imaging for NT and BT

  • Moon, DaeWon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.51.2-51.2
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    • 2015
  • Understanding interfacial phenomena has been one of the main research issues not only in semiconductors but only in life sciences. I have been trying to meet the atomic scale surface and interface analysis challenges from semiconductor industries and furthermore to extend the application scope to biomedical areas. Optical imaing has been most widely and successfully used for biomedical imaging but complementary ion beam imaging techniques based on mass spectrometry and ion scattering can provide more detailed molecular specific and nanoscale information In this presentation, I will review the 27 years history of medium energy ion scattering (MEIS) development at KRISS and DGIST for nanoanalysis. A electrostatic MEIS system constructed at KRISS after the FOM, Netherland design had been successfully applied for the gate oxide analysis and quantitative surface analysis. Recenlty, we developed time-of-flight (TOF) MEIS system, for the first time in the world. With TOF-MEIS, we reported quantitative compositional profiling with single atomic layer resolution for 0.5~3 nm CdSe/ZnS conjugated QDs and ultra shallow junctions and FINFET's of As implanted Si. With this new TOF-MEIS nano analysis technique, details of nano-structured materials could be measured quantitatively. Progresses in TOF-MEIS analysis in various nano & bio technology will be discussed. For last 10 years, I have been trying to develop multimodal nanobio imaging techniques for cardiovascular and brain tissues. Firstly, in atherosclerotic plaque imaging, using, coherent anti-stokes raman scattering (CARS) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) multimodal analysis showed that increased cholesterol palmitate may contribute to the formation of a necrotic core by increasing cell death. Secondly, surface plasmon resonance imaging ellipsometry (SPRIE) was developed for cell biointerface imaging of cell adhesion, migration, and infiltration dynamics for HUVEC, CASMC, and T cells. Thirdly, we developed an ambient mass spectrometric imaging system for live cells and tissues. Preliminary results on mouse brain hippocampus and hypotahlamus will be presented. In conclusions, multimodal optical and mass spectrometric imaging privides overall structural and morphological information with complementary molecular specific information, which can be a useful methodology for biomedical studies. Future challenges in optical and mass spectrometric imaging for new biomedical applications will be discussed.

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Determining Heavy Metal (loid) Stabilization Materials and Optimum Mixing Ratio: Aqueous Batch test

  • Oh, Seung Min;Oh, Se Jin;Kim, Sung Chul;Lee, Sang Hwan;Ok, Yong Sik;Yang, Jae E.
    • 한국토양비료학회지
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    • 제47권6호
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    • pp.540-546
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    • 2014
  • Acid mine drainage sludge (AMDS) has been classified as mine waste and generally deposited in land. For this reason, studies have been conducted to examine the possibility of recycling AMDS as an amendment for heavy metal stabilization in soil. The main objective of this study was to evaluate heavy metal stabilization efficiency of AMDS comparing with the widely used lime stone. Also, optimum mixing ratio was evaluated for enhancing heavy metal stabilization. AMDS and limestone were mixed at the ratio of 0:100, 25:75, 50:50, 75:25, and 100:0 with five different heavy metal solutions ($100mg\;L^{-1}$ of $NaAsO_2$, $CdCl_2$, $CuCl_2$, $Pb(NO_3)_2$, and $ZnSO_4{\cdot}7H_2O$). The amendments were added at a rate of 3% (w/v). In order to determine the stabilization kinetics, samples were collected at different reaction time of 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 minutes. The heavy metal stabilization by AMDS was faster and higher than those of limestone for all examined heavy metals. While limestone showed only 20% of arsenic (As) stabilization after 1,024 minutes, 96% of As was stabilized within 1 minute by AMDS. The highest effect on the stabilization of heavy metal (loid) was observed, when the two amendments were mixed at a ratio of 1:1. These results indicated that AMDS can be effectively used for heavy metal stabilization in soil, especially for As, and the optimum mixing ratio of AMDS and lime was 1:1 at a rate of 3% (w/v).

PMF 모델을 이용한 대기 중 PM-10 오염원의 확인 (Source Identification of Ambient PM-10 Using the PMF Model)

  • 황인조;김동술
    • 한국대기환경학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.701-717
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    • 2003
  • The objective of this study was to extensively estimate the air quality trends of the study area by surveying con-centration trends in months or seasons, after analyzing the mass concentration of PM-10 samples and the inorganic lements, ion, and total carbon in PM-10. Also, the study introduced to apply the PMF (Positive Matrix Factoriza-tion) model that is useful when absence of the source profile. Thus the model was thought to be suitable in Korea that often has few information about pollution sources. After obtaining results from the PMF modeling, the existing sources at the study area were qualitatively identified The PM-10 particles collected on quartz fiber filters by a PM-10 high-vol air sampler for 3 years (Mar. 1999∼Dec.2001) in Kyung Hee University. The 25 chemical species (Al, Mn, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Ba, Ce, Pb, Si, N $a^{#}$, N $H_4$$^{+}$, $K^{+}$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, C $l^{[-10]}$ , N $O_3$$^{[-10]}$ , S $O_4$$^{2-}$, TC) were analyzed by ICP-AES, IC, and EA after executing proper pre - treatments of each sample filter. The PMF model was intensively applied to estimate the quantitative contribution of air pollution sources based on the chemical information (128 samples and 25 chemical species). Through a case study of the PMF modeling for the PM-10 aerosols. the total of 11 factors were determined. The multiple linear regression analysis between the observed PM-10 mass concentration and the estimated G matrix had been performed following the FPEAK test. Finally the regression analysis provided source profiles (scaled F matrix). So, 11 sources were qualitatively identified, such as secondary aerosol related source, soil related source, waste incineration source, field burning source, fossil fuel combustion source, industry related source, motor vehicle source, oil/coal combustion source, non-ferrous metal source, and aged sea- salt source, respectively.ively.y.