• 한국대기환경학회지
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• 제26권5호
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• pp.475-489
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• 2010

In order to verify the enhancement of ozone and carbon monoxide (CO) during springtime in East Asia, we investigated weather conditions and data from remote sensors, air quality models, and air quality monitors. These include the geopotential height archived from the final (FNL) meteorological field, the potential vorticity and the wind velocity simulated by the Meteorological Mesoscale Model 5 (MM5), the back trajectory estimated by the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model, the total column amount of ozone and the aerosol index retrieved from the Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), the total column density of CO retrieved from the Measurement of Pollution in the Troposphere (MOPITT), and the concentration of ozone and CO simulated by the Model for Ozone and Related Chemical Tracers (MOZART). In particular, the total column density of CO, which mightoriginate from the combustion of fossil fuels and the burning of biomass in China, increased in East Asia during spring 2000. In addition, the enhancement of total column amounts of ozone and CO appeared to be associated with both the upper cut-off low near 500 hPa and the frontogenesis of a surface cyclone during a weak Asian dust event. At the same time, high concentrations of ozone and CO on the Earth's surface were shown at the Seoul air quality monitoring site, located at the surface frontogenesis in Korea. It was clear that the ozone was invaded by the downward stretched vortex anomalies, which included the ozone-rich airflow, during movement and development of the cut-off low, and then there was the catalytic photochemical reaction of ozone precursors on the Earth's surface during the day. In addition, air pollutants such as CO and aerosol were tracked along both the cyclone vortex and the strong westerly as shown at the back trajectory in Seoul and Busan, respectively. Consequently, the maxima of ozone and CO between the two areas showed up differently because of the time lag between those gases, including their catalytic photochemical reactions together with the invasion from the upper troposphere, as well as the path of their transport from China during the weak Asian dust event.

• 한국지구과학회지
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• 제36권1호
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• pp.90-108
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• 2015

2010년 11월 11-13일 한반도에 영향을 미쳤던 황사에 대해 WRF-Chem 모델을 이용하여 시뮬레이션 하였다. WRF-Chem 모델에서 미세먼지의 인위적 배출량은 RETRO 전구 배출량을 사용하였고, RADM2 화학 메커니즘과 MADE/SORGAM 에어로졸 스킴 및 GOCART 광물성 먼지 옵션을, 그리고 Fast-J 광해리 스킴을 선택하여 $PM_{10}$ 농도를 시뮬레이션 하였는데 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. WRF-Chem 모델 결과에 따른 $PM_{10}$ 농도의 공간적 분포와 연직 프로파일 분석결과 2010년 11월 11-13일에 우리나라에 영향을 미쳤던 황사는 강한 가을황사로 저기압의 발달로 인해 형성된 콤마구름 때문에 황사가 한랭전선 후면에서 갇혀 상공 2.5 km 이내에서 이동 및 유입됨을 알 수 있었다. 황사 발생 기간 동안 백령도와 서울의 기상청 관측 자료와 모델의 $PM_{10}$ 농도를 시계열로 분석한 결과 상관계수와 평균제곱근오차(RMSE)는 백령도의 경우 0.763과 $192.73{\mu}g/m^3$, 서울의 경우 0.725와 $149.68{\mu}g/m^3$로 나타났다. 미세먼지인 $PM_{10}$과 $PM_{2.5}$ 농도의 공간적 분포는 유사하였고 $PM_{2.5}$가 $PM_{10}$의 약 50% 정도로 나타났으며 이는 기상청 UM-ADAM 모델 결과와도 유사하였다. $PM_{10}$ 농도와 경계층 높이, 동서 성분 바람장의 공간적 분포는 유사성을 지니고 있어 두 개의 변수를 이용하여 $PM_{10}$의 농도를 예측하는 회귀 방정식을 구하고자 우리나라에 영향을 미쳤던 강한 가을 황사(2010년 11월 11-13일)와 봄 황사(2011년 3월 19-20일) 사례를 선정하였고, 통계 모델을 이용한 회귀식을 도출하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.25-35
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• 2013

In swine house, dust generation comes from various sources and is known to be harmful both for the animals and the farmers because the dust contains biological and gaseous matters. When farmers are constantly exposed to the dusts, they can suffer chronic or acute respiratory symptoms and have high probability of manifesting various diseases. To address this problem, understanding of the mechanism of dust generation is very important. In this paper, the dust concentration of inhalable, respirable, TSP and $PM_{10}$ were monitored and analyzed according to the pig-activity level, ventilation quantity and feeding method in fattening pig house. From the measured results, in case of the concentration of TSP, an inverse-linear relation with ventilation rate ($R^2=0.88$) and linear relation with the installation height of feed supply pipe ($R^2=0.73$) were determined. However in case of the concentration of $PM_{10}$, no particular relationship with the variables was observed. Using the concentration of inhalable and respirable dust based on the pig-activity level, multi-variate regression analysis was conducted and results have shown that the movement of pigs can contribute to the dust generation (p＜0.05, $R^2=0.71$, 0.61). The relationship determined between dust generation and environmental variables investigated in this study is very significant and useful in conducting dust-reduction researches.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권4호
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• pp.75-83
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• 2017

Many parts of problems in livestock industry today are associated with organic dust. Endotoxin and toxic gasses on the surface of dust and dust itself can cause aesthetic displeasure and respiratory disease. It also reduces livestock productivity by suppressing immunity of animals and carrying microbes causing animal disease. However, dust level of cattle farm was rarely reported in Korea, and regulation for cattle farm worker does not exist. In this paper, dust concentration and environmental condition were regularly monitored in a commercial Korean native cattle farm. The measurement was conducted according to location and working activities. From the measurement, distribution of dust concentration was affected by wind environment, as the result of natural ventilation. TMR mixer was a major source of dust in target cattle house. The maximum inhalable dust concentration was 637.8 times higher than exposure limit as feed dropped into the TMR mixer. It was expected that dust generation could be affected by particle size and drop height of feed. This study suggests potential risk of dust in cattle farm, and necessity for latter study. Effect of aerodynamic condition and TMR processing should be investigated for dust reduction study.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권3호
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• pp.71-81
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• 2017

Organic dust generated inside livestock facilities includes toxic organic matters such as bacteria and endotoxin. Dust can cause respiratory disease for worker and livestock, and consequently, degradation of welfare and productivity. Influence of dust on livestock workers has been studied since the 1970s. However, exposure limit for cattle farmer has not been established, unlike exposure limit for pig and poultry farmer. Furthermore, study on air quality inside livestock facility, especially inside dairy farm has been rarely conducted in Korea. In this study, dust concentration of TSP, PM10, inhalable and respirable dust has been monitored in the commercial dairy house according to location and working activities. Bedding material inside the stall was one of the major sources of dust. The amount of dust was related to water content level of the bedding material. Dust concentration was relatively high in leeward location, and the highest concentration was measured during TMR mixing process. The maximum value of inhalable dust concentration was 29.1 times higher than the reference value as fine particles drop to the TMR mixer. Dust generated by TMR mixing was presumed to decrease by adjusting moisture and drop height of feed.

• 한국환경과학회지
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• 제21권7호
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• pp.855-863
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• 2012

This study analyzed mass concentrations of TSP, PM10 and PM2.5 and elemental constituents according to the isentropic backward trajectories of air parcel from Cheongwonin East Asia during the period January - October, 2011. Mass concentrations of the continental polluted airflow (CP) showed levels of TSP and PM10 mass concentrations higher than the continental background airflow (CB). Also, PM2.5 mass concentrations of anthropogenic fine particles ran higher in CP than in CB. The elemental constituents and elemental constituent ratio ended up varying depending on the origin of atmospheric aerosols generated. The average absolute content of elemental constituents reached its height in CB, the ratio of anthropogenically originating elements (PE) among the all elements (AE) analyzed marked a high in CP, and Mg+Na/AE reached its height in the oceanic airflow (OA). At the same time, TSP, PM10 and PM2.5 mass concentrations, the ratio of PM2.5/TSP and PE/AE element ratio ran higher in CP than CB. Episodes of large-scale transport of atmospheric pollutants as observed at Cheongwon were 8 cases and 22 days. The ratios of PM10, PM2.5 among TSP mass concentrations showed different results and the ratios of PM2.5 showed an increasing trend in the episodes of anthropogenic air pollution transport. Overall, dustfall episodes show a level of elemental constituents higher than those of anthropogenic air pollution.Dustfall episodes were observed to contain more of Fe, Al and Ca originating from continental soils and those of air pollution were observed to contain more of Zn, Mn, Cu and Pb. By difference in contents of absolute elemental constituents, episodes of anthropogenic air pollution showed a high PE/AE rate, and dustfall episodes a high SE/AE rate.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권2호
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• pp.173-180
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• 2017

본 연구에서는 한국원자력연구원의 핵연료가공시설 굴뚝 내에서 9곳의 시료채취 위치를 선정하여 ANSI/HPS N13.1-1999 지침에서 제시하는 기준에 따라 그 적절성을 평가하였다. 유체를 포함한 다중물리 해석 소프트웨어인 COMSOL을 활용하여 유동교란 지점으로부터 굴뚝 직경의 배수 높이 위치(L/D) 단면에서의 속도분포, 유동각 및 $10{\mu}m$ 크기의 입자분포 등의 항목에 대하여 기준만족 여부를 평가하였다. 평가 결과, 5 L/D 이상에서 속도분포에 대한 기준을 만족했으며, 평균 유동각에 대한 기준은 모든 위치에서 만족했다. 입자분포에 대한 기준은 5 L/D 와 9 L/D 에서 만족하였으나, 그 분포가 일부에서 기준을 만족하지 못하였다. 균일한 입자분포를 얻기 위한 방법으로 굴뚝 내 정적 혼합장치(static mixer)와 둘레링(perimeter ring)을 추가하는 것을 제안하고, 이에 대한 평가를 수행하였다. 정적 혼합장치를 추가한 경우에는 5-10 L/D, 둘레링을 추가한 경우에는 5 L/D 및 7-10 L/D 에서 입자분포에 대한 기준을 만족하였다. 보완을 위하여 추가한 2 가지 조건에서, 입자분포에 대한 기준을 만족하는 지점은 속도분포 및 평균 유동각에 대한 기준 역시 만족하고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 사용한 방법은 신규시설뿐만 아니라, 현장입증시험 수행이 어려운 운영중인 시설에 대하여 시료채취 위치의 적절성을 평가하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제12권3호
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• pp.115-122
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• 2006

본 연구는 터널환기 무창육계사의 계사내부의 위치별 먼지 농도 분포와 배기홴에서 배출된 먼지의 확산범위를 알아보고자 수행하였으며 결과는 다음과 같다. 1. 입기구 방향의 계사 1/4 지점의 먼지농도는 TSP의 경우 $301.0{\sim}1,366.0\;{\mu}g/m^3$으로 입기구의 위치에 따라 차이가 있었다. 2. 터널홴 앞 3m 지점에서는 TSP $2065.8{\sim}3,092.2\;{\mu}g/m^3$, PM 2.5 $27.6{\sim}36.3\;{\mu}g/m^3$, PM 1.0 $8.3{\sim}11.3\;{\mu}g/m^3$으로 입기구에 비하여 증가하였다. 3. 배기홴으로부터 3m의 지점의 먼지 배출량은 TSP $354.8{\sim}574.8\;{\mu}g/m^3$으로 매우 높았으며 PM10 $94.4{\sim}156.2\;{\mu}g/m^3$, PM2.5 $14.6{\sim}18.0\;{\mu}g/m^3$, PM1.0 $6.0{\sim}6.4\;{\mu}g/m^3$ 이었다. 4. 배기홴으로부터 50m 떨어진 지점에서의 분진농도는 TSP $25.1\;{\mu}g/m^3$, PM10 $8.8\;{\mu}g/m^3$, PM2.5 $5.6\;{\mu}g/m^3$, PM1.0 $4.9\;{\mu}g/m^3$으로 매우 낮은 분진농도를 보였다. 5. 입기구와 배기구 간 분진농도의 차이는 TSP의 경우 입기구에서 $317.9\;{\mu}g/m^3$인데 비하여 배기구는 $2,678.5\;{\mu}g/m^3$로 8.42배 높았으며 PM10 7.4배, PM2.5 3.4배, PM1.0 1.6배 높았다. 6. 배기홴으로부터 거리별 분진의 배출농도는 3m 지점에서 $446.6\;{\mu}g/m^3$ 이었으나 20 m 지점에서는 $156.3\;{\mu}g/m^3$로 34.9% 수준이었고 PM10 34.9%, PM2.5 48.7%, PM1.0 86.8% 수준이었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권4호
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• pp.411-423
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• 2017

The spacial potential source contribution function (PSCF) method was utilized by considering topography and height of back trajectories based on the measurement of organic typo matter (OM), $NO_3{^-}$, $SO{_4}^{2-}$, and $NH_4{^+}$ at the Baegryungdo Super Site ($37^{\circ}57^{\prime}N$, $124^{\circ}37^{\prime}E$, 135 m a.s.l. (above sea level)) for three selected periods (i.e., January~April, May~August, and September~December) in 2013. The PSCF were calculated on the contributions of trans-boundary transport to the hourly mean concentrations using a high-resolution time-of-flight aerosol mass spectrometer (HR-ToF-AMS). The cluster analysis using back trajectories was performed to identify the major airflows to the sampling site. The upper atmosphere in the Tianjin area of China and the lower atmosphere in the western coast area of Korea can be the major source of trans-boundary pollution to the sampling site during January~April resulted from PSCF. The area in Lianyungang-city and Liaoning-sheng, China can be responsibile for the nitrogen related secondary compounds during May~August, and Shandong Peninsula in China is the major source area during September~December. In addition, relationships between the cluster analysis of back trajectories and PSCF were investigated for the statistically significance level for the source areas.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권5호
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• pp.597-605
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• 2014

광주과학기술원의 다파장 라만 라이다를 이용한 에어로졸 연속관측이 2009년부터 2011년까지 3년간 수행되었다. 장기 연속 관측을 통해 얻어진 라이다 신호들의 분석을 통해 편광소멸도를 산출해 내었고, 편광소멸도를 통하여 황사 층을 구분해 내었다. 구분된 황사의 층의 광학적 특징들이 관측 고도에 따라 다르다는 것을 신호의 분석으로부터 밝혀졌다. 이러한 광학적 특징의 차이를 규명하기 위하여, HYSPLIT 모델을 이용하여 각각 관측된 황사 층들의 유입 경로와 이동 중 고도를 분석하였다. 이러한 황사의 관측 고도에 따른 광학적 특성의 변화는 황사가 장거리 이동 중 통과한 오염물질 발생 지역에서 발생한 오염물질과의 혼합으로부터 기인한 것으로 사료된다. 특히 오염물질 발생 지역을 지날 때의 황사 층의 고도는 황사의 광학적 특성 변화에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 3년간 라이다 관측 시스템으로 관측한 황사 중, 중국산업지역 및 인구밀집도가 높은 지역 등과 같은 인위적 기원의 오염물질 발생 지역을 통과할 때의 고도가 1 km 이하 일 때, $0.12{\pm}0.01$의 낮은 편광소멸도, 355 nm와 532 nm 파장에서 각각 $67{\pm}9sr$, $68{\pm}9sr$의 낮은 라이다비, $1.05{\pm}0.57$의 낮은 옹스트롬 지수(${\AA}ngstr\ddot{o}m$ expon) 보였으며, 이는 오염물질이 갖는 광학적 특성 값과 유사하다. 이와 반면 황사가 3 km 이상의 높은 고도로 오염물질 발생 지역을 통과한 경우는 $0.21{\pm}0.09$의 편광소멸도, 355 nm와 532 nm 파장에서 각각 $48{\pm}5sr$, $46{\pm}4sr$의 라이다 비, $0.57{\pm}0.24$의 옹스토롬 지수를 보이며 이는 순수황사의 광학적 특성과 유사하다. 이는 황사가 중국 오염물질 발생지역을 통과할 때의 고도가 혼합상태의 황사 전체의 광학적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되며, 낮은 고도에서는 오염물질과의 혼합의 정도가 증가하여, 오염물질의 광학적 특성이 우세하게 나타나는 반면, 높은 고도에서는 오염물질과 황사의 혼합이 상대적으로 적게 일어난다고 사료된다.