최근 국내의 황사 발생일수 및 강도가 급증하고 있으며, 사회경제적으로 황사에 의한 유형적 및 무형적 피해의 규모 및 정도가 심각한 실정이다. 현재 황사 발원지에서 사막화방지를 위한 조림/녹화사업이 국가차원은 물론 민간차원에서도 활발히 진행되고 있으나, 사막지역의 광대함, 발원지의 기후 및 토양 조건, 그리고 현지 원주민의 경제적 낙후성 등으로 인하여, 단기간 내에 그 목적을 달성하기가 어려운 실정이다. 따라서 현재 국내에서 발생하는 황사에 의한 피해를 최소화하는 것이 중요하다. 황사피해에 대처하기 위해서는 우선 황사의 발원지에 따른 황사의 유해성을 파악하고, 황사 발원지 중 어느 지역으로부터 발원하는 황사가 우리나라에 피해를 주는 지에 대한 과학적인 자료가 필요하다. 이번 연구에서는 지질물질의 기원을 추적하는 데에 많이 이용되고 있는 Sr-Nd 동위원소 조성비를 이용하여 2007년 봄철에 우리나라에 발생하였던 황사의 발원지를 규명하였다. 황사 발원지 토양 및 국내에서 발생한 퇴적황사의 Sr-Nd 동위원소 조성비의 분석결과, 황사 발원지는 황토고원일 가능성이 매우 높게 나타났으며, 오도스 사막 또한 가능성이 있는 것으로 판단된다.
도시철도터널은 전동차 운행으로 바닥 먼지가 비산되거나 새로 발생된 마모 먼지로 오염되고 있다. 전동차가 운행하면서 이러한 부유 먼지를 제거하기 위해서 관성집진기인 배플과 전기집진기로 구성된 하이브리드형 집진장치를 개발하였다. 하이브리드형 집진장치의 유량과 집진효율은 서로 반비례하므로, 유량과 집진효율의 관계를 파악하기 위해 2가지 배플 모델을 제작하여 성능을 평가하였다. 유속이 3.4 m/s인 A1 모델을 장착한 집진장치의 $0.5{\mu}m$ 이상인 입자의 집진효율은 30% 이상이었고, 유속이 4.7 m/s인 A2 모델의 경우 20% 이상이었다. 인가전압이 13 kV일 때 1시간 동안 A1 모델 집진장치의 $PM_{10}$ 집진량은 253 mg, A2 모델의 경우 242 mg으로 추정되었다.
Objectives: In this study, a nine-stage cascade impactor was used to collect dust, and the concentration of $PM_{2.1}$ & $PM_{10}$ and alveolar deposition ratio were investigated. Methods: This study was conducted at Kunsan National University from May to June 2016. A nine-stage Cascade Impactor was used to analyze the concentrations of fine and ultrafine dust and to estimate the alveolar deposition rate by particle size of atmospheric dust particles. The pore size of each stage of the collector used in this study gradually increased from F to 0, with the F-stage as the last stage. Results: The mass fraction of PM showed a bimodal distribution divided into $PM_{2.1}$ & $PM_{10}$ based on $2.1-3.1{\mu}m$. The average mass fraction of particulate matter in the range of $2.1-3.1{\mu}m$ was 44%, and the area occupied by $PM_{2.1}$ was similar. Therefore, the Gunsan area is considered to be a region where there are similar effects from anthropogenic and natural sources. Conclusion: Dust collecting efficiency increased with the stage of collecting fine dust, and the efficiency of collection was very low at the stage of collecting ultra-fine dust. The seasonal overall efficiency of the Cascade Impactor was 44% in spring and 37.4% in summer, and the average overall efficiency was 40.7%. The alveolar deposition rate of $PM_{2.1}/PM_{10}$ during the sampling period was estimated to be about 75% deposited in the alveoli.
한반도는 황사의 이동 경로에 있으나, 풍화와 침식이 활발한 산악 지형에서 황사의 퇴적을 확인하기는 어렵다. 이 연구에서는 설악산 알칼리장석화강암 토양의 세립실트(< 20 ㎛)에 점토광물 특성, 광물조성, 미세조직 분석을 실시하여 산악지역 토양 내 황사퇴적물의 존재 상태를 조사하였다. 이 지역 토양 세립실트는 기반암 유래 쇄설성 입자, 황사퇴적물, 그리고 이들의 풍화물로 구성되어 있다. 토양 내 황사기원 광물로 2:1 층상규산염, 녹니석, 각섬석, 녹염석, 함칼슘사장석이 확인되었다. 기반암인 알칼리장석화강암은 석영과 알칼리장석으로 구성되며, 알칼리장석 중 앨바이트가 부분적으로 풍화되어 소량의 깁사이트와 고령토 광물이 생성되었다. 산성토양환경에서 일라이트-스멕타이트 계열 2:1 층상규산염의 팽윤성 층간에 다핵 Al 양이온 종들이 교환 및 고정되어 히드록시-Al삽입점토광물이 생성되었다. 2:1 층상규산염 총량을 기준으로 평가하면 조사한 토양 세립실트 내 황사의 양은 70% 정도로 추정된다.
채석장으로부터 원석을 채취하여 건축석재 및 쇄석골재 등으로 가공하는 과정에서 원석의 약 60% 정도가 폐석이나 석분토로 손실되고 있다. 이 중에서 폐석의 일부만이 도로포장용 쇄석골재로 활용되고 있을 뿐 대부분의 석분토는 석재의 가공이나 파쇄공정에서 분말형태로 물에 혼입되어 슬러지탱크에 침전되게 된다. 이러한 석분토가 방류되거나 살포되면 지표나 지중의 공극들이 메워져 지표수의 지중침투, 지하수의 흐름, 공기의 소통 등이 원활하게 이루어지지 않아 생태계에 악영향을 끼칠 수도 있다. 현행 우리나라 폐기물관리법(2003)에 따르면 석분토가 사업장 내에서 발생되는 산업폐기물로 분류되고 있어 대부분을 지중에 매설하고 있는 실정이다. 따라서 석분토의 물성 및 공학특성을 개량하여 효율적 재활용방안의 수립이 필요하다. 이 연구에서는 국내 채석장에서 발생되는 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 분석하기 위해 6개 채석장으로부터 시험용 석분토 및 원지반토를 채취한 후, 이를 일정한 비율의 배합비로 제작한 혼합토를 대상으로 여러 토질시험을 실시하였다. 시험결과를 토대로 도로용 재료로서 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 검토하였다.
반도체 제조공정 중 Diffusion 공정에서는 미세 분말 등 여러 반응성 부산물이 발생한다. 부산물은 후처리 및 배기처리 시스템에 설치된 배관 안에 퇴적되고, 잠재적으로 상당한 분진폭발 위험이 있을 수 있다. 본 연구에서는 Diffusion 공정에서 발생하는 물질 검증, 분석시료 선정, 위험성 분석 3가지 방법으로 진행하였다. Diffusion 공정에서 취급 중인 물질 중 부산물 분진이 발생할 수 있는 원료는 ZrO2, TEOS, E-DEOS로 확인되었다. 각 처리시설에서 채취한 부산물을 대상으로 최소착화에너지, 분진폭발 테스트를 수행하였다. 그 결과 최소착화에너지의 경우 모든 부산물이 점화되지 않았다. 하지만, 분진폭발 테스트 결과 ZrO2이 부산물 분진에서 최대 7.6 bar, Kst는 73.3 bar·m/s로 폭발 위험성이 확인되었다. 이를 통해 반도체 공정에서 이러한 위험성을 저감 시키기 위해 배관 내부의 퇴적층이 과도하게 쌓이지 않도록 관리해야 한다.
지하터널에서 도시철도 운행 중 휠과 레일의 접촉에 의해 먼지가 발생되고, 이 먼지는 도시철도에 기인하는 열차풍에 의해 부유하고, 이 중 일부는 중력침강에 의해 바닥에 침착된다. 이 연구에서는 도시철도 터널에서 먼지농도의 일변화를 조사하였다. 도시철도 운행에 따른 먼지농도의 변화를 쉽게 관측하기 위하여 단일구간의 터널을 측정대상으로 선정하였다. 5nm에서 $20{\mu}m$ 범위의 먼지를 측정하기 위하여 4종류의 입자측정기를 사용하였다. 도시철도가 측정지점을 통과하는 시각을 정확히 파악하기 위하여 3차원 초음파 풍속계와 비디오 카메라를 사용하였다. $50{\mu}g/m^3$ 이하이던 지하터널의 먼지농도는 도시철도의 운행에 의해 $150{\mu}g/m^3$ 이상까지 유의하게 증가하였고, 특히 출근시간대에는 $250{\mu}g/m^3$ 이상으로 크게 높아졌다.
Diatomaceous earth, quarried from the remains of aquatic plants deposited millions of years ago, continues to be a very important raw material with many industrial uses. In its natural state, diatomaceous earth is an amorphous silica with no crystalline pattern. For many uses, however, it is calcinated and calcination converts a portion of the amorphous silica to a crystalline form, cristobalite which is far more fibrogenic. In a factory which produces calcinated diatomaceous earth, seven workers were proved as pneumoconiosis on 1991 and 1992. Authors reviewed medical chart and current status of them. Authors also examined thirty one subjects from the factory with questionnaire, physical examination, spirometry and chest radiography on August 13th 1993. The radiographs were independently interpreted by two radiologists and their findings were classified by International Classification of Radiography of Pneumoconiosis(ILO, 1980). Total and respirable dust of diatomaceous earth were measured on October 1993. The results were as follows; 1. Of 31 workers, 6 (19.4%) were diagnosed as diatomaceous earth pneumoconiosis. There was an increasing tendency in prevalence of pneumoconiosis as the duration of dust exposure gets longer. 2. There were no significant differences in age, smoking rate, alcohol drinking rate, and pulmonary function test results between cases and non-cases. 3. The means of total dust exposures at flour manufacturing, fire brick grinding and packaging, ceramic raws packaging processes exceeded Korean and ACGIH standards, $10mg/m^3$. Above results suggest that engineering controls, periodic environmental and medical surveillance are important for preventing pneumoconiosis in the diatomite factory.
Asian Dust is a meteorological phenomenon that sand particles are raised from the arid and semi-arid regions-Taklamakan Desert, Gobi Desert and Inner Mongolia in China-and transported by westerlies and deposited on the surface. Asian dust results in a negative effect on human health as well as environmental, social and economic aspects. For monitoring of Asian Dust, Korea Meteorological Administration operates 29 stations using a continuous ambient particulate monitor. Kim et al. (2016) developed an automatic quality check (AQC) algorithm for objective and systematic quality check of observed PM10 concentration and evaluated AQC with results of a manual quality check (MQC). The results showed the AQC algorithm could detect abnormal observations efficiently but it also presented a large number of false alarms which result from valid error check. To complement the deficiency of AQC and to develop an AQC system which can be applied in real-time, AQC has been modulated. Based on the analysis of instrument status codes, valid error check process was revised and 6 status codes were further considered as normal. Also, time continuity check and spike check were modified so that posterior data was not referred at inspection time. Two-year observed PM10 concentration data and corresponding MQC results were used to evaluate the modulated AQC compared to the original AQC algorithm. The results showed a false alarm ratio decreased from 0.44 to 0.09 and the accuracy and the probability of detection were conserved well in spite of the exclusion of posterior data at inspection time.
[ $V_2O_5/TiO_2$ ] catalyst impregnated ceramic candle filters are in principle, capable of performing shallow-bed dust filtration plus a catalytic reaction, promoted by a catalytic deposited in their inner structure. Pilot-scale $V_2O_5/TiO_2$ catalyst impregnated ceramic candle filters were prepared, characterized and tested for their activity towards the SCR reaction. The effect on NO conversion of operating temperature, gas hourly space velocity, amount of deposited catalyst, pressure drops and long-term experiment (life of catalytic filter) was determined. The following effects of $V_2O_5/TiO_2$ catalyst impregnated ceramic candle filters in SCR reaction are observed: (1) It increases the activity and widens the temperature window for SCR. (2) When the content of $V_2O_5$ catalyst increases further from 3 to 9wt.%, activity of NO increases. (3) NO conversion at first increases with temperature and then decreases at high temperatures (above $400^{\circ} over), possibly due to the occurrence of the ammonia oxidation reaction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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