황사(아시아 먼지)의 광물학적 특성에 대한 장기 관측의 일환으로, 2018년 4월 6일과 15일 황 사 현상시에 채집한 두 개의 황사시료에 X선회절(XRD)과 주사전자현미경(SEM) 분석을 실시하였다. XRD 분석결과, 두 시료는 시기의 차이에도 불구하고 광물학적 특성은 유사하다. 층상규산염 점토광물의 총함량이 62 wt% 정도이었으며, 이 중에서 일라이트-스멕타이트류 점토광물의 함량이 55% 정도로 가장 높았고, 녹니석과 캐올리나이트가 각각 3% 및 4% 정도씩 함유되어 있었다. 그 외 비층상 규산염광물로서 석영 18%, 사장석 9%, K-장석 3%, 방해석 3%, 석고 2-4%가 함유되어 있었다. 개별 입자의 SEM 화학분석으로 구한 황사의 광물조성도 XRD 정량분석결과와 부합한다. 황사의 주요 광물인 일라이트-스멕타이트류 점토광물은 1 μm 이하 초미세입자들로서 응집체 입자를 형성하거나, 석영, 사장석, K-장석, 녹니석, 방해석 등의 큰 입자들을 피복한다. 방해석은 종종 나노크기의 섬유상 집합체로, 그리고 석고는 납작한 자형결정으로 점토와 함께 황사입자를 형성한다. 2018년 4월 황사시료의 광물학적 특성은 2012년 시료와 비교하면 점토함량이 높지만, 다른 예년의 시료들과 유사하다.

플라스틱 중 크기가 5 mm 미만인 미세플라스틱은 다양한 모양, 색, 재질을 가진다. PP(polypropylene), PE(polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), SBR(styrene butadiene rubber) 등의 다양한 재질을 가지는 미세플라스틱은 해양뿐만 아니라 토양 및 대기에도 존재한다. 환경에 넓게 분포되어 있는 미세플라스틱은 넓은 비표면적과 소수성을 지니고 있어, 난분해성 유기오염물질(POP; persistent organic pollutant) 및 금속의 흡착이 가능하다. 또한 플라스틱의 내구성을 개질하기 위해 첨가되는 폴리브롬화 다이페닐에테르(PBDEs;polybrominated diphenyl ethers), 프탈레이트(phthalate), 비스페놀 A(bisphenol A) 등의 가소제(plasticizer)는 환경호르몬으로 알려져 있다. 이러한 미세플라스틱을 생물들이 먹이로 오인하여 섭취할 수 있으며, 크기가 작은 동물플랑크톤도 미세플라스틱을 섭취할 수 있다는 보고가 있다. 섭취된 미세플라스틱은 생물체내에서 오염물질이 탈착/용출되는 결과를 초래하여 생물농축(bioaccumulation)과 생물증폭(biomagnification)을 유발할 수 있다. 환경으로 미세플라스틱을 배출하는 오염원으로는 투기된 폐플라스틱의 자연적인 파쇄 및 분해, 타이어의 마모에 의한 SBR(styrene butadiene rubber), 세탁에 의한 섬유, 개인위생제품에 함유된 마이크로비즈(microbeads)등이 있다. 다양한 오염원에서 배출된 미세플라스틱은 하수처리시설에 유입되고 처리되지 못한 일부가 해양 등 수계로 방류되고 있다. 특히 합류식 관거를 사용하는 하수처리시설의 경우에는 우수에 의해 도로의 분진이 가중될 것이다. 본 연구에서는 합류식 관거를 사용하는 하수처리시설에 유입되는 미세플라스틱인 타이어분진을 확인하여, 토양 중의 미세플라스틱이 하수처리시설을 통하여 해양으로 방류될 가능성을 확인하였다.

This study aims to analyze the frequency of Asian dust occurrences and the factors related to dust rises in the source region using the MODIS Land Cover data, WMO SYNOP data, and climate index data. All dust rise cases at sites which experienced more than 20 time dust rise events during the 21 years from 1997 to 2017 are analyzed. The most frequent dust rise occurred over the barren region followed by grasslands and croplands. It is found that the frequency of Asian dust events is positively correlated with the number of days on which wind speed exceeds the threshold value. It is also found that the number of days over the threshold wind speed in the barren region is negatively correlated with the wintertime North Atlantic Oscillation (NAO) and that the number of days over the threshold wind speed in grassland is negatively correlated with the El Niño/Southern Oscillation (ENSO) in spring.

미국해양대기관리처 (NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration)는 플라스틱 중에서 크기가 5 mm 미만인 조각을 미세플라스틱이라 정의하고 있다. 미세플라스틱 중 SBR(Styrene butadiene rubber)은 합성고무로서 자동차 타이어 등에 널리 사용하고 있다. 노르웨이와 스웨덴의 미세플라스틱 배출량 연구에서는 미세플라스틱으로서 타이어분진의 배출량이 다른 미세플라스틱보다 가장 높다고 보고하고 있다. 우리나라에서의 타이어분진 배출량 또한 약 5만톤/년에 이른다는 추정 결과도 있다. 이에 본 연구에서는 도로변에 존재하는 타이어분진의 양을 정량하고자 하였다. 시료는 M시의 도로변 5곳을 선정하여 2017년 5월과 8월에 채취 하였다. 정성적 분석을 위하여 육안, 현미경, 푸리에변환-적외선분광법(FTIR, Fourier transform infrared spectroscopy)을 이용하였다. 시료분진의 크기는 106㎛~300㎛, 300㎛이상을 대상으로 확인하였다. 확인된 타이어분진의 등가직경을 이용하여 질량으로 환산하였다. Table 1은 106㎛이상의 도로분진 중 타이어분진의 분석결과이다. 도로변 타이어 분진의 양은 기상, 도로청소상태, 지면의 기울기 등에 따라 달라질 것으로 사료된다. 또한 도로변 타이어분진은 우수에 의해 합류식 하수처리시설로 유입될 것으로 보이며, 하수처리시설에서의 거동 연구도 필요하리라 사료된다.

세계 제강산업의 연간 생산량은 약 1,600만 톤이며 이 중 약 40%가 폐철을 원료로 하는 전기제강로(Electric Arc Furnace)에서 생산된다. 이 전기로에서 발생하는 전기로 제강분진(Electric Arc Furnace Dust)은 카드뮴, 납 등의 유해중금속을 포함하고 있어 지정폐기물로 분류되어 고비용으로 처리하고 있다. 반면 철, 아연 등 재활용가능 금속 또한 30~60% 정도로 다량 함유하고 있어 재활용 공정에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔다. EAFD는 원료의 특성 상 다양한 성상으로 존재하며, EAFD 내 원소의 광물학적 존재 형태에 따라 공정 변수가 달라진다. 따라서 최근은 EAFD 성상을 고려하여 아연과 철의 회수율을 높이는 다 단계 습식공정에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 전기로 제강분진 내 아연과 철의 분리 회수를 위한 다단계 공정 중 산 용출을 통해 아연을 회수한 후 남은 잔여물(residues)을 대상으로 자석을 이용하여 철 성분의 선택 분리 효과에 미치는 영향을 평가하였다. 아연 회수 후 잔여물의 철 함량을 높일 수 있다면 전기제강로로 재투입하여 제강원료로의 재사용이 가능하다. 자석분리 공정을 통하여 분리된 고체물질에는 고액비에 관계없이 85%의 철이 회수되는 것으로 나타났다. 이에 반해 칼슘은 고액비에 영향을 받았으며 고액비(kg/L)가 20일 때 약 85%의 칼슘이 분리되었다. 또한 자석분리공정은 황산칼슘 및 황산납의 분리에도 효과적임을 확인하였다. 이 공정을 통해 아연 회수 후 분진 잔여물의 철 순도를 높여 전기제강로로 재투입하여 아연 회수 뿐 아니라 분진 중 철의 재활용 또한 가능하게 할 것으로 보인다.

현재 미세먼지에 대한 화재가 점점 사람들의 시선을 끌고 있다. 미세먼지는 눈으로 볼 수 없 는 직경이 2.5μm(마이크로미터)인 먼지이며 폐 속 깊숙이 침투 할 수 있어 건강에 많은 피해를 준다. 사람들은 예방법을 알면서도 실행에 옮기지 않는 것은 미세먼지 위험성의 인지도가 낮기 때문이다. 본 논문은 어린이 대상으로 미세먼지의 인위적 원인과 자연적 원인의 생성 요소와 미세먼지 예방요소에 대한 인지도를 향상시키기 위하여 <우마이 탈출>보드게임 개발하여 다수 의 어린에게 테스트를 진행하여 <우마이 탈출>보드게임의 교육적 효과에 대한 연구를 진행하 였다.

황사는 태양광, 대기 가스, 에어로졸, 해양생태계와 상호작용하여 지구 기후에 영향을 미치며, 광물특성은 이와 같은 황사와 환경의 상호작용 이해에 필수적이다. 이 연구에서는 2015년 2월 22일 인천광역시 덕적도에서 포집된 황사시료의 광물특성을 분석하였다. X선회절분석(XRD) 결과, 층상규 산염광물이 총 62 wt%이었는데, 일라이트류 점토광물(일라이트 및 일라이트-스멕타이트 혼합층)이 55%로 함량이 가장 높았으며, 그 외 녹니석이 5%, 캐올리나이트가 2% 정도 함유되어 있었다. 비층상 규산염 광물로서 석영 18%, 사장석 10%, K-장석 4%, 방해석 5%, 석고 1% 등이 함유되어 있었다. 주 사전자현미경(SEM)과 에너지분산분광분석(EDS)에 의한 황사 개별 입자의 광물학적 분석에서도 유사 한 조성이 얻어졌다. 황사의 주성분인 극미립 층상규산염광물입자에 대하여 투과전자현미경(TEM) 및 EDS 분석을 실시한 결과, 다양한 성분비율과 혼합양상을 보이는 일라이트류 점토광물이 주요 광물로 확인되었다. SEM 형태 관찰에 의하면 황사입자들은 점토광물이 주성분인 덩어리, 혹은 점토광물로 피복된 석영, 장석, 운모 입자들로 구성되어 있었다. 석고가 점토와 함께 황사입자표면에서 자주 관찰 된 반면, 이전에 황사입자에 흔히 수반되는 것으로 보고된 섬유상 방해석은 드물어서, 황사 이동 중에 방해석이 산성대기오염물과의 반응에 의하여 석고로 변한 것으로 추정된다. 2015년 분석 결과는 황사 와 환경의 상호작용 모델링을 위한 광물의 대표 특성 수립에 기여할 것이다.

To reproduce the spectral energy distributions (SEDs) of young stellar objects (YSOs), we perform radiative transfer model calculations for the circumstellar dust disks with various shapes and many dust species. For eight sample objects of T Tauri and Herbig Ae/Be stars, we compare the theoretical model SEDs with the observed SEDs described by the infrared space observatory and Spitzer space telescope spectral data. We use the model, CGPLUS, for a passive irradiated circumstellar dust disk with an inner hole and an inner rim for the eight sample YSOs. We present model parameters for the dust disk, which reproduce the observed SEDs. We find that the model requires a higher mass, luminosity, and temperature for the central star for the Herbig Ae/Be stars than those for the T Tauri stars. Generally, the outer radius, total mass, thickness, and rim height of the theoretical dust disk for the Herbig Ae/Be stars are larger than those for the T Tauri stars.

This study investigates the concentration sudden rise in fine particle according to resuspended dust from paved roads after sudden heavy rain in Busan on August 25, 2015. The localized torrential rainfall in Busan area occurred as tropical airmass flow from the south and polar airmass flow from north merged. Orographic effect of Mt. Geumjeong enforced rainfall and it amounted to maximum 80 ㎜/hr at Dongrae and Geumjeong region in Busan. This heavy rain induced flood and landslide in Busan and the nearby areas. The sudden heavy rain moved soil and gravel from mountainous region, which deposited on paved roads and near roadside. These matters on road suspended by an automobile transit, and increased fine particle concentration of air. In addition outdoor fine particle of high concentration flowed in indoor by shoes, cloths and air circulation.

A statistical change-point analysis examined the existence of climate regime shift in the time series of the Asian dust frequency in Seoul during spring. As a result, the Asian dust frequency in Seoul during spring has sharply increased since 1993. To investigate the cause of the increasing Asian dust frequency in Seoul during spring, therefore the averages during the period of 1993 to 2011 and the differences in large-scale environment during the period of 1974 to 1992 were analyzed. According to the analysis results for 850 hPa, 500 hPa, and 200 hPa stream flows, northwesterly anomaly was formed from the Lake Baikal to the Korean Peninsula due to the intensification of anomalous anticyclonic circulation in Northern China. This northwesterly anomaly has become a major circulation that moves the sand particles from Northern China to Seoul.

In this study the optimum conditions for recovery of valuable metal in Electric Arc Furnace Dusts were investigated. 2M of H2SO4, 1~5 of solid/liquid ratio, 0~180 min of leaching time has been established for leaching condition, and for electrowinning, each of Pt, C, Zn, Pb anode and Zn, Cu cathode was compared respectively at pH 2, 4 and 6. The result of elemental analysis of Zn crystal, a lagre quantity of Fe and H has been observed with Zn and other heavy metal, therefore, impurities removing process would be requir for enhancing purity of Zn. As the result, about 60% of Zn has been recovered under condition of 2 M of H2SO4, 1:2 of S/L ratio at 120 min, and Pt or Pb for anode, Zn for cathode has been shown the highest efficiency of electrowinning at pH 6.

This study was intended to estimate the effect of adding stone dust sludge into concrete strength characteristics. it was found that the partial replacement of fine aggregate with stone dust sludge had an positive effect on the strength of concrete.

Hydrometallurgical process, which is one of the recycling method of EAFD in zinc, is a process to recover metallic crystal form that deposited on the cathod through electrolytic extraction by leaching valuable metals in appropriate solvent. Still, there is a lot of variable at electrowinning process, such as initial pH, space between electrode, voltage, current, cathod, or anode, Thus, many studies have been conducted previously. In this study, the consideration of optimistic condition in electrowinning process to recover the valuable metal in EAFD have been carried. The extraction amount by changing pH shows increase according to high initial pH, also, the alteration of extraction amount by controling the space between electrode, voltage or current has been measured. The difference of efficiency represent by decrease of electromotive force, sudden loss of voltage under specific condition, and using platinum as electrode shows most stable extraction. Furthermore, when distance between electrode are too close, the extracted zinc contact with anode, which make recovery difficult. The analysis result of zinc metallic crystal which been recovered draws spherical and cylindrical shapes are scattered and mixed, and consequence of EDX, content of zinc appear about 60%.

This study was intended to estimate the effect of adding stone dust into cement mortar on the rheological properties. it was found that higher the content of stone dust decrease the yield stress but there was no noticeable correlation between stone dust dosage and the plastic viscosity.

Future changes in mineral dust emission are studied using CMIP5 models. These models simulate climatological spatial distribution of dust emission over the observed major sources; Sahara Desert to Arabia and Southwest Asia. Model estimates for the range of global dust emission simulation appear large in the quantity of dust produced and the amplitude of interannual variability. According to the ensemble mean in global annual emissions, projections of four RCPs do not have significant long-term trends in mineral dust aerosol emissions at the end of 21st century. Meanwhile over Northeast Asia, annual emissions are projected to decrease significantly in four RCPs. Reductions appear over the major sources of mineral dust. Seasonally emission reduction in spring is distinct. In April and May, future changes with decreasing emission appear only in RCP4.5 with significance. Aerosol emission amount changes are related to changes in land surface property. We analyze future projection of soil moisture and bare soil area fraction. Regarding the projected decreasing trend in the annual emission amount over Northeast Asia, soil moisture is expected to increase in the emission source region in four RCPs. Relatively, the effect of bare soil area changes over the emission source appears in some models and RCPs.

Asian dust (or yellow sand) occurring mainly in spring in East Asia is affected by the distribution of weather systems. This study was performed to investigate the characteristics of suspended particulate for Asian dust at Busan, Korea in 20 March 2010, which was one of the extreme case for the last 10 years. There was used the data of weather chart, satellite, automatic weather system (AWS), PM10, laser particle counter (LPC), and backward trajectories model. In synoptically, the high pressure was located in the northwestern part and low pressure was located in the northeastern part of Korea. The strong westerly winds from surface to upper layer makes it possible to move air masses rapidly. Air masses passing through Gobi Desert in Mongolia and Inner Mongolia plateau covered the entire Korean peninsula. As the results of aerosol analysis, PM10 concentration at Gudeok mountain in Busan was recorded 2,344 ㎍/m3 in 2300 LST 20 March 2010 and their concentration was markedly increased at coarse mode particle. In surface condition, westerly wind about 3 ∼ 5 m/s was dominant and small particles of 0.3 ∼ 0.5 ㎛ were distributed on the whole. In heavy metal components analysis, the elements from the land was predominated.

This study introduces a novel approach to the differentiation of two phenomena, Asian Dust and haze, which are extremely difficult to distinguish based solely on comparisons of PM10 concentration, through use of the Optical Particle Counter (OPC), which simultaneously generates PM10, PM2.5 and PM1.0 concentration. In the case of Asian Dust, PM10 concentration rose to the exclusion of PM2.5 and PM1.0 concentration. The relative ratios of PM2.5 and PM1.0 concentration versus PM10 concentration were below 40%, which is consistent with the conclusion that Asian Dust, as a prime example of the coarse-particle phenomenon, only impacts PM10 concentration, not PM2.5 and PM1.0 concentration. In contrast, PM10, PM2.5 and PM1.0 concentration simultaneously increased with haze. The relative ratios of PM2.5 and PM1.0 concentration versus PM10 concentration were generally above 70%. In this case, PM1.0 concentration varies because a haze event consists of secondary aerosol in the fine-mode, and the relative ratios of PM10 and PM2.5 concentration remain intact as these values already subsume PM1.0 concentration. The sequential shift of the peaks in PM10, PM2.5 and PM1.0 concentrations also serve to individually track the transport of coarse-mode versus fine-mode aerosols. The distinction in the relative ratios of PM2.5 and PM1.0 concentration versus PM10 concentration in an Asian Dust versus a haze event, when collected on a national or global scale using OPC monitoring networks, provides realistic information on outbreaks and transport of Asian Dust and haze.

The aerosol number concentration have measured with an aerodynamic particle sizer spectrometer(APS) at Gosan in Jeju Island, which is known as background area in Korea, from March 2010 to February 2011. The obtained results of asian dust events and non-asian dust period have been compared. The results show that the entire averaged aerosol number concentration from APS measurement during asian dust events and non-asian dust period are about 341 particles/㎝3 and 240 particles/㎝3, respectively. During asian dust events, the number concentration in small size ranges(≤0.4 ㎛) are similar to non-asian dust period, however, those in large size ranges(≥0.7 ㎛) are very higher than non-asian dust period. The contributions of the size resolved number concentration(23 channel in 0.25∼10.0 ㎛) to total number concentration in that range are dramatically decreased with increased particle size. The contributions of smaller size ranges(≤0.4 ㎛) during asian dust events are very low compared with non-asian dust period, on the other hand, those of larger size ranges(≥0.4 ㎛) are higher than non-asian dust period. total aerosol number concentration are depended on the number concentration in range of smaller than 0.58 ㎛ during non-asian dust period and asian dust events. On the other hand, PM10 mass concentration has mainly affected with the number concentration in range of smaller than 1.0 ㎛ during non-asian dust period, however, during asian dust events, the mass concentration has mainly affected with the number concentration in range of 0.65∼3.0 ㎛.

Waste dusts generated from various metallurgical processes were investigated for effective management of the designated waste in South Korea. Source of the study were selected based on the industries registered on the Allbarosystem. Raw material, products and manufacturing process were investigated on-site and leaching behavior of six heavy metals (Cr6+, Cd, Cu, Pb, Hg, As) along with CN was studied in 41 waste dust samples. We identified 14 samples exceeded the Korean regulation standard out of which 5 samples were designated waste. We suggest that regular monitoring is essential for the proper management.