PURPOSES: Nitrogen oxide (NOx) is a particulate matter precursor, which is a harmful gas contributing to air pollution and causes acid rain. The approaching methods for NOx removal from the air are the focus of numerous researchers worldwide. Titanium dioxide (TiO2) and activated carbon are particularly useful materials for NOx removal. The mechanism of NOx elimination by using TiO2 requires sunlight for a photocatalytic reaction, while activated carbon absorbs the NOx particle into the pore itself after contact with the atmosphere. The mixing method of these two materials with concrete, coating, and penetration methods on the surface is an alternative method for NOx removal. However, this mixing method is not as efficient as the coating and penetration methods because the TiO2 and the activated carbon inside the concrete cannot come in contact with sunlight and air, respectively. Hence, the coating and penetration methods may be effective solutions for directly exposing these materials to the environment. However, the coating method requires surface pretreatment, such as milling, prior to securing contact, and this may not satisfy economic considerations. Therefore, this study aims to apply TiO2 and activated carbon on the concrete surface by using the penetration method. METHODS : Surface penetrants, namely silane siloxane and silicate, were used in this study. Photocatalyst TiO2 and adsorbent activated carbons were selected. TiO2 was formed by the crystal structures of anatase and rutile, while the activated carbons were plant- and coal-type materials. Each penetrant was mixed with each particulate matter reductant. The mixtures were sprayed on the concrete surface using concentration ratios of 8:2 and 9:1. A scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray equipment was employed to measure the penetration depth of each specimen. The optimum concentration ratio was selected based on the penetration depth. RESULTS: TiO2 and activated carbon were penetrated within 1 mm from the concrete surface. This TiO2 distribution was acceptable because TiO2 and activated carbon locate to where they can directly come in contact with sunlight and air pollutant, respectively. Infiltration to the concrete surface was easily achieved because the concrete voids were bigger than the nanosized TiO2 and microsized activated carbon. The amount of penetration for each particulate matter reductant was measured from the concrete surface to a certain depth. CONCLUSIONS : The mass ratio on the surface can be predicted from the mass ratio of the particulate matter reductant measurement distributed through the penetration depth. The optimum mass ratio was also presented. Moreover, the mixtures of TiO2 with silane siloxane and activated carbon with silicate were recommended with an 8:2 concentration ratio.

본 논문에서는 선박용 디젤엔진의 미세먼지저감 장치에 장착된 다공판 및 믹서의 형상과 배치에 따른 압력강하와 유동균일도 특성에 대한 연구를 진행하였다. 미세먼지저감 장치에 장착된 다공판 및 믹서는 미세먼지저감 장치 내의 배출가스 및 산화/환원제의 유동 균일도를 높여 배출가스 저감 성능을 높이는 긍정적인 효과와 함께 시스템의 배압을 상승시키는 부정적인 효과도 동시에 지니고 있다. 본 연구에서는 5개의 다공판, 1개의 믹서를 Case 별로 조합하여 6개의 사양에 대해서 유동해석을 통해 각각 유동균일도 및 압력 강하를 계산하였으며, 최적의 다공판 및 믹서의 형상과 배치를 선정하였다.

오늘날, 세계적으로 미세먼지(Particulate Matters:PM)의 심각성에 대한 인식과 해결을 위한 다양한 방법이 소개되고 있다. 영국과 같은 선진국에서는 정책을 바탕으로 커뮤니티가 주도하는 활성화된 PM저감형 가든 조성 및 관리를 통해 PM저감에 기여하고 있다. 이에 대한 연구는 국내 PM문제 해결을 위한 대안이 될 수 있다. 그러므로, 본 연구의 목적은 커뮤니티 주도 PM저감형 가든에 대한 영국 런던의 사례 분석과 경영 구조에 대한 특징을 고찰하고자 하였다. 이를 바탕으로, 적극적인 커뮤니티 참여를 통한 PM저감형 가든 조성 및 운영 활성화를 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 체계적인 분석, 고찰 및 시사점 도출을 위해, Place-keeping 분석 틀을 이용하였다. 그 결과, 적극적인 거버넌스를 강조하는 지방정부의 정책적 가이드라인이 PM저감을 위한 구심점으로 작용하였다. 또한, 이해관계자들의 참여를 통한 파트너십, 커뮤니티에 의한 추가적인 재원 마련, 정기적인 모니터링, 장기적 관점에서의 관리가 동시에 적용되고 있음을 발견하였다. 이에, 본 연구에서는 PM저감형 커뮤니티 가든은 적극적 거버넌스 개념 도입을 통한 지속 가능한 자립형 경영 구조를 강조하는 바이다. 이러한 주장을 뒷받침하기 위해 Place-keeping의 여섯 가지 개념을 적용하여 시사점을 도출하였다. 첫째, 정책은 커뮤니티 참여 활성화를 강조하는 실현 가능한 대안을 제시해야 한다. 둘째, 적극적 거버넌스 개념을 촉진하기 위해 커뮤니티의 의사결정 참여를 위한 기회 제공을 의무화해야 한다. 셋째, 추가적인 재원 마련을 위해 민간 및 비지니스 분야와 같은 외부 자금 지원이 확대돼야 한다. 넷째, PM저감 쟁점에 대해 일반 국민이 책임을 공유해야 한다. 다섯째, 커뮤니티 주도 PM모니터링 확대와 대학과 같은 잠재적인 이해관계자들의 PM모니터링 참여를 확대해야 한다. 여섯째, 저관리형 PM저감 식재를 통해 재원 및 인력 부족에 대한 한계점을 최소화하여 장기적인 유지관리 구조를 조성해야 한다. 이와 같은 시사점의 반영은 추후, 공동체 의식의 증가뿐만 아니라, 결과적으로 PM저감형 커뮤니티 가든의 활성화로 이어질 것이다. 이에 본 연구를 통해 밝혀진 PM저감형 커뮤니티 가든의 긍정성이 국내 PM문제 해결을 위한 매개체가 되기를 기대한다.

도심지 내 미세먼지 저감 식재를 위한 식물 소재 선정 시에는 식물의 흡착 기능에 영향을 미치는 식물의 잎 모양, 질감, 수피의 형태 등 형태적 특성을 종합적으로 고려하여 선정하여야 한다. 그러나 지금까지 식물을 통한 미세먼지 저감에 대한 연구는 식물의 흡착 기능보다 흡수 기능에 대한 연구가, 실외식물보다 실내식물인 관엽식물을 대상으로 한 연구가 주로 진행되어 왔다. 특히, 미세먼지 저감 수종 선정 기준이 구체적이지 않아 미세먼지 저감 식재를 위한 식물 소재 선정 기준에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 퍼지다기준 의사결정법(Fuzzy MCDM)을 활용하여 미세먼지 저감에 영향을 미치는 8가지 지표 항목에 대한 우선순위를 도출하고 도심 내 미세먼지 저감 식재를 위한 수종 선정 기준을 마련하였다. 이를 위하여 미세먼지 관련 분야 전공자와 미세먼지 관련 연구 경험자들을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문 조사 분석 결과, 미세먼지 저감에 영향을 미치는 지표 항목 중 잎 면적과 수종의 종류가 가장 높은 순위를 나타냈다. 그리고 잎 표면의 거칠기, 수고, 성장 속도, 잎의 복잡성, 잎 가장자리 형태, 수피 특징 순서로 우선순위가 높게 나타났다. 잎 표면이 거친 수종을 선정할 경우에는 잎에 털이 있고, 광택이 나며, 왁스층이 있는 수종을 우선적으로 선정하는 것이 좋다. 잎의 형태를 고려할 경우, 단일 잎보다 3종 혹은 2종 잎과 손바닥 형태의 잎을 선정하고, 잎의 가장자리는 밋밋한 모양보다는 톱니 모양의 잎을 선별하여 공기 중의 미세먼지가 잎의 표면에 흡착되는 표면적 비율을 높아지게 할 필요가 있다. 수피의 특성을 고려할 경우에는 피목이나 무늬종보다는 코르크층이 있고 껍질이탈이나 갈라짐이 관찰되거나, 앞으로 관찰될 가능성이 높은 수종을 선정하는 것이 바람직하다. 본 연구는 도심 내 미세먼지 저감을 위한 식재계획 시 식물의 미세먼지 흡착 기능에 영향을 미치는 식물의 형태적 특성을 중심으로 식물 소재 선정 기준에 대한 우선순위를 제시하였다는 것에 의의가 있다. 본 연구에서 도출한 결과는 도심지 내 수목 식재 계획을 위한 수종 선정 시 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다.

Conventional rotary sawing machine for cutting lumber generates severe amount of dust scattering to the environment. In this research, the design improvement of the rotary sawing machine is achieved to significantly reduce the dust scattering by the design process utilizing computational fluid dynamics (CFD) analysis. Several design candidates for the design improvement of the rotary saw system were proposed and modeled, and CFD analyses were performed to choose the best design in viewpoint of the least dust scattering. CFD analysis proved to be very useful to predict the characteristics of the air flow inside the saw system. The movement of dust particles with the air flow during the sawing process was analyzed for various design features of the saw system. The most efficient design to minimize the amount of dust particles ejected from the saw system was chosen based on the CFD analysis results. Then, the prototype of the best candidate of the improved rotary saw machine was built and the amount of dust particles were measured to verify its performance.

During periods where a fine dust watch was announced, we measured particulate matter by the light scattering method and the gravimetric method in accordance with the application of an air cleaner in 3 homes. The first investigation showed a lower indoor particulate matter 2.5 (PM2.5) concentration distribution than normal when there was a fine dust warning. Also, it was found that the result of the second research was similar to the first research, and was the effect of an air cleaner. The result of a comparison of black carbon (BC) concentration in accordance with an air cleaner at one room showed a lower concentration distribution than normal, as in the first and the second research when there was a fine dust warning. PM2.5 risk reduction effect showed 9.09E-5 (light scattering method) ~ 9.37E-5 (Gravimetric method) and 1.71E-4 (Light scattering method) ~ 1.76E-4 (Gravimetric method). Therefore, it was found that when there was a fine dust watch without ventilation, if air cleaner with the proper capacity is used and the influx of outside air reduced, the harmful effects of the fine dust can be lessened.

This study analyzed the characteristics of high PM2.5 episodes that meets the concentration criteria of Emergency Reduction Measures Plan (ERMP) in Busan during the 2015-2020, and compared with those in Seoul. As a first step, the CAPSS-2017 emission data was employed to analyze the emission differences between Busan and Seoul, and pointed out that Busan emission included the dominance of ship emissions (37.7%) among total PM2.5 city emissions, whereas fugitive PM2,5 emission was the highest in Seoul. These emission characteristics are indicating that the controlling action plan should be uniquely applied to cope with ERMP in each region. We selected extremely high PM2.5 episode days that meet the criteria of ERMP levels. In Busan, Ulsan, and Gyeongnam region, 15, 16, and 8 days of extremely high PM2.5 cases were found, respectively, whereas Seoul showed approximately doubling of occurrences with 37 cases. However, the occurrences in summer season indicated big differences between two cities: the proportion of summer-season occurrence was 13-25% in Busan, whereas no single case have occurred in Seoul. This is suggesting the needs of comprehensive summer emission reduction plan with focusing on sulfur reduction to effectively cope with the ERMP levels in summer in the southeastern region, including Busan.

미세먼지 대응기술이 종전의 관리용이성(PM10, 1차 배출) 중심에서 위해성(PM2.5, 2차 생성) 중심으로 패러다임이 전환된 현시점에서, 입자상 물질뿐만 아니라 초미세먼지 2차 생성 전구물질인 질소산화물(NOx) 제거를 통하여 대기오염을 극복할 수 있는 방안이 사회적으로 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 도로이동오염원에서 배출되는 질소 산화물을 효율적으로 제거하기 위한 방안으로 미세먼지 전구체 저감 소재를 도로 및 도로변에 설치되어 있는 기존 콘크리트 구조물에 고정화하기 위한 기초연구를 진행하였다.

현재 (초)미세먼지의 주요 발생 원인이 되고 있는 질소화합물(NOx) 및 PM10, PM2.5 미세먼지 입자 제거를 위해 화물차를 비롯한 경유차에 대한 다양한 규제와 정책이 추진되고 있으나 가시적인 개선 효과가 나타나지 않아 근본적인 대책이 필요한 실정이다. 이에 관한 대책으로서 국내에서는 도로 물청소, 분진흡입, 노후 경유차 대도시 운행 제한 등을 시행하고 있으나 구체적인 저감효과에는 한계가 있어 능동적인 대응 방안을 마련이 시급한 실정이다. 또한, 도심부 도로에서 발생하는 미세먼지는 도로변을 걷는 보행자와 차량 운전자의 건강에 직접적인 영향을 주는 심각한 환경문제로 대두됨에 따라 도로변 미세먼지 저감 필요성이 증대되고 있다. 따라서, 이 연구에서는 기능성 건설재료를 활용하여 도로변 미세먼지 저감 기술 개발에 관한 실증 방안을 제시하고자 한다.

본 연구는 사회적 현안이 되는 미세먼지 저감 및 대기정화를 위해 석탄화력 발전산업에서 발생되는 부산물을 활용하여 미세먼지를 포집·분해하는 건설재료에 대한 기술 개발로서 자원재활용과 대기오염 저감 기술에 해당된다. 미세먼지를 석탄화력 발전소 애시 기반 다공성 활성탄의 표면에 흡착하고, 고기능성 광분해 나노섬유를 통해 분해하여 미세먼지 제거효율을 극대화 하고자 한다. 본 연구를 통해 개발되는 미세먼지 흡착·분해 다공체 기술은 방음벽, 보도블록 등 대기오염 농도가 높은 도로시설분야에 활용할 수 있을것으로 판단된다.