Although many attempts have been made to solve the atmospheric diffusion equation, there are many limits that prevent both solving it and its application. The causes of these impediments are primarily due to both the partial differentiation term and the turbulence diffusion coefficient. In consideration of this dilemma, this study aims to discuss the methodology and cases of utilizing a passive air sampler to increase the applicability of atmospheric dispersion modeling. Passive air samplers do not require pumps or electric power, allowing us to achieve a high resolution of spatial distribution data at a low cost and with minimal effort. They are also used to validate and calibrate the results of dispersion modeling. Currently, passive air samplers are able to measure air pollutants, including SO2, NO2, O3, dust, asbestos, heavy metals, indoor HCHO, and CO2. Additionally, they can measure odorous substances such as NH3, H2S, and VOCs. In this paper, many cases for application were introduced for several purposes, such as classifying the VOCs’ emission characteristics, surveying spatial distribution, identifying sources of airborne or odorous pollutants, and so on. In conclusion, the validation and calibration cases for modeling results were discussed, which will be very beneficial for increasing the accuracy and reliability of modeling results.

지속적으로 관찰되어 온 백두산 화산폭발 전조 현상들이 사회적 이슈가 되고 있으며 주변국인 일본의 화산활동 또한 활발한 추세이다. 국내와 500km 이상 떨어진 위 화산들은 국내에 직접적인 피해를 주기 어렵지만 화산 분화와 함께 분출되는 화산재의 경우 국내에 직간접적인 피해를 미칠 수 있다. 화산재 확산대응의 일환으로 수치해석 모델이 국내외로 사용되고 있으며 각 수치해석 모델 은 사용된 수치해석 방법에 따라 한계가 있다. 본 논문에서는 라그랑지안 방법을 기반으로 한 PUFF-UAF 모델을 분석하였으며, 초기 입자의 수에 대한 의존성의 문제점과 많은 입자개수를 사용함에도 불구하고 나타나는 화산재 농도 예측의 부정확성에 대한 문제점을 제기하였다. 이에 본 논문 연구를 통하여 라그랑지안 기법의 전산효용성을 이용하고 나타난 문제점을 해결하기 위하여 PUFF-UAF 모 델의 결과에 가우시안 확산 모델을 적용하여 결과를 보완하는 PUFF-Gaussian 모델을 개발하였다. 실제 화산분화로 부터 관측된 결과 와 본 연구로 예측된 결과를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 방법의 효용성을 보였다.

Odor dispersion from road emissions were investigated using CFD (Computational Fluid Dynamics). The Shear Stress Transport k-ω model in FLUENT CFD code was used to simulate odor dispersion around the road. The two road configurations used in the study were at-grade and fill road. Experimental data from the wind tunnel obtained in a previous study was used to validate the numerical result of the road dispersion. Five validation metrics are used to obtain an overall and quantitative evaluation of the performance of Shear Stress Transport k-ω models: the fractional bias (FB), the geometric mean bias (MG), the normalized mean square error (NMSE), the geometric variance (VG), and the fraction of predictions within a factor of two of observations (FAC2). The results of the vertical concentration profile for neutral atmospheric show reasonable performance for all five metrics. Six atmospheric stability conditions were used to evaluate the stability effect of road emission dispersion. It was found that the stability category D case of at-grade decreased the non-dimensional surface odor concentration smaller 0.78~0.93 times than those of stability category A case, and that F case decreased 0.39~0.56 times smaller than those of stability category A case. It was also found that stability category D case of filled road decreased 0.84~0.92 times the non-dimensional surface odor concentration of category A case and stability category F case decreased 0.45~0.58 times compared with stability category A case.

Air pollution dispersion from rooftop emissions around hexahedron buildings was investigated using computational fluid dynamics (referred to hereafter as CFD). The Shear Stress Transport (referred to hereafter as SST) k-ω model in FLUENT CFD code was used to simulate the flow and pollution dispersion around the hexahedron buildings. The two buildings used in the study had the dimensions of H: L: W (where H = height, L = length, and W = width) with the ratios of 1:1:1 and 1:1:2. Experimental data from the wind tunnel obtained by a previous study was used to validate the numerical result of the hexahedron building. Five validation metrics are used to obtain an overall and quantitative evaluation of the performance of SST k-ω models: the fractional bias (FB), the geometric mean bias (MG), the normalized mean square errors (NMSE), the geometric variance (VG), and the factor of 2 of the observations (FAC2). The results of vertical concentration profile and longitudinal surface concentration of the 1:1:2 building illustrate the reasonable performance for all five metrics. However, the lateral concentration profile at X = 3H (where X is the distance from the source) shows poor performance for all of the metrics with the exception of NMSE, and the lateral concentration profile at X = 10H shows poor performance for FB and MG.

해상으로 운송되는 위험유해물질 (HNS, Hazardous and Noxious Substance)은 6,000여종 이상으로 많은 종류를 포함하고 있으므로, 유출시 대응전략 수립을 위한 HNS 거동 및 위험반경 예측을 결정론적으로 제시하기 어렵다. HNS 거동예측에서는 예측의 신속성과 효율성을 고려하여 차이가 미미한 모든 종류의 HNS 특성을 모두 고려하는 대신에 거동에 크게 영향을 미칠 수 있는 특성들에 초점을 맞쳐 대표적인 거동예측 모델을 개발하여 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 HNS를 기체상, 액체상, 고체상 등 크게 3분류로 구분하고, 각각의 분류별 거동특성 모델링을 연구하였다. 물질 특성별 거동특성은 증기압, 용해도, 밀도 등을 고려하였으며, 각각의 변수에 따른 증발, 혼홥, 침강 등의 거동을 모델링하였다. 물질의 거동특성 모델링은 대기 해양 확산모델의 계산에서 대기중 확산, 수중 확산, 해저면 침적 등을 결정하는 과정으로 활용된다.

최근 백두산 화산분화의 전조현상 증가로 인해 백두산 분화의 가능성이 지속적으로 제기되고 있으며 주변국인 일본의 화산 활동 또한 활발한 추세이다. 일본 화산 및 백두산으로부터 500km 이상의 거리에 위치한 우리나라의 경우 화산 분화로부터 근접 재해의 직접적인 위험은 없으나 화산재 확산에 의한 영향을 받을 가능성이 있어 이에 대한 대책 및 대응 방안 마련이 요구되고 있는 실정 이며 이에 대한 대응 방안 중 하나로, 화산재 확산 모델을 이용하여 화산재 입자의 공간분포 예측 및 대기 중 화산재 농도와 지표면의 화산재 퇴적 두께를 예측하는 방법이 있다. 본 연구에서는 화산재 확산 예측 모형에 의해 도출된 대기 중의 화산재 농도와 낙하 화산재 퇴적 두께를 이용하여 한반도 근역에 대하여 화산재 공간 확산 확률 및 낙하 확률 분석 기법을 제시하고 우리나라 17개 광역지자체에 대한 분석을 수행하였다.

선박의 오염물질 배출에 대한 규제는 최근 IMO/MEPC(국제해사기구/해양환경보호위원회)를 통해서 진행 중이다. 선박오염원 에서 배출된 오염물질은 국지적인 요인에 의해서 연안지역을 비롯하여 육지로 확산될 수 있다. 인천과 같이 선박 배출 오염물질에 노출 되어 있는 항구 도시에서 선박오염원 조절은 연안지역의 대기질 관리정책을 효율적으로 고안하기 위해서 반드시 필요하다. 연안지역의 대기오염물질 중 선박에 의한 NOx와 SOx의 농도는 전체 NOx와 SOx 농도의 각각 14 %와 10 %를 차지한다(NIER, 2008). 연안도시지역의 대기질은 국지적인 순환에 의존하는 오염물질의 확산 경향과 선박의 수에 영향을 받는다. 선박오염원으로부터 배출된 오염물질의 확산 을 WRF(Weather Research and Forecasting model)의 기상장을 기초로 CALPUFF(California Puff model)를 사용하여 분석하였다. 그리고 연안도 시지역의 대기확산모델은 정박한 선박과 입·출항하는 선박으로 나누어 각각 점오염원과 선오염원으로 구분하여 모의하였다. 선박척수 82~84척을 기준으로 NOx의 총 평균 배출량은 입·출항시 각각 6.2 g/s, 6.8 g/s이었고, SOx의 총 평균 배출량은 입·출항시 각각 3.6 g/s, 5.1 g/s 이었다. 정박 중인 선박의 NOx와 SOx에 대한 총 평균 배출량은 각각 0.77 g/s, 1.93 g/s이었다. 육풍의 영향으로 인하여 인천항으로부터 내 륙으로 진행되는 오염물질의 수송이 억제되었고, 내륙의 SOx와 NOx 농도가 일시적으로 감소하는 원인이 되었다. 해풍에 의해 NOx와 SOx가 내륙으로 확산되었고, 내륙의 NOx와 SOx의 농도가 점차 증가하였다. 인천항과 인접한 지역의 오염물질의 농도는 해륙풍의 영향 보다 인천항에 정박 중인 선박오염원에 의한 영향이 더욱 크게 반영되었다. 본 연구는 연안도시지역의 대기질 정책고안과 배출기준을 정하는 것에 유용할 것으로 기대된다.

Atmospheric stability is an important parameter which effects pollutant dispersion in the atmospheric boundary layer.The objective of this paper was to verify the effect of stability conditions on odor dispersion downwind from anarea source using computational fluid dynamic (CFD) modeling. The FLUENT Realizable k-ε model was used tosimulate odor dispersion as released by an odor source. A total of 3 simulations demonstrated the effects of unstable,neutral, and stable atmospheric conditions. Unstable atmospheric stability conditions produced a shorter odor plumelength compared with neutral and stable conditions because of stronger convective effects. Like other studies,unstable atmospheric condition produced higher plume height compared with neutral and stable conditions.

PURPOSES : This study presents a specific methodology for air dispersion analysis of urban areas methodology in accordance with urban planning and transport policy. METHODS: This study performed three alternatives including development density and public transit applying integrated urban model for the Delft city on Netherlands. Based on this result, the two types of air pollutant emissions(PM10, NOx) were calculated and analyzed the emission dispersion on that City. RESULTS: As a result, the quality of air near the City is better than that of current conditions showed that approximately from 2.1 to 7.9% according to alternatives. CONCLUSIONS: Air quality assessment in urban areas can be reasonably performed by applying a methodology when urban development and transport policy are considered.

PURPOSES : The objective of this study is to investigate the capability of the combined model of traffic simulation, emission and air dispersion models on the impact analysis of air quality of mobile sources such as vehicles. METHODS : The improvement of the quality of life brings about the increasing interest of the public environment. Many endeavors including the travel demand management, the application of the state-of-the-art ITS technologies, the promotion of eco-friendly vehicles have been tried in transportation area to reduce the modal emissions. Especially, it is expected that the increasing number of eco-friendly vehicles in the road network would be able to reduce the pipe-tail emissions tremendously. From this perspective, we have performed a study on the impact analysis of the popularization of the eco-friendly vehicle in the place of the fossil fuel energy powered vehicles on the surrounding air quality using the combined framework of microscopic traffic simulation, emission and air dispersion model. RESULTS : The combined model successfully captured the effect of moving to the eco-friendly vehicles on the air quality, and the results showed that the increasing usage of eco-friendly vehicles can improve the surrounding air quality tremendously and that the air dispersion model plays a crucial role in the investigation of the air quality change around the main corridor. CONCLUSIONS : This study demonstrated the capability of the combined model showing the spatio-tempral change of emission concentration.

구제역 바이러스는 소나 돼지 등의 우제류 가축에 경구 또는 흡입 노출 등의 다양한 노출 경로를 통해 심각한 감염성을 유발하는 생물학적 유해인자로 국내 축산업 운영에 있어 막대한 경제적 손실을 초래하는 병원균들 중 하나다. 구제역 발병에 대한 사전적 예방 관리를 도모할 수 있는 조치 방안 중 하나는 공기를 통해 전파되는 구제역 바이러스 확산에 대해 수학적 모델 적용을 통해 예측된 분석 결과에 따라 설정될 수 있다. 대기 확산 모델들은 일반적으로 구제역 바이러스의 주요 전파 경로인 경구 및 접촉 감염의 노출 시나리오를 예측할 수는 없으나, 상대적으로 예측도가 높은 대기 확산 모델의 경우 공기 전파에 대한 구제역 바이러스의 위해성 관리 방안을 결정하는 데 주요 역할을 담당할 수 있는 유용가능한 수단으로 여러 나라에서 활용되어 왔다. 구제역 바이러스 전파를 억제하기 위한 엄격한 관리 방안 중 다량의 가축 살처분 방법은 축산 농가들에게 심각한 경제적 손실을 초래하여 심각한 경우 새로운 자립의 여건마저도 상실시킬 수도 있다. 반면 낮은 수준의 대응 방안은 향후 구제역 발생에 따른 추가적 피해를 근원적으로 억제할 수 없는 역학적 한계에 봉착할 수 있다. 본 연구는 구제역 바이러스의 기본 특성 및 발생 모델 적용에 따른 공기 중 전파의 감염 위험성 평가 관련 선행 문헌들을 고찰하였다. 또한 1970년대 이후 구제역 바이러스의 공기 전파 경로를 예측하기 위해 여러 나라에서 실제 활용된 다양한 대기 확산 모델들의 적용 사례 및 장/단점을 비교 분석하였다.

백두산 화산분출물의 이류와 확산 예측 특성을 살펴보기 위하여 3차원 대기역학 모형인 WRF와 입자 확산 모형인 FLEXPART를 결합하여 다양한 수치실험을 실시하였다. 기상자료의 시간 평균화에 따른 영향을 보기 위하여 네가지 서로 다른 평균화 기간을 가진 수치 실험을 실시하였다. 본 연구에 적용된 기상자료의 평균화 기간은 각각 1개월, 10일, 3일이다. 또한 평균화를 실시하지 않은 실시간자료를 이용한 수치실험도 실시하였다. 기상자료의 평균화 시간이 길어질수록 주풍성분인 동서 방향의 운동이 뚜렷해지고, 짧을수록 주풍의 법선 방향인 남북 운동이 명확하게 나타나며, 화산분출물을 가정한 입자의 확산 역시 동일한 특성이 나타난다. 상하층의 바람은 강도의 차이가 명확하고, 평준화 기간에 따른 영향이 다르게 나타나기 때문에 상층입자와 하층입자의 이동과 지상 침적이 다양하게 나타난다. 또한 한반도의 지상 침적은 방출고도 2 km 이하의 입자가 주로 영향을 미친다. 따라서 기상자료의 평균화 시간 간격이 화산분출물의 지상 침적을 결정하는 하나의 요인으로 작용하기 때문에, 확산 실험 전에 적절한 기상자료의 시간평균을 결정할 필요가 있다.

The organic acids in ambient were sampled by high efficiency diffusion scrubber (HEDS) and analyzed by IC. Most of organic acids showed high linearity (r²＞0.999) of the calibration curve and good repeatability (RSD＜10%). The detection limit of organic acids was about 7 pptv. The concentration of acetic acid was ranged from 0.43~1.74 ppbv, formic acid was ranged from 0.28~1.85 ppbv. Since the organic acids are one of odor compound species with instant production characteristics and affected easily by weather, continuous analysis method is better than intermittent method to determine these compounds. The sampling and analysis process can be automated and performed in real-time by continuous sampling of HEDS and IC.