해수 중 존재하는 유해화학물질 검출을 목적으로 센서 시작품 제작하고 성능을 확인하였다. 센서 시작품은 검지부, 기구부, 구 동부로 구성하였다. 센서의 검지부는 ITO (Indium-Tin-Oxide) 금속산화물 나노입자 (metal oxide nanoparticle) 필름을 기판위에 인쇄하여 제작 하였고, 온도와 HNS 농도를 동시에 검출할 수 있도록 2개의 검출 부분을 갖도록 설계하였다. 센서의 기구부는 검지부와 구동부를 연결하 며, 검출에 영향을 줄 수 있는 화학적 반응을 막기 위해 테프론 재질을 이용하여 제작하였고, 특히 검지부의 착탈이 용이하도록 설계 하 였다. 구동부는 브릿지 회로와 아두이노 보드를 이용하여 전원 공급과 데이터 측정 및 디스플레이가 가능하도록 제작하였다. 시작품의 성 능에 대해서는 기존의 수질 센서를 참고한 성능 사양을 제시하고, 유기용제를 사용한 검지부와 시작품의 동작을 확인하여 응답 (ΔR), 검 출하한 (Limit of Detection), 응답시간 (response time), 오차 (error) 등을 평가하였다. 또한 해수 중 동작 특성을 파악하여 설계 사양이 구현되 었는지 확인하였다.

This study is to investigate the effect of material for GPF on the PM reduction characteristics before the improvement of filter efficiency in GPF. The material of GPF was changed to ceramic and metal. The ceramic material was applied to SiC, and the metal materials were employed to STS 310s, STS 316s, and STS 410s. The number of honeycomb and wall thickness were set to 200CPSI, 0.3987mm, respectively. The inlet mass flow was fixed at 0.00695kg/s. The inlet air temperature was changed from 500K(0s∼350s) to 1000K(400s∼900s). It was found that the differences in loading amount according to the GPF materials were difficult to observe because the pore density and porosity were set to be the same to affect only the mechanical properties. STS 310s with the highest temperature value had the fastest regeneration time. However, as time goes on, SiC had the highest regeneration rate characteristics. The reason is that the high-temperature region in the GPF by the high-temperature exhaust gas was rapidly transferred toward the outlet due to the high thermal conductivity of SiC.

본 연구에서는 강화되는 황산화물 및 입자상물질의 배출규제를 만족시키기 위한 후처리장치로 습식전기집진기에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험을 위해 선박용 중유(HFO, 황함유량 약 2.1%)를 연료로 사용하는 선박용 4행정 디젤엔진(STX-MAN B&W)을 활용 하였으며, 연돌에 설치된 습식전기집진기 입/출구에서 측정을 실시하였다. 미세먼지 측정을 위해서는 광학식 계측기(OPA-102) 및 중량농 도측정방식(Method 5 Isokinetic Train)을 이용하였으며, 황산화물 계측을 위해서는 FT-IR(DX-4000)을 사용하였다. 엔진부하는 50%, 75%, 100%로 변화시키면서 실험을 실시하였다. 실험 결과로, 엔진부하가 50%에서 100%로 변화함에 따라 미세먼지 저감 효율은 모든 부하 조건에서 94~98% 정도의 높은 저감 효율을 나타내었다. 추가적으로 습식전기집진기 퀜칭존에서 배기가스의 온도를 낮추는 과정 중 세정액에 의한 이산화황(SO2) 저감을 확인할 수 있었으며, 저감율은 엔진부하에 따라 55%~81%로 확인되었다.

Cooking, especially meat and fish grilling, is one of the representative sources of indoor and outdoor particulate matter (PM). Most of PM emitted from cooking is ultrafine dust (PM2.5). Since odorous organic acids, aldehydes, and volatile organic compounds are absorbed by PM and discharged, restaurants and food service industries are major sources of odorous PM emission that cause odor nuisance complaints in cities. PM emitted from cooking also contains polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are carcinogens. In this paper, the domestic PM emission status of biomass combustion, especially meat and fish grilling, was analyzed temporally and spatially. The results of previous studies on PM emission concentrations, emission rates, emission factors and their compositions from cooking were comprehensively summarized. In addition, the effects of food ingredient types, cooking methods, seasoning and oil addition and fuel types on the PM emission were reviewed. Much more PM was produced when cooking with charcoal rather than electricity or gas. The higher the fat content of food ingredients such as intestines, the higher the PM emission concentration and emission rate. There was a difference in the PM emissions depending on the cooking oil types, and the PM emission concentration was high when olive oil or corn oil was used. It is necessary to accumulate more information through followup studies on the emission concentrations, emission factors and properties of PM emitted from cooking activities. This information can be used for controlling odorous PM in restaurants and food service industries, and predicting the impacts of odorous PM on air quality and human health.

The emission of particulate matter and volatile organic compounds (VOCs) from a motor vehicle painting booth was quantitatively evaluated. Most particulate matter was emitted during the spraying process, in which the PM10 concentration was 16.5 times higher than that of the drying process. When the paint was being sprayed, the particles with a diameter of 1.0~2.5 μm accounted for 39.4% and particles greater than 2.5 μm in diameter accounted for 30.6% of total particles. On the other hand, small particles less than 0.5 μm in diameter accounted for 52.4% of total particles during the drying process. In contrast to the particulate matter, high concentrations of VOCs were emitted during both spraying and drying processes. Butyl acetate, xylene, toluene, and m-ethyltoluene were the most abundant VOCs emitted from the motor vehicle painting booth. Additionally, xylene, butyl acetate, toluene, and 1,2,3-trimethylbenzene were the dominant ozone precursors. Especially, xylene exhibited the highest ozone production contribution (32.5~44.4%) among 34 species of the ozone precursors. The information obtained in this study can be used to establish a suitable management strategy for air pollutants from motor vehicle painting booths.

지표수 성상을 재현한 용액을 가압식 한외여과 시스템을 통하여 100 L/m²/h 정속 조건에서 전량 여과하였다. 공극 크기 0.05 μm의 한외여과 중공사막으로 구성된 가압식 모듈을 통해 휴민산(HA) 10 mg/L 용액과 알긴산 나트륨(SA) 10mg/L 용액, 그리고 이 두 용액에 실리카(SiO2) 입자 50 mg/L이 포함된 총 4가지 용액을 여과하였다. 여과 공정은 30분 여과 후 30초 역세와 30초 정세의 주기적 물리 세정과 병행하여 수행되었다. 실험 결과, HA와 SA 용액에 SiO2 입자가 존재하는 경우 파울링 속도는 다소 감소하였으며 특히 SA 여과에서 SiO2 입자 위에 형성된 SA 케이크층이 세정에 의해 SiO2 입자와 함께 탈착되어 물리세정에 의한 분리막 성능 회복이 크게 증가하는 것으로 나타났다.

선박용 연료유가 연소하는 과정에서 배출되는 오염물질은 대기오염을 유발하고 인체에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그에 따라, IMO에서는 선박에서 배출되는 오염물질을 규제하고 있다. 하지만 입자상물질(Particulate matter: PM)에 대한 규제는 아직 논의단계에 있으므로 선제적인 대응이 필요하다. 그러기 위해서는 입자상물질에 대한 기초적인 연구가 필수적이다. 이번 연구에서는 해상용 연료유에서 발생하는 입자상물질의 기초 데이터 구축을 위해 선박 디젤 엔진에 사용되는 연료유의 무차원 광소멸계수(Ke)를 계측하여 분석하였다. 특성 비교를 위해 육상 디젤 엔진에 사용되는 연료유를 같은 방법으로 측정하였다. 두 연료유는 황함유량과 밀도에서 차이가 난다. 무차원 광소멸계수(Ke)는 633 nm의 레이저를 이용하여 광학적인 방법으로 측정하고 중력식 필터법에 의해 채집된 입자상물질의 체적분율을 이용하여 결정하였다. 선박용 연료유에서 배출되는 입자상물질의 무차원 광소멸계수(Ke)는 8.28이고, 육상용 연료유는 8.44 이다. 두 연료유의 무차원 광소멸계수(Ke)는 측정 불확도 범위내에서 거의 유사하였다. 하지만 Rayleigh limit 해법에서 구한 값과의 비교를 통해 광산란 비중이 클 수 있는 부분과 광투과율과 채집질량과의 관계를 통해 광소멸 특성이 상이할 수 있음을 확인하였다.

선박용 디젤엔진 배기가스에 포함된 입자상물질(PM) 가운데서 블랙카본(BC)은 극지방의 해빙을 촉진시키고 온난화를 유발하는 원인물질로서 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 향후 예상되는 PM/BC 배출 규제에 선제적으로 대응하고, 저감기술 개발 및 실증을 위한 기초연구의 일환으로 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 실제 운항 중에 주기관의 배기관 수 포인트에서 PM을 샘플링하여 HR-TEM을 통해 그 구조와 특성을 분석하였다. 또한 배기가스 분석기를 이용하여 운전조건별 배기가스 내 유해물질의 배출 경향을 확인하였다. 분석 결과 엔진에서 배출된 PM의 구조는 구형 입자들의 촘촘하지 않은 체인형 결합으로 이루어져 있으며, 과급기로부터 멀어질수록 온도 저하에 의한 응집이 더 많이 관찰되었고 BC 특유의 graphitic 구조를 잃어가면서 점점 amorphous 구조를 띠는 경향이 나타났다. 또한 배기가스 분석을 통해 엔진 회전수가 증가할수록 배기 내 PM의 농도는 감소할 것으로 예측되었다.

대기오염에 관한 관심은 국내·외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차와 연료분야 연구자 들은 청정 (친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 방법으로 차량 배기가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 주로 배출 가스 및 가솔린 차량의 PM 입자 배출 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스 및 미규제 물 질, PM (입자상 물질) 입자는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 자동차 배 출가스의 주요 물질인 입자상 물질은 작은 입자로 구성된다. 이러한 작은 크기 때문에, 흡입된 입자는 쉽게 폐 깊숙이 침투 할 수 있다. 이 입자의 거친 표면들은 대기중에서 다른 독성 물질과 결합하기가 쉽다. 따라서 입자흡입의 위험을 증가시킨다. 함산소 연료첨가제 유형 (MTBE, 바이오 ETBE, 바이오 에 탄올, 바이오 부탄올)에 기초하여, 본 논문은 가솔린 자동차 배출가스 및 미규제 물질, 나노입자 배출에 산소함량의 영향을 토론하였다. 또한, 본 논문은 두 가지 시험모드를 사용하여 배출가스 특성을 평가하 였다. 시험모드는 FTP-75 및 HWFET 모드이었다.전체 측정항목에서 배출가스 규제 값보다 적게 배출되고 있는 것을 볼 수 있었고, 산소함량이 증가하 면서 측정항목에 따라 증감이 다름을 알 수 있었다.

Recent Engineered nanoparticles were increasingly exposed to environmental system with the wide application and production of nanomaterials, concerns are increasing about their environmental risk to soil and groundwater system. In order to assess the transport behavior of silver nanoparticles (AgNPs), a saturated packed column experiments were examined. Inductively coupled plasma-mass spectrometry and a DLS detector was used for concentration and size measurement of AgNPs. The column experiment results showed that solution chemistry had a considerable temporal deposition of AgNPs on the porous media of solid glass beads. In column experiment, comparable mobility improvement of AgNPs were observed by changing solution chemistry conditions from salts (in both NaCl and CaCl2 solutions) to DI conditions, but in much lower ionic strength (IS) with CaCl2. Additionally, the fitted parameters with two-site kinetic attachment model form the experimental breakthrough curves (BTCs) were associated that the retention rates of the AgNPs aggregates were enhanced with increasing IS under both NaCl and CaCl2 solutions.

산화아연나노물질은 상업적으로 가장 폭넓게 사용되고 있는 물질 중 하나이다. 특히 식품산업에서 산화아연나노물 질은 아연에서 기인하는 세포생장과 면역증진 등의 효과를 나타낼 뿐 아니라 산화아연자체에 의한항균 기능성을 보유 하고 있어 건강보조식품, 식품첨가물 및 식품포장재 등에 다양하게 이용되고 있다. 이와 같이 식품산업에서 산화아연 나노물질의 사용이 증가함에 따라 나노물질에 대한 노출이 증가하고 있는데, 상대적으로 나노물질의 안전성에 대한 연구는 미흡한 편이다. 최근 들어 산화아연나노물질의 독성시험이 세포와 동물모델에서 이루어지고 있으나 나노물질 의 독성과 입자크기 및 체내 성상에 대한 상관관계는 명확히 규명되지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 산화아 연나노물질(nano ZnO)을 랫드에 14일 반복 경구 투여 후 차세대 염기서열분석기법(next generation sequencing, NGS)을 이용하여 간 조직에서의 전사체 발현양상을 분석하였으며, 입자크기와 이온화도에 따른 독성을 비교하기 위하여 벌크 크기의 산화아연(bulk ZnO)과 염화아연(ZnCl2)을 동일한 방법으로 비교 평가하였다. 그 결과 산화아연의 입자크기 및 이온화도에 따라 서로 다른 유전자 발현양상을 보였다. 특히 아연 이온 투여에 의한 전사체 발현 양상이 입자에 의한 양상과는 상이한 것으로 나타나 입자크기 및 체내 성상에 따라 잠재적 독성영향이 달라질 수 있음을 제시하였다. 본 연구결과는 산화아연나노물질의 잠재적 경구 독성의 평가와 독성메커니즘의 예측 자료로써 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

This paper is focused on an economic analysis of applied air pollutant control technologies used for the particulate matters present in subway. Beneficial effects such as reduction in medical expenses and prevention of productivity loss and death are achievable through the adaptation of control technologies. The result showed that the total investment expense was 97.6 billion won and the cost-benefit was 4776.8 billion won, therefore a 4.8 benefit/ cost ratio was attained.

해역에서의 체류시간은 제한된 영역을 채우는 수체나 오염물질이 잔류하는 시간을 의미하며, 서로 다른 수체간의 물리적 특성을 비교하는 데 사용되고 있다. 거제만으로 유입되는 육상기원 또는 양식기원 입자물질의 잔류시간을 알아보기 위해 입자추적모델이 포함된 EFDC를 이용하여 입자물질 체류시간을 계산하였다. 계산된 입자물질의 체류시간은 내만에서 약 65일이었는데, 이 결과는 거제만 내측으로 유입되는 입자물질이 외해에 도달하기까지 약 2달 이상의 시간이 소요됨을 의미한다. 이 체류시간은 거제만 전역에 걸쳐 조석의 흐름에 따라 다르게 나타났으며, 해역에 유입된 입자물질의 거동이 해역의 물리적 특성에 의해 결정됨을 의미한다. 입자물질 체류시간의 공간적인 분포특성을 통해 거제 내만의 해수교환이 원활하지 않은 것을 알 수 있으며, 이로 인해 수질오염문제에 취약할 수 있다는 것을 알 수 있다.

Particulate matters in a water distribution system are main causes of turbidity and discoloration of tap water. They could be removed by conventional or uni-directional flushing in a water distribution system. The behaviors and required flow velocity of particles are not well known for their flushing. A model water main and hydrant were made from transparent acrylic pipe of 30mm and 16mm in diameter, respectively. We analyzed the effect of flushing velocity, particle density, and particle diameter. We found that the existence of break-though velocities at which particles begin to be removed, and which are affected by their physical properties. The removal efficiencies seemed to be influenced by resuspension capabilities related to their upward movement from the bottom. Heavy particles like scale were hard to remove through upflow hydrant because the falling velocity, calculated using Stokes’ law, was higher. Particle removal efficiencies of upward hydrant and downward drain showed minor differences. Additionally, the length between hydrant and control valve affected flushing efficiency because the particulate matters were trapped in this space by inertia and recirculating flow.

F-76 선박용 디젤유와 JP-8 항공유의 연소과정에서 발생되는 입자상물질(PM)의 무차원 광소멸계수를 Transmission Cell를 이용하여 측정하였다. 무차원 광소멸계수의 측정방식은 각각 광원의 파장길이가 633 nm와 853 nm인 대역에서 중력식 필터법에 의해 채집된 PM의 농도와 광학적 방법에 의해 측정된 PM의 농도를 비교하는 방법을 통해 이루어졌다. 광원의 파장길이, 633 nm 대역에서 측정된 무차원 광소멸계수는 F-76의 연료에서 발생된 PM의 경우 8.8인 반면 JP-8 연로부터 생성된 PM의 경우 9.8이였다. 한편 광원 파장길이가 853 nm로 증가함에 따라 두 연료 모두에서 발생된 PM의 무차원 광소멸계수는 각각 8.2 (F-76)와 8.8 (JP-8)로 감소하는 경향을 나타내었다.