PM10 질량농도 측정을 위한 시료채취기의 비교 연구

박주면(Ju Myon Park),구자건(Ja Kon Koo),정태영(Tae Young Jeong),권동명(Dong Myung Kwon),유종익(Jong Ik Yoo),서용칠(Yong Chil Seo) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.2

PM10(공기역학 직경≤10 ㎛) 시료채취기는 사람이 부유 먼지에 잠재적으로 노출되는 정도를 정량화하고 정부의 규제에 대응하기 위한 목적으로 사용된다. 본 연구는 동일한 PM10 분리한계 직경을 가지지만 다른 기울기를 가지는 미국 환경청의 PM10 시료채취 기준과 미국산업위생전문가협의회/유럽표준위원회/국제표준기구의 흉곽성 PM10 시료채취 기준을 이론과 실험을 통해 비교 평가하고자 수행되었다. 이를 위해 미국 환경청의 기준을 따르는 4개의 PM10 시료채취기와 흉곽성 PM10 기준과 일치하는 1개의 RespiCon 시료채취기를 비교 평가 수단으로 사용하였으며, 1개의 DustTrak 측정기를 PM10의 실시간 질량농도를 확인하기 위하여 사용하였다. 6개 시료채취기를 다양한 크기 분포를 가지는 비산재를 이용하여 입자 발생 챔버 안에서 실험하였다. 이론적 질량농도는 측정된 비산재의 입자크기 분포 특성(기하평균=6.6 ㎛, 기하표준편차=1.9)을 각 시료채취 기준에 적용하여 계산하였다. 챔버 실험을 통하여 측정된 질량농도 결과는 흉곽성 PM10 시료채취 기준을 가지는 RespiCon 시료채취기가 미국 환경청의 PM10 기준을 가지는 PM10 시료채취기보다 상대적으로 작은 질량농도를 측정함으로써 이론적 질량농도와 일치하였다. 전체적 챔버 실험 결과는 PM10 시료채취기를 기준 시료채취기로 사용하였을 때, (1) RespiCon 시료채취기는 PM10 시료채취기로 포집된 PM10 먼지 질량농도에 비해 평균 60% 정도 낮게 측정한 것을 의미하는 정규화계수 1.6으로 나타났으며 (2) PM10 유입구를 사용한 DustTrak 실시간 채취기는 2.1의 보정계수를 가지는 것으로 분석되었다. A PM10 (aerodynamic diameter≤10 ㎛) sampler is used to quantify the potential human exposure to suspended particulate matter (PM) and to comply with the governmental regulation. This study was conducted to compare and evaluate the same PM10 cutpoint and different slopes between United States Environmental Protection Agency (USEPA) PM10 sampling criterion and American Conference of Governmental Industrial Hygienists/Comite Europeen de Normalization/International Organization for Standardization thoracic PM10 sampling criterion through theory and experiment. Four PM10 samplers according to the USEPA criterion and one RespiCon sampler in accordance with the thoracic PM10 criterion were used in the present study. In addition, one DustTrak monitor was used to measure real time PM10 mass concentrations. All six aerosol samplers were tested in a PM generation chamber using polydisperse fly ash. Theoretical mass concentrations were calculated by applying the measured particle size distribution characteristics (geometric mean=6.6 ㎛, geometric standard deviation=1.9) of fly ash to each sampling criterion. The measured mass concentrations through a chamber experiment were consistent with theoretical mass concentrations in that a RespiCon sampler with the thoracic PM10 criterion collected less PM than a PM10 sampler with the USEPA criterion. The overall chamber experiment results indicated, when a PM10 sampler was used as a reference sampler, that (1) a RespiCon sampler had a normalizing factor of 1.6, meaning that this sampler underestimated an average 60% of PM10 mass sampled from a PM10 sampler, and (2) a DustTrak real-time monitor using a PM10 inlet had a calibration factor of 2.1.

입자 발생 챔버를 이용한 Andersen과 총분진 시료채취기의 특성 비교

박주면 ( Ju Myon Park ) 한국산업위생학회 2008 한국산업보건학회지 Vol.18 No.3

The purpose of this study was to compare the performance characteristics of Andersen and total suspended particulate (TSP) samplers in terms of particle size distribution (PSD) and mass sampling efficiency. In the present study, two Andersen and four TSP samplers were selected and tested to quantitatively estimate human exposure to fly ash representing industrial particulate matter (PM) in a carefully controlled chamber. The PSD characteristics, a mass median aerodynamic diameter and a geometric standard deviation, were found from the sampled PM of airborne samplers in the chamber. An Andersen sampler was compared with a TSP sampler quantified by a Coulter Counter Multisizer, as a reference sampler, to describe the correlation of mass sampling efficiencies between two types of samplers. Overall results indicate that Andersen samplers overestimated small PM due to particle bounce phenomena between impaction stages. There was reasonably good correlation (R2=0.89 and 0.91) between the mass sampling efficiencies of Andersen and TSP samplers during the two tests. However, the lower values of slope (0.71 and 0.72) in two tests showed that the Andersen sampler underestimated PM (>AD 10.1 μm) with sufficient inertia due to a relatively lower Andersen inlet velocity at 0.8 m/s comparing with the operating air velocity at 2.1 m/s in the sampling zone of a chamber.

무선 이동식 Off-gas 측정 장치를 이용한 폭기조의 산소전달효율 평가 연구

여인설(In-seol Yeo),박승민(Seung-min Park),조은영(Eun-young Jo),김지훈(Ji-Hoon Kim),박주면(Ju-Myon Park),박찬규(Chan-gyu Park) 한국유체기계학회 2014 한국유체기계학회 학술대회 논문집 Vol.2014 No.11

제로에너지 관리 및 계산방법의 사용자 가이드라인 표준화 방안

김유신(Yu-Sin Kim),신경호(Kyung-Ho Shin),김성중(Sung-Joong Kim),양일(Il Yang),박주면(Ju-Myon Park),조미령(Meeryoung Cho) 한국조명·전기설비학회 2018 조명·전기설비학회논문지 Vol.32 No.1

The global efforts to response to the with energy depletion and climate change and realize sustainable development are being strengthened. Korea is also increasing its national greenhouse gas reduction targets and accelerating efforts to find and implement sectoral reduction measures. In order to develop new technologies to cope with climate change as well as to reduce energy demand and greenhouse gas emissions and to create new industries, it is necessary to activate zero-energy buildings, and there is a growing demand for user guidelines both domestically and internationally. In this paper, we propose a standardization method of user guidelines for zero energy management and calculation method by analyzing relevant domestic and international guidelines.

챔버 기술 개발을 통한 PM10과 PM2.5 시료채취기의 수행 특성

김도현(Do Hyeon Kim),김선홍(Seon Hong Kim),김지훈(Ji Hoon Kim),조승연(Seung Yeon Cho),박주면(Ju Myon Park) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.8

본 연구의 목적은 1) 시료채취공간에서 ±10% 이내의 공기 유속을 가지는 챔버시스템을 제작하여, 2) 먼지(PM, particulate matter)측정을 위하여 사용되는 PM10과 PM2.5 시료채취기의 이론적 특성을 연구하고, 3) 실험을 통하여 본 연구에 사용된 먼지 시료채취기의 수행 특성을 평가하는데 있다. 챔버 내에서의 먼지 시료채취기의 수행능력을 측정하기 위하여 20μm의 공기역학중위입경과 2.0의 기하표준편차 특성을 가지는 옥수수전분을 분포하였다. 챔버 실험에 사용된 시료채취기는 미국 연방규정을 만족하는 각 1개의 APM PM10 및 APM PM2.5 시료채취기와 특수 제작된 3개의 소용량 시료채취기(2개 PM10과 1개의 PM2.5)를 사용하여 평균 공기 유속이 0.67m/s와 2.15m/s인 두 조건에서 각 1시간씩 3회 반복하여 총 6회의 실험을 실시하였다. 실험 결과, APM PM시료채취기를 기준 시료채취기로 사용하여 소용량 PM10과 PM2.5 시료채취기는 각각 0.25와 0.39의 보정계수가 필요하며 이원 분산 분석을 통하여 두 개의 소용량 PM10 시료채취기의 평균 농도값 사이에는 유의적 차이가 있었다. 분리한계직경과 기울기(PM10: 10±0.5 μm와 1.5±0.1, PM2.5: 2.5±0.2μm와 1.3±0.03)를 가지는 PM10과 PM2.5 시료채취기는 이론적으로 본 연구에 사용된 옥수수전분의 입자특성을 고려하여 86~114%와 64~152%의 먼지농도 범위를 채취하게 된다. 또한, 공기 중에 분포하는 입자의 공기역학중위입경이 해당 시료채취기의 분리한계직경보다 작을 때 시료채취기의 측정 질량농도는 이상적인 질량농도보다 크며, 반대의 경우 시료채취기는 작은 질량농도를 측정한다. 챔버 실험결과, PM10과 PM2.5의 시료채취기는 각각 37~158%와 55~149% 범위를 가지며 이론적 계산농도보다 큰 범위의 질량 농도를 측정하였고 챔버 내 공기 유속이 2.15m/s의 조건에서는 0.67m/s와 비교하여 상대적으로 작은 먼지농도 범위를 가지며 이론적 계산농도와 유사한 먼지농도 범위가 측정되었다. The purposes of this study are 1) to develop an advanced chamber system within ±10% of air velocity at the particulate matter (PM) collection area, 2) to research theoretical characteristics of PM10 and PM2.5 samplers, 3) to assess the performance characteristics of PM10 and PM2.5 samplers through chamber experiments. The total six one-hour experiments were conducted using the cornstarch with an mass median aerodynamic diameter (MMAD) of 20 μm and an geometric standard deviation of 2.0 at the two different air velocity conditions of 0.67m/s and 2.15m/s in the chamber. The aerosol samplers used in the present study are one APM PM10 and one PM2.5 samplers accordance with the US federal reference methods and specially designed three mini-volume aerosol samplers (two for PM10 and one for PM2.5). The overall results indicate that PM10 and PM2.5 minivolume samplers need correction factors of 0.25 and 0.39 respectively when APM PM samplers considered as reference samplers and there is significant difference between two mini-volume aerosol samplers when a two-way analysis of variance is tested using the measured PM10 mass concentrations. The PM10 and PM2.5 samplers with the cutpoints and slopes (PM10: 10±0.5μm and 1.5±0.1, PM2.5: 2.5±0.2μm and 1.3±0.03) theoretically collect the ranges of 86~114% and 64~152% considering the cornstarch characteristics used in this research. Furthermore, the calculated mass concentrations of PM samplers are higher than the ideal mass concentrations when the airborne MMADs for the cornstarch used are smaller than the cutpoints of PM samplers and the PM samplers collected less PM in another case. The chamber experiment also showed that PM10 and PM2.5 samplers had the bigger collection ranges of 37~158% and 55~149% than the theocratical calculated mass concentration ranges and the relatively similar mass concentration ranges were measured at the air velocity of 2.15m/s comparing with the 0.67m/s.