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저가 소형센서를 이용한 대기오염물질 측정시스템 정확도 평가
조혜리,이영수,양민용,전권호,김재영 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
최근 소형센서를 이용하여 대기오염물질을 측정하는 방법이 시도되고 있다. 소형센서를 이용한 대기오염 모니터링 방법은 고정된 측정소에서 분석 장비를 사용하는 것보다 비용이 적으며 설치 및 관리가 용이하다는 장점이 있으나, 정확도와 기상조건에 따른 민감도 등이 단점으로 지적된다. 본 연구는 소형센서를 이용한 대기오염물질 측정 시스템을 구축하였으며, 챔버 및 현장실험을 통하여 센서의 정확도를 평가하였다. 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO₂), 아황산가스(SO₂), 오존(O₃) 네 가지 가스상 대기오염물질 측정을 위한 센서를 조사 및 선정하였다. 선정된 센서를 아두이노, 라즈베리파이와 연결하여 측정 시스템을 구축하였으며, 이동형 라우터를 설치하여 데이터 수집 및 분석을 용이하게 하였다. 대상 센서의 정확도를 평가하기 위한 실험실 챔버 내 실험과 현장 실험을 실시하였다. 챔버 실험 시 실험농도와 온도 및 습도 조건을 고려하여 대기오염공정시험법에 지정된 표준 측정방법을 사용하는 장비와 값을 비교하였으며, 현장 평가 실험의 경우 국가대기 측정망에서 측정을 진행하여 국가측정망 자료와 결과를 비교하였다. 두 실험 결과, CO, NO₂, O₃의 경우 표준장비 및 국가측정망 자료와 통계적으로 유의하게 상관성이 있었으며(R²: 0.59~0.63), 온도 및 습도가 급격하게 변하는 시점에서 정확도가 낮아지는 것을 확인하였다. 이를 통해, 소형센서를 이용한 대기오염 모니터링 방법이 보편화되기 위해서 온도 및 습도 등 기상조건에 따른 센서 측정값의 보정 필요성을 확인하였다.
서울과 베이징의 PM<SUB>2.5</SUB> 유기성분의 특성 파악 및 세포 노출을 통한 독성 평가
박지은,이경희,김혜원,허종배,전권호,임재현,이창훈,유철규,이승묵 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
중국과 한국을 포함하는 동아시아 지역은 급격한 발전으로 인하여 대기오염 문제가 심각한 환경문제로 거론되고 있다. 그중에서도 초미세먼지(PM2.5)는 미세한 입자의 특성으로 인해 흡입 시 걸러지지 않고 폐포 깊숙히 침투하여 심혈관계 및 호흡기계 질환 등을 야기하여 사망률과 유병률에 높은 상관성을 나타낸다고 보고된 바 있다. PM2.5에 의한 건강 영향은 다수의 역학 및 독성 연구를 통해 활발히 진행되어 왔지만, PM2.5 의 독성영향은 지역의 특성이나 화학구성성분 그리고 오염원에 의해 달라질 수 있기 때문에 해당 지역에서의 PM2.5의 특성 파악이 중요하다. 특히 우리나라의 경우 중국의 풍하 지역에 위치하고 있어 중국에서 발생한 PM2.5의 장거리 이동에 의한 영향을 받을 수밖에 없다. 따라서, 중국과 한국에서 채취된 PM2.5의 화학적 특성 및 오염원을 파악하고, 호흡기 질환을 유발하는 염증 발현에 중요한 화학 성분 및 오염원을 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 서울과 베이징에서 채취한 PM2.5의 유기성분을 배양 기관지 상피세포에 처치하여 사이토카인의 발현량을 확인하고 도시별 오염원 및 유기성분에 따른 차이를 비교하였다. High volume sampler를 사용하여 채취한 시료들에 대하여 유기성분을 추출하였다. 추출액은 무극성 물질 59여 종과 극성 물질 52여 종을 분석하는 데 사용하였고, 일부는 서울대병원 호흡기내과에 보내져 기관지 상피세포 노출을 진행하였다. PMF (Positive Matrix Factorization) 모델을 활용하여 도시별 PM2.5 유기성분의 오염원과 기여도를 산정하였고, 그에 따른 호중구성 염증 발현과의 상관성을 분석하였다.