실내 아이스링크의 극초미세입자의 농도분석

황지희,임완령,이기영 대한보건협회 2011 대한보건협회 보건종합학술대회 Vol.2011 No.-

[연구배경] 실내 아이스링크장은 제한된 실내 공간으로 계절에 상관없이 스케이트를 즐길 수 있는 장소이다. 최상의 빙질을 유지하기 위해 실내 아이스링크장에서 반드시 필요한 작업인 정빙은 가솔린이나 프로판과 같은 화석연료로 작동되는 정빙기계로 이루어지는데, 기계 가동 시 연료의 내부 연소로 인하여 인체에 부정적인 영향을 미치는 여러 가지 오염물질들이 배출된다. [연구목적] 본 연구에서는 국내의 실내 아이스링크장을 대상으로 극초미세입자(UFPs, Ultra Fine Particles)의 수 농도를 측정하여 정빙기계 가동에 따른 농도변화를 파악하고자 한다. [연구방법] 국내에 존재하는 실내 아이스링크장 40곳 중 12곳의 실내 아이스링크장에서 측정되었으며, 본 연구는 2009년 3~5월에 수행되었고, 극초미세입자의 측정은 광산란법을 이용한 TSI사의 Model 8525 P-Trak ultrafine particle counter로 측정하였다. 대상 시설의 정빙기계는 프로판을 연료로 하였으며, 정빙으로 인한 극초미세입자 농도의 영향을 보기 위해 적어도 한번 이상의 정빙 시간을 포함하여 각 장소마다 약 4시간 정도 이용객석과 인접한 곳에서 측정하였다. 또한 아이스링크장의 외부에 중요한 발생원이 없음을 확인하기 위해 20분 이상 실외의 극초미세입자 농도를 측정하였다. [연구결과] 측정된 실내 아이스링크장 12곳의 극초미세입자의 평균 수 농도는 30,987 ±16,483 particles/cm3였고, 아이스링크장 외부의 극초미세입자의 평균 수 농도는 16,979 ±5,390 particles/cm3였다. 정빙 횟수가 한번 일 때와 두 번 일 때의 극초미세입자의 평균 수농도는 각각 16,376 와 33,909 particles/cm3로 정빙 횟수에 따라 농도는 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 실내 아이스링크장 12곳의 정빙 시작 시간을 기준으로 농도변화를 분석하여 보면 모두 정빙 시작을 기점으로 농도가 급격하게 증가하였고 시간이 지남에 따라 점점 감소하는 추세를 보였다. 극초미세입자의 12곳 최고 농도 수의 평균은 75,972 particles/cm3로 실내아이스 링크장의 평균 수 농도와 비교하였을 때 약 2.5배 높았다. 프로판가스를 연료로 사용하는 정빙기계 가동에 따른 농도변화를 통해 실내 아이스링크장에서 극초미세입자에 의한 배출오염으로 인한 노출이 큰 것을 알 수 있었다.

마이크로 금속배선과 폴리머 절연층으로 구성된 기판의 유전영동 효과를 이용한 미세입자의 흡착 현상 시뮬레이션

이제민(Jae Min Lee),김석(Seok Kim),조영태(Young Tae Cho) 대한기계학회 2022 大韓機械學會論文集A Vol.46 No.2

본 연구에서는 입자를 선택적으로 포집하여 분리할 수 있는 유전영동을 이용한 미세먼지 포집에 대한 기초 연구의 일환으로 공기 중에서 양의 유전영동을 통해 미세입자를 포집하였다. 시뮬레이션 모델을 위해 기판에 마이크로 사이즈의 전극을 배선하고 전극 노출을 방지하기 위해 PDMS 절연층을 코팅하였다. 2.5 μm 크기의 입자에 대해 미세전극 전극 사이의 거리, 인가 전압의 크기, PDMS 절연층의 두께에 따른 중력 및 유전영동력을 비교하였으며 유전영동에 의해 포획된 입자를 확인하였다. 인가전압 10 V, 전극 간격 10 μm에서 유전영동력은 중력보다 충분히 크게 나타났다. 따라서 유전영동력은 미세입자를 효과적으로 포획하는데 도움을 줄 수 있으며, 수직방향으로 20 μm 이상의 높이까지 입자에 영향을 줄 수 있다. We studied the capture behavior of fine particles via positive dielectrophoresis in air. Through the comprehensive computational analysis, conducted a simulation to fine particles were collected through positive dielectrophoresis in air as part of a fundamental research on the collection of fine particles using dielectrophoresis, which can selectively collect and separate particles. Micro-sized electrodes were wired to a substrate, and a PDMS insulating layer was coated to prevent electrode exposure. Gravity and dielectrophoretic forces were compared according to the distance between the electrodes of the microelectrode, the magnitude of the applied voltage, and the thickness of the PDMS insulating layer for 2.5 μm sized particles to confirm the particles captured by dielectrophoresis. At an applied voltage of 10 V and an electrode spacing of 10 μm, the dielectrophoretic force was sufficiently larger than the gravity force. Hence, the dielectrophoretic force can help effectively capture the fine particles, and in the vertical direction, the force can affect the particle up to a height of 20 μm or more.

미세기포를 이용한 퇴적물 정화

강상율(Sang Yul Kang),김형준(Hyoung Jun Kim),김충일(Tschung Il Kim),박현주(Hyun Ju Park),나춘기(Choon Ki Na),한무영(Moo Young Han) 대한환경공학회 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.8

본 연구는 미세기포를 이용하여 하천 및 호수의 퇴적물 내 영양염류 제어 가능성을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 실제 호수에서 퇴적물을 채취하여 용출 특성 실험 및 기포를 이용한 퇴적물 및 영양염류 제거 실험을 수행하였다. 연구에 사용된 퇴적물의 입도분석 결과, 점토와 실트(<0.075 mm)비율은 약 7.7%, 모래(0.075~4.75 mm)는 약 67.8%, 자갈은(≥4.75 mm) 약 24.5%로 나타났다. 총질소(T-N), 총인 (T-P), 강열감량은 각각 2,790~3,260 mg/kg, 261~311 mg/kg, 4.1~9.6%로 나타났다. 퇴적물의 입도별 T-N과 T-P을 분석한 결과, 입도가 클수록 퇴적물의 T-N와 T-P 함량은 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 입도가 클수록 비표면적이 작아져 흡착되는 오염물질량이 줄어들기 때문으로 판단된다. 기포의 특성에 따른 퇴적물의 제거효율을 분석한 결과, 압력 6기압, 순환률 30%, 응집제 주입량 15 ppm의 조건으로 실험을 수행하였을 때 퇴적물의 제거율이 19.9%로 가장 높게 나타났다. 이 때의 T-N, T-P의 제거효율도 21.4, 22.6%로 가장 높게 나타났다. 운전조건을 고정시키고 기포 주입횟수를 증가시키면서 T-N과 T-P의 제거효율을 살펴본 결과, 주입횟수 2회까지 T-N과 T-P의 제거효율은 높았으나, 3회부터는 제거효율이 낮아짐에 따라 주입횟수가 증가하더라도 제거효율에는 큰 변화를 보이지 않았다. 그리고 미세입자가 제거된 퇴적물의 영양염류 용출량은 미세입자를 제거하지 않은 퇴적물의 용출량보다 약 20.1~64.3% 정도 감소함을 알 수 있었다. 이를 통해 미세기포를 퇴적물에 반복적으로 주입하는 방안은 퇴적물 및 퇴적물에서의 영양염류 용출을 제어하는 효과적인 방안으로써 가능성이 있음을 확인할 수 있었다. This study was conducted on the sediment remediation using micro-bubble to remove fine particles. For this study, characteristics of contamination and release in sediment were analyzed. And then, the characteristics of bubbles on removal efficiency was investigated at various operation conditions. In particle size distribution of the sediment used for the study, the proportion of clay and silt (<0.075 mm) was about 7.7%, sand (0.075~4.75 mm) was about 67.8%, and gravel (≥4.75) was 24.5%. Total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) of the sediment were 2,790~3,260, 261~311 mg/kg respectively. Ignition loss and water content were 4.1~9.6, 32.9~53.2% respectively. In analysis of removal efficiency according to operation conditions of microbubble, it was the highest when operation condition is pressure 6 atm, pressurized water ratio 30%, and coagulant dosage 15 ppm. At the time, the sediment’s removal efficiency was 19.9%. Accordingly removal efficiency of TN and TP were 21.4, 22.6% respectively. Finally a research was found that fine particles in sediment were almost removed by micro-bubble, which led to decrease nutrients’ release at about 20.1~64.3% in comparison to sediment including lots of fine particles.

대기 중 PM2.5, 미세먼지 바로 알기

한진석 ( Jin-seok Han ) 한국환경농학회 2019 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2019 No.-

본 연구에서는 요즘 이슈가 되고 있는 미세먼지, 그 중에서도 PM2.5에 대해 알아보고자 하였다. PM2.5의 농도현황과 배출원, 구성성분, 생성기작 등의 물리적인 특징과 화학적 특징에 대해 알아 보고, PM2.5가 인체에 미치는 영향, PM2.5의 현황에 대해 알아보고자 하였다. 미세먼지는 1차 입자상물질(Primary Aerosol)과, 2차 생성 입자상 물질 (Sencondary Aerosol)로 분류할 수 있다. 2차 생성 입자상 물질은 대기중으로 배출된 SO₂, NOx, VOCs와 같은 기체상 물질이 광화학반응과 같은 균질반응(Homogeneous Reaction)과 비균질반응(Heterogeneous Reaction)에 의하여 입자상으로 생성, 변화되어진 것이다. PM2.5 고농도 발생 시에는 일반적으로 1차 입자상 물질보다는 2차 생성 입자상물질의 기여율이 증가하는 특성을 나타낸다. 대기 중 PM2.5농도를 개선, 관리하기 위해서는 1차 입자상 물질의 발생원, 2차 생성 입자상 물질의 전구물질인 SO₂, NOx, VOCs에 대한 관리와 함께 대기 중 생성, 반응 기작의 이해를 바탕으로 개선 전략을 추진해야 할 것이다. In this study, We wanted know about PM2.5 of fine particle, and about physical, chemical characteristic such as concentration, configuration constituent and emission source. The fine particle can be classified into primary aerosol and secondary aerosol. The secondary aerosol were generated by heterogeneous, homogeneous reaction of gaseous materials such as SO₂, NOx, VOCs. When PM2.5 is generated at a high concentration, the contribution ratio of secondary aerosol increase rather than the primary aerosol. To improve and manage the concentration of PM2.5 in ambient air, it is necessary to manage for the emission source of primary aerosol, secondary aerosol(SO₂, NOx, VOCs), and development strategies base on understanding of generation in ambient air and reaction mechanism.

초고분해능 동위원소현미경 시스템을 활용한 우라늄 핵종 입자 분석 기술

김정민,이유영,최정윤,김현주,이한얼 대한자원환경지질학회 2023 자원환경지질 Vol.56 No.5

우라늄 등의 핵물질은 원자력 발전의 연료로 사용되지만, 비평화적 용도로 전용될 가능성이 커서 이에 대한 국제적인 사찰과 규제가 이루어지고 있다. 핵물질 사용 시설에서 확보한 미세 입자상 물질의 동위원소 분석 자료는 핵물질의 기원 및 농축 방법 등에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있어 핵 안전 및 핵 사찰 분야에서 널리 활용되고 있다. 이번 연구에서는 국내 최초로 국내에 설치된 대형 이차이온 질량분석기를 활용해 미세 입자 시료에 대한 우라늄 동위원소를 측정한 결과를 소개한다. U-200 표준물질을 사용해 미세 입자의 위치를 확인하고 고정밀 정밀분석을 통해 오차범위내에서 표준값과 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. Nuclear materials such as uranium are used as fuel for nuclear power generation, but there is a high possibility that they will be used for non-peaceful purposes, so international inspections and regulations are being conducted. Isotope analysis data of fine particulate obtained from nuclear facilities can provide important information on the origin and concentration method of nuclear material, so it is widely used in the field of nuclear safety and nuclear forensics. In this study we describe the analytical method that can directly identify nuclear particles and measure their isotopic ratios for fine samples using a large-geometry secondary ion mass spectrometer and introduce its preliminary results. Using the U-200 standard material, the location of fine particles was identified and the results consistent with the standard value were obtained through microbeam analysis.

미세액적에 의한 미세먼지 포집 가시화 연구

오진호(Jinho Oh),김현동(Hyun Dong Kim),이정언(Jung-Eon Lee),양준환(Jun Hwan Yang),김경천(Kyung Chun Kim) 한국가시화정보학회 2021 한국가시화정보학회지 Vol.19 No.3

An experiment to visualize fine dust captured by FOG droplet is conducted. Coal dust with 23.56 MMD (Mean Median Diameter) and water with 17.02 MMD is used as fine dust and FOG droplet. Long distance microscope and high-speed camera are used to capture the images of micro-scale particles sprinkled by acrylic duct. After measuring and comparing the size of the coal dust and FOG droplet to MMD, process to seize the coal dust with FOG droplet is recorded in 2 conditions: Fixed and Floated coal dust in the floated FOG droplet flow. In both conditions, a coal dust particle is collided and captured by a FOG droplet particle. A FOG droplet particle attached at the surface of the coal dust particle does not break and remains spherical shape due to surface tension. Combined particles are rotated by momentum of the particle and fallen.

잔골재 중 0.08㎜이하 풍화된 점토성 미세입자의 평가방법에 대한 실험적 연구

최현규,한민철 대한건축학회 2023 대한건축학회논문집 Vol.39 No.1

If aggregate containing a large amount of weathered clay fine particles was used as material for concrete, the quality performance of theconcrete would deteriorate. Nevertheless, there is no method for assessing weathered clay fine particles in Korea. Therefore, the purpose ofthis study is to examine a method for assessing weathered clay fine particles contained in fine aggregate for concrete. As an assessmentmethod, the 0.08 mm sieve passing amount method was verified, and the suitability and possibility for the assessment method of X-rayfluorescence (XRF) and methylene blue shared as a chemical method was confirmed. As a result, the 0.08 mm sieve passing amount methodwas somewhat limited because it couldn’t analyze these components in principle. On the other hand, it was possible to assess the weatheredclay fine particles by a chemical reaction method using methylene blue or a method of analyzing components using XRF. In addition, sincethe XRF method can quantitatively analyze these components, it is considered that the measurement deviation can be minimized and effectiveassessment is possible. 풍화된 점토성 미세입자가 다량 함유된 골재를 콘크리트 재료로 사용하면 콘크리트의 품질성능이 저하된다. 그럼에도 불구하고 국내에서는 풍화된 점토성 미세입자를 평가할 수 있는 방법이 전무하다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트용 잔골재에 함유된 풍화된 점토성 미세입자를 평가하는 방법을 연구하는데 목적이 있다. 이에 대한 평가방법으로 0.08 ㎜ 체 통과량법을 검증하였으며, 화학적 방법으로 공유되는 평가방법(XRF, methylene blue)에 대한 적합성과 가능성을 확인하였다. 연구결과 0.08 ㎜ 체 통과량법은 성분을 원칙적으로 분석할 수 없기 때문에 평가방법으로서 다소 제한적이다. 한편, 풍화된 점토성 미세입자는 메틸렌블루를 이용한 화학반응을 사용한 방법이나 XRF를 이용한 성분을 분석하는 방법으로 평가가 가능한 것으로 분석되었다. 또한, XRF법은 성분을 정량적으로 분석할 수 있기 때문에 측정 편차를 최소화할 수 있어 효과적인 평가가 가능할 것으로 판단된다.

레이져 유도 플라즈마 분광분석법을 활용한 항공기에서 배출되는 미세입자의 측정

이석환,여재익 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.4

LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy)를 이용하여 항공기에서 발생하는 미세입자를 측정하기 위한 기초 연구가 이루어졌다. 미세입자로는 포도당이 사용되었고 포도당은 용액화 되어서 진동자를 통해서 분무되어 고열에 의해 건조되어 미세입자화 되었다. 포도당 용액과 알코올을 분무시키고 100 mJ 의 에너지를 사용하여 LIBS 로 측정한 결과 공기의 분광신호와 수소의 분광신호만이 검출되었고 200 mJ 의 레이저 에너지를 사용하였을 때는 탄소와 질소의 합성물인 CN 의 분광신호가 추가로 검출되었다. 또한 CN 분광신호의 생존시간은 산소와 질소, 수소보다 훨씬 길게 나타났다. 그러므로 LIBS 를 이용하여 탄소를 검출하기 위해서는 고에너지의 레이저를 사용해야 함이 확인되었다. The initial study was achieved for detection of fine particles from airplane by LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy. The glucose solution was used to make fine particles by vibrator. When the glucose particle and the evaporated alcohol is irradiated by the Nd:YAG laser having 100 mJ energy, the spectra of the hydrogen and air spectrum appear. But when the laser having 200 mJ energy irradiates on the glucose particle and the evaporated alcohol, CN spectra originated from synthesis of carbon and nitrogen appear. CN spectra have longer life time then oxygen, nitrogen and hydrogen.

누적 입자의 직경에 따른 HEPA 필터 성능 변화 특성에 대한 실험적 연구

김관택(Gwan Taek Kim),이종범(Jong Beom Lee),김무중(Moo joong Kim),윤백(Baek Youn),임병한(Byung Han Lim),주의성(Euy Sung Chu),김권진(Kwon Jin Kim) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12

In previous paper investigated the HEPA(High Efficiency Particulate Air filter) filter change of the performance(such as filtration efficiency, flow rate and pressure drop) with accumulated ultra-fine particle under 0.3 μm. The electrostatic force is decrease the ultra-fine and fine particle to accumulate in the HEPA filter. Fine particle is larger the inertial impaction and interception effect of the dust cake generation. For this reason, filtration efficiency tend to decreased during accumulated ultra-fine particle. on the other hand fine particle is increased as the accumulated filtration efficiency. In this study investigated the performance change accumulate ultra-fine particle, then fine particle.

대기부유먼지에 대한 조대입자와 미세입자의 부하율에 관한 연구

신대윤,강공언 조선대학교 생산기술연구소 1992 生産技術硏究 Vol.14 No.2

In order to investigate the coarse and fine particle burden to ambient suspended particle at Seoul in Korea, airborne particle samples were collected by filters on nine stages Andersen Air Sampler from january 1990 to December 1990, and size distribution of the aerosols were measured. The average concentration of atmospheric particulates to be collected by Andersen Air Sampler was 127.97㎍/㎥, this was about 55% of that by High-Volume Air Sampler. Particle size distribution of atmospheric particulate was divided into two groups, coarse group was made by particles lager than 1.1-2.1㎛ .in diameter and fine groups smaller than 1.1- 2.1㎛ in diameter. About 53.93% of total ambient suspended particle measured Andersen Air Sampler during the sampling period was coarse particle. During Yellow Sand phenomenon, the concentrations of ambient suspended. particle were 2.8 times higher than the average valucs in non-Yellow Sand phenomenon. The coarse particle burden to ambient suspended particle was 61.43% in Spring with Yellow Sand phenomenon and 47.51% in Summer, 44.93% in Fall, and 48.56% in Winter without Yellow Sand phenomenon.