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다중회귀분석을 이용한 산업단지 인근 PM-10 및 PM-2.5 특성
강현근 한국교통대학교 글로벌융합대학원 2024 국내석사
다중회귀분석을 이용한 산업단지 인근 PM-10 및 PM-2.5 특성 강 현 근 한국교통대학교 글로벌융합대학원 환경산업공학과 지도교수 연익준 PM-10, PM-2.5는 수많은 대기오염물질을 포함하고 있으며 여 러 가지 원인으로 인해 발생한다. 대기 중 가스상 대기오염물질들이 광화학 반응 등 산화반응에 의해 PM-2.5로 변환되는 2차 생성에 의한 발생은 인체 및 다방면에 매우 치명적이다. 본 연구는 중소도시 지방자치단체에서 운영하는 산업단지 주변 대기오염물질측정소의 자료를 이용하여 PM-10, PM-2.5의 농도변 화 등 그 현황을 확인하고 주변 AIRKOREA의 국가측정망과의 농도 차이를 비교하였다. 또한 통계학적 분석기법인 다중회귀분석기법을 이용하여 대기오염물질이 PM-10, PM-2.5에 주는 기여율 파악하는 데 그 목적이 있다. 국내 내륙에 위치한 중소도시 C시의 한 지역구에 위치한 O산업 단지를 공간적 범위로 C시에서 운영하는 무인자동측정시설 중 O산 업단지 부지 내와 인근 주거지역에 위치한 무인자동측정시설의 3년 이상 수집된 대기오염물질 측정 자료를 활용하였다. 각 측정소별 월별 PM-10, PM-2.5의 측정 자료를 수집하여 변 화 추이를 시각화하였다. 그 결과 PM-10, PM-2.5 변화는 비슷한 양상을 보였으며, 주변 AIRKOREA의 국가측정망 자료와 비교 결과 측정소 평균 결과가 국가측정망에 비해 낮은 수치를 보이는 것으로 나타났다. 상관분석 결과 PM-10과 PM-2.5 두 변수가 매우 강한 양(+)의 상관성을 나타냈으며, 황화수소와 메틸메르캅탄, 황화수소와 질소산 화물이 양(+)의 상관성을 나타내었다. 다중회귀분석 결과 PM-10과 PM-2.5 모두 질소산화물과 메틸메 르캅탄이 각각 네 측정소에서 최고 영향력을 나타냈으며 다음으로 에탄올과 황산화물, 황화수소, 암모니아 순으로 영향력을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 회귀분석 등 통계학을 이용한 상관관계 및 기여율의 추정은 자동 측정망 자료를 활용할 수 있는 효과적인 방법으로 생각되며 차후 효율적인 미세먼지 관리를 위한 저감 및 대응 대책 수립 등의 한 방편으로 활용할 수 있길 기대한다.
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Investigating Air-Tolerance of SI-ARGET ATRP for Antifouling Surface Coating
Surface-initiated atom transfer radical polymerization(SI-ATRP)을 통한 조밀한 양쪽성 이온 고분자 브러쉬의 형성은 antifouling 표면을 이루기 위한 전형적인 방법이다. 그러나, SI-ATRP는 공기가 제거되어야 하는 조건, 즉 기밀성이라는 단점이 있어 이용하기에 불편할 수 있다.이 점에서, ATRP와는 달리 제한된 공기 조건에서 반응이 가능한 surface-initiated activator regenerated by electron transfer for atom transfer radical polymerization(SI-ARGET ATRP)가 조밀한 고분자 브러쉬를 형성하기 위한 표면 코팅의 대체 방법으로 떠오르고 있다. 그러나, 두꺼운 고분자 브러쉬를 보장하는 ARGET ATRP의 공기 내성 정도가 확실하게 정의되지 않아 대기 하에서의 현실적이고 실용적인 사용을 제한한다. SI-ARGET ATRP의 실용적인 사용 범위를 넓히기 위해, 본 연구에서는 carboxybetaine(CB)의 SI-ARGET ATRP에서의 공기 조건 및 용매의 조성, 환원제의 농도, 고분자 용액의 부피와 같은 공기와 관련된 조건들을 변화시켜, 각 조건의 효과를 poly(CB) 박막의 두께를 통해 확인함으로써 SI-ARGET ATRP를 연구하였다. 연구를 통해 최적화한 반응 조건을 근거로, 공기에 개방되고 공기 제거 단계가 없는 조건에서도 견실한 두께의 poly(CB) 박막이 형성되었다. 더욱이, 마이크로리터 방울 부피(~100 μL)의 고분자 용액만으로도 박막을 형성하고자 하는 표면에서 SI-ARGET ATRP를 이용하여 poly(CB) 박막을 형성하기에 충분하였다. 결과적으로, 최적화된 CB의 SI-ARGET ATRP를 적용하여 poly(CB) 박막을 형성하고자 하는 마이크로리터 어레이부터 대면적 표면에 이르기까지, 계속된 공기에 노출된 조건에서 선택적으로 poly(CB) 박막을 형성하여 antifouling 표면이 이루어졌다. 즉, 최적화된 SI-ARGET ATRP로 공기에 개방된 조건에서 다양한 크기의 표면에 poly(CB) 박막 형성과 함께 antifouling 표면을 이룰 수 있다. The development of dense zwitterionic polymer brushes by means of surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) is a standard process for antifouling surfaces. Nevertheless, its air-tightness cause drawbacks which can be inconvenience when utilizing. To overcome the drawbacks of it, surface-initiated activator regenerated by electron transfer for atom transfer radical polymerization (SI-ARGET ATRP) emerges as an alternative process for surface coating, since it can proceed to form dense polymer brushes in a limited amount of air compared to the ATRP. Nonetheless, the degree of air-tolerance that is able to guarantee the thick polymer brushes, which limits its realistic application under ambient-air conditions, was not clearly defined. In this study, in order to cover a wide range of practical applications, we studied the SI-ARGET ATRP of carboxybetane (CB) varying air conditions and other conditions related with air, including solvent composition, reducing agent concentration or polymerization solution (PS) volume and the resultant thickness of poly(CB) film associated with their effects. On the basis of optimized conditions, the thick poly(CB) film was formed without a degassing even in open-air conditions where an unlimited amount of air existed. Moreover, the SI-ARGET ATRP for forming the thick poly(CB) film on the surface area we intend to coat was appropriate with a microliter droplet of ~100 μL PS. Consequently, antifouling surfaces were selectively achieved in the intended region through the optimized SI-ARGET ATRP of CB with a range of microliters and a wide surface area forming the thick poly(CB) film under open-air conditions. That is, the optimized SI-ARGET ATRP could form the poly(CB) film on different surface sizes under open-air conditions, thereby achieving antifouling surfaces.
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