비산먼지 저감 방식별 효과 및 효율적 관리에 관한 연구 = A study on the effectiveness and efficient management of Scattering dust reduction method

국문 초록 (Abstract)

먼지는 공기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자 상태의 물질을 의미하며, 이는 입자의 크기에 따라 다양한 용어로 구분됩니다. 일반적으로 총먼지(TSP, Total Suspended Particles)는 지름이 50μm 이하인 입자를 가리키며, 매우 작은 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 분류된다. 미세먼지는 크게 PM10과 PM2.5로 분류된다. PM10은 지름이 10마이크로미터보다 작은 입자를 의미하며, 초미세먼지인 PM2.5는 더 작은 크기인 2.5마이크로미터보다 작은 입자를 말하고 있다.
국내에서는 2001년부터 미세먼지(PM10)과 초미세먼지(PM2.5)를 대기오염물질로 규정하여 환경기준을 초과할 경우 대기오염경보가 발령되도록 규정되어 있다.
미세먼지의 발생요인은 자연적인 요인으로는 흙먼지, 바닷물로부터 생성되는 소금, 식물의 꽃가루 등이 있으며. 흙먼지는 건조한 지역에서 토양이 바람에 의해 날려져 발생할 수 있다. 해안 지역에서는 바닷물에 의해 생성되는 소금이 대기 중에 포함될 수 있으며, 식물의 꽃가루 역시 자연적으로 대기 중에 떠다니게 된다. 미세먼지의 주요 원인은 산업 활동과 인간의 일상생활로 인해 대기 중에 유입되는 입자들이다. 이러한 입자들은 다양한 인위적인 요인으로 발생한다.
첫째, 보일러나 발전소 등에서 화석연료를 태울 때 생기는 매연이 미세먼지의 원인 중 하나이다. 이러한 연소 과정에서 발생하는 입자들은 대기로 배출되어 미세먼지로서 영향을 미친다.
둘째, 자동차 배기가스 역시 미세먼지의 주요 원인 중 하나이다. 자동차 운행 시 생성되는 배기가스에는 유해한 입자들이 포함되어 있으며, 특히 디젤 차량의 경우 더 많은 양의 초미세먼지를 배출하는 경향이 있다.
셋째, 건설 현장에서 발생하는 날림먼지도 미세먼지의 원인으로 알려져 있다. 건설 작업 중에 흙이나 모래 등의 입자가 바람에 의해 날려져 대기 중으로 퍼질 수 있으며, 이는 주변 지역에 대기 질 저하를 초래할 수 있다.
넷째, 공장 내 분말 형태의 원자재 및 부자재 취급 공정에서 발생하는 가루성분도 미세먼지 생성 요인이다. 제조 공정에서 사용되는 재료들이 분말 형태로 존재하면서 작업 시 에어로졸로 방출될 수 있으며, 이러한 가루성분은 대기 중에 분산하여 미세먼지를 형성한다.
마지막으로, 소각장 연기 역시 대기 중에 유입되는 미세먼지 원인으로 알려져 있다. 폐기물 소각 시 생성되는 연기에 포함된 입자들은 소각장 주변 지역 및 멀리 있는 지역까지 영향을 줄 수 있다.
이와 같은 산업 활동과 인간 일상 생활에서 발생하는 다양한 인위적 요인으로 인해 대기 중에 유입되는 입자들이 주요한 미세먼지 원인으로 작용한다.
본 연구에서는 산업현장 또는 건설현장에서 발생되는 미세(비산)먼지를 저감 혹은 제거하기 위해 사용되는 비산먼지방지제와 유해종 괭생이모자반 기반 항균기능성 복합체를 활용하여, 산업·건설현장에 제한적으로 사용되던 비산먼지방지제를 다양한 곳에서 다목적으로 활용할 수 있는 항균 기능성 미세먼지(비산먼지) 방지제를 개발하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Dust refers to particles that are suspended or scattered in the air and can settle down. These particles are classified into various terms based on their size. Generally, Total Suspended Particles (TSP) refers to particles with a diameter of 50μm or less, which includes very fine particulate matter (PM). Fine particulate matter is further divided into PM10 and PM2.5. PM10 represents particles with a diameter smaller than 10 micrometers, while PM2.5 refers to even smaller particles with a diameter smaller than 2.5 micrometers.
In South Korea, since 2001, PM10 and PM2.5 have been regulated as air pollutants, and when they exceed the environmental standards, air pollution alerts are issued.
The generation of dust is influenced by both natural and anthropogenic factors. Natural sources of dust include soil dust, salt generated from seawater, and pollen from plants. Soil dust can be generated in dry areas when soil is carried away by wind. Coastal areas may contain salt generated from seawater in the atmosphere, and pollen from plants naturally floats in the air as well.
The main causes of fine particulate matter are industrial activities and human daily life that introduce particles into the atmosphere:
1. Emissions from burning fossil fuels in boilers or power plants contribute to the formation of particulate matter emissions known as soot.
2. Vehicle exhaust emissions also play a significant role in fine particulate matter pollution. Exhaust gases from vehicles contain harmful particles, especially diesel vehicles tend to emit higher levels of ultrafine particles.
3. Dust generated at construction sites is another source of fine particulate matter pollution. Particles such as soil or sand can be dispersed into the air by wind during construction activities.
4. Handling processes involving powdered raw materials or additives within factories can release airborne dust particles during manufacturing operations.
5. Emissions from incineration facilities also contribute to airborne particulate matter pollution.
These industrial activities and human daily life-related factors contribute significantly to the introduction of particles into the atmosphere as fine particulate matter (PM) or dust.
In this study, we aim to develop an anti-microbial functional composite material based on antimicrobial activity promoting microalgae for multi-purpose use in various industrial and construction sites for mitigating or removing fine (particulate) dust that occurs at industrial sites or construction sites where anti-dust agents were used only limitedly before.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 03
• 1-1. 연구배경 및 내용 03
• 1-2. 연구목적 08
• 제2장 이론적 배경 13
• 2-1. 미세먼지의 발생 13
• 2-2. 미세먼지의 유해성 17
• 2-3. 국내 미세먼지 발생 현황 18
• 제3장 실험분석방법 34
• 3-1. 비산먼지방지제 기본원리 34
• 3-2. 실험분석방법 34
• 제4장 실험결과 및 고찰 35
• 4-1. 괭생이모자반 나노복합체 및 미세먼지방지제 조성물 혼합 35
• 4-2. 항균기능성 및 미세먼지 저감률 극대화 조건 최적화 38
• 4-3. 항균기능성 및 미세먼지 저감력 검증 41
• 4-4. 환경유해성 52
• 제5장 결론 60
• References 62
• Abstract 64