Earticle

본 연구에서 농약 중에서도 가장 널리 사용되는 유기인계 농약(OPPs)인 Diazinon을 오존/과산화수소 고도산화공정 (Peroxone AOP)을 적용하여 제거하고자 하였다. Diazinon은 주로 지하수, 식수, 하천, 사용 농업지역과 가까운 지역의 연 못에서 발견되어 체내에 대사체 형태로 축적되면 신경독성 및 정신착란, 어지럼증, 구토 등을 유발한다. 기존의 수처리 공정으로는 잘 제거되지 않는 Diazinon을 오존과 과산화수소를 이용하여 강한 산화력을 가지는 OH radical을 발생시켜 이에 의한 제거 특성을 검토하였다. 최적의 과산화수소/오존 주입 mole비를 도출하고, 제거효율에 영향인자로 작용하는 초기 Diazinon 농도, pH, DOC 농도에 대하여 제거 반응을 확인하였다. 국내의 환경 중 농약 제거에 대한 연구는 국외의 경우보다 매우 미진한 실정이다. 본 연구는 향후 농약물질 제거를 위한 공정 설계에 기반을 마련할 것으로 판단된다.

In this study, Diazinon which is the most widely used organophosphorus pesticides (OPPs) among pesticides was removed by ozone/hydrogen peroxide advanced oxidation process (Peroxone AOP). Diazinon is mainly found in groundwater, drinking water, rivers and ponds that are near agricultural areas using the pesticide. Accumulation of Diazinon on the body in the form of metabolites causes neurotoxicity, confusion, dizziness and vomiting. Diazinon is not easily removed by conventional water treatment processes. This study investigated the Diazinon removal characteristics with OH radicals with strong oxidizing power generated by using ozone and hydrogen peroxide. We determined optimal hydrogen peroxide/ozone injection molar ratio and confirmed the elimination reaction to initial Diazinon concentration, pH and DOC concentration, which are factors influencing the removal efficiency. Domestic researches on pesticide removal in the environment are much less than the cases of overseas. This study is expected to provide a basis for the process design for pesticide removal.

하수처리 공정모델링 소프트웨어인 EQPS(Effluent Quality Prediction System, Dynamita, France)를 적용하여 A하수 처리시설 생물반응조 설계의 적합성을 분석하였다. A하수처리장은 친수용수 수준의 목표수질을 준수하기 위하여 이차침 전지 유출수 설계농도를 총질소와 총인, 각 10 mg/L, 1.8 mg/L로 설정하여 설계하였다. 4-Stage BNR 공정인 반응조의 체류시간은 총 9.6시간으로 전무산소조 0.5, 혐기조 1.0, 무산소조 2.9, 호기조 5.2시간이었다. 동절기 공정모델링 결과 친 수용수 수준의 목표수질을 만족하기 위하여 혐기조의 체류시간을 0.2시간 늘렸고 당초 설계조건이던 외부탄소원 비상시 주입을 상시적으로 주입해야 하는 것으로 조사되었다. 모델링 결과의 왜곡을 배제하기 위하여 소프트웨어 제조사가 제시 한 one step nitrification denitrification 모델의 Default 계수를 사용하였다. 공정모델링은 대체적으로 최적의 상태를 제시 하기 때문에 생물반응조 여유율을 고려하면 4-Stage BNR의 체류시간은 9.8시간보다 증가시켜야 한다. 하수처리장 설계 단계에서 공정 모델링의 정확한 사용은 하수처리장 건설 후 처리성능과 효율의 안정성을 담보할 수 있는 방법이므로 설 계단계에서 철저한 평가가 필요하다.

EQPS (Effluent Quality Prediction System, Dynamita, France) was applied to analyze the appropriateness of the design of a bioreactor in A sewage treatment plant. A sewage treatment plant was designed by setting the design concentration of the secondary clarifier effluent to total nitrogen and total phosphorus, 10 mg/L and 1.8 mg/L, respectively, in order to comply with the target water quality at the level of the hydrophilic water. The retention time of the 4-stage BNR reactor was 9.6 hours, which was 0.5 for the pre-anoxic tank, 1.0 for the anaerobic tank, 2.9 for the anoxic tank, and 5.2 hours for the aerobic tank. As a result of the modeling of the winter season, the retention time of the anaerobic tank was increased by 0.2 hours in order to satisfy the target water quality of the hydrophilic water level. The default coefficients of the one step nitrification denitrification model proposed by the software manufacturer were used to exclude distortion of the modeling results. Since the process modeling generally presents optimal conditions, the retention time of the 4-stage BNR should be increased to 9.8 hours considering the bioreactor margin. The accurate use of process modeling in the design stage of the sewage treatment plant is a way to ensure the stability of the treatment performance and efficiency after construction of the sewage treatment plant.

본 연구는 저영향개발(Low Impact Development; LID) 기법을 적용할 때 지역의 기후변화가 LID 저감효과에 미치는 영향을 평가함으로써 지역의 특성과 기후변화를 고려한 LID 기법 적용의 필요성을 제시하였다. 강수량과 기준 증발산량 이 증가하는 추세를 나타내는 기후변화 시나리오(Representative Concentration Pathway, RCP)를 토대로 기후변화 요소 와 LID 효과의 관계를 분석하였다. 대상 지역의 특성을 고려한 단순히 잔디 표면을 낮추어(LID3) 침투와 저류 증대를 도 모하는 실용적 기법으로도 식생체류지 설치(LID2)와 이에 옥상녹화를 추가 적용(LID1)하는 일반적인 LID 기법들과 마 찬가지로 개발로 인한 수문변화를 개선할 수 있음을 밝혔다. 적용된 기법들은 온실가스 저감이 상당히 실현되는 경우 (RCP 4.5) 유출 저감 효과가 높게 나타나 기후변화 대응 정책이 LID 효율에도 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 기후변화 요소 분석 결과 강수량 변화가 기준 증발산량 변화보다 수문 변화에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

This study elicited the necessity of considering regional climate change on Low Impact Development (LID) application by evaluating its effect on LID efficiency. The relationship between climate change factors and LID efficiency was evaluated with Representative Concentration Pathway (RCP) showing the increase of annual precipitation and representative evapotranspiration. Simply lowering lawn surface (LID3), a practical option to increase retention and infiltration effect, demonstrated hydrological improvement above two conventional options, bioretention with green roof (LID1) and bioretention only (LID2). High runoff reductions of applied options at RCP 4.5, supposing taking efforts for mitigating green house gases, revealed that climate change countermeasures were preferable to LID efficiencies. The increase of precipitation had more influence in hydrological change than that of reference evapotranspiration.

본 연구는 도시개발로 인하여 농촌에서 도시로 급격한 토지이용 변화를 겪은 신도시 지역의 수문변화 예측과 저감방 안 도출을 목적으로 하였다. 대표농도경로(Representative Concentration Pathway, RCP) 기후변화 시나리오로 2100년까 지 분석결과 강수량 증가가 유출고 증가에 직접적으로 기여함을 알 수 있었다. 기후변화와 함께 도시 용지 형태도 저영 향개발(Low Impact Development; LID) 기법으로 적용한 식생체류지의 효율에 영향을 미쳤다. 서로 다른 도시 시설 용 지를 결합하면 각 시설 용지 별 차이가 있는 저류 가능 강수량을 보완할 수 있고 첨두유출량 경감과 도달시간 지체를 유 도할 수 있어 도시개발로 인한 수문 영향을 완화시킬 수 있는 새로운 접근이 될 수 있음을 제시하였다.

This study is aimed at estimating and mitigating the impact of urban development on watershed hydrology for new town experienced with dramatical change of land use from rural to urban. The climate change scenario, representative concentration pathway (RCP), revealed direct response of runoff depth to precipitation, which increased until year 2100. The types of areas for urban use in addition to climate change affected the efficiencies of bioretention, applied as a low impact development (LID). Combining different areas for urban use suggested that a possible approach to mitigate the urban development impact on watershed hydrology by supplementing captured rainfall potential from area to area and attenuating peak discharge and retarding its time of concentration.

본 연구에서는 중금속(Cu, Pb, Hg)과 계면활성제(SLS, ALS)의 혼합 독성을 발광박테리아(Vibrio fischeri)와 물벼룩 (Daphnia magna)를 이용하여 평가하였다. 중금속에 대한 생태독성 민감도의 경우 물벼룩이 민감하게 반응하였지만 계면 활성제의 경우 발광박테리아가 더 민감하게 반응하여 시험생물종 간의 민감도 차이를 확인하였다. 발광박테리아를 이용 한 혼합 독성 평가 결과 대부분 실제 실험한 독성 값 P(O)이 예측된 값 P(E)보다 낮게 나타나 중금속과 계면활성제를 혼 합 시 길항효과(antagonistic effect)를 보이며, 이는 음이온 계면활성제인 SLS와 ALS가 친수성 머리 부분에 음이온 형태 를 띠고 있어 양이온 형태인 중금속 이온과 결합하여 실제 독성이 낮아지는 길항효과가 나타나는 것으로 보인다. 물벼룩 을 이용한 혼합 독성 평가 결과 농도가 높아질수록 길항효과(antagonistic effect), 첨가효과(additive effect), 상승효과 (synergistic effect)가 순서대로 나타났다. 이는 중금속에 대한 민감도가 높은 물벼룩이 농도가 높아짐에 따라 급격히 치 사율이 증가하여 상승효과가 나타난 것으로 보인다.

In this study, the mixed toxicity of heavy metals (Cu, Pb, Hg) and surfactants (SLS, ALS) was evaluated by using Vibrio fischeri and Daphnia magna. The sensitivity of ecotoxicity to heavy metals was sensitive to daphnia but the case of surfactants were more sensitive to Vibrio fischeri. Experimental results of Vibrio fischeri show that the toxicity value P(O) was lower than the predicted value P(E), and the antagonistic effect was observed when the heavy metal and the surfactant were mixed. It seems that SLS and ALS, which are anionic surfactants, have anionic form on the hydrophilic head, so that they have an antagonistic effect that they are bonded with heavy metal ion which is a cation type and the actual toxicity is lowered. In Daphnia magna, the results showed that antagonistic, additive and synergistic effects were in order as concentrations increased. As the concentration increases, Daphnia magna, which is highly sensitive to heavy metals, seems to have a synergistic effect with a rapid increase in mortality.

본 연구에서는 자연공원내 주요 음용수에 대한 수질특성을 평가하여 기초정보를 제공함과 적절한 관리방안을 제언하 는데 그 목적이 있다. 분석결과 미생물은 자연공원이라는 지리적 특성상 대부분 검출되는 것으로 나타났고, 일부 대상지 에서는 현재 자외선살균기 및 오존처리를 시행하고 있듯이 기타 주요 음용수에도 확대하여 사용하는 것이 적절한 것으 로 판단된다. 또한 가정에서 음용시 끓여 마심으로 자연소독을 하는 것이 적절한 것으로 판단되며, 탁도 등이 일부 먹는 물 수질기준(샘물)을 초과하는 것으로 나타났으나, 음용수 주변의 환경정화 등으로 개선할 수 있는 것으로 판단된다. 전 반적으로 자연공원내 주요 음용수는 먹는물 수질기준(샘물)에 적합한 것으로 나타났고, 청소 등의 정기적인 관리와 개선 이 필요한 것으로 판단된다.

The purpose of this study is to evaluate water quality characteristics of main drinking waters in natural parks, for providing the basic information of water quality and to propose the appropriate management method. to maintain the water quality standards. As a result of the analysis, microorganisms were mostly detected in the nature of natural park. And some sites are currently using UV sterilizer and ozone treatment, and it is considered appropriate to extend the use to other main drinking water. It is also good to boil drinking water at home. Turbidity is expected to improve through environmental cleanup. Overall, the main drinking water in the natural park is suitable for water quality standards, and it is considered that maintenance such as cleaning is necessary.

본 연구는 영산강 수계에 위치한 하천의 표층 퇴적물 중 유기물과 영양염류들의 농도 분포와 오염도를 평가하기 위하 여 수행하였다. 표층 퇴적물 시료는 2015년부터 2016년까지 2년 동안 하천 중 본류 12개 및 지류 4개 지점으로부터 채 취하여 입도와 유기물(Ignition Loss, COD, TOC) 및 영양염류(TN, TP, SRP)를 분석하여 평가하였다. 입도 분포는 상류 와 하류로 구분하여 모래와 양질사토가 우세하였으나, 상류에 보가 설치된 MS3와 MS6 지점의 경우 각각 양질사토와 미 사양토로 나타났다. 상관성 평가 결과, 유기물 항목들은 입도들과 강한 상관관계를 보인 반면 TN을 제외한 영양염류 항 목들은 약하게 나타났다. 유기물 및 영양염류 농도의 분포 특성은 상류보다 하류 그리고 보가 설치된 지점들에서 높았고, 특히 MS3 지점의 TP 농도는 상반기보다 하반기에 높은 특성을 보였다. 국내외 오염기준과 비교 평가한 결과, 유기물 및 영양염류 항목들은 전 지점들에서 심각한 오염상태가 아닌 것으로 평가되었다.

This study was carried out to assess the distribution and pollution level of organic matters and nutrients in surface sediments of the Yeongsan River Basin. The surface sediments were collected from the mainstream (12) and tributaries sites (4) for two years from 2015 to 2016, and the particle sizes, organic matters (Ignition Loss, COD, TOC) and nutrients (TN, TP, SRP) were analyzed. The distribution of particle sizes was dominated by sand in the upstream sites (MS1-MS7) and by silt loam in the downstream sites (MS8-MS12), but MS3 and MS6, located slightly upstream of the two weirs, were found to be mostly loamy sand and silt loam, respectively. As a results of the correlation assessment, the organic matters (IL, COD, TOC) were strongly correlated with particle sizes, while the nutrients (TP, SRP) were weak except for TN. The concentrations of organic matter and nutrient were higher at the downstream and the sites nearby the two weirs (MS3, MS6). In particular, the TP concentration at the MS3 site sampled in the second half period of the years was higher than that in the first half periods. Comparing of sediments criteria, the organic matters and nutrients were evaluated to have almost no toxic effects at all sites.

본 연구에서는 축산계 현장정밀조사를 통해 정부공식 자료로 사용되고 있는 전국오염원조사 결과의 정확성을 확인하 고 이에 기초하여 합리적인 가축분뇨관리방안을 제시하였다. 양쪽의 조사결과는 가축사육시설수에서 17.7%, 젓소사육두 수에서 39.6%, 돼지분뇨 처리방법에서 41.6%로 가장 큰 차이를 나타냈다. 가축분뇨처리에서 가장 문제가 되고 있는 돼 지의 경우가 가장 큰 차이를 보이는 주요 이유는 농경지 단위면적당 퇴비 사용량에 대한 법적 기준이 없어 개별처리 대 상 농경지(과수원 포함)의 상당수가 위탁처리비의 절감을 위해 가축분뇨 매립장의 역할을 하고 있기 때문인 것으로 추정 할 수 있다. 한편 하천인근의 농경지에 야적되어 있는 방치축분의 67%가 비가림 시설이 없어 비가 올 경우에 방치축분 더미가 그대로 하천으로 흘러 들어갈 수 있었다.

A field scrutiny related to livestock excretions in Yeongsan stream basin was performed in this study. This result was used to verify the accuracy of nationwide survey result (formal document) for pollution sources by comparing them, and a management plan of livestock excretions was also suggested based on their comparison in this study. The major differences between them were 17.7% in the number of stock farms, 39.6% in the population of milk cows and 41.6% in the treatment method of pig excretions. The biggest difference to the pig case, which is currently the most problem in livestock excretions treatment, could be because of the cause that most of the farmlands, including orchard grove, used as individual treatment site for excretions played role as a dump site to reduce the cost for consignment treatment. Meanwhile, the 67% of compost heaps was illegally left alone in field without the rain shelter and could flow in the stream if it is raining.

본 연구에서는 Lab 규모의 생물반응장치를 제작하여 운전조건 변화(온도, 저해물질(Cl), 활성화된 질산화균 투입 등)가 질 산화에 미치는 영향을 파악하여 저온 조건에서 질산화효율을 향상시킬 수 있는 방안을 찾고자 하였다. NO2 −-N+NO3 −-N 농 도 실험에서 20oC의 경우 염소를 투입하여 질산화균을 사멸한 후 활성화된 질산화균을 투입하면, 정상수준까지 회복하는 데 약 4일 정도 소요되었다. 10oC의 경우, 활성화된 질산화균을 투입하여 이전 상태로 회복 되는 데는 약 7일 정도 소요되어 20oC 에 비하여 약 3일이 더 소요되었다. 비질산화속도 실험에서는 10oC 운전조건에서 활성화된 질산화균 투입 후 1일경과시 비 질산화속도는 0029 mgN/gSS/hr에서 6일 경과시 0.767 mgN/gSS/hr까지 증가하였다. 선형 모형식과 지수함수 모형식에 의한 8일 경과후의 비질산화속도는 각각 0.840, 3.625 mgN/gSS/hr로 예측되어 정상수준인 2.592 mgN/gSS/hr을 상회하는 것으로 예상되었다. 본 연구를 통하여 저온 운전시 활성화된 질산화균을 주입하면 질산화효율을 향상시키는데 많은 효과가 있음을 확인하였다. 향후 연구에서 현장별 운전특성을 고려한 ANB 투입량의 결정, 효율적인 ANB reactor의 설계 등에 대한 추가적 인 연구가 진행된다면 동절기 질산화효율 향상에 많은 기여를 할 수 있을 것이다.

In this study, we have developed a lab scale bioreactor to identify the characteristics of nitrification reaction according to operation condition (temperature, inhibitor (as Cl), activated nitrifying bacteria (ANB). etc) to improve nitrification efficiency at low temperature. Recovery rate of nitrification took about 4 days to reach the normal level by injected ANB after inhibition shock of CI injection at 20oC, when measured the concentration of NO2 −-N+NO3 −-N in the effluent. In the case of 10oC, recovery of nitrification rate took about 4 days to reach the level of half to the normal level and 7 days for complete recovery which took 3 days more than those at 20oC. At 10oC considering the winter season, the specific nitrification rate(SNR) of the from 1 day to 6 days after injected ANB according to its operation condition increased from 0.029 to 0.767 mgN/gSS/hr. The simulated SNR for the 8th day after the injected ANB at 10oC was 0.840, 3.625 mgN/gSS/hr, respectively as linear function and exponential function, expecting to exceed level of 2.592 mgN/gSS/hr at normal condition. It was confirmed that injection of ANB during low temperature operation has many effects for improving nitrification efficiency through this study. In future studies, if further studies are carried out the determination of ANB injection and the design of efficient ANB reactor considering the changes of operating characteristics by site, it will contribute to the improvement of nitrification efficiency in winter season.

2017년 겨울철 인천에서 미세먼지(PM1.0)의 화학적 성분과 산화특성을 파악하였다. 측정기간 대기오염물질 농도는 PM10 46 ± 22 μg/m3, PM2.5 29 ± 18 μg/m3, SO2 5(± 3) ppb, CO 0.56(± 0.24) ppm, O3 21(± 13) ppb, NO2 28(± 17) ppb 이었다. PM1.0 화학적 성분은 organic 성분이 3.2 μg/m3, nitrate 1.9 μg/m3로 주요성분으로 나타났다. 주간과 야간에서 대 부분 야간에 높은 농도를 나타냈다. 측정기간 NOR(nitrate oxidation rate)은 0.06 이었고, SOR(sulfate oxidation rate)은 0.11이었다. 고농도기간, NOR은 0.6까지 증가하였으며, nitrate 성분도 증가하였다. NOx/SO2 비는 평균 8.7이었으며, nitrate/sulfate 비율은 평균 2.1로서 측정지점에 위치한 발전소, 산업 보일러를 포함한 고정오염원과 이동오염원인 자동차 로부터 배출된 NOx가 기여요인으로 작용한 것으로 판단된다.

This study aims to identify the characteristics of oxidation and chemical composition of PM in winter season, 2017 at Incheon area. The mean concentration of air pollutants were 46 ± 22 μg/m3-PM10, 29 ± 18 μg/m3/-PM2.5, 5 ± 3 ppb-SO2, 0.56 ± 0.24 ppm-CO, 21 ± 13 ppb-O3 and 28 ± 17 ppb-NO2, respectively. The dominant ion of the PM1.0 chemical component were organic with 3.2 μg/m3 and nitrate with 1.9 μg/m3. The day and night variation of the PM1.0 chemical components was higher in nighttime than those of daytime. The averaged nitrate oxidation rate (SOR) was 0.06 and sulfate oxidation rate was 0.11 during the field campaign. In the high mass loading period, nitrate oxidation rate (NOR) was up to 0.6 and also the nitrate in PM1.0 was increased. The averaged ratio of NOx/SO2 was 8.7 and nitrate/sulfate was 3.1, respectively. In this results, the nitrate component in PM1.0 was influenced by NOx from the stationary source as power plant and the mobile source around the measurement site.

본 연구에서는 AERMOD 대기확산 모델을 이용하여 제주도에서 유해화학물질 중 불화수소의 소규모 유출사고 영향 범위를 산정하여 보다 빠르고 정확한 대응시스템을 확보하고자 하였다. 분석결과 영향범위는 권역별로 서귀포소방서, 동 부소방서, 제주소방서, 서부소방서 순으로 넓게 나타났으며, 계절별로는 여름, 봄, 가을, 겨울 순으로 넓게 나타났다. 기 상인자(풍속, 기온) 간의 상관성은 풍속이 0.998로 높은 양(+)의 상관성을 보인반면, 기온과는 -0.463으로 음(-)의 상관성 을 보였다. 선형회귀분석을 통해 불화수소 누출사고 시 풍속에 따른 영향범위(m) = 13.922WS(풍속) - 5.195의 1차 방정 식을 얻을 수 있었으며, 신뢰도(R2)가 0.995로 매우 높게 나타났다.

In this study, the AERMOD air diffusing model was used to estimate the range of influence of Hazardous chemicals (hydrogen fluoride) in case of small accidents in Jeju area. The impact scope were in the order of Seogwipo Fire Station, Dongbu Fire Station, Jeju Fire Station, and Seobu Fire Station. Seasonal orders were summer, spring, autumn and winter. The correlation between the meteorological factors shows a strong positive correlation with the wind speed of 0.998 and has a negative correlation with the temperature of -0.463. Through the linear regression analysis, we could estimate the equation of Impact scope = 13.922WS (Wind Speed) - 5.195 and the reliability (R2) was as high as 0.995.

본 연구에서는 양자전이 비행시간질량분석기(PTR-ToF-MS)를 이용하여 반도체 공정의 작업환경(PHOTO, FPD, OLED, WET 공정)에서 VOCs를 실시간으로 모니터링하였다. 작업환경에서 평균 VOCs 농도는 PHOTO 6.5 ppm, FPH 6.4 ppm, WET 2.0 ppm, OLED 1.3 ppm이었다. VOCs 중 methyl ethyl ketone이 2.8 ppm (69%), acetaldehyde가 0.5 ppm (13.2%)로 나타났다. 반도체 공정 특성에 따라 다양한 VOCs 가 작업환경에서 관측되었다. 관측된 VOCs 농도는 작업환 경기준보다 낮지만, 이러한 VOCs를 지속적으로 모니터링하여 효과적으로 관리해 나갈 필요가 있다.

In this study, a Proton-Transfer Reaction-Time-of-Flight Mass spectrometer (PTR-TOF-MS) was used for the continuous monitoring of Volatile Organic Compounds (VOCs) emitted from semiconductor workplace such as photolithography (PHOTO), flat panel display (FPD), organic light emitting diode (OLED), etching (WET) process. The averaged VOCs mixing ratio in the such workplace, PHOTO was 6.5 ppm, FPH was 6.4 ppm, WET was 2.0 ppm and OLED was 1.3 ppm, respectively. The abundance of VOCs in the workplace were methyl ethyl ketone (MEK) with 2.8 ppm (69%) and acetaldehyde with 0.5 ppm (13.2%). Depending on the semiconductor process characteristics, various VOCs have been observed in the workplace. The VOCs mixing ratio are lower than the workplace regulation standard (TWA), it is necessary to continuously monitor and effectively manage these VOCs.

우리나라 도로건설사업 대기질 예측에 적용되는 CALINE3는 모델의 한계상 도심지역에서 적용이 어려움에도 불구하 고 모든 도로 사업에 적용하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 CALINE3 및 미국 EPA에서 장래 권장 모델로 사용 하고자 하는 AERMOD와 유럽에서 개발된 라그랑지안 입자추적 모델인 GRAL을 실제 도심지역 도로에 적용하여 실측 치와 비교하였다. 연구 결과 CALINE3의 경우 실측치와의 상관도가 낮게 나타나 도심지역에 적용시 낮은 신뢰도를 보 일수 있는 것으로 분석되었으며, AERMOD의 경우 실측치에 비해 과다하게 예측되는 것으로 나타나 장래 저풍속(1m/s 이하)에 대한 고려방안 마련과 함께 NOx에 대한 변환 방법을 모델 옵션에서 적용할 필요가 있을 것으로 분석되었다. 라 그랑지안 입자추적 모델인 GRAL의 경우 주변 지형, 건물 등을 복합적으로 고려하기 때문에 실측치와 모델치의 상관도 가 높게 나타나 도심지역 도로변 대기질 예측에 활용할 수 있을 것으로 보인다. 끝으로 본 연구는 정릉로 측정소에 한해 대기 예측 모델의 검증을 실시한 결과로 향후 후속 연구를 통한 검증 지역의 확대와 이에 따른 모델의 타당성 검토가 지 속적으로 이루어져야 할 것이다.

Despite the limitations and difficulty in the application of CALINE3 model for air dispersion prediction of roads and tunnels construction businesses in South Korea, the model is being used in all roads construction projects. This study compared the predicted values of CALINE3 and AERMOD model that is suggested by the US EPA, to the values of GRAL model, a Lagrangian particle tracking model developed in Europe, by applying the models to the existing roads of the urban areas. The result showed low relevance to the actual measurement value in the case of CALINE3 model, thus displaying a low trusted value when applying to the urban areas. In the case of using AERMOD model, the predicted values were overly expressed compared to the actual measurement value, thus leading to the need of adding a No2 conversion method to the model in the future. In the case of GRAL model, a Lagrangian particle tracking model, the relevance between the actual and predicted values were high as the model considers the surrounding topography and the buildings all together, thus confirming that the model can be used for air dispersion prediction of the roads in the urban areas. Lastly, the result of this study testing the air prediction models in Jeongneung Measuring Station points that it is necessary for the future studies to expand the testing areas and test the validity of the models continuously.

오존층의 파괴물질인 CFCs의 대체물로써 SF6의 사용량이 늘어나면서 대기 중의 SF6의 농도가 높아지고 있다. SF6은 지구온난화가스중의 하나로써 대기 중에서 3,200년 이상 머무를 뿐만 아니라 온난화지수도 매우 높아 무려 22,800이나 된다. 그러나, 대기 중에서의 SF6 농도는 낮은 수준이어서 검출한계이하인 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 극미량 SF6 농도를 정확하게 분석하기 위해서 GC-μECD를 이용한 12가지 분석방법을 실험적으로 고찰하였다. 극미량 SF6 농도를 가장 정확하게 분석할 수 있는 방법은 Carboxen-1000 물질을 사용한 흡착관과 저온농축 고온탈착 방식의 농축장치에 역 추출방식의 분석법을 사용할 경우가 최상의 효율을 나타냈다.

Kyoto Protocol, adopted in 1997, set the obligation to reduce CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, and SF6 in developed countries during 1st promised period. SF6 has been drawing a lot of attention since the Kyoto Protocol because once it is released into the atmosphere, it not only stays in the atmosphere for more than 3,200 years but also emits 22,800 times stronger global warming potential at the same concentrations as CO2 if remains in the atmosphere for 100 years. This study introduces 12 methods for SF6 of measuring trace. SF6 of trace level in the atmosphere correctly, the measurement method was changed and as a result, when the back flush method was applied to the pre-concentration system that used low-temperature concentration and high-temperature desorption system, which used Carboxen-1000 adsorption trap, the effect was the best.

동아시아지역을 대상으로 황사배출량 산정 모듈 및 이를 적용한 예보시스템을 개발하였고, 개발된 모형의 화학수송모 델링 정합도 및 실시간 예보 운영 평가를 진행하였다. 2015년 화학수송모델링 정합도 평가 결과, 중국 지역에서는 황사 배출량을 적용한 예보 모형이 과대평가하는 기간이 있으나 대부분 지역에서 저평가 되었던 PM10을 보완하고, 통계수치 가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 한국 지역에서는 황사 발생일인 2월 22일~24일, 3월 16일~17일(서울지역대상)에는 황사의 유입을 적절히 모사하였으나 황사가 관측되지 않은 4월에는 황사를 적용한 예보모델이 과대평가하는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 황사를 적용한 예보모형은 한반도 대부분 지역에서 저평가 되었던 PM10을 보완하고, 통계수치가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 2017년 예보 성능 평가 결과, 황사배출량을 적용한 예보모델은 기존 모델과 비교하였 을 때, POD는 대부분 개선되지만, A는 유사 또는 감소, FAR는 대부분 증가하는 경향이 나타났다. 황사배출량을 적용한 예보모형은 동아시아 지역에 저평가 하고 있는 PM10을 보완하는 장점이 있지만, 황사배출량 산정의 불확실성 등이 내제 되어 모델이 측정값을 과대모의하여 오경보율이 높다. 따라서 한반도 지역에 대표 대기질 예보모형으로 사용하기는 부적 절하다고 판단된다. 그러나 황사 기간에는 황사배출량 모델의 모사성능은 우수하였으므로, 황사가 발생하는 기간에는 기 존 모델과 융합하여 예보관이 예보하는 것이 필요하다고 사료된다.

Air quality forecasting system with Asian dust emissions was developed in East Asia, and PM10 forecasting performance of chemical transport model with Asian dust emissions was validated and evaluated. The chemical transport model (CTM) with Asian dust emission was found to supplement PM10 concentrations that had been under-estimated in China regions and improved statistics for performance of CTM, although the model were overestimated during some periods in China. In Korea, the prediction model adequately simulated inflow of Asian dust events on February 22~24 and March 16~17, but the model is found to be overestimated during no Asian dust event periods on April. However, the model supplemented PM10 concentrations, which was underestimated in most regions in Korea and the statistics for performance of the models were improved. The PM10 forecasting performance of air quality forecasting model with Asian dust emissions tends to improve POD (Probability of Detection) compared to basic model without Asian dust emissions, but A (Accuracy) has shown similar or decreased, and FAR (False Alarms) have increased during 2017.Therefore, the developed air quality forecasting model with Asian dust emission was not proposed as a representative PM10 forecast model in South Korea.

북미, 유럽 뿐 아니라 우리나라에서도 유해물질 관리제도가 도입되는 등 매년 크게 증가하는 화학물질의 생산, 유통으로 인한 독성 피해에 대응하고 있다. 유해물질의 생물독성을 평가하는 방법은 널리 소개되어 왔으나, 모델링을 위한 정량적이 고 신속한 정보가 요구된다. 본 연구에서는 발광 미생물인 Vibrio fischeri를 이용하여 아연, 구리, 크롬, 카드뮴, 수은, 납 등 중금속 6종에 대한 독성 평가를 실시하고, 독성 모델링을 통해 생존율을 재현하였다. 발광 미생물의 활성 정도 및 중금속 에 의한 독성은 photomultiplier가 내장된 감광 장치를 이용하여 상대발광도를 측정, 독성의 영향을 판단하였다. 30분 내 저 해율이 20% 미만에 이르는 농도 및 EC50 등을 통해 독성을 평가하였다. 그 결과, 생물 독성은 수은, 납, 구리, 크롬, 아연, 카드뮴 순으로 나타났다. 시간별 EC50의 추세선을 통해 얻은 EC50, ∞는 독성 모델링의 주요 파라미터와 선형 관계가 높았 다. 실험결과로부터 DAM, TDM 모델링에 필요한 주요 파라미터를 얻었으며, 재현된 독성 영향은 아연, 구리, 크롬, 카드 뮴 등에서 오차율 평균 10.2%이었다. Vibrio fischeri를 및 감광 장치를 이용한 미생물 독성 측정 방법은 짧은 시간에서 EC50, ∞ 및 독성 모델링 구현에 필요한 주요한 인자들을 신속하게 얻을 있어 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

In addition to North America and Europe, Korea is also responding to the toxic damage caused by the production and distribution of chemicals. Methods for assessing bio-toxicity of harmful substances have been widely introduced, but it is required of quantitative and speedy information for modeling. For 6 heavy metals, as zinc, copper, chrome, cadmium, mercury and lead, bio-toxicity assessment and kinetics model were constructed using Vibrio fischeri which is widely used luminous bacteria. The degree of luminescence activity and the toxicity of heavy metals were relative limunescence unit, RLU measured as by using a photomultiplier embedded device. The toxicity was assessed by the concentration levels giving under 20% lethality and lethal concentration, EC50. In the results, the toxicity order were followed from mercury, lead, copper, chrome, zinc and cadmium. EC50, ∞ obtained by trends of EC50 by time follows had highly linear agreement with main parameters of bio-toxicity modelling. The average error rates of the reproduced lethality obtained from DAM and TDM model on the basis of body residue, were 10.2% for mercury, lead, copper, chrome and 20.0 for the all 6 methals.