Earticle

본 연구는 2018~2020년에 발표한 국내 자원순환 정책이 EU의 환경정책인 순환경제 정책과 비교하고, 향후 정책대안 을 구성함에 있어 근거자료로 활용되는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 EU가 2014년, 2015년, 2018년, 2020년 발표한 4 개의 정책을 대상으로 주요 키워드를 도출하고, 이를 정책목표(Lv1), 핵심전략(Lv2), 모니터링(Lv3)으로 구성하여 EU의 순환경제 정책 관점에서 5개의 국내 자원순환 정책을 분석한다. 그 결과 자원순환 분야 최상위 계획인「제1차 자원순환 기본계획」의 경우 EU 순환경제 정책을 100점으로 기준했을 때, 90점으로 EU와 상당히 유사한 수준의 정책임을 확인 하였다.

The purpose of this study is to compare the domestic resource circulation policy announced in 2018-2020 and the EU's environmental policy, circular economy policy, to be used as a basis for future policy alternatives. To this end, main keywords were derived from the four policies announced by the EU in 2014, 2015, 2018, and 2020, and these were composed of policy goals (Lv1), core strategies (Lv2), and monitoring (Lv3). This study analyzes the five domestic resource circulation policies from the perspective of the circular economy policy. As a result, in the case of the “1st Master Plan for Resource Circulation,” which was the highest level plan in the field of resource circulation, it was confirmed that it was a policy at a level quite similar to that of the EU policy, with a score of 90 based on 100 points of EU circular economy policy.

본 연구의 목적은 드론 모니터링 시스템을 이용하여 국내 특정 지역의 대기오염물질 농도를 관측하고, 관측 데이터의 신뢰성을 검증하는 것이다. 드론 모니터링 시스템과 맞춤제작한 드론은 부하 중량, 전력 소비량, 난기류, 측정 센서의 배 치 등 여러 요소를 고려하여 신중하게 설계하였다. 모니터링 시스템에는 성능 및 사양을 고려하여 선정한 NO, NO2, CO, SO2, VOC, 블랙카본(BC) 센서, O3 센서, 입자상(PM) 센서를 탑재하였다. 대기오염물질의 연직 분포를 관측하기 위해 국 내 중부권(충청도), 경기도 2개 현장지역을 선정하였고, 비행고도는 지상으로부터 150 m까지 범위를 정하였다. 비행에 앞 서 측정지점의 미세먼지와 오존 등의 예보를 확인하고 인근 측정소 2곳의 측정데이터를 다운로드하여 비행 중 관측 데이 터와 비교하였다. 드론 모니터링 시스템의 데이터(PM2.5, O3)는 측정소와 유사한 패턴을 나타내었다. 대기 오염물질의 고 도 150 m까지의 연직 분포는 차이가 나타나지 않았다. 높은 PM2.5 농도가 예상될 때, 드론 모니터링 데이터에서도 해외 로부터 장거리 이송된 높은 PM2.5 농도가 나타났다.

The purpose of this study was to observe the concentrations of air pollutants and to validate the reliability of the observation data using a drone monitoring system in a specific region in Korea. Drone monitoring system and custom-manufactured drone were carefully designed by considering several factors, such as the load weight, power consumption, turbulence, arrangement of measurement sensors, and so on. Gas sensors for monitoring NO, NO2, CO, SO2, VOC, black carbon(BC) sensor, O3 sensors, and particulate matter (PM) sensor were mounted on the monitoring system and those sensors were selected by considering those performance and specifications. For the observation of vertical profile of air pollutants, two sites areas in the central region in Korea (Chungjeongdo, Gyeonggido) were selected and flight altitudes was ranged from ground level to 150 m. Prior to the flight, PM and Ozone forecasts of measurement sites were confirmed and measurement data of two nearby monitoring stations were downloaded to comparing with the observation data during the flight. The monitoring data (PM2.5, O3), from drone monitoring system showed similar patterns to those of monitoring stations. Vertical profiles of air pollutants were not distinguished according to altitudes up to 150 m. When high PM2.5 concentration was expected, the drone monitoring data also showed the high PM2.5 concentration owing to long range transport from oversea.

외기풍속의 영향으로 인한 배연창의 배연성능 감소는 화재실에서 발생하는 열 및 연기를 외기로 충분하게 배출시키지 못하는 문제를 야기함으로써 재실자의 피난에 막대한 영향을 주는 것과 동시에 소방대의 인명구조 및 화재진압에 큰 장 애가 될 수 있다. 본 연구에서는 기 수행되었던 배연창 유형별 배연성능 평가 연구에서 가장 우수한 배연성능을 갖춘 외 기 개방형 배연창을 분석대상으로 선정하고 이에 대한 화재시뮬레이션을 수행함으로써 외기풍속 크기별 배연창의 배연 성능을 정량적으로 평가하였다. 분석결과 외기풍속이 증가할수록 배연창의 배연성능을 더욱 감소되어 유입풍속에 따른 배연량 감소되었으며, 연기층 높이, 화재실 온도 등의 주요 피난인자에 부정적영향을 미치는 것으로 예측되었다.

The reduction of the smoke exhaust performance of the natural smoke ventilator due to the influence of the external wind speed causes the problem of not being able to appropriately exhaust the heat and smoke generated by the fire compartment into the outflow air, which has a huge impact on the evacuation of the occupants, and at the same time can be a major problems to remaining life safety and fire suppression of the fire brigade. In this study, the type of projected window natural smoke ventilators opening to exterior which was selected from the preliminary smoke performance evaluation study and then the fire simulation was performed to quantitatively evaluate the smoke exhaust performance of the n atural smoke v entilator by the s iz e of the outside w ind speed. A s a result of the analysis, a s the wind speed increased, the smoke exhaust performance of the natural smoke ventilator was further reduced, and the amount of flue smoke due to the inlet flow was reduced, and it was predicted to negatively affect the main evacuation factors such as smoke layer height and fire room temperature.

하수처리장에서의 화학적 인 제거를 위해 필요한 약품량은 실험결과에 의해 만들어진 그래프를 통해 제시되고 있다. 그러나 시뮬레이션 프로그램인 EQPS21의 화학적 인 제거모델은 인 제거를 위해 투입된 약품의 수화물에서 생성된 활성 지점이 화학적 인 제거에 관여한다고 제시하고 있다. 화학적 인 제거 모델이 문헌에서 제시된 약품 소요량과 일치하는지 를 파악하기 위해 시뮬레이션을 수행하였는데, 시뮬레이션 결과는 문헌 제시 결과와 일치하고 있음을 보여주었다. 화학 적 인제거를 위해 투입되는 약품 투입지점의 속도경사는 전체적인 화학적 인 제거에 있어서 가장 중요한 인자임이 시뮬 레이션을 통해 증명되었다. 속도경사가 20 1/s인 경우 하수 원수에 약품을 투입해서 처리수 PO4-P농도를 0.2 mg/L로 하 기 위해서는 Al/P 몰비가 4.7이되는 Al을 투입해야 하지만, 속도경사가 200 1/s에서는 2.4 Al/P 몰비의 Al만 투입해도 되 는 것으로 시뮬레이션을 통해 파악되었다.

The amount of metal to phosphorus removal is estimated by the graph developed by experimental data in wastewater treatment facility. However, the active sites on the surface of metal hydroxide are claimed to involved in chemical phosphous removal model in EQPS21. In order to evaluate the compatibility of model in EQPS21, various simulations are carried out to compare with the results from literature. It is found that simulation results are well agreed with experimental data in literature. The simulation results prove that the velocity gradient at metal injection point plays a major role in chemical phosphorus removal. When velocity gradient is 20 1/s, Al corresponding of molar ratio of 4.7 has to be injected to raw sewage to have 0.2 mg/L of effluent PO4-P concentrations. However, when velocity gradient is 200 1/s, Al corresponding of molar ratio of 2.4 is required to have same effluent PO4-P concentration.

경제성장에 따른 공업화, 산업화로 업종이 다양해짐에 따라 발생되는 대기오염물질의 종류 및 그 양이 지속적으로 증가하고 있다. 현대에는 생산공정의 발달로 미세분진의 발생량이 지속적으로 증가하고 있으며, 정부의 규제가 강력해짐에 따라 미세분 진 처리를 위한 대기오염방지시설 연구·개발이 진행되고 있다. 현대에는 다양한 종류의 오염물질을 효과적으로 제거하기 위해 충격기류식 여과집진장치를 사용하고 있다. 충격기류식 여과집진장치의 설계 및 운영에 가장 중요한 요소는 압력손실로, 압력 손실을 줄이기 위한 최적의 탈진 조건은 거의 확립되어있지 않아, 대부분의 산업 현장에서는 충격기류식 여과집진장치를 경험 적으로 운영하고 있다. 본 연구에서는 수치해석 시뮬레이션을 통해 여과포 직경, 탈진압력, 압축공기 공급 노즐 직경에 따른 충 격기류식 여과집진장치의 탈진 성능을 최적화하였다. 시뮬레이션 결과 탈진압력과 노즐 직경이 늘어날수록 압축공기 공급량이 증가하였으며, 효과적인 탈진을 위해서는 노즐 직경 10mm, 12mm에서 5 bar 이상의 탈진압력이 필요한 것으로 나타났다. 여 과속도 1.5 m/min, 노즐 직경 10mm에서 여과포 직경비는 최대 22.5까지 가능하며, 최적 탈진압력은 여과포 수명을 고려하여 5 bar로 판단된다. 직경 12mm의 노즐을 사용할 경우 압축공기공급량이 증가하여 여과속도 1.5 m/min 이하 조건에서는 여과포 직경비는 최대 25까지 설치 가능하여 여과에 필요한 부지 소요면적을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한 디퓨저를 설치할 경우 압축공기의 유출량이 감소하여 탈진압력 4 bar 조건에서도 효과적인 탈진이 가능한 것으로 나타났다.

As industries diversify due to industrialization and economic growth, the types and amount of pollutants are continuously increased. In modern, by advancing the manufacturing, particulate matter (PM) are emitted dramatically. As regulations become more tighten, the research and development to treat PM is progressing. In modern, a pulse air jet bag filter has used as an effective precipitator for treating various types of dust. The pressure drop is most important factor for designing and operating the pulse air jet bag filter, but the optimal pulsing conditions to decrease the pressure drop are rarely established. The correlations, between the pulsing performances and pulsing conditions, are not verified, so many industries are operating the pulse air jet bag filter empirically. In this study, the main factors affect the pulsing performances were filter bag aspect ratio, pulsing pressure, and nozzle diameter, and for optimizing the performances the CFD (Computational Fluid Dynamics) was used. As nozzle diameter and pulsing pressure increased, total supplying air increased, and for effective pulsing, at nozzle diameter 10 mm, pulsing pressure is 6 bar, and at 12 mm, pulsing pressure is 5 bar. In addition, when the diffuser is applied, the leakage of supplying air is reduced, that the pulsing is possible at 4 bar condition.

2020년 봄철 항공기에 HR-ToF-AMS를 탑재하여 서울 상공에서 항공관측을 수행하였다. 고농도 미세먼지 사례시 NRPM- 1.0의 화학적 성분의 특성을 파악하였다. 고농도 미세먼지 현상은 2020년 3월 21부터 23일에 걸쳐 수도권에 광역적 으로 발생하였다. 항공관측 기간동안 우리나라를 포함한 한반도는 서풍이 지배적으로 나타났다. 항공관측 기간 우리나라 를 포함한 서울지역은 서풍이 유입되는 조건에서 고농도 미세먼지 현상이 발생하였으며, 서울과 경기 지역의 PM-2.5는 24 ± 12 μg/m3, 30 ± 16 μg/m3으로 년평균 기준치보다 높은 수준으로 나타났다. 연구비행 6회에 대한 NR-PM-1.0 평균 농 도는 10.0 ± 2.7 μg/m3 - 52.9 ± 14.4 μg/m3이었고, 유기성분 36-57%, 황산염 12-34%, 질산염 11-25%, 암모늄 10-14% 비 율로 유기성분이 가장 높은 구성비를 보였다. 유기성분에 대한 OM/OC 비는 1.85-2.02, H/C는 1.42-1.51, O/C는 0.54- 0.67 범위로 산화비율이 높은 특징을 나타냈다. RF05에 해당하는 서울 비행의 NR-PM-1.0 농도(52.9 ± 14.4 μg/m3)가 가 장 높았는데, 유기성분과 황산염이 주요성분으로 확인되었다. 비행경로에 따라 3권역으로 구분하였다. 서울을 포함한 수 도권역 (a), 충남 대형 배출원을 포함한 태안권역 (b), 강원도 전원(숲) 지역을 포함한 (c) 영역으로 구분한다. 도심지인 (a) 영역에서 가장 높은 NR-PM-1.0 농도를 보였으며, 유기성분이 약 50% 수준으로 NR-PM-1.0의 주요성분으로 확인되었다. 에어로졸은 강한 서풍을 타고 유입되었고, 동쪽으로 이동하며 풍하 방향의 전원 지역에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

In this study, we carried out the aircraft measurement over Seoul air-shed with a HR-ToF-AMS integrated on an aircraft in the spring of 2020. During the aircraft measurement period, the westerly wind was dominant in the Korean Peninsula and the high-concentration fine dust phenomenon occurred in the Seoul metropolitan area from March 21 to 23, 2020. The average concentration of NR-PM-1.0 for 6 research flights (RF01 to RF06) was 10.0 ± 2.7 μg/m3 to 52.9 ± 14.4 μg/ m3. The chemical composition of NR-PM-1.0 was 36-57% organic, 12-34% sulfate, 11-25% nitrate, and 10-14% ammonium, and organic component was dominant. The NR-PM-1.0 concentration (52.9 ± 14.4 μg/m3) of the Seoul flight corresponding to RF05 was the highest, and organic components and sulfate were identified as major components. The flight zone was designed into three zones according to the flight route. The highest NR-PM-1.0 concentration was shown in the Seoul downtown area (a), and the organic component was confirmed as the dominant component of NR-PM-1.0 at a level of about 50%. It was found that the aerosol flowed into the Seoul air-shed with a strong westerly wind and moved to the east and affected rural areas in the downwind direction.