Earticle

본 연구는 22개 산업단지 공공폐수처리장 유입수 및 유출수와 경남지역 공장 폐수배출시설 유출수 304건 중 PFASs 9종의 배출특 성을 조사하였다. 그 결과 사업장 폐수배출시설에서 나오는 방류수에서 PFBA가 220건(72.4%)으로 가장 많이 검출되었다. 공장폐수 중 PFHxA, PFBS, PFBA, PFOA, PFOS의 평균 농도는 각각 0.020 μg/L, 0.018 μg/L, 0.015 μg/L, 0.010 μg/L, 0.005 μg/L로 검출되 었다. 세차업에서 PFBS가 2.094 μg/L로 가장 높았고, 페인트 및 기타 필름처리업에서 PFHxA가 0.968 μg/L로 가장 높았으며, 기타 기계 및 장비 제조업(액정펌프 제조업)에서 PFOA가 0.487 μg/L로 가장 높게 검출되었고, 유사 반도체 및 기타 전자제품 제조업에서 는 PFOS(0.903 μg/L), PFHxS(0.437 μg/L), PFDA(0.015 μg/L)가 가장 높게 검출되었다. 공공폐수처리장의 유입수와 방류수의 과불 화화합물의 배출특성은 대부분 항목들이 유입수보다 방류수가 높게 나타나는 경우도 있었다. 폐수배출시설 방류수중의 과불화화합 물의 상관계수는 PFOS와 PFHxS : 0.990, PFHpA와 PFHxA : 0.888으로 매우 높은 상관관계를 보였다. 낙동강 상수원에서 과불화화 합물이 검출됨에 따라, 배출원에서의 PFASs 관리가 중요하며, 따라서 본 연구는 다양한 배출원에서 PFASs 관리의 기초자료로 의미가 있다.

This study investigated the discharge characteristics of nine types of PFASs among influent and effluent from public wastewater treatment plants in 22 industrial complex and 304 effluent from factory wastewater discharge facilities in Gyeongnam. As a result, PFBA was detected most frequently in the effluent from the factory wastewater discharge with 220 cases (72.4%). The average concentrations of PFHxA, PFBS, PFBA, PFOA, and PFOS in factory wastewater were 0.020 μg/L, 0.018 μg/L, 0.015 μg/L, 0.010 μg/L, and 0.005 μg/L, respectively. The average concentration of PFHpA, PFHxS, PFNA, and PFDA was detected to be less than the limit of quantification (0.005 μg/L). In addition, PFBS was the highest at 2.094 μg/L in the car wash industry, PFHxA showed the maximum at 0.968 μg/L in paint and other film treatment industries, and PFOA was the highest detected at 0.487 μg/L in other machinery and equipment manufacturing industries (liquid pump manufacturing). PFOS (0.903 μg/L), PFHxS (0.437 μg/L), and PFDA (0.015 μg/L) were the highest in one similar semiconductor and other electronic product manufacturing industry. As for the discharge characteristics of perfluorinated compounds in influent and effluent from public wastewater treatment plants, most of the items showed higher effluent than influent.

조류는 이취미 유발물질과 독소 물질을 발생시키고 정수장에서 침전 및 여과 효율을 크게 저하시킨다. 응집공정은 조류를 제거하는 방법으로 널리 사 용된다. 본 연구에서는 기존 응집제의 주원료인 알루미늄을 철로 일부 대체하여 제작한 PAC-F의 최적 철 함량을 확인하고, 응집제에 철이 포함될 경우 발 생하는 처리수의 색도 변화에 대한 문제를 해결하여 현장 적용 방안을 검토하였다. 자가 규격에 따라 제작한 PAC-F와 PAC을 대상으로 인공 배양한 규조 류의 제거 특성을 비교한 결과, PAC-F의 성능이 평균 16.5% 개선되었고, Geosmin이 최대 8%, 2-MIB가 평균 5%로 PAC에 비하여 높게 제거되었다. 탁도 및 인 제거 특성을 확인한 결과, PAC-F의 탁도 제거 성능이 19% 개선되었으며, 총인 제거에도 적합함을 확인하였다. 응집제에 포함된 적정량의 철은 처리 수 색도 발생에 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. PAC-F에 낮은 단가의 금속이온인 MgCl2 5%를 첨가제로 이용할 경우, PAC 대비 약 30% 이상 향상 된 탁도 제거 성능을 나타내며, 응집제 원액의 색상을 개선시킨 고염기도 PAC-F 또한 PAC와 비교했을 때 색도 및 탁도 제거 성능이 향상됨을 확인하였다. 이는 고염기도 응집제에 의한 플록 크기 향상과 그로 인한 침강성 강화에 기인한 것으로 판단된다.

Algae significantly impact water purification processes by producing odor-causing substances and toxins, and decreasing the efficiency of sedimentation and filtration processes. Coagulation is widely used to address algae problems. In this study, we investigated the optimal iron content of PAC-F coagulants, which were produced by partially replacing aluminum, a primary ingredient of coagulants, with iron. We also addressed the issue of color changes in treated water caused by iron inclusion and examined practical application methods. Comparison results between self-manufactured PAC-F coagulants and PAC coagulants, based on the removal characteristics of artificially cultured Synedra species, revealed that PAC-F significantly improved algae removal efficiency by an average of 16.5%. Furthermore, PAC-F coagulants showed improvements of up to 10% and an average of 5% in the removal of Geosmin and 2-MIB, respectively. Compared to PAC coagulants, PAC-F coagulants demonstrated a 19% enhancement in turbidity removal efficiency and suitability for total phosphorus removal. Additionally, it was determined that an appropriate amount of iron did not induce color changes in the treated water. When low-cost metal ions such as MgCl2 were used as additives in the production of PAC-F coagulants, a coagulation efficiency increase of over 30% compared to PAC. Furthermore, compared to PAC, PAC-F exhibited improved color and coagulation performance when enhanced basicity. This improvement was attributed to the increased size of flocs and enhanced settling characteristics resulting from the use of advanced basicity products.

간접흡연의 유해성에도 불구하고, 비흡연자는 여전히 담배연기에 노출되고 있는 실정이다. 이에 따라, 흡연부스와 같은 분리형 금연 정책이 간접흡연 관리방안으로 제안되었다. 이번 연구에서는 흡연부스 내 먼지와 VOCs의 농도를 측정하고, 각 물질의 배출계수와 기여도를 평가하였다. 흡연 시 PM10, PM2.5, PM1.0의 농도는 각각 278 μg/m3, 270 μg/m3, 264 μg/m3이었으며, 배출계수는 각각 7682 μg/cig, 7671 μg/cig, 7675 μg/cig이었다. Benzene, toluene, ethylbenzene, m,pxylenes, styrene, o-xylene의 실내농도는 각각 32.1 μg/m3, 71.7 μg/m3, 12.3 μg/m3, 29.7 μg/m3, 12.0 μg/m3, 6.5 μg/m3이었으며, 배출계수 값은 toluene (632 μg/cig), benzene (313 μg/cig), m,p-xylenes (247 μg/cig), styrene (118 μg/cig), ethylbenzene (85 μg/cig), o-xylene (52 μg/cig)순으로 나타났다. 시도별 담배의 PM10, PM2.5 배출 기여율은 서울시가 각각 4.3%, 4.8%로 전체 17개 시도 중 가장 높은 것으로 나타났다.

Non-smokers are still exposed to cigarette smoke, though passive smoking is known to be hazardous. As such, a separate smoking policy such as a smoking booth has been proposed as an indirect smoking management plan. In this study, we measured concentrations of particulate matters and VOCs in smoking booth, developed their emission factors and contribution levels. During smoking, indoor concentrations of PM10, PM2.5 and PM1.0 were 278 μg/m3, 270 μg/m3 and 264 μg/m3, respectively, and emission factors of them were 7682 μg/cig., 7671 μg/cig. and 7575 μg/cig., respectively. The indoor levels of benzene, toluene, ethylbenzene, m,p-xylenes, styrene, and o-xylene were 32.1 μg/m3, 71.7 μg/m3, 12.3 μg/m3, 29.7 μg/m3, 12.0 μg/m3, and 6.5 μg/m3, respectively, and emission factors of VOCs were toluene (632 μg/cig), benzene (313 μg/cig), m,pxylenes (247 μg/cig), styrene (118 μg/cig), ethylbenzene (85 μg/cig), o-xylene (52 μg/cig) in order. The contribution rates of PM10 and PM2.5 of cigarette smoke in Seoul were 4.3% and 4.8%, respectively, which is higher than other provinces.

본 연구에서는 광주광역시를 대상으로 도시대기측정망 자료를 이용하여, PM-10 및 PM-2.5의 월/계절 변동성을 분석 하고, 미세먼지 계절관리제의 시행 전·후에 대한 변화 경향을 평가하였다. PM-10과 PM-2.5는 11월~5월(늦가을~봄철)에 전체 평균 대비 높은 농도 수준을 보였으며(PM-10 최대 3월, PM-2.5 최대 2월), 자치구 중에서는 서구 및 광산구가 상대 적으로 높은 농도를 보이는 것으로 분석되었다. 광주광역시의 2020년~2023년의 PM-10 및 PM-2.5 농도는 2016년~2019 년과 비교하여, 미세먼지 계절관리제의 운영 기간(12월~3월)뿐만 아니라 모든 계절에서 감소한 것으로 분석되었으며, 심지어 여름철과 가을철에 감소율이 더 크게 나타났다. 따라서, 2020년 이후 광주광역시의 미세먼지 감소 양상은 미세먼지 계절관리제의 단독 효과가 아닌「미세먼지 저감 및 관리에 관한 특별법」 및 「광주광역시 미세먼지 저감 및 관리에 관한 조례」등에 따른 여러 저감 대책의 종합적인 결과인 것으로 판단되었다. 그러나, 겨울철 및 봄철의 경우에는 미세먼지농도가 아직까지 높은 수준이었고 2020년 이후의 감소율도 상대적으로 적었기 때문에, 미세먼지 계절관리제의 효과를 증대시키기 위한 추가적인 노력이 필요할 것으로 평가되었다.

This study analyzed the monthly/seasonal PM-10 and PM-2.5, and evaluated the variability before and after fine dust seasonal management system, using urban air quality monitoring data in Gwangju metropolitan city. PM-10 and PM-2.5 showed higher concentration levels than the overall average from November to May (late autumn to spring), while PM- 10 was highest in March and PM-2.5 in February. The relatively high concentrations were represented in Seo-gu and Gwangsan-gu by districts. Compared to 2016-2019, PM-10 and PM-2.5 during 2020-2023 in Gwangju metropolitan city decreased in all seasons as well as the operating period of the fine dust seasonal management system (December to March), and the reduction rate was even greater in summer and autumn. Therefore, the decreasing trend of PM-10 and PM-2.5 after 2020 was attributed to the institutional and policy efforts of the central government and Gwangju metropolitan city to reduce fine dust levels, not the sole effect of the fine dust seasonal management system. However, in the period of winter and spring, the fine dust concentration was still high, and the reduction r ate after 2020 was also relatively small. This study highlights the need for enhancing the efficient operation of the fine dust seasonal management system.

반도체 포토리소그래피 공정에서 사용되는 Trimethylsilanol(TMS)과 같은 실리카 화합물은 포토리소그래피에 사용되 는 광학 렌즈에 심각한 영향을 미친다. 본 연구에서는 TMS 실시간으로 모니터링하기 위해 양자전이 비행시간 질량분석 기(PTR-ToFMS)를 적용하였으며, 분석 조건을 설정하기 위하여 PTR-ToFMS의 다양한 전장강도(E/N) 값에서 TMS를 측 정하였다. 그 결과 TMS 질량스펙트럼은 PTR-ToFMS 이온이동도관의 E/N 값을 변화시킴으로써 결정되었다. 측정된 이 온(C3H11OSi+)의 비율은 E/N 값에 영향을 받았고, TMS의 최적 분석 조건은 약 100 Td 이었다.

Silica compounds such as Trimethylsilanol (TMS) used in the photolithography area of semiconductor manufacture processing have irreversible dramatic impact on optical lenses used on photolithography tools. Here, a Proton Transfer Reaction-Time of Flight Mass Spectrometer (PTR-ToFMS) was applied for real-time and continuous monitoring of TMS contamination induced by the fabrication process. TMS measurements by various electronic field (E/N) were carried out using the PTR-ToFMS in order to fix the analysis condition. The TMS mass mass spectrum was determined by varying the E/N value of the PTR-ToFMS ion drift tube. The ratio of the measured ion (C3H11OSi+) was influenced according to the E/N value and optimal analysis condition of TMS was around 100 Td.

본 연구는 비용과 효율 두 가지 측면에서의 최적화 전략을 제안하여 정수장의 운영 효율성을 향상시키는 것을 목표로 하였다. 먼저 시간대별 차등 요금제를 활용하여 경부하 시간대에 펌프를 집중 가동시키는 방법을 제안하였다. 또한 시계열 예측 모델 SARIMA(Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average)로 예측한 패턴을 기반으로 흡수정의 평균 수 위를 동적으로 조정하였다. 예측 모델은 피어슨 상관계수(rxy)는 0.75, MAE와 MAPE는 각각 423.8 m3, 3.48%로 높은 신뢰성을 보였다. 최적화 전략을 검증하기 위해 EPANET 시뮬레이터로 전력사용량과 전력요금 절감 효과를 분석하였고, 안정적인 용수 공급을 유지하면서 전력요금을 평균 10.9% 절감한 반면, 전력사용량은 평균 18.2% 증가함을 보였다. 향후 연구에서는 최적화 툴을 적용하여 운영 로직을 개선하고, 실제 정수처리 시설 대상 실증 연구를 수행하여 현장 적용성을 평가하고자 한다.

This study aimed to improve the operational efficiency of the water purification plant by proposing a power optimization that balances cost and efficiency. First, the pump was operated intensively during the light-load period using the differential pricing plan. In addition, the average water level of the absorption zone was dynamically adjusted based on the pattern predicted by the time-series model SARIMA (Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average). The prediction model showed high reliability, with a Pearson correlation coefficient (rxy) of about 0.75 and MAE and MAPE of 423.8 m3 and 3.48%, respectively. To verify the optimization strategy, the effect of reducing power consumption and power charges was analyzed using the EPANET simulator. To verify the optimization strategy, the EPANET simulator was used to analyze power consumption and energy cost savings. The results showed an average 10.9% reduction in electricity costs while maintaining a stable water supply; an average 18.2% increase in electricity consumption was observed. In future studies, the operational logic is improved by applying an optimization tool, and the applicability of the field is evaluated through empirical research at an actual water treatment facility.

이차전지 산업관련 중금속의 사용량 증가로 인해 환경 노출이 우려되며 그에 따른 영향검토가 필요한 상황이다. 각 중금속 물 질에 대해서 생물검정법을 통해 독성영향을 파악하고자 하였으며, 표준시험종으로 지정된 생물 중 일차생산자인 해산규조류 (Skeletonema costatum)와 일차소비자인 물벼룩(Daphnia magna)을 이용한 독성시험을 수행하였다. 해산규조류는 72시간 개체군 성장률 영향을, 물벼룩은 24시간 유영저해 관찰을 통해 중금속 시험이 진행되었으며 통계적 분석을 통해 각 중금속에 대한 NOEC, LOEC, EC50 값을 제시하였다. 해산규조류의 72시간 EC50은 리튬(Li)은 42.97 mg/L, 니켈(Ni)은 7.92 mg/L, 코발트(Co)는 1.21 mg/L 그리고 망간(Mn)에서 89.62 mg/L을 보였으며, 물벼룩의 24시간 EC50은 각각 17.15 mg/L, 39.87 mg/L, 1.49 mg/L 그리고 69.53 mg/L으로 코발트에서 가장 독성영향이 강하였고 망간에서 상대적으로 약하게 나타났다. 상대적 독성영향은 해산규조류는 Co>Ni>Li>Mn 순으로 독성이 강하게 나타났으며, 물벼룩은 Co>Li>Ni>Mn 순으로 나타나 시험생물 간의 민감도에서 차이를 보였 다. 본 연구를 통해 이차전지 산업 관련 중금속의 독성영향과 그 유해성을 확인하였으며, 추후 위해성 평가 및 혼합독성평가를 위한 기초 연구결과로 제공하고자 한다.

Due to the increased use of heavy metals related to the secondary battery industry, there are concerns about environmental exposure, and a review of the resulting impact is necessary. We attempted to determine the toxic effects of each heavy metal substance through bioassay methods and conducted toxicity tests using marine diatoms (Skeletonema costatum), the primary producer, and Daphnia magna, the primary consumer, among organisms designated as standard test species. NOEC, LOEC and EC50 values for each heavy metal were presented through statistical analysis. The 72-hour EC50 of S. costatum showed 42.97 mg/L for lithium (Li), 7.92 mg/L for nickel (Ni), 1.21 mg/L for cobalt (Co) and 89.62 mg/L for manganese (Mn). The 24-hour EC50 of D. magna was 17.15 mg/L, 39.87 mg/ L, 1.49 mg/L and 69.53 mg/L, respectively, with cobalt having the strongest toxic effect and manganese having a relatively weak effect. Regarding the relative toxic effect, S. costatum showed strong toxicity in the order of Co>Ni>Li>Mn, and D. magna showed a strong toxicity in the order of Co>Li>Ni>Mn, showing differences in sensitivity between test organisms. Through this study, we confirmed the toxic effects and harmfulness of heavy metals related to the secondary battery industry, and intend to provide basic research results for future risk assessment and mixed toxicity assessment.

서울연구데이터서비스 도시모니터링에 따르면 2024년 서울시 건축물 연면적은 639.7 km2이며, 주거 56.1%, 근린생활 14.5%, 업무 10.4%, 기타(교육·의료·공공·산업 등) 19.0%로 구성된다. 에너지 활동자료는 2024년 실제 집계된 사용량을 용도별 비율에 따라 배분하여 사용하였으며, 전력은 국가 공표 소비단 전력배출계수, 도시가스는 IPCC 2006 정지연소(Stationary Combustion) 배출계수에 AR5 GWP(Global Warming Potentials)를 적용, 지역난방은 한국지역난방공사(수도 권지사) CO2 배출계수를 적용하였다. 용도별 EUI는 외부 용도별 최종에너지 사용량을 연면적으로 나누어 직접 산정하였 다. 기준 시나리오에서 서울시 건물부문의 연간 최종에너지 사용량은 92.26 TWh, 총 온실가스 배출량은 29.74 MtCO2 e/yr, 면적가중 평균 배출강도는 46.5 kgCO2 e/m2·yr로 산정되었다. 에너지원별 배출 기여는 전력이 약 70% 내외로 가장 크고, 도시가스와 지역난방이 그 뒤를 이었다. 용도별로는 주거시설이 총배출에서 가장 큰 비중을 차지하였으나, 면적당 배출 강도는 업무 및 근린생활시설이 주거보다 높게 나타나, 상업·서비스 용도가 효율 개선의 우선 타깃으로 도출되었다. 이는 해당 용도들이 상대적으로 높은 EUI를 가지는 동시에, 최종에너지 구조에서 전력 비중이 높아 효율 개선과 전력계통 탈탄소화의 효과가 동시에 크게 작동하기 때문이다. 시나리오 분석 결과, 전 용도의 EUI를 10% 개선할 경우 총배출은 정확히 10.0% 감소하였고, 전력배출계수를 15% 낮출 경우 약 10.5% 감소가 나타났다. 두 조치를 결합하면 곱연산 효과로 총배출은 약 19.4%(-5.78 MtCO2 e/yr) 감소하였다. 이는 수요측 에너지 효율 개선과 공급측 전력계통 탈탄소화를 병행하는 전략이 단일 조치 대비 감축 효과 측면에서 유리함을 정량적으로 보여준다. 제안한 방법론은 공개 통계만으로 재현 가능 하므로, 서울시 2035년 국가온실가스감축목표(NDC) 및 탄소중립 기본계획에서 건물부문 목표 설정과 성과 점검을 지원 하는 실무적 도구로 활용될 수 있다.

This study proposes a reproducible area-based methodology for estimating use-specific greenhouse gas (GHG) emissions in the building sector of Seoul Metropolitan City using only gross floor area, observed final energy consumption, energycarrier mix (electricity, city gas, and district heating), and official emission factors. The method is applied to a 2024 baseline, which serves as a current-year estimate given the time lag in official inventory publication. Total building floor area in Seoul amounts to 639.7 km2, dominated by residential (56.1%), neighborhood commercial (14.5%), office (10.4%), and other uses (19.0%). Use-specific EUIs are derived directly from observed energy consumption divided by corresponding floor area, rather than assumed values. Electricity emissions are calculated using the national consumptionbased emission factor, while city gas and district heating emissions are estimated using IPCC 2006 stationary combustion factors with AR5 global warming potentials and the Korea District Heating Corporation’s 2024 heat emission factor, respectively. Under the baseline scenario, total final energy consumption in Seoul’s building sector is estimated at 92.26 TWh, resulting in total emissions of 29.74 MtCO2 e/yr and an area-weighted emission intensity of 46.5 kgCO2 e/m2·yr. Electricity accounts for approximately 70% of total building emissions. While residential buildings contribute the largest share of total emissions, office and neighborhood commercial buildings exhibit higher emission intensities, identifying commercial and service uses as priority targets for mitigation. Scenario analysis indicates that a 10% reduction in EUI reduces total emissions by 10.0%, a 15% reduction in the electricity emission factor reduces emissions by approximately 10.5%, and their combined implementation yields a 19.4% reduction. These results highlight the effectiveness of integrating demand-side efficiency improvements with supply-side electricity decarbonization and demonstrate the applicability of the proposed approach for building-sector target setting and progress tracking under Seoul’s forthcoming 2035 NDC.

본 연구에서는 광주광역시를 대상으로 도시대기측정망 자료에 기반하여 자치구별 PM-10 및 PM-2.5의 연간 현황을 상세히 분석하고, 대기환경기준에 대한 적합도를 평가하였다. PM-10은 대상기간(2016∼2023) 동안 모두 연간 환경기준에 적합한 수준으로 확인되었으며, 자치구 중에서는 서구가 상대적으로 높은 농도 수준을 보였고, 측정소별로는 남구 주월동 측정소에서 상대적으로 농도가 높은 것으로 평가되었다. PM-2.5는 전반적으로 기존의 연간 환경기준을 만족하는 수준이 었지만, 강화된 현행 환경기준의 경우에는 대부분의 측정소에서 초과하는 것으로 분석되었으며, 자치구 중에서는 광산구가 상대적으로 높은 농도 수준을 보였고, 측정소별로는 남구 주월동 측정소와 광산구 오선동 측정소에서 상대적으로 농도가 높은 것으로 평가되었다. 또한, 2020년 이후에 연간 PM-10 및 PM-2.5의 농도가 개선되고 있는 양상을 보였으나, 일평균의 최대값은 전반적으로 24시간 환경기준을 초과하는 것으로 분석되었다. 따라서, 미세먼지 계절관리제 및 비상저감조치등이 2020년 이후 광주광역시의 연간 미세먼지 농도 저감에 긍정적인 효과를 나타내고 있는 것으로 판단되었다. 그러나, 자치구별 및 측정소별로 지형·지리학적 특징 및 배출원 영향 등에 따라 미세먼지에 의한 대기오염도의 차이가 존재하였고, 특히 고농도 발생일에 대한 환경기준의 초과 수준이 높으므로, 지속적인 미세먼지 저감 및 관리를 위한 노력이 필요할 것으로 평가되었다.

This study analyzed and evaluated the annual PM-10 and PM-2.5 by districts of Gwangju metropolitan city, using urban air quality monitoring data. PM-10 was suitable for annual environmental standards during the study period (2016~2023). PM-10 was evaluated as having a relatively high concentration in Seo-gu by districts, and at Juwol-dong by monitoring stations. PM-2.5 was generally suitable for the previous annual standards, but exceeded the strengthened current environmental standards at most monitoring stations. PM-2.5 was evaluated as having a relatively high concentration in Gwangsan-gu by districts, and at Juwol-dong and Oseon-dong by monitoring stations. The annual concentrations of PM- 10 and PM-2.5 showed a decreasing trend after 2020, but the maximum of daily average was analyzed to exceed the 24-hours environmental standard overall. Therefore, it was thought that the fine dust seasonal management system and emergency reduction measures have shown a positive effect on reducing the annual fine dust concentration in Gwangju metropolitan city since 2020. However, this study suggests the need for continuous efforts to reduce and manage fine dust, because of the differences in air pollution of fine dust by districts and monitoring stations, and the daily highconcentration of fine dust exceeding environmental standards.

본 연구에서는 실리콘 슬러지로부터 실라놀 전구체를 추출하지 않고 상압 저온가열법을 통해 실리카 나노입자를 제조 하였으며, 기존의 수열합성법과 졸-겔법의 차이를 비교 분석하였다. 실리콘 슬러지의 산세처리를 통해 유기물과 금속 불 순물을 제거한 실리콘 분말을 상압에서 가열하여 콜로이달 상태의 실리카 나노입자를 제조하였다. 상압가열법을 통해 제 조한 실리카 나노입자는 수열합성법 및 졸겔법과 비교를 위해 형상 및 화학적 특성 분석을 진행하였다. 그 결과, 상압 저 온가열법은 수열합성법 대비 균일하고 고순도의 실리카 나노입자가 제조됨을 확인할 수 있었다. 또한, 실리콘 슬러지 자 체를 활용하기에 졸-겔법에 비해 높은 수득률의 실리카 나노입자가 합성되었다. 본 연구를 통해 반도체 공정에서 발생한 실리콘 슬러지를 효과적으로 재활용하는 새로운 제조법에 대해 제시하였으며, 기존의 제조법에 비해 우수한 특성을 지니 고 있어 환경적 측면에서 지속 가능한 방향성을 제공하는데 기여할 것으로 기대된다.

In this study, silica nanoparticles are synthesized from silicon sludge using atmospheric heating method without extracting silanol precursor, in which the method is analyzed and compared with existing hydrothermal and sol-gel methods. Organic and metallic impurities in silicon sludge are removed by acid-washing process to obtain silicon powder, followed by heating the powder under atmospheric pressure to prepare silica nanoparticles. The morphological and chemical properties of as-synthesized silica nanoparticles are examined and compared with those obtained using conventional hydrothermal and sol-gel methods. As a result, silica nanoparticles fabricated by atmospheric heating method showed enhanced uniformity and higher purity compared to the nanoparticles synthesized by hydrothermal method. In addition, a higher yield of silica nanoparticles is synthesized compared to sol-gel method owing to the direct utilization of silicon sludge using atmospheric heating method. Accordingly, this study presents a novel approach for effectively recycling silicon sludge generated from semiconductor manufacturing process, which may contribute to providing continuous directions for protecting environment.