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대기 중 PAHs의 입경별 가스/입자 분배평형에 관한 연구
Gas/particle Partitioning of PAHs Segregated with Particle Size in Equilibrium States 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.27 no.12, 2005년, pp.1270 - 1276  

박진수 (전주지방환경청 측정분석과) ,  이동수 (서울대학교 환경대학원) ,  김종국 (전북대학교 화학물질안전관리연구센터)

초록
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대기 중 PAHs의 가스/입자 분배반응이 평형상태일 때 가스/입자분배계수($logK_p$)와 각 화합물의 증기압($logP_L^O$)과 선형식의 기울기가 -1이라는 것이 지금까지 알려진 사실이었다. 기러나 실제 대기에서 일어나는 가스/입자 분배와 차이를 보이는 현상에 대한 연구가 진행되면서 대기 입자의 불균일성 및 입자특성의 차이로 평형상태일 때 가스/입자 분배계수와 증기압과 기울기가 -1이 되지 않을 수도 있다는 주장이 제기되었다. 따라서 본 연구에서 이러한 가설을 토대로 대기 입자의 입경 크기에 따라 시료를 채취하여 평형상태일 때 입경의 크기에 따른 가스/입자 분배를 연구하였다. 대기 중 PAHs의 분배평형상태를 추정하기 위해 High-volume air sampler에서 채취된 입자와 가스를 이용하여 분배계수와 증기압을 구하고 이때 기울기가 -1에 가까운 시료를 평형상태에 있는 시료로 간주하였다. 그러나 평형상태에 해당하는 시료 중 같은 날 동시에 채취한 입경별 입자를 이용하여 각 입경 크기에 따라 분배계수와 증기압의 기울기를 계산한 결과에서는 평형상태일지라도 입경크기에 따라 동일한 기울기를 갖지 않고 입자가 커질수록 기울기가 완만해지는 현상을 나타내었다. 이러한 현상을 규명하기 위해 가스/입자 분배 반응의 두 가지 기작에 대하여 평형상태일 때 기울기가 -1이라는 결과를 도출하기 위해 가정했던 조건에 대하여 검토하였다. 그 결과 가스/입자 분배가 흡착이 주 반응이라 가정했을 때 입자의 크기에 따라 탈착엔탈피 변화량에 차이가 있었으며, 흡수인 경우에는 입자간의 활성계수의 차이를 간접적으로 확인할 수 있었다. 이는 평형상태일 경우에도 입자의 크기에 따라 가스/입자 분배평형에 이르는 정도가 다른 것으로 판단된다. 또한 가스/입자 분배반응 현상을 규명하기 위해서는 입자의 크기를 고려함으로써 그 현상을 좀 더 명확히 밝힐 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When gas/particle partitioning of PAHs in the atmosphere approached an equilibrium state, the slope of linear regression between gas/particle partitioning coefficient($logK_p$) and subcooled liquid vapour pressure($logP_L^O$) was -1. But it was alleged that the slope of equilib...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구의 연구에서는 대기 중 입자의 특성이 입경 의 크기에 따라 달라진다고 가정하고 각 입경별 입자를 채 취하여 평형상태에서 입자의 입경별 가스/입자 분배 현상을 규명함으로써 입자특성에 따른 가스/입자 분배를 해석하고 자 한다.
  • 본 연구에서는 대기 중 PAHs의 가스/입자간 분배 평형상 태에서 대기 입자의 크기에 따라 가스/입자 분배 현상을 살 펴보았으며, 그 결과 입자의 크기에 따라 분배현상이 달라짐 을 확인하였다. 즉, PAHs의 가스/입자 분배는 대기 입자의 : 크기가 커질수록 화합물의 증기압에 따른 분배계수의 변화 즉, logXp vs log巧의 기울기가 완만해 짐을 확인하였다.

가설 설정

  • 먼저 대기 중에서 PAHs가 가스입자 분배 반응을 할 때 log 耳 vs log 巧의 기울기가 -1 에 가까운 상태를 평형상태 로 가정한다. 두 번째로 가스입자 분배 반응은 대기 입자의 특성에 따라 반응의 정도가 달라진다. 또한 대기 입자가 균 일하다고 볼 수 없으므로 대기의 입자 특성이 입자의 입경 에 따라 달라진다고 가정하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 PAHs가 대기 중에서 가스/입자 분 배 반응을 할 때 다음과 같은 현상을 가정하였다.
  • 두 번째로 가스입자 분배 반응은 대기 입자의 특성에 따라 반응의 정도가 달라진다. 또한 대기 입자가 균 일하다고 볼 수 없으므로 대기의 입자 특성이 입자의 입경 에 따라 달라진다고 가정하였다.
  • 먼저 대기 중에서 PAHs가 가스입자 분배 반응을 할 때 log 耳 vs log 巧의 기울기가 -1 에 가까운 상태를 평형상태 로 가정한다. 두 번째로 가스입자 분배 반응은 대기 입자의 특성에 따라 반응의 정도가 달라진다.
  • 발생원에 배출될 당시의 가스상 PAHs와 .입자 사이의 가스/입자 분배가 가스/액체의 분배에 가깝고, 시간이 지날수록 가스/입자 분배에 가까워진다고 가정하면 accumulation mode 구간 내에서 탈착엔탈피는 입자가 커질 수록 입자에서 PAHs가 제거될 때 좀 더 많은 에너지가 필요 할 것이다.') 한편 입경이 2.
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참고문헌 (17)

  1. 김종국, 김형섭, 이근희, 'ASE 장치에 의한 대기시료 중 가스상 및 입자상 다이옥신 추출 효율 검토' 한국환경분석학회지, 4(1), 15- 21(2001) 

  2. Mysliwiec, M. and Kleeman, M. J., 'Source apportionment of secondary airborne particle matter in a polluted atmosphere,' Envion. Sci. Technol., 36, 5376-5384(2002) 

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