본 연구에서는 폐암을 유발하는 발암물질이며 다양한 문제의 원인이 되고 있는 유해물질인 미세먼지 제거특성을 조사하였다. 변수로는 습도, 초기미세먼지 주입량, 유속을 고려하였다. 실험결과 습도가 높은 경우 제거에 소요되는 시간동안 평균 농도는 낮아지지만, 최종농도에는 큰 차이가 없었다. 세 가지 초기미세먼지주입량의 변화는 모두 비슷한 제거경향을 나타내었다. 또한 유속이 0.6 m/s에서 0.3 m/s로 변할 경우 제거소요시간이 약 1.4배 증가하는 결과가 관찰되었다. 본 연구에서는 습도, 미세먼지 주입량, 유속 중 미세먼지 제거에 가장 큰 변화를 보이는 것은 유속으로 관찰되었다.
본 연구에서는 폐암을 유발하는 발암물질이며 다양한 문제의 원인이 되고 있는 유해물질인 미세먼지 제거특성을 조사하였다. 변수로는 습도, 초기미세먼지 주입량, 유속을 고려하였다. 실험결과 습도가 높은 경우 제거에 소요되는 시간동안 평균 농도는 낮아지지만, 최종농도에는 큰 차이가 없었다. 세 가지 초기미세먼지주입량의 변화는 모두 비슷한 제거경향을 나타내었다. 또한 유속이 0.6 m/s에서 0.3 m/s로 변할 경우 제거소요시간이 약 1.4배 증가하는 결과가 관찰되었다. 본 연구에서는 습도, 미세먼지 주입량, 유속 중 미세먼지 제거에 가장 큰 변화를 보이는 것은 유속으로 관찰되었다.
In this study, we examined the removal characteristics of suspended particulate matters which are one of carcinogens to cause lung cancer. The fine dust capture by a pilot scale filtration system depends on several important variables such as humidity, initial fine dust injection volume, and flow ra...
In this study, we examined the removal characteristics of suspended particulate matters which are one of carcinogens to cause lung cancer. The fine dust capture by a pilot scale filtration system depends on several important variables such as humidity, initial fine dust injection volume, and flow rate. The average concentration of particulate matters in the test chamber decreased, but the ultimate collection efficiency did not change during the filtration under high humidity, compared to those of using ambient conditions The initial injection amount of fine dust did not influence the particle capturing efficiency. When the flow rate reduced from 0.6 m/s to 0.3 m/s, the dust collection time increased approximately 1.4 times. Among all variables tested, the flow rate showed the most significant effect on the removal efficiency of fine particulate matter.
In this study, we examined the removal characteristics of suspended particulate matters which are one of carcinogens to cause lung cancer. The fine dust capture by a pilot scale filtration system depends on several important variables such as humidity, initial fine dust injection volume, and flow rate. The average concentration of particulate matters in the test chamber decreased, but the ultimate collection efficiency did not change during the filtration under high humidity, compared to those of using ambient conditions The initial injection amount of fine dust did not influence the particle capturing efficiency. When the flow rate reduced from 0.6 m/s to 0.3 m/s, the dust collection time increased approximately 1.4 times. Among all variables tested, the flow rate showed the most significant effect on the removal efficiency of fine particulate matter.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 실험에서는 우선적으로 환기장치와 함께 먼지제거 성능을 비교하고자 시도하였으며, 추후 연속식으로 풍동장치를 설치하여 필터에 의한 분진제거능력에 대한 실험을 진행할 예정이다. 따라서 본 실험의 변수로는 습도, 초기 미세먼지 농도, 유속 등 총 3가지를 선택하여 제거효율을 평가하였으며, 각각 3회씩 실시한 실험의 결과 값의 평균을 기재하여 신뢰도를 높이고 오차를 줄이고자 노력하였다. 실험에 사용한 박스의 크기는 1 m × 1 m × 1 m 정육면체의 크기로 제작하여 사용하였으며, 환기장치의 유속은 0.
대부분의 사람들은 실내 미세먼지를 제거하기 위해 환기장치를 기본으로 필터를 장착한 여과방법을 사용하기 때문에 실내에서 제거할 때, 최상의 조건을 찾아내는 것이 시급하다. 따라서 본 연구를 통해 실내공기질 상황에 대한 여러 조건을 변수로 선택하여 미세먼지제거 특성을 조사하고자 한다.
미세먼지를 제거하는데 있어 초기농도는 필터의 흡착 한계점에 도달하는 기간에 큰 영향을 미치게 된다. 미세먼지 제거에 있어 초기농도가 필터의 흡착 한계점 이외에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 본 실험을 하였다. Test dust는 각각 15, 10, 5 mg을 선택하여 시험 챔버로 주입하였으며, 유속은 0.
본 연구에서는 사회적 문제로 대두되고 있는 미세먼지를 저감하기위하여 설정한 세 가지 변수에 따른 미세먼지의 제거특성에 대하여 실험 하였고, 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
미세먼지 제거에 있어 초기농도가 필터의 흡착 한계점 이외에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 본 실험을 하였다. Test dust는 각각 15, 10, 5 mg을 선택하여 시험 챔버로 주입하였으며, 유속은 0.6 m/s로 조절하였고, 습도는 50%로 고정하였다. 실험 종료 시점은 위의 실험과 마찬가지로 측정값의 변화폭이 1 µg/m3 이내로 30 s 이상 유지되었을 경우에 종료하였다.
실험 장치의 모식도를 Figure 1에 나타내었다. 본 실험에서는 환기장치와 미세분진 제거를 위한 실험으로써 두 개의 BOX를 설치하고, FLUX를 연결하여 BATCH 형태의 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 우선적으로 환기장치와 함께 먼지제거 성능을 비교하고자 시도하였으며, 추후 연속식으로 풍동장치를 설치하여 필터에 의한 분진제거능력에 대한 실험을 진행할 예정이다.
예측한 바와 같이 20%의 건조한 분위기 에서는 초기 부유 분진량이 많았고, 상대적으로 습도가 높은 80%의 경우는 수분의 영향으로 미세먼지 입자가 응집하는 현상이 두드러지게 나타남으로써 챔버 내 공간 체류시간이 짧아짐으로써 부유분진의 양이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에서의 Test dust는 10 mg을 주입하였으며,유속은 0.6 m/s, 측정간격은 10 s이며, 습도는 보편적 대기상태인 50, 55, 60%로 유지시켜 집중적으로 고찰하였다.
6 m/s로 총 2단계로 조절하였으며, 최대한 유속의 손실이 없도록 하기 위해 연결부는 일직선으로 고정시켰고, 또한 연결부의 길이 또한 최소한의 길이로 연결하였다. 습도의 경우 50, 55, 60% 세 가지의 경우로 나누어 실험하였으며, 초기 미세먼지의 농도는 Test dust의 무게를 측정하여 균일하게 주입해 주었고, 그 무게는 각각 15, 10, 5 mg을 측정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 장비로는 미세먼지 측정 및 습도 측정에 적합한 CEM사의Particle Counter MODEL DT-9880M (PM2.
실험에 사용한 박스의 크기는 1 m × 1 m × 1 m 정육면체의 크기로 제작하여 사용하였으며, 환기장치의 유속은 0.3, 0.6 m/s로 총 2단계로 조절하였으며, 최대한 유속의 손실이 없도록 하기 위해 연결부는 일직선으로 고정시켰고, 또한 연결부의 길이 또한 최소한의 길이로 연결하였다.
유속을 변화시키면 필터의 단위면적당 접촉하는 미세먼지양이 변하게 되는데, 이때의 미세먼지의 제거특성을 알아보기 위하여 유속은 0.3 m/s와 0.6 m/s로 조절하였으며, 미세먼지의 주입량은 10 mg으로 습도는 50%로 조절하여 실험에 임하였다. 실험 종료 시점은 농도가 안정화되어 30 s 이상 유지되었을 경우에 종료하였다.
필터를 통과시켜 미세먼지를 제거하는 방식을 사용할 경우 대기 중 습도와 미세먼지제거효율 사이에 어떠한 관계가 있는지 알아보기 위해, 시험 챔버 내의 습도를 변화시켜가며 여과실험을 진행하였다. 습도 20%와 80%의 예비실험 결과를 Figure 2와 Figure 3에 도시하였다.
대상 데이터
습도의 경우 50, 55, 60% 세 가지의 경우로 나누어 실험하였으며, 초기 미세먼지의 농도는 Test dust의 무게를 측정하여 균일하게 주입해 주었고, 그 무게는 각각 15, 10, 5 mg을 측정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 장비로는 미세먼지 측정 및 습도 측정에 적합한 CEM사의Particle Counter MODEL DT-9880M (PM2.5와 PM10 측정 가능)과 유속측정이 가능한 TSI사의 VELOCICALC AIR VELOCITY METER MODEL 9515를 이용하여 모든 분석에 사용하였다
본 실험에 사용된 미세먼지는 POWDER TECHNOLOGY INC.에서 ISO 12103-1, A1 ULTRAFINE TEST DUST를 구입하여 건조 후 사용하였다. 본 실험에 사용한 미세먼지의 제원은 Tables 1, 2와 같으며, Table 1에 나타난 것과 같이 11 µm 이하가 90% 이상이며 PM10의 D값은 0.
성능/효과
1) 일생생활에서의 습도범위에서는 습도가 높은 경우 평균 농도는 낮아지지만, 안정화된 최종 농도 값에는 큰 차이가 없었다. 따라서 습도가 높으면 미세먼지의 농도가 일시적으로 낮아질 수는 있지만, 미세먼지 자체가 제거되는 것이 아니기 때문에 습도가 낮아지고, 외부의 힘에 의해 미세먼지가 다시 부유할 수 있기 때문에 평소보다 미세먼지의 농도가 높아질 수 있는 잠재적 위험성이 있다고 판단된다.
2) 초기 주입량에 따라 최고농도의 값은 변하는 반면 최종 안정화 단계에서의 농도는 거의 변화가 없는 것으로 보아, 필터의 한계를 초과하는 양이 유입되거나 필터자체의 흡착능이 변화되지 않는 이상 안정화에 도달하는 소요시간의 차이만 존재한다는 것을 알 수 있다.
3) 유속이 변할 경우 안정화에 도달하는 소요시간에 가장 큰 차이를 보였다. 따라서 습도, 미세먼지의 주입량, 유속 중 미세먼지의 제거에 가장 큰 영향을 미치는 것은 유속인 것으로 확인되었다.
3) 유속이 변할 경우 안정화에 도달하는 소요시간에 가장 큰 차이를 보였다. 따라서 습도, 미세먼지의 주입량, 유속 중 미세먼지의 제거에 가장 큰 영향을 미치는 것은 유속인 것으로 확인되었다. 입구 측의 최고 미세먼지농도와 출구 측의 안정화 된 미세먼지농도를 이용하여 제거효율을 산출했을 때 0.
습도 20%와 80%의 예비실험 결과를 Figure 2와 Figure 3에 도시하였다. 예측한 바와 같이 20%의 건조한 분위기 에서는 초기 부유 분진량이 많았고, 상대적으로 습도가 높은 80%의 경우는 수분의 영향으로 미세먼지 입자가 응집하는 현상이 두드러지게 나타남으로써 챔버 내 공간 체류시간이 짧아짐으로써 부유분진의 양이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에서의 Test dust는 10 mg을 주입하였으며,유속은 0.
입구와 출구 측 모두 최종 안정화농도가 미세먼지의 초기 주입량과는 관계없이 11 µg/m3 ± 1 µg/m3의 범위의 값이 최종 농도 값으로 나타났으며, 미세먼지 초기 주입량이 더 많을수록 입구와 출구 측 모두 안정화에 도달하는 시간이 더 소요되었다.
4%로 관찰되었다. 한계 여과속도가 존재하기 때문에 필터소재와 먼지입자의 종류에 따라 최적 유속을 선정하여 운전해야 하며, 본 실험에서 변수로 적용한 유속범위에서의 0.3 m/s인 경우와 0.6 m/s 경우, 최종제거효율에는 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다.
후속연구
본 실험에서는 환기장치와 미세분진 제거를 위한 실험으로써 두 개의 BOX를 설치하고, FLUX를 연결하여 BATCH 형태의 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 우선적으로 환기장치와 함께 먼지제거 성능을 비교하고자 시도하였으며, 추후 연속식으로 풍동장치를 설치하여 필터에 의한 분진제거능력에 대한 실험을 진행할 예정이다. 따라서 본 실험의 변수로는 습도, 초기 미세먼지 농도, 유속 등 총 3가지를 선택하여 제거효율을 평가하였으며, 각각 3회씩 실시한 실험의 결과 값의 평균을 기재하여 신뢰도를 높이고 오차를 줄이고자 노력하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
실내미세먼지 농도에 크게 미치는 인자는 무엇인가?
실내공기질은 주로 담배연기, 조리, 스토브, 벽면의 입자상 물질 등과 같은 실내오염원으로부터 발생되는 오염물질들이 각종 질환의 원인이 된다[8-12]. 미세먼지의 발생원은 실외에만 존재하는 것이 아니라 실내에서의 요인도 굉장히 크게 작용하는데, 실내미세먼지 농도는 특히 환경담배연기(environmental tobacco smoke, ETS)의 영향을 상대적으로 많이 받으며, PM2.5 기준 흡연 사무실이 비흡연 사무실보다 약 1.
미세먼지를 제거하는 방법을 크게 구분하면?
이처럼 미세먼지는 어디에나 존재하고 누구에게나 인체내부로 유입될수 있고, 체내로 유입된 후에는 배출이 어렵고, 미세먼지로 인한 피해가 점점 광범위해지고 언론에서 각종 미세먼지관련 피해사례들을 보도하여, 국민들의 관심이 많아지고 있다. 이러한 미세먼지를 제거하는 방법은 크게 기계적인 방법과 자연적인 방법이 있다. 기계적인 방법으로는 필터를 활용한 환기장치를 이용한 여과방법, 공업적으로 활용하는 전기집진 방법 등이 있다[14].
외부의 미세먼지가 건강에 미치는 영향을 연구한 사례는 무엇인가?
5배가량 높게 측정된다는 결과도 있다[13]. 서울에서 미세먼지 농도가 증가할 때 65세 이상 노인 등의 호흡기관련 질환 사망률이 0.4%씩 증가하고, 임산부와 태아에게도 악영향을 미친다는 연구결과가 있다. 이처럼 외부의 미세먼지도 건강에 큰 영향을 주지만, 실내 특히 심리상 자택은 안전할 것으로 생각하기 때문에 비교적 실내의미세먼지 방지대책을 세우지 않는 경우가 많다.
참고문헌 (15)
Richard W. Boubel, Donald L. Fox, D. Bruce Turner, and Arthur C. Stern, Fundamentals of Air Pollution, 3rd ed. 203-206, Academic Press, California, USA (1994).
Y. H. Yoon, J. C. Joo, H. S. Ahn, and S. H. Nam, Analyses of the current market trend and research status of indoor air quality control to develop an electrostatic force-based dust control technique, J. Kor. Academia-Industrial. Co. Soc., 14(12), 6610-6617 (2013).
J. S. Park, C. H. Kim, J. J. Lee, J. H. Kim, U. H. Hwang, and S. D. Kim, A study on The Chemical Mass Composition of particle Matter in Seoul, J. Kor. Soc. Urban. Eng., 10(3), 293-303 (2010).
O. O. Hanninen, E. Lebret, V. Ilacqua, K. Katsouyanni, N. Kunzli, R. J. Sram, and M. Jantunen, Infiltration ofambient PM2.5 and levels of indoor generated non-ETS PM2.5 in residences of four European cities, Atmos. Environ, 38, 6411-6423 (2004).
G. Gramotnev and Z. Ristovski, Experimentalinvestigation of ultra- fine particle size distribution neara busy road, Atmos. Environ., 38(12), 1767-1776 (2004).
D. F. S. Natucsh, J. R. Wallace, and Jr. C. A. Evans, Toxic trace elements: preferential concentration in respirable particles, Science, 183, 202-204 (1974).
B. H. Nam, I. J. Hwang, and D, S. Kim, Pattern Classification of PM-10 in the Indoor Environment Using Diskoint Principal Component Anlysis, J. Kor. Soc. Atmos. Environ., 18, 25-37 (2002).
T. Larson, T. Gould, C. Simpson, L.-J. S. Liu, C. Claiborn, and J. Lewtas, Source apportionment of indoor, oudoor, and personal PM2.5 in Seattle, Washington, using positive matrix factorization, J. Air Waste Manage., 54, 1175-1187 (2004).
M. D. Geller, M. Chang, C. Sioutas, B. D. Ostro, and M. J. Lipsett, Indoor/outdoor Relationship and chemical composition of fine and coarse particles in the southern California deserts, Atmos. Environ., 36, 1099-1110 (2002).
D. A. Olson, J. Tirlington, R. M. Duvall, S. R. McDow, C. D. Stevens, and R. Williams, Indoor and outdoor concentrations of organic and inorganic molecular markers: Souce apportionment of PM.25 using low-volume samples" Atmos. Environ., 42, 1742-1751 (2008).
J. M. Lim, J. H. Jeong, J. H. Lee, J. H. Moon, Y. S. Ching, and K. H. Kim, The analysis of PM2.5 and associated elements and their indoor/outdoor pollution status in an urban area, Indoor Air, 21, 145-155 (2011).
J. M. Lim and J. H. Lee, Indoor Air Quality Pollution of PM2.5 and Associated Trace Elements Affected by Environmental Tobacco Smoke. J. Kor. Soc. Envion. Eng., 36(5), 317-324 (2014).
Josep Grau-Bove and Matija Strlic, Fine particulate matter in indoor cultural heritage: a literature review, Herit Sci., 1(8), 1-17 (2013).
Ling-Chuan Guo, Lian-Jun Bao, Juan-Wen She, and Eddy Y. Zeng, Significance of wet deposition to removal of atmospheric particulate matter and polycyclic aromatic hydrocarbons: a case study in Guangzhou, China, Atmos. Environ., 83, 136-144 (2014).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.