초록 ▼

본 연구의 목적은 양성자가속기로부터 획득된 이온빔을 이용하여 국립공원 지역인 경주시의 대기 중에서 관측된 나노입자의 물리 화학적 특성 및 유입 경로 특성을 파악하고, 석조문 화재 표면에서 관측된 오염물질의 물리 화학적 특성을 분석함으로써 인위적 나노입자와 문화재의 표면화합물질 간의 상관관계를 분석하는데에 있다.
본 연구의 집중관측은 2007년 3월 12일부터 5월 9일까지 59일간 국립공원 서악지구 부근의 경주대학교 공학관 옥상에 위치한 대기질관측소에서 수행되었으며, 2007년 5월 19일부터 5월 30일까지 10일간 연세대학

본 연구의 목적은 양성자가속기로부터 획득된 이온빔을 이용하여 국립공원 지역인 경주시의 대기 중에서 관측된 나노입자의 물리 화학적 특성 및 유입 경로 특성을 파악하고, 석조문 화재 표면에서 관측된 오염물질의 물리 화학적 특성을 분석함으로써 인위적 나노입자와 문화재의 표면화합물질 간의 상관관계를 분석하는데에 있다.
본 연구의 집중관측은 2007년 3월 12일부터 5월 9일까지 59일간 국립공원 서악지구 부근의 경주대학교 공학관 옥상에 위치한 대기질관측소에서 수행되었으며, 2007년 5월 19일부터 5월 30일까지 10일간 연세대학교 대우관과 영선실 부근 야장에 위치한 도시지역 대기질관측소에서 각각 수행되었다. 본 연구에서는 유사한 환경에 위치하고 있으나 그 표면조직은 미생물의 서식으로 인하여 상이한 차이를 보이는 보물 제65호 서악리삼층석탑과 보물 제67호 효현리삼층석탑이 연구대상으로 선정되었다.
나노입자의 화학적 조성을 토양으로부터 기원된 원소의 그룹(Al, Si, Ca, Fe, Ti 등), 인위적인 발생원으로부터 기원된 원소의 그룹(Cr, Mn, Cu, Zn, Se, Cd, Pb 등), 에어로졸의 산성과 관련을 지닌 원소(S)로 분류하여 분석한 결과, 토양으로부터 기원된 원소 그룹의 평균 질량분율은 경주시 국립공원지역이 서울시 도시지역보다 약 3 배 높은 것으로 분석되었다. S의 평균 질량분율은 서울시 도시지역이 경주시 국립공원지역보다 약 6 배 높았으며, 인위적인 발생원으로부터 기원된 원소 그룹의 질량분율은 서울시 도시지역이 경주시 국립공원지역보다 약 2 배 높았다. S의 평균 질량농도는 WC사례와 NC사례에서 $0.20{\times}0.24{\mu}gm^3$로 EM사례의 $0.04{\times}0.15{\mu}gm^3$ 보다 높은 것으로 분석되었다. 특히 황사사례에서는 S의 평균 질량농도가 $0.81{\pm}0.10{\mu}gm^3$로 EM사례에 비하여 약 5$\sim$20 배 증가되었다.
석탑표면침착물에서 검출된 황, 황산이온성분, 크롬, 카드뮴, 납과 같은 인위적인 성분들은 암석자체의 성분이 아니며, 대기나노입자에서도 검출되고 있는 점으로 보아 상당량 석탑에 침착되고 있는 것으로 판단된다. 침착된 물질과 석조문화재 훼손과의 관계에서는 석조물 훼손에 큰 영향을 주는 황, 황산이온이 석조물표면에서 상당량 검출된 점, 대기나노입자가 이들 성분의 주 기원이라는 점에서 대기나노입자는 석탑의 훼손에 영향을 주는 요소라고 할 수 있다.

Abstract ▼

This study provides the physical and the chemical characteristics of submicron aerosols observed in the urban area of Seoul and in the national park area of Gyeongju. The elemental compositions of the submicron aerosols were analyzed using a PIXE (proton induced X-ray emission) method with a 3 MV Ta

This study provides the physical and the chemical characteristics of submicron aerosols observed in the urban area of Seoul and in the national park area of Gyeongju. The elemental compositions of the submicron aerosols were analyzed using a PIXE (proton induced X-ray emission) method with a 3 MV Tandetron accelerator. In addition, submicron aerosols were prepared for a determination of ions using ion chromatography. Aerosol monitoring was conducted for airborne particles less than 1.0 and 2.5 micron. They were collected on nuclepore filters using $PM_{1.0}$ and $PM_{2.5}$ cyclone samplers. Morphology of nanoparticles was investigated using SEM/EDX (canning electron microscope/energy dispersive X-ray emission). The impact of air-mass pathway on the characteristics of particulate matter was analyzed at an end point of Gyeongju with backward trajectory results obtained from the HYSPLIT model.

목차 Contents

• 제 1 장 연구과제의 개요...11
• 1. 연구 목표 및 내용...11
• 2. 연구 추진체계...13
• 제 2 장 국내외 연구현황...17
• 제 3 장 연구수행 내용 및 결과...20
• 1. 연구의 필요성...20
• 2. 이론적 배경...21
• 3. 연구방법...26
• 4. 연구수행 내용 및 결과...39
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...64
• 1. 당해년도 연구개발 목표 및 평가의 착안점...64
• 2. 연구개발 목표의 달성도...65
• 제 5 장 연구결과의 활용계획...67
• 제 6 장 참고문헌...68
• 부록...72