초록 ▼

연구의 목적 및 내용
- 온라인 미세입자 수용성 유기탄소 에어로졸 측정시스템 개발 및 현장적용연구
- 온라인 미세입자 수용성 유기탄소 에어로졸 측정시스템을 활용한 수용성 유기 탄소화합물의 화학적 특성, 대기변환과정 및 발생 오염원 연구
- 수용성 유기탄소에어로졸 입자의 화학적 그룹분리기법 개발
- 온라인 유기산 측정방법 개발 및 응용연구
- 화학적 그룹분리법이 결합된 수용성 탄소에어로졸 온라인 측정시스템 개발
- 수용성 유기탄소 에어로졸의 흡습성 및 구름 응결핵 활동성 평가
연구결과
3년의

연구의 목적 및 내용
- 온라인 미세입자 수용성 유기탄소 에어로졸 측정시스템 개발 및 현장적용연구
- 온라인 미세입자 수용성 유기탄소 에어로졸 측정시스템을 활용한 수용성 유기 탄소화합물의 화학적 특성, 대기변환과정 및 발생 오염원 연구
- 수용성 유기탄소에어로졸 입자의 화학적 그룹분리기법 개발
- 온라인 유기산 측정방법 개발 및 응용연구
- 화학적 그룹분리법이 결합된 수용성 탄소에어로졸 온라인 측정시스템 개발
- 수용성 유기탄소 에어로졸의 흡습성 및 구름 응결핵 활동성 평가
연구결과
3년의 연구기간동안 아래의 연구내용을 수행하였다.
1. 온라인 미세입자 수용성 유기탄소 측정시스템 요소기술개발 및 통합시스템 구축
- 증기발생장치, 증기/공기 혼합부, 및 입자의 응축성장장치 설계
- 측정시스템의 응축성장장치에서 성장입자의 채취효율 평가
- 온라인 WSOC 측정시스템의 수질변화에 따른 응답성 평가
- 필터방식법을 활용한 온라인 WSOC 측정시스템의 정확도 평가
2. 대기 에어로졸 입자의 측정, 화학적 성분분석, 및 화학적 그룹분리 연구
㈎ 대기 에어로졸 입자의 측정
⑴ 24시간 PM2.5 입자 및 대기에어로졸입자 크기분포측정
⑵ 온라인 PM2.5 WSOC 입자 측정 및 화학적 특성조사
⒜ 광주지역 및 산업단지주변에서 온라인 측정시스템을 활용한 WSOC 측정
⒝ 온라인 측정시스템을 활용한 총 WSOC, 친수성 및 소수성 WSOC 측정
⑶ PM2.5 검댕입자 측정, 광학적 산란효과보상 알고리즘 개발 및 적용
㈏ 대기 에어로졸 입자의 화학적 성분분석 및 WSOC의 화학적 그룹분리
⑴ 광주 및 서울지역에서 OC, EC, 총 WSOC, 친수성/소수성 WSOC 성분을 활용한 탄소입자 특성연구
⑵ 온라인 측정자료를 활용한 WSOC 입자 발생원 및 동적거동 특성조사
⑶ 화학적 그룹분리법을 사용한 WSOC 입자의 화학적 특성조사
㈐ 대기입자크기별 질량, 총 WSOC, 및 친수성 및 소수성 WSOC 분율 입자 특성
⑴ 입자크기모드별 수용성 이온 및 유기탄소성분 특성
⑵ 입자크기모드별 WSOC 입자의 친수성 및 소수성 분율의 특성
㈑ 수용성 유기탄소의 표면장력 특성 및 구름응결핵 평가
⑴ 다양한 표준유기화합물의 표면장력 측정 및 계면활성특성조사
⑵ 실제대기입자 추출액의 WSOC 농도와 표면장력사이의 관계규명
연구결과의 활용계획
○ 수용성 유기탄소 화합물의 동적 대기변환과정을 이해하는데 기여
○ 수용성 유기탄소의 온라인 측정자료 확보는 대기 에어로졸의 화학적 조성의 순간적인 농도변동현상에 의한 인체 유해성을 평가하고 시간변화에 따른 배출 오염원의 정량적 기여도 평가에 효과적으로 활용이 기대
○ 수용성 유기탄소의 화학적 그룹분리기법 개발로 포괄적 화학적 성분들의 정량화
○ 수용성 유기탄소 화합물 농도변화에 따른 표면장력 및 구름 응결핵 활동성 평가
○ 수용성 유기탄소 에어로졸 인벤토리 구축으로 한반도 지역 간접적인 기후 강제력 평가
○ 향 후 본 과제에 대한 추가 연구비 확보를 통해 본 연구를 통해 개발한 측정기술에 대한 장기적인 신뢰성 평가 및 보완

Abstract ▼

Purpose&contents
- Development of on-line measurement system for measuring water-soluble organic carbon(WSOC) content in PM2.5 and its field stydy
- Inbestigation of chemical characteristics, atmospheric processes, and emission sources of WSOC utilizing the on-line WSOC analyzer
- Developme

Purpose&contents
- Development of on-line measurement system for measuring water-soluble organic carbon(WSOC) content in PM2.5 and its field stydy
- Inbestigation of chemical characteristics, atmospheric processes, and emission sources of WSOC utilizing the on-line WSOC analyzer
- Development of group separation method of the WSOC particles
- Development of a quantitiative method that couples the on-line WSOC analyzer with a chemically group-separated method
- Investigation of surfactant characteristics of a variety of standard organic compound and WSOC particles in real ambient samples
Result
In this study, an instrument for the on-line measurements of water-soluble organic carbon (WSOC) particles in ambient air has been developed and its field measurements were performed. The following works were conducted over the period of three years.
○ Development of on-line measurement system for PM2.5 wsoc
- Design and evaluation of condensational-growth chamber of aerosol particles
- collection efficiency of droplet samples in the air-liquid separator
- Evaluation of water quality on the concentration of WSOC from online monitor
- Comparison with integrated filter-based measurements of WSOC
- Investigate chemical characteristics, atmospheric processes, and emission sources of WSOC using the on-line WSOC instrument
○ Development of compensation algorithm for investigating spot loading effect of Aethalometer black carbon data and its application
○ Development of a XAD method to group separate total WSOC into hydrophilic-and hydrophobic fractions and its field application
○ Development of aa quantitative method coupling the online WSOC analyzer with a chemical functional group separation of the WSOC component
- Determination of low molecular weight organic acids in the atmosphere using a continuous measurement analyzer
- Develope an online method coupling solid extraction column with a TOC
- Chemical characterization of the WSOC fractions using the online group separaction method
○ Study the size distribution characterizations of PM mass, WSOC, ionic species, and group-separated WSOC fractions
○ Water adsorption and surfactant characteristics of ambient WSOC compounds
- A decrease in surfaca tension with respect to pure water was observed in ambient aerosol, but great decreases in the furface tension were not foud in the aerosol samples. The measured decrease of surface tension was positively correlated with concentration of WSOC in the ambient samples. Also in this study the empirical "Szyskowski equation was used to describe the concentration dependence of the surface tension lowering effect as well as to formulate the relationship between the surface tension of ambient samples and WSOC content. The Szyskowski function resulted in fitting with R2=0.93 for the ambient samples.
Expected Contribution
- Application to investigation of highly time-resolved chemical characterization, emission sources, and atmospheric processes of the WSOC aerosol particles using the semi-continuous WSOC analyzer
- Comprehensive chemical characterization due to chemical group separation method of the WSOC component
- characterize the surfactant characteristics and CCN activities of real ambient WSOC samples

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 96
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 96
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 97
• 7. 주관연구책임자(공동연구원) 대표적 연구실적 ... 97
• 8. 참고문헌 ... 98
• 9. 연구성과 ... 101
• 10. 기타사항 ... 105
• [별첨1] 대표연구성과 ... 106
• 자체평가 의견서 ... 111