초록 ▼

- 실시간 에어로졸의 거의 모든 화학 성분을 분석하기 위하여 TD-EI와 LDI를 결합한 GIST-AMS를 구축.
- 다양한 표준입자 및 대기 후보 입자(해양입자와 연소입자)를 이용하여 GIST-AMS 성능 평가 수행 및 대기 측정을 위한 데이터베이스 확보
- 반응-확산 플룸 모델을 적용함으로써 대규모 오염원 배출 물질의 대기 환경적 영향성의 입체적 분석 및 과학적 이해도 상승
- 대기 화학 프로세스에 있어 대규모 오염원의 환경적 영향성 분석
- 모델을 통해 플룸 배출 NO_x와 SO

- 실시간 에어로졸의 거의 모든 화학 성분을 분석하기 위하여 TD-EI와 LDI를 결합한 GIST-AMS를 구축.
- 다양한 표준입자 및 대기 후보 입자(해양입자와 연소입자)를 이용하여 GIST-AMS 성능 평가 수행 및 대기 측정을 위한 데이터베이스 확보
- 반응-확산 플룸 모델을 적용함으로써 대규모 오염원 배출 물질의 대기 환경적 영향성의 입체적 분석 및 과학적 이해도 상승
- 대기 화학 프로세스에 있어 대규모 오염원의 환경적 영향성 분석
- 모델을 통해 플룸 배출 NO_x와 SO₂의 lifetime 및 OPE를 산정함으로써 화력발전소의 오염물질이 대기 프로세스에 끼치는 영향성을 수치화
- 브라운카본의 정확한 복사강제력 산정을 위해 organic aerosol(OA)의 SSA값이 필요하며, 이 값을 이론에 의한 다기 보다 관측값을 사용하기 위해서 새로운 방법을 개발
- fine-mode AOD에서 BC AOD와 OA AOD를 뺀 값이 sulfate+nitrate AOD라고 가정하고, sulfate+nitrate AOD가 positive하게 만드는 OA SSA를 정하는 방법을 사용하여 OA SSA가 0.80-0.85로 산출
- S. oneidensis MR-1에 의해 환원시킨 AH₂QDS를 이용하여 수은환원 효율 및 속도 평가
- AH₂QDS에 의한 수은환원 시 염소이온에 의한 영향 평가
- 혐기적인 조건에서 acetate를 이용하여 particle 형태의 ferrihydrite를 nanoball 구조의 hematite로 전환하는 신규 미생물 Clostridium sp. 을 확보 및 whole genome-sequencing을 진행
- 미생물에 의해 생성된 nanomaterial를 이용하여 As, U, Cr-Te 제거 평가

Abstract ▼

First, we set up a aerosol mass spectrometer with convertible two ionization techniques: thermal desorption-electron impact ionization and laser desorption/ionization. This allows to analyze most of the components in the ambient aerosol regardless of its resistance to heat. This could be used to ana

First, we set up a aerosol mass spectrometer with convertible two ionization techniques: thermal desorption-electron impact ionization and laser desorption/ionization. This allows to analyze most of the components in the ambient aerosol regardless of its resistance to heat. This could be used to analyze realtime chemical composition of ambient aerosols as a result of the tests we conducted with various lab-generated particles.
Second, due to the rapid industrial growth, the amounts of pollutants emitted from large-scale point and mobile sources have been increased and their environmental impacts have become worse. In order to assess the environmental impacts of the pollutant emissions from large-scale sources, such as ocean-going ships, power plants, and petrochemical plants, an advanced analysis system should be developed, based on more rigorous atmospheric science knowledge, overcoming current dispersion-based environmental impact assessment (EIA). To accomplish this, in this study a general reactive-dispersive plume model was developed.
Third, brown carbon aerosols are part of organic aerosols. The amount of brown carbon and its absorption efficiency are highly uncertain, and this uncertainty needs to be reduced. We developed a new methodology which is observation based. In this method, we subtract observationally-constrained BC AOD and OA AOD from fine-mode AOD, which was compiled by Lee and Chung (2013). This method requires OA SSA as a prescribed variable. The subtracted result is sulfate+nitrate AOD. In order for the empirically-determined sulfate+nitrate AOD to be positive, OA SSA should be below 0.85 at 550nm. This strongly indicates a substantial amount of strongly-absorbing brown carbon over the globe.
Fourth, in the current study, we investigated reaction kinetics of Hg(II) with natural organic matter (i.e., humic and fulvic acids) and synthetic organic compound (i.e., anthraquinone-2,6-disulfonate, AQDS) to form Hg(0) in dark and anaerobic environments. To determine the effect of chemical characteristics of various humic and fulvic compounds on Hg(II) reduction, we tested abiotic Hg(II) reduction rate in the presence of Suwannee River humic acid (SRHA), Suwannee River fulvic acid (SRFA), Pahokee peat humic acid (PHA), Elliott soil humic acid (ESHA), and anthraquinone-2,6-disulfonate (AQDS) that were reduced by Pd catalyst. In addition, the concentration effect of glutathione and chloride on Hg(II) reduction was evaluated in order to verify Hg(II) reduction kinetics in the natural ground water condition. It was found that the reduction extent and rate increased with increasing amount of natural and synthetic organic matter up to 5000:1 carbon to Hg ratio, with the exception of AQDS. When the reduced AQDS was used as a reducing agent for Hg(II), the reduction extent and rate increased with increasing ratio of carbon:Hg. The Hg(II) reduction rate showed an order of AQDS > soil humic acid > SR humic acid > SR fulvic acid, which agrees to the order of organic radical content in humic and fulvic acids. In the presence of glutathione and chloride, Hg(II) reduction rate largely decreased along wth increasing oncentrations of thiol and Cl. These results suggest that the bacterially or chemically reduced natural humic acids in groundwater would significantly reduce Hg(II) to Hg(0), and the reduction extents and rates are moslty dependant on the radical content in organic matter.
Fifth, in order to understand microbe-metals interaction and microbial ecology for environmental remediation and recovery, we have studied i) formation of diverse biogenic nano inorganic materials, ii) microbe-metals interaction and its mechanism, iii) application of biogenic nanomaterials for bioremediation treatment.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제 1절 연구의 필요성 ... 13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 24
• 제 1절 국내외 현황 ... 24
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 제 1절 전자이온화와 레이저이온화를 결합한 에어로졸 화학적 성분 실시간 모니터링 장치 개발 연구 ... 32
• 제 2절 화력발전소의 환경영향평가 시스템 구축을 위한 반응-확산 플룸 모델의 개발 ... 47
• 제 3절 브라운카본 복사강제력 산정 ... 76
• 제 4절 자연 및 합성유기물에 의한 2가수은 환원에 관한 연구 ... 78
• 제 5절 미생물에 의한 나노물질 형성 및 기작 규명을 통한 중금속 제거연구 ... 89
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 105
• 제 1절 목표달성도 ... 105
• 제 2절 연구성과 ... 106
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 109
• 제 1절 전자이온화와 레이저이온화를 결합한 에어로졸 화학적 성분 실시간 모니터링 장치 개발 연구 ... 109
• 제 2절 화력발전소의 환경영향평가 시스템 구축을 위한 반응-확산 플룸 모델의 개발 ... 109
• 제 3절 브라운카본 복사강제력 산정 ... 113
• 제 4절 자연 및 합성유기물에 의한 2가수은 환원에 관한 연구 ... 113
• 제 5절 미생물에 의한 나노물질 형성 및 기작 규명을 통한 중금속 제거연구 ... 114
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 115
• 제 1절 AMS 개발 ... 115
• 제 2절 대규모 오염원의 단위배출 당 환경영향성 수치화 방법론 ... 115
• 제 7 장 참고문헌 ... 118
• 끝페이지 ... 124