보고서 정보
주관연구기관 |
울산과학기술원 Ulsan National Institute of Science and Technology |
연구책임자 |
최성득
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-11 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700014574 |
과제고유번호 |
1345239853 |
사업명 |
이공학개인기초연구지원 |
DB 구축일자 |
2017-11-13
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700014574 |
초록
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본 연구에서는 POPs의 다매체 환경거동 평가기법을 정립하고자 하였으며, 2013.11.01부터 2016.10.31까지 연구를 수행하였다. 1차년도에는 네 종류의 대기침적시료채취기를 이용한 모니터링을 통해, 침적량 산정의 신뢰성을 평가하고 기존 대기침적시료채취기의 개선방안을 도출하였다. 2차년도에는 토양에 축적된 POPs의 거동(대기-토양 기체교환과 강우유출 모사기)에 미치는 토양의 이화학적 특성을 정량적으로 파악하였다. 마지막 3차년도에는 1-2차년도의 연구결과를 바탕으로 실제 현장에서 대기침적과 비점오염에 대한 계절별 모니터링을
본 연구에서는 POPs의 다매체 환경거동 평가기법을 정립하고자 하였으며, 2013.11.01부터 2016.10.31까지 연구를 수행하였다. 1차년도에는 네 종류의 대기침적시료채취기를 이용한 모니터링을 통해, 침적량 산정의 신뢰성을 평가하고 기존 대기침적시료채취기의 개선방안을 도출하였다. 2차년도에는 토양에 축적된 POPs의 거동(대기-토양 기체교환과 강우유출 모사기)에 미치는 토양의 이화학적 특성을 정량적으로 파악하였다. 마지막 3차년도에는 1-2차년도의 연구결과를 바탕으로 실제 현장에서 대기침적과 비점오염에 대한 계절별 모니터링을 수행하여, 실제 대기 침적이 지표환경에 미치는 영향을 파악하고 다매체통합형 관리방안을 제안하였다.
(1차년도) 국내외 대기침적 연구동향을 파악한 결과, 국내에서 POPs에 대한 대기침적 연구는 거의 이루어지지 않았으며, 일반적인 대기오염물질에 대한 연구가 전부였다. 반면, 국외는 국내보다 세 배 많은 논문이 검색되었으며, 그 중 POPs 대기침적 관련 논문은 10.3%를 차지하였다. 또한, POPs의 대기침적과 지표환경에서의 다매체 거동을 함께 고려한 논문은 찾을 수 없었다. 또한, 건식침적시료채취기(DDP, Velcro)와 건/습식침적시료채취기(Resin, Bulk)를 이용하여, 각각 7일과 14일 동안 울산과학기술원(UNIST)에서 모니터링을 수행하였다. 침적속도 계산을 위해 고용량대기채취기(High volume air sampler)도 사용하였다. 본 연구에서 채취한 모든 시료는 추출(속슬렛, 분액여두진탕기), 농축, 정제하였으며, 13종 PAHs를 GC/MS로 분석하였다. 건식침적시료채취기 중에서는 Velcro가, 건/습식침적시료채취기 중에서는 Bulk의 성능이 더 우수하였다. 이후, 최적의 모니터링 기법을 확보하기 위해 건식침적시료채취기의 경우, 채취기간, 필터종류, 칼날 대체표면 각도, 풍향영향, 필터위치를 고려하였으며, 건/습식 침적시료채취기는 깔때기 크기, 깔때기 먼지제거 유/무, Resin 양에 대한 실험을 수행하였다.
(2차년도) 연구재단의 신진연구를 통해 개발한 PAS-E를 사용하여 토양에서 휘발되는 PAHs를 분석하였으며, PAS-E의 시료채취율을 계산하였다(0.56 m3/day). 이후 4종 PAHs에 대한 휘산도(fugacity) 비율을 계산하여, 대기-지표 기체교환의 기여도를 확인하였다. PAH 항목 모두 휘산도 비율이 0.3보다 낮으므로 휘발보다 침적이 많이 일어나는 것으로 확인되었다. 다음으로 강우모사기를 이용하여, 비점오염원의 강우유출실험을 수행하였다. pH 5.6의 강우를 인위적으로 발생시킨 후, 토양에서 유출이 발생한 후 10분 간격으로 표면유출수와 침출수를 채취하였다. 채취한 시료는 TOC, TSS, 11종 중금속, 13종 PAHs를 분석하였으며, 그 결과를 이용하여 강우시간 중 특정시간 동안의 누적강우시간 대 총 강우시간의 비율과 누적유출량의 농도 대 총 유출량의 농도 비율을 비교하였다. 모든 분석 대상물질에서 초기유출효과가 확연히 나타났으며, PAHs의 경우 침출수에서도 동일한 경향을 나타냈다. 이러한 결과는 대기침적으로 인해 토양에 침적되는 POPs가 강우 시 하천 등으로 유출될 수 있음을 의미한다.
(3차년도) 1차년도에 최적화한 대기침적시료채취기를 이용하여 교외, 주거, 산업지역에서 계절별(3, 5, 7, 9월) 현장 모니터링을 실시하고 농도수준을 비교하였다. 채취기별 계절과 지점에 따른 결과는 상이하게 나타났으나, 대체로 산업지역이 가장 높고 다음으로 주거지역, 교외지역 순으로 나타났다. 계절별 결과는 9월이 대체로 높게 나타났으며, 다른 계절은 비슷한 수준으로 확인되었다. 동일한 시료채취기간과 지점에서 비점오염 현장 모니터링을 통해, 초기유출효과를 확인하였다. 강우 시작과 동시에 현장에서 5분 간격으로 총 5회 시료채취를 수행하였다. 강우모사기와 현장 모니터링의 결과는 다소 차이가 있었으나, 전반적으로 강수 전후의 농도 차이는 확연하게 나타났으며, 3월과 7월에 오염물질의 농도가 높게 나타났지만, 일반항목과 상관성이 강우모사기보다 낮은 것으로 보였다. 최종적으로 대기침적이 지표환경매체오염에 미치는 영향을 파악하고 기여도를 산출하였으며, 이를 통해 매체통합적 관리방안을 제안하였다. 매체별 PAHs의 농도는 토양에서 가장 높게 나타났으며, 수질, 대기 순으로 확인되었다. 이는 PAHs가 점오염원에서 대기로 배출되어 침적되는 것보다 방류수 또는 비점오염의 영향이 큰 것으로 판단된다.
본 연구결과를 통해, 신뢰성 있는 모니터링 기법을 확보함으로서, POPs의 대기침적 관련 모니터링과 모델링 연구분야의 활성화를 이끌 수 있다. 또한, 대기-기체교환, 강우유출실험, 현장 모니터링을 수행하여, 대기침적이 지표환경매체오염에 미치는 영향과 기여도를 확인함으로서, 매체별 POPs의 거동평가와 관리방안 마련이 가능할 것이다.
(출처 : 연구결과 요약문 3p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
- Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
- 1. 연구과제의 개요 ... 4
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
- Ⅲ. 연구성과 ... 7
- 끝페이지 ... 8
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