초록 ▼

▣ 연구개요
□ 정수 중 미세플라스틱의 신속한 현장측정 및 감시를 위한 전기화학적분리기술 및 광학 기반 측정분석 기술개발
○ 전기적접선흐름여과 (Electro-assisted tangential flow; EATF)-전기영동분리
○ (Electrophoresis separation; ES) 방식의 미세플라스틱 전처리 시스템 설계
- EATF를 통한 분석 대상 미세플라스틱의 크기 선별 (5, 10, 20 μm 등) 및 실시간 여과 장치 설계
- 전기영동분리 (ES)를 통한 sub-micrometer 수준 무

▣ 연구개요
□ 정수 중 미세플라스틱의 신속한 현장측정 및 감시를 위한 전기화학적분리기술 및 광학 기반 측정분석 기술개발
○ 전기적접선흐름여과 (Electro-assisted tangential flow; EATF)-전기영동분리
○ (Electrophoresis separation; ES) 방식의 미세플라스틱 전처리 시스템 설계
- EATF를 통한 분석 대상 미세플라스틱의 크기 선별 (5, 10, 20 μm 등) 및 실시간 여과 장치 설계
- 전기영동분리 (ES)를 통한 sub-micrometer 수준 무기입자 제거기술 설계
- 미세플라스틱 입자의 가시화 기술을 통한 각 분리 방식의 정량적 효율 검증
○ 광학 입자 계수 방식의 측정 시스템 개발
- 시료 내의 입자를 광학식 입자계수기 (Optical Particle Counter: OPC)를 통해 계수
- 정성 결과를 바탕으로 OPC 장치 개선 및 미세플라스틱 분석 최적화 진행
○ 정수(하수)처리장의 온라인 미세플라스틱 감시 시스템 구축
- 개발 기술의 수처리 현장 적용을 통한 미세플라스틱 종류 및 크기 별 데이터베이스(DB) 구축
- 분석결과 DB를 활용한 미세플라스틱 인식 및 실시간 감시기술 개발
- 신속한 미세플라스틱 정량 기술 방향 제시

▣ 연구 목표대비 연구결과
□ 미세플라스틱의 마이크로-나노입자 분리 기술 설계
○ 마이크로 입자-전기유도접선흐름여과 (EATF, Electro-assisted tangential flow) 시스템 설계를 통한 5~20 μm 입자 분리 EATF 최적 운영 조건 도출
○ 마이크로-나노 입자 전기영동 기반 입자 분리 (ES, Electrophoresis separation) 시스템 설계 및 운영을 통한 나노 사이즈 입자 분리 적용 평가 수행

□ OPC 적용 실시간 미세플라스틱 분석기술 개발 및 기존 분석기술을 통한 검증
○ OPC 시작품 제작 및 표준 시료와 실제 시료 분석을 통해 미세 입자의 5 μm 수준의 입자상 물질 검출 방안 확보
○ EATF-ES를 통해 전처리 된 입자상 물질의 수 농도 측정 및 입자 분포 확인

□ 마이크로-나노 입자 분리 효율 평가 및 신속정량 시스템 연동 구축
○ 전기적 입자 분리 (EATF-ES) 및 in-situ 광학 방식 입자 계수 시스템 구축
○ EATF-ES-OPS 시스템을 활용한 정수의 미세플라스틱 DB 구축
○ 유기물 전처리를 위한 산화 모듈 및 TOC 기반 간접정량 시스템 활용으로 하수 중 탄소기인 플라스틱 물질 정량 가능성 확인.

□ 미세플라스틱 온라인 측정 시스템의 연속 운전 성능평가
○ EATF-ES-OPS 시스템을 활용한 정수의 미세플라스틱 DB 구축
○ 먹는물 분석을 위한 온라인 정량 시스템 표준화 방안 마련
○ 온라인 (정수/하수 미세플라스틱 자동측정망 등) 기반 분석기기 제안
○ 하수 및 폐수 중 미세플라스틱의 정량에 적용 및 온라인 시스템 개발 방안 제시

▣ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
□ 연구개발결과의 활용계획
○ 환경시료 중 미세플라스틱의 신속하고 경제적인 간접 정량 분석법 개발
- 신속한 미세플라스틱 간접정량 분석이 가능한 장치 혹은 장비 개발 및 다양한 시설에 적용 가능한 미세플라스틱 온라인 모니터링 시스템 구축
○ 개발기술의 수요처는 미세플라스틱 검출이 가능한 다양한 환경, 산업 및 정부부처
- 정수처리장, 먹는샘물, 음료, 주류 생산공장 등임. 또한, 유기물 제거 장치 접목 등 추후 연구로 수질자동측정망, 수질TMS 시설에 적용 가능
○ 다양한 산업에서 미세플라스틱이 검출될 수 있는 시료 모니터링에 활용
- 간접 정량기술을 적용하여 시간 및 비용 절감, 다양한 분야의 모니터링에 활용 가능
- 미세플라스틱의 기원 및 거동을 파악하여, 환경 중 미세플라스틱 배출 저감에 기여
○ 국민건강에 위협이 될 수 있는 나노사이즈 플라스틱의 현황 파악 및 관리
- 인체 위해성이 예상되는 나노사이즈 미세플라스틱의 효과적인 모니터링 및 선제적 대응 가능

□ 연구개발결과의 기대효과
○ 기술적 측면
- 기존 분석방법으로 분석이 불가능한 나노-서브마이크로 영역의 미세플라스틱 분석을 통해 인체 위해성 연구의 근거 확보
○ 경제·사회적 측면
- 신속하고 경제적인 분석법의 적용으로 다양한 분야에서 활용이 가능한 분석법 구현
- 미세플라스틱의 농도 변화를 빠르게 파악해 국민 신뢰도 향상
- 정수 수질자동측정망, 수질TMS 기기 개발로 확대적용을 통한 측정분석 시장 활성화
○ 환경적 측면
- 다양한 산업으로부터 배출되는 미세플라스틱의 모니터링을 통한 환경 중 미세플라스틱 거동 파악
- 다양한 매체의 환경 거동 모니터링을 통한 미세플라스틱 저감 정책 수립에 활용

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 3) 목표 달성 수준 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 19
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 26