VOC 분해 플라즈마-덤프 연소기 특성

김은혁(Eun Hyuk Kim),전영남(Young Nam Chun) 大韓環境工學會 2015 대한환경공학회지 Vol.37 No.8

휘발성 유기화합물인 VOCs (Volatile Organic Compounds)는 주로 도색 공정이나 유기용제를 사용하는 업체나 세탁소 등에서 발생된다. 이는 다양한 형태의 탄화수소로 구성되어 있으며 대기 중에 방출되어 희석되므로 그 농도가 낮아 발열량이 크지 않기 때문에 일반 연소기로는 직접 소각처리가 어렵다. 본 연구에서는 이와 같이 저열량 가스인 VOC를 처리하기 위해 새로운 형태의 플라즈마-덤프 연소기를 제안하였다. 이 연소기는 플라즈마 버너와 덤프 연소기 그리고 3D 매트릭스 버너의 특성이 조합된 형태로 이루어졌다. 따라서 본 연소기는 안정적인 화염형성과 VOC 분해에 필요한 충분한 분해온도와 체류시간을 확보할 수 있는 구조로 되어있다. 플라즈마-덤프 연소기의 성능특성을 규명하기 위해 모사 VOC를 톨루엔으로 하여 VOC 공급량과 농도 그리고 VOC 인젝터 위치 등에 대해 실험을 수행하였다. VOC 인젝터 위치를 바깥쪽으로 하여 톨루엔의 농도가 3,000 ppm인 VOC를 450 L/min 공급한 경우 VOC 분해효율이 89.64%이고 에너지 효율은 1.227 kg/kWh으로 기존의 연소기에 비해 우수한 성능을 보였다. VOCs (Volatile Organic Compounds) are generally generated in the painting process, or at the company and laundry where use organic solvents. The VOCs consist of various hydrocarbons and has low calorific value due to its dilution with atmospheric air. Therefore, the VOCs are difficult to burn by a conventional fuel combustor. In this study, a novel plasma dump combustor was proposed for the treatment of low calorific VOC gases. This combustor was designed a combination of the characteristics in a plasma burner, a dump combustor and a 3D matrix burner. The combustor has good structure for maintaining enough residence time and reaction temperature for stable flame formation and VOC destruction. For investigating the performance characteristics of the plasma dump combustor, an experiment was achieved for VOC feed rate, VOC injector position, etc. Toluene was used as a surrogate of VOC. The novel combustor gave better performance than a conventional combustor, showing that VOC destruction rate and energy efficiency were 89.64% and 12.27 kg/kWh respectively, at feeding rate of 450 L/min of VOC of 3,000 ppm of toluene concentration.

멀티 선회류식 세정장치를 이용한 고효율 하이브리드 VOCs 습식처리 SYSTEM 개발

임성일(Seong Il Lim),김로중(Nor Jung Kim),김선미(Sun Mi Kim),이성훈(Seong Hun Lee),김선욱(Sun Uk Kim),장원석(Won Seok Chang),박대원(Dae Won Park),김래현(Lae Hyun Kim),김재형(Jae Hyung Kim) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.7

본 연구에서는 환경기초시설과 정유공장, 도장시설 등에서 발생하는 악취 및 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)을 처리하는데 주로 사용되는 RTO와 RTO를 대체할 수 있는 중저가의 고효율 처리기술을 개발하고자 하였다. toluene, xylene, benzene, MEK, ethanol, hydrogen sulfide, formalin 등을 처리대상 VOCs와 악취물질로 선정하고 처리방식은 1차로 선회류식 세정장치를 이용하여 친수성의 악취 및 VOCs를 제거하고 2차로 섬유상 바이오필터를 이용하여 친수성 VOCs 뿐만 아니라 소수성 VOCs를 모두 효율적으로 처리하는 하이브리드 기술을 개발하는 동시에 VOCs 처리장치의 크기를 컴팩트하게 하는데 주안점을 두었다. 선회류식 세정장치에서 첩족시간을 2~3초로하고 세정수를 비격막식 전해수로 사용하였을 때 친수성 VOCs 물질인 ethanol과 상대적으로 친수성 악취물질인 hydrogen sulfide는 각각 95~99%, 93~97%로 거의 완벽하게 제거되었다. 또한 MEK, formalin의 처리효율은 각각 78~90%, 72~85%로 높은 제거효과를 나타내었다. 반면에 소수성 물질인 toluene, xylene, benzene에 대한 선회류식 세정장치의 처리효율은 각각 16~22%, 12~18%, 8~16%으로 낮게 나타났다. 하지만 일정한 처리효율을 계속 유지함을 확인할 수 있었다. 섬유상 바이오필터는 toluene의 경우 초기에는 처리효율이 좋지 않았지만 순응기간인 7~10일정도가 지난 이후부터는 미생물 분해처리를 통해 70% 이상의 제거율을 보였으나 이후 85~95%의 처리효율을 보였다. 하지만 MEK가 혼합된 단계에서는 5~10%정도의 처리효율 감소경향을 나타내었는데 이는 미생물들이 처리하기 쉬운 MEK를 우선 처리하는 성향때문이라고 사료된다. MEK에 대한 섬유상 바이오필터의 처리효율은 80~92%로 안정적인 처리효율을 보였다. 경제성 측면에서도 소각방법인 RTO 대비 시설비 및 유지관리비를 절감할 수 있어 중, 저가 VOCs 처리기술로 각광받을 것으로 사료된다. We studied to develop high-efficiency removal system of odor and VOCs(Volatile Organic Compounds) from environmental infrastructure facilities and oil refineries, painting facilities and so on. It can replace RTO and RCO. We tried an removal experiment for VOCs (toluene, xylene, benzene, MEK(methyl ethyl ketone), ethanol, formalin etc. and odor compounds (hydrogen sulfide, etc.). In process, as pre-treatment we used the scrubber with vortex flow (Multi-scrone) to remove the hydrophilic VOCs and as post-treatment, used fibrous bio-filter to remove the hydrophobic VOCs. This hybrid system remove with high efficiency both the hydrophilic VOCs and hydrophobic VOCs. And we tried to make this system to be compact. In experiment using Multi-scrone, contact time is 2~3 seconds and absorption scrubbing water is diaphragm-type electrolysis water. hydrophilic VOCs like ethanol and relatively hydrophilic odor compounds like hydrogen sulfide is excellent, these substances has been removed almost completely, respectively 95~99%, 93~97%. And for MEK, formalin also Showed a high removal efficiency, respectively 78~90%, 72~85%. But in experiment using Multi-scrone, the hydrophobic VOCs like BTX showed a low removal efficiency, respectively 16~22%, 12~18%, 8~16%. In hydrophobic VOCs, toluene removal experiment using fibrous bio-filter, early efficiency was low but after 10days, adaptation period showed high efficiency 85~95%. but in the mixed phase, toluene and MEK efficiency reduced 5~10%. this show microorganism treat first MEK easy to remove. The removal efficiency for MEK using the fibrous bio-filter was stable, 80~92%. This hybrid system is also high economical efficiency for RTO. This system reduce more than 50% the cost of equipment and maintenance. As a result, we expect this technology is in the limelight as high efficiency treatment of VOCs in mid-low price.

미세먼지 통합관리 전략 수립 연구 : 미세먼지 통합관리를 위한 정책지원 자료 구축

심창섭,한진석,이정석,정은혜,공지영,이기영,최상진 한국환경연구원 2021 사업보고서 Vol.2021 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 1. 연구의 배경 및 목적 □ 본 연구는 다양한 부문을 아우르는 ‘통합적’ 관점에서 정부 정책 발전에 필요한 기초자료를 구축할 필요성에 의해 수행됨 ○ 미세먼지 배출 사각지대의 실태와 정책 개선안, 미세먼지 관련 대기오염 배출량 정보의 신뢰도 향상 및 정책 개선안, 그리고 정책 이행을 위한 소통/거버넌스 발전 등을 위한 기초자료 구축과 분석에 초점을 두었음 ○ 본 보고서는 ‘미세먼지 통합관리 전략 수립 연구(2021)’의 별책부록으로서 미세먼지 사각지대의 실태조사, 미세먼지 해결을 위한 주요 전구물질의 관리 실태 분석·조사 및 개선방안 도출, 그리고 미세먼지 정책의 당사자 인식조사를 포함하고 있음. 이를 통해 종합적 미세먼지 관리대책의 개선을 위한 기초자료를 수집하고, 이를 통해 정책 제언을 위한 기반을 구축하였다는 데 의의가 있음 2. 조사 및 자료의 주요 내용 □ 본 사업은 국내 미세먼지 정책지원을 위해 다음과 같은 다각적인 조사 및 데이터를 포함하고 있음 ○ 전국 비도로 부문의 미세먼지 관련 실태분석 및 정책 개선안 ○ 국내 미세먼지 전구물질인 휘발성유기화합물질(VOCs) 관리·연구 현황조사 및 정책 개선안 ○ 미세먼지 정책 이행 피규제자(대기오염 배출 사업장, 1~3종) 대상 인식조사 Ⅱ. 미세먼지 사각지대 배출원 기초자료 조사: 비도로 부문 관리실태 분석 및 정책 개선안 1. 조사 개요 □ 비도로 부문(철도, 선박, 농기계, 군용차량) 등의 관리실태 조사를 주요 목적으로 하고, 실태 조사 결과를 토대로 정책 개선에 대한 제안을 하고자 함 ○ 수송 부문은 국내 질소산화물 배출에 큰 비중을 차지하고 있으며, 디젤 연소 등은 배출량에 비해 건강 위해성이 매우 높은 것으로 알려져 이미 계상된 단위배출량당 상대적으로 높은 건강피해비용보다 더욱 우려할 수준일 것으로 추정됨 ○ 수송 부문은 도로이동오염원과 비도로이동오염원으로 구분 가능하며, 비도로이동오염원이 수송 부문에서 차지하는 미세먼지 배출비중이 작지 않음에도 불구하고 수송 부문의 미세먼지 저감 정책 및 기술 개발은 도로이동오염원 위주로 진행되어 온 한계가 있어, 본 연구에서 비도로이동오염원의 미세먼지 저감 정책 및 기술 동향을 검토하고, 해당 부문의 미세먼지 저감을 위한 정책적 시사점을 제시하고자 함 2. 비도로 부문 관리실태 분석 결과 □ 건설기계를 제외한 비도로이동오염원은 도로이동오염원인 운행차와 달리 미세먼지 저감을 위한 법적 근거, 기술 등이 마련되어 있지 않아(농업기계, 선박, 철도) 이에 대한 정책 준비가 시급함 ○ 도로용 3종 건설기계 부문에는 「대기환경보전법」의 운행차 배출허용기준과 같이 저공해조치 대상을 관리할 수 있는 규제가 있지만, 나머지 부문에는 제작차 배출허용 기준만이 존재하여 폐차(폐선) 외 저공해조치를 추진하기 쉽지 않음. 또한 제작차 배출허용기준도 도로이동오염원과 달리 일부 출력에는 적용되지 않아 관리 사각지대가 존재하여 이 부분의 관리정책 수립과 이행이 필요함 ○ 선박 부문에서는 「해양환경관리법」에서 신규 건조선박의 대기오염 방지를 위한 규제를 제시하고 있으며, 2021년 신설된 『항만지역 등 대기질 개선 종합계획』이 수립되어 주요 미세먼지 및 관련 대기오염물질의 관리를 위한 정책 방향과 추진과제를 제시함. 특히 선박에 적용되는 미세먼지 저감기술 개발을 진행 중이며 2023년 이후 선박의 배출가스 저감장치의 상용화가 예상됨(예: 습식 스크러버 등) □ 노후 농업기계 등 비중이 작지 않으므로 비도로이동오염원의 미세먼지 저감을 위해서는 운행 농업기계 등의 관리가 필수적임 ○ 도로이동오염원과 같이 운행차 배출허용기준을 마련하고 정기적인 배출가스검사를 통해 저공해조치 필요 대상을 선별하고 관리해야 할 필요가 있음 ○ 이미 도로이동오염원의 운행차 배출가스 저감사업체계가 마련되어 있으므로 비도로 이동오염원의 저감사업 추진은 무리가 없을 것으로 판단됨 ○ 부문별 저감기술 연구가 현재 활발히 추진되고 있으므로 해당 기술의 상용화에 맞추어 저감사업을 구체화해야 할 필요가 있으나, 저공해조치를 위한 법적 근거, 저감장치 인증기준 마련 등 세부사항이 적지 않다는 점도 고려할 필요가 있음 Ⅲ. 국내 휘발성유기화합물(VOCs) 관리실태 조사 및 정책제언 1. 요약 및 정책제언 □ 국내 초미세먼지의 대다수가 2차 생성이며, VOCs의 큰 기여가 과학적 사실로 밝혀졌음에도 현재 국가 VOCs의 배출량은 크게 저평가된 것으로 나타남 ○ 특히 오존과 초미세먼지 기여가 큰 방향족탄화수소(C7+)는 최대 4배까지 저평가된 것으로 나타났으며, 대도시권과 주요 산업단지들에서 저평가가 상대적으로 커, 배출 목록에 대한 과학적 보완이 시급함 □ 국내 미반영(저평가)된 VOCs의 배출원 관리 강화가 매우 필요함 ○ VOCs는 공정·관리상 탈루(fugitive) 형태의 배출이 많아 배출 사업장 종 지정과 무관하게 주요 산업단지 중심으로 관리할 필요성이 있으며, 다각적인 모니터링에 대한 지속적 투자와 장기적 검증이 매우 필요함. 간헐적 과대 배출 문제 및 과소 추정된 것으로 알려진 산업단지 배출 등에 대한 단속이 필요함 ○ VOCs는 대기업보다는 중소사업장 중심의 관리가 부실한 것으로 나타남. 따라서 지자체 차원의 관리와 관련 역량을 강화할 필요성이 있음 ○ 배출목록상의 대표적 누락 및 편차의 요인으로는 세탁업종의 변화, 생활용품, 이·미용업 배출 등 변화하는 배출형태와 업종 변화를 배출목록에 반영할 필요가 있음 ○ 또한 항만의 석유제품 하역과정이 누락되었으며, 유증기 배출제어장치 의무 항만의 확대지정 및 석유제품 대상에 대한 확대지정으로 VOCs의 유출 관리를 강화할 필요가 있음 ○ 생물성 연소의 정확도 개선도 필요한데, 상업용 고기구이 배출목록과 배출량에 대한 현실화가 필요함 ○ 이륜차(오토바이) 사용 증가 및 레저용 이행정 엔진 사용에 의한 배출이 높은 것으로 나타나 이러한 누락 배출원에 대한 관리 강화와 이들에 대한 전기에너지화가 바람직 할 것으로 사료됨 □ 위해성을 고려한 VOCs의 관리원칙과 정책 이행이 중요함 ○ 수도권 및 산업단지 중심의 배출량이 국가 대기배출목록에 비해 크게 추정되는 것은 인구가 많은 지역의 인체 위해성이 높을 수 있기 때문이며, 화학물질별로 위해관리 차원의 정책과 저감이 시급함(HAPs 관리의 중요성 강조) ○ 국외 연구 결과 디젤 기인 VOCs의 2차 생성 문제와 높은 위해성이 지적되었는데 이는 배출량과 위해도가 다를 수 있음을 시사하며, 궁극적으로 국내 대기질 정책이 농도 저감에서 물질별 위해성 저감 차원으로 발전해야 함을 암시하고 있음 ○ HAPs 중심의 장기간 농도 및 인체 위해성을 모니터링한 캘리포니아주의 다중 독성 대기오염물질 노출 평가 프로그램(MATES)은 중기적 차원의 국내 대기관리의 방향성을 시사하고 있음(인체 노출 위해성 저감 중심 정책) Ⅳ. 지자체 미세먼지 피규제자(배출 사업장) 설문조사 1. 개요 □ 미세먼지 정책의 피규제자(대기오염 배출 사업장)에 대한 설문조사를 실시함 ○ 전국 대기오염 배출 사업장(1~3종) 600개소 담당자의 응답결과를 얻고 전체 약 4,000개소의 모집단 분포를 추정하여 분석하였음 - 기간은 2021년 8월~9월 말까지 약 6주간 진행(한국갤럽과 공동 작업 실시) - 배출 사업장은 종별로 약 30% 내외 수준으로 층화변수를 구성하였으며(3종의 비율이 다소 높음) - 문항으로는 (1) 미세먼지의 일반적인 실태와 정책에 대한 공통적 인식, (2) 사업장 미세먼지 정책에 대한 세부적 인식, (3) 사업장 현황에 대한 조사 및 의견수렴의 형태로 진행함 2. 설문조사 결과 □ 피규제자(배출 사업장)들은 규제자(공무원)에 비해 국내 미세먼지 기인요인이 많다고 생각하고 있으며, 화력발전소 및 사업장 등 점오염원 관리가 가장 효과적인 정책이라고 인지함 ○ 이는 미세먼지 정책의 책임소재 유무와 현장경험 등에 기반한 것으로 추정되며 화력발전, 총량제 등 비교적 대형 사업장의 담당자로서의 인식이 투영된 것으로 사료됨 ○ 특히 수도권과 전라권에서는 배출총량제 관리강화를 가장 효과적이라고 인식하고 있는 반면 경북권에서는 총량제가 효과적이라는 인식이 약 7%에 불과함. 이는 포항 등과 같은 대형 배출 사업장 등의 영향이 지배적인 원인도 있는 것으로 추정됨(기타 사업장 영향 작음) ○ 미세먼지 및 대기배출 관리 관련 법령에 대한 인지도는 대부분 높았는데, 특히 전라권의 인지도가 매우 높은 것은(>90%) 여수산업단지 등의 자가측정 문제 및 가스 누출 등 관리 차원의 문제로 인해 해당 지역의 관리가 강화된 영향을 반영한 것으로 추정됨 □ 그러나 미세먼지 배출 저감을 위해 관련 규제의 간소화 및 정책 지원을 위한 정책 소통과 교육 등의 정부 지원이 필요한 것으로 드러남 ○ 그럼에도 불구하고 일부 사업장들은 관련 법령이 복잡하여 파악하고 이행하는 데 어려움을 겪는 것으로 조사되었음. 이는 관련 법령 간의 명확화, 일원화의 이슈와 직접 연결되는 사안으로서 그 필요성을 반증하는 것임 ○ 해당 사업장들은 사업장 인허가 문제의 어려움과, 배출방지시설 유지 및 관리 비용에 관련된 민원이 가장 많았음. 또한 측정값의 입력 문제 및 측정대행업체 의존 등 기술적 애로사항이 있는 것으로 드러났음 ○ 사업장 담당자들은 복잡한 사업장 규제에 대한 간소화 요구가 ‘비용 지원’이나 ‘규제완화’ 요구보다 더 많아 본 연구에서 제시한 법체계의 명확화 및 일원화에 대한 필요성이 반증됨. 또한 관련 미세먼지 관리, 규제 정보의 전달과 교육 등의 당사자 지원이 매우 중요한 것으로 드러났음 □ 지자체 공무원들의 인식은 수도권과 비수도권 간의 응답에 다소 차이가 있었음 ○ 미세먼지 관련 민원이 ‘많았다’라고 응답한 비율은 수도권과 충청권(중부권)이 높아서 최근 고농도 사례일수가 많은 현실과 관련성이 있는 것으로 나타남 ○ 수도권은 국내 미세먼지 원인으로 자동차(이동오염원) 배출과 비도로/건설 기인 비산 먼지가 높다고 응답한 반면, 비수도권에서는 점오염원 비중이 높다고 응답하여 현실에 대한 인식이 투영된 것으로 보임 ○ 점오염원의 총량관리제에 대해 수도권은 대체로 중요하고 실천 가능성도 높다고 응답한 반면, 비수도권은 실천 가능성에 대한 다양한 의견이 있어 경험에 의한 차이 등의 인식상 차이가 있는 것으로 드러남. 또한 축산 부문 저감에 대해서는 대체로 중앙값(보통)을 중심으로 다양한 의견이 존재하여 암모니아 기인 미세먼지 오염에 대한 과학적 인식 확산이 필요한 것으로 사료됨 ※ 부가적으로 연구결과의 정책적 홍보와 소통을 위해 동영상 콘텐츠를 제작하였음 Ⅰ. Background and Aims of Research 1. Background and aims of research □ This study was conducted on the needs to establish basic data for the development of government policies from an “integrated” perspective encompassing various sectors. ○ The main focus was the establishment and analysis of basic data for improvement in policy and reliability of information on particulate matter-related air pollution emissions and communication/governance development for policy implementation. ○ This research is an annex to a study on Intergrated Maanagement of Pariculate Matter Pollution (2021). It investigates the actual conditions of blind spots regarding particulate matter management, analyzes and investigates the management status of major precursors to solve such issues, and establishes improvement plans. It also includes a survey on the perception of the parties on the particulate matter management policy. It is meaningful in a way that basic data for improving comprehensive particulate matter management measures was collected and the foundation for policy suggestions was established. 2. Key content of surveys and data □ This project includes the following various surveys and data to support domestic particulate matter management policies. ○ Nationwide analysis of particulate matter in the non-road sector and policy improvement ○ Research on the management, status quo, and policy improvement plans of the volatile organic compounds (VOCs), which is a precursor of domestic particulate matter ○ A perception survey on those regulated by the particulate matter management policy enforcement (air pollutant-emitting places of business, type 1-3) Ⅱ. Basic Survey on Sources of Emission in Blind Spots of Particulate Matter Management: Analysis of the Management Status in the Non-road Sector and Policy Improvement Plans 1. Research framework □ The main purpose is to examine the management status of the non-road sector (railroads, ships, agricultural machinery, military vehicles, etc.) and to suggest policy improvements based on the results of the survey. ○ The transportation sector accounts for a large portion of domestic nitrogen oxide emissions. While diesel combustion is known to have a very high health risk compared to other emissions, it is estimated to be more alarming than the relatively high cost of health damage per unit emission. ○ Sources of pollution in the transportation sector can be divided into road mobile sources and non-road mobile sources. Although the proportion of particulate matter emissions occupied by non-road mobile sources in the transportation sector is not minor, the development of policies and technologies to reduce particulate matter in the transportation sector is mainly focused on road mobile pollution sources. As there have been limitations, this research intends to review policies and technology trends to reduce particulate matter from non-road mobile sources, and to suggest implications for policy development for its reduction in relevant sectors. 2. Analysis result of the management status of the non-road sector □ For non-road mobile sources of pollution, except for construction machinery, there is neither the legal basis nor technology to reduce particulate matter from in-use vehicles which is a road mobile source of pollution (agricultural machinery, ships, railways), requiring urgent policy preparation. ○ For three types of road construction machines, there are regulations to control those subject to low-emission measures as Permissible Emission Levels for In-Use Motor Vehicles in the “Clean Air Conservation Act“, but it is not easy to promote low-emission measures in other sectors other than scrapping (motor vehicles and ships) as there are emission standards for manufactured vehicles only. In addition, unlike road mobile pollutants, permissible emission levels for manufactured vehicle do not apply to cars with certain levels of horsepower, so there are blind spots in management, calling for the need to establish and implement management policies. ○ The ‘Marine Environment Management Act’ includes regulations to prevent air pollution from newly built ships, and the ‘Comprehensive Plan on the Improvement of Air Quality in Port Areas’ was established in 2021, setting major policy directions and proposing implementation tasks to manage particulate matter and related air pollutants. In particular, the development of particulate matter reduction technology for ships is in progress, and emission reduction devices for ships are expected to be commercialized after 2023 (e.g., wet scrubbers, etc.). □ Since the proportion of old agricultural machinery is not small, it is essential to manage operational agricultural machinery to reduce particulate matter from non-road mobile pollutants. ○ It is crucial to establish emission standards for in-use vehicles, such as road mobile pollutants, and to select and manage targets to apply low-pollution measures through regular monitoring of emissions. ○ As the in-use vehicle emission reduction project system targeted at road mobile pollutants already exists, developing projects to reduce non-road mobile pollutants will not be difficult. ○ Nowadays, as research on reduction technologies by sector is being actively promoted, it is essential to specify reduction projects in line with the commercialization of technology, but it is also necessary to consider that there are many details that need consideration such as establishing the legal basis for low-pollution measures and certification standards for reduction devices. Ⅲ. Research on the Management Status of Domestic Volatile Organic Compounds (VOCs) and Policy Suggestions 1. Summary and policy suggestions □ Although it has been scientifically proven that the majority of ultrafine dust in Korea is the result of secondary production and that VOCs greatly contributes to it, yet the current emissions of VOCs in the country are estimated as far less than they actually are. ○ Notably, aromatic hydrocarbons (C7+), which significantly contribute to ozone and ultrafine dust, were found to be underestimated by up to four times. Since the current status of major industrial complexes in metropolitan areas is greatly underestimated, revising/improving emission lists based on science is urgent. □ Strengthened management of the emission sources of domestically unreflected (minimized) VOCs is required. ○ VOCs are mainly emitted in the form of fugitive dust during the industrial process, so regardless of the types of the emitting workplaces, they should be managed with a focus on major industrial complexes. Also regulation is needed on intermittent excessive emissions. ○ It appears that VOCs are poorly managed by small and medium-sized businesses rather than large corporations. Therefore, strengthened management and capacity development at the local level are urgently required. ○ As factors of typical omissions and deviations in the emission list, there are changing patterns of emission and change of industries such as changes in the laundry sector, household goods, and e-beauty, and it is necessary to reflect such changes in the emission list. ○ In addition, the unloading of petroleum products in the port was left out and the outflow management of VOCs should be tightened by designating more ports subject to mandatory oil vapor emission control and expanding the range of petroleum products. ○ There is also a need to improve the accuracy of bio-combustion, and the actual emission list and emission amount in barbecue business should be reflected. ○ Emissions due to the increased use of two-wheeled vehicles (motorcycles) and recreational craft engines were found to be high. The management of these emission sources omitted from the list must be strengthened and a transition to electrical energy would be recommended. □ Importance of implementing the management principles and policies of VOCs in consideration of risks ○ Since emissions in the metropolitan area and industrial complexes are assessed to be larger compared to the national air emission list, risk management policies and reduction for each chemical substance are urgent (highlights the importance of HAPs management). ○ International studies pointed out the problems of secondary production and high health risks regarding VOCs from diesel engines, which implies that emission amounts and the actual level of risk may not correspond; this suggests that air quality control policy should ultimately focus on reducing risks by substance, shifting from reducing concentrations. ○ California’s Multiple Toxic Air Pollutant Exposure Assessment Program (MATES), which monitored long-term concentrations and human risks centered on HAPs, proposes a direction for mid-term air management in Korea. Ⅳ. Survey of Pollutant-emitting Places of Business in Self-governing Provinces 1. Outline □ A survey was conducted among those regulated by the particulate matter management policy (air pollutant-emitting workplaces) ○ The response of 600 people in charge of air pollutant-emitting sites (Type 1-3) was obtained, and the distribution of the total population of about 4,000 was approximated and analyzed. - The survey period was six weeks from August to late September, 2021 (jointly conducted with the Gallup Korea). - Commercial sites discharging emissions constituted stratification variables at around 30% per type (the proportion of Type 3 is slightly higher). - The questions consisted of (1) perception of the current status and policies for particulate matter, (2) detailed perception on particulate matter management policies for worksites, and (3) investigation and feedback on the situations of worksites. 2. Survey results □ Compared to regulators (public officials), those who are regulated (discharging workplaces) consider domestic factors as large contributors to particulate matter, and they perceive that the management of point sources of pollution such as thermal power plants is the most effective policy. ○ It is estimated that this is based on whether the respondent is in a position of responsibility regarding the particulate matter management policy and one’s field experience. It is assumed that this reflects a perspective of a person in charge of a relatively large business site such as thermal power plant and air pollutant-emitting sites (Type 1-3). ○ Principally, while the reinforcement of cap-and-trade is acknowledged as most effective in the metropolitan area and Jeolla Province, only about 7% responded that this system is effective in Gyeongbuk area. It is presumed that the dominant cause of this is the influence of large emission sites such as Pohang (low impact on other business sites). ○ Most of the laws related to particulate matter and air pollutant emission management were well recognized, especially in Jeolla Province (> 90%), which is estimated to reflect the reinforced management of the area due to issues of self-measurement and gas leakage at Yeosu Industrial Complex. □ However, in order to reduce particulate matter emissions, government assistance in the simplification of related regulations and communication and education for policy support is required. ○ Due to complex characteristics, it has been shown that some workplaces have difficulties in understanding and implementing the relevant laws and regulations. This is directly connected to the issue of clarification and unification between related laws and regulations, which proves its necessity. ○ The most common complaints were related to challenges in workplace licensing and the cost of maintaining and managing emission control facilities. In addition, technical difficulties such as input problems of measurement values and dependence on measurement agencies were also pointed out. ○ The need for clarification and unification of the legal system dealt in this study proved true as there were more requests for simplified workplace regulations than those for ‘financial support’ or ‘relaxation of regulation.’ Furthermore, it was found that support for people in charge of particulate matter management including the provision of information on relevant regulation and education is very important. □ There was a gap in terms of the perception of local government officials between the metropolitan and non-metropolitan area ○ The metropolitan area and Chungcheong area had a high proportion of respondents who answered that they had a great number of civil complaints. It is estimated that this is due to recent cases of high particulate matter concentrations, which is directly linked to their daily life. ○ Whereas officials in the metropolitan area responded that automobile (mobile pollutant) emissions and fugitive dust from non-road sources and construction contribute greatly to domestic particulate matter, officials in the non-metropolitan regions responded that point sources of pollution make great contributions, reflecting the awareness of reality. ○ Regarding the management system of total permissible emission volume for point sources, officials in the metropolitan area generally responded that it is important and highly feasible, while officials in the non-metropolitan regions had various opinions on its feasibility, which seems to reflect the difference in perception, and experience of the respondent. In addition, as for the reduction in the livestock sector, diverse opinions were raised, yet generally they centered around the middle range, which indicates the need for raising scientific awareness on particulate matter pollution from ammonia. ※ Video clips were created based on the study results for policy promotion and communication.

전북지역 산업단지(전주, 완주)의 VOCs 및 악취물질 대기환경 모니터링

양고수,박비오,박미영,박성순 한국냄새환경학회 2004 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.3 No.2

전북산단으로부터 방출되어 대기환경을 오염시키는 중요 냄새 및 VOCs(휘발성 유기화합물질)을 측정하였다. 공단의 특성을 고려하여 전주산단의 경우는 8개의 샘플링지점을 선정하였고 완주산단의 경우는 4개지점을 각각 선정하였다. 대기중의 공기샘플은 1년에 개절별로 1회씩 캐니스터 및 테프론백 과 DNPH(dinitrophenylhydrazine) 카트리지에 포집되었으며, 이 중 캐니스터에 포집된 샘플은 VOCs의 분석에 이용되었고 테프론백과 카트리지에 포집된 샘플은 냄새성분의 분석을 위해 각각 사용되었다. GC/MS 및 표준공정시험법에서 요구되는 분석기기기 및 방법 등이 시료의 분석에 적용되었으며, 검출된 각각의 성분에 대하여 표준가스를 이용하여 검량선을 작성 하였다. 중요 결과로 디클로로메탄, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 아세톤, 벤젠, 테트라클로로에틸 등의 성분이 전북산단으로부터 방출되는 휘발성 유기화합물 성분 중에서 주요한 성분으로 검출되었으며 악취의 성분의 경우는 황화수소, 디메틸설파이드, 트리메틸아민, 아세트알데히드 등의 성분이 검출되었다. Main odors and VOCs emitted from the regional area of the Jeonbuk Industrial Sites with contaminating the atmosphere were measured. Sampling sites were chosen 8 points after considering the industrial characteristics for the Jeonju Industrial Site and 4 points for the Wanju Site. Air samples were collected each one time during a season for a year in a canister unit, Teflon bags and also on DNPH cartridge. The canister air samples were used to analyzed VOCs and the Teflon bag and the DNPH samples were used to analyze odorous compounds. GC/MS and standard analytical instrumentation methods for the samples were applied and standard gases were used to make calibration curves for the identified compounds. Dichloromethane, toluene, ethyl benzene, xylene, acetone, benzene, tetrachloroethylene were detected as main volatile organic compounds for the Jeonbuk Industrial Sites . For the odorous compounds, hydrogen sulfie, dimethylsulfide, trimethylamine, acetaldehyde were main detected species.

Al2O3 담체상에서 귀금속 촉매의 H2O-H2 Pretreatment 영향

김문찬,강경호 한국특허학회 2007 특허학연구 : 한국특허학회지 Vol.9 No.1

VOC는 대기오염의 주원인으로서 인식되어왔다. 촉매산화는 저온에서 높은 효율을 나타내기 때문에 VOCs 제거를 위한 가장 중요한 처리기술중 하나이다. 본 연구에서는 γ-Al2O3 담체에 Pt, Pt-Ru 그리고 Pt-Ir을 담지 시켜 촉매를 제조하였다. 금속 분산에 따르면 H2O-H2 처리방법이 사용되었고, 반응물로서 xylene, toluene 그리고 MEK를 사용하였다. 단일 또는 두 가지 이상의 촉매들은 함침법에 의해 준비하였고, XRD, XPS, TEM 분석을 통하여 특성화하였다. VOCs산화에서, Pt-Ru, Pt-Ir 촉매는 다양한 활성점을 나타내었고 그것은 Pt의 metal 영역를 강화시켰다. 따라서 두 가지 금속으로 이루어진 촉매가 단일 금속으로 이루어진 촉매에 비해 VOCs 전환율이 더 높았다. H2O-H2 처리는 Pt 입자의 분산에서 형태에 영향을 미쳤다. 본 연구에서 Pt에 소량의 Ru, Ir 첨가는 VOCs의 산화반응을 증진시켰고, γ-Al2O3 담체상에서 H2O-H2 처리는 VOCs의 산화반응을 증진시켰다. The volatile organic compounds(VOCs) have been recognized as major contributor to air pollution. The catalytic oxidation is one of the most important processes for VOCs destruction due to getting high efficiency at low temperature. In this study, monometallic Pt and bimetallic Pt-Ru, Pt-Ir were supported to γ-Al2O3. In order to distribute metals uniformly, H2O-H2 treatment method was used. Xylene, toluene and MEK were used as reactants. The monometallic or bimetallic catalysts were prepared by the excess wetness impregnation method and were characterized by XRD, XPS,and TEM analysis. In the VOCs oxidation, Pt-Ru, Pt-Ir bimetallic catalyst had multipoint active sites, so it improved the range of Pt metal state. Therefore, bimetallic catalysts were higher conversion of VOCs than monometallic ones. The effect of H2O-H2 treatment was uniform distribution of Pt particles. In this study, the use of small amount of Ru, Ir to Pt promoted oxidation conversion of VOCs. In addition to, H2O-H2 treatment promoted oxidation conversion of VOCs on the γ-Al2O3 support.

온.습도에 따른 건축 내장재별 휘발성유기화합물의 방출특성

서병량,김신도,박성규,Seo, Byeong-Ryang,Kim, Shin-Do,Park, Seong-Kyu 한국환경보건학회 2006 한국환경보건학회지 Vol.32 No.4

The Volatile Organic Compounds(VOCs) are emitted from various sources and have lots of different form. Recently human are spending the many times at indoor area and indoor air pollution is issued the important social problem. The emission sources of indoor air pollutants are very various, also indoor building materials are composed of very complex chemical compounds, these indoor building materials discharge very much VOCs and other hazardous compounds. In this study, we performed the small chamber test to investigate the VOCs emission concentration and characteristics involving five kinds of the indoor building materials(furniture material, wooden floor, wall paper, paint and tile) under different conditions of four temperature and relative humidity as account of the air flow rate(AFR), air exchange rate(AER), loading factor and air velocity respectively. As the result, It was showed that building materials are emitted the highest VOCs concentration at the beginning of experiment and furniture material is emitted the highest VOCs concentration. Most of the materials were affected by temperature, but paint and tile material were affected by humidity.

휘발성 유기오염물질의 물리적 특성이 활성탄의 흡착능에 미치는 영향

이병호,류성일,이상배 대한상하수도학회 2002 상하수도학회지 Vol.16 No.3

Volatile Organic Compounds(VOCs) are known to be carcinogenic chemicals. Use of activated carbon has been recommended to remove the carcinogenic VOCs. VOCs have their own physical characteristics such as Henry's constants, boiling point, solubility, vapor pressure, and molecular weight. Relationships between the adsorption capacities and the physical characteristics of a few VOCs were investigated. The adsorption capacity increased with Henry's constant, boiling point, and molecular weight. However, it decreased with solubility and vapor pressure of the VOCs, Solubility, vapor pressure, and boiling point showed strong relationship with adsorption capacity while Henry's constant and molecular weight showed less.

공업단지 내와 인근 풍하지점의 주요 VOCs 성분별 농도측정 및 분석

김득수,양고수,박비오 7개 국립대학교 환경연구논문집 공동발행 위원회 2005 공업기술연구 Vol.5 No.-

It has been knoun that many kinds of VOC(volatile organic compound) and odorous compound's sources are in the urban and industrial areas and intensify their emissions into the atmoshere. These VOCs have adverse effects in human health and trees directly, and VOCs have an important role in production of the photochemical smog such as ozone and fine particles, so they decrease visibility and deteriorate the urban air quality as well. Specifically, in urban atmosphere, hydroxy radicals(OH) are produced largely by chemical reactions involving the VOCs emitted from vehicles. The OH promote the photochemical reactions and makes more secondary pollutants into the atmosphere. It will be necessary to make proper management plans to preserve the air quality in good level for the peoples. In order to make these plans, source information and detail emission inventory of the city and near industrial areas should be given. However, lack of the source measurements data makes us more difficult to complete the source inventory. VOC source inventory could be utilized for the feasibility study to estimate the contribution of VOC sources presenting to the receptor such as residential area. It may give policy maker and idea how to control the air quality, and improve their social environment in the area. This study shows preliminary data that measured VOC concentrations from the local industrial areas in Jeonju during from May to October 2005. The samples from the 2 receptor sites (one is at center of the industrial area and the other site is at distance residential area dounwind from the center) were collected and analyzed for the comparison to source concentration. The mass contributions of the speciated VOC from the different sources and ambient (2 receptors) were presented and discussed.

인쇄업에서 배출되는 반응성 VOCs 종류와 흡착 제거 방법의 적용

안해영,송지현,이윤경 한국냄새환경학회 2018 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.17 No.4

In this study, volatile organic compounds (VOCs) emitted from printing industries were analyzed, and an inorganicadsorbent, γ-alumina, was selected for the effective control of the VOC emissions. Printing processes commonlyrequire inks, thinners, and cleaners, and they were mixed organic solvents containing aromatic compounds, ketones,and alcohols. Therefore, toluene, methyl ethyl ketone (MEK), and isopropyl alcohol (IPA) were selected as modelcompounds for this study. The adsorptive properties using γ-alumina were determined for the model compounds. Both batch isotherm and continuous flow column tests demonstrated that the adsorption capacity of MEK andIPA was 3~4 times higher than that of toluene. The column test performed at an inlet toluene concentration of100 ppm showed that an 80% breakthrough for toluene was observed after 3 hours, but both MEK and IPA werecontinuously adsorbed during the same time period. A numerical model simulated that the γ-alumina could removetoluene at a loading rate of 0.4 mg/min only for a 4-hour period, which might be too short of a duration for realapplications. Consequently, lifetime enhancement for γ-alumina must be implemented, and ozone oxidation andregeneration would be feasible options.

대기 중 휘발성유기오염물질의 환경, 개인 및 인체 노출의 상관성 연구

조성준,신동천,정용,Patrick N. Breysse 한국환경독성학회 2002 환경독성보건학회지 Vol.17 No.3

Volatilc organic compounds (VOCs) are an important public health problem throughout the world. Many important questions remain to be addressed in assessing exposure to these compounds. Because they are ubiquitous and highly volatile, special techniques must be applied in the analytical determination of VOCs. Personal exposure measurements are needed to evaluate the relationship between microenvironmental concentrations and actual exposures. It is also important to investigate exposure frequency, duration, and intensity, as well as personal exposure characteristics. In addition to air monitoring, biological monitoring may contribute significantly to risk assessment by allowing estimation of absorbed doses, rather than just the external exposure concentrations, which are evaluated by environmental and personal monitoring. This study was conducted to establish the analytic procedure of VOCs in air, blood, urine and exhaled breath and to evaluate the relationships among these environmental media. The subjects of this study were selected because they are occupationally exposed to high levels of VOCs. Environmental, personal, blood, urine and exhalation samples were collected. Purge & trap, thermal desorber, gas chromatography and mass selective detector were used to analyze the collected samples. Analytical procedures were validated with the "break through test", "recovery test for storage and transportation", "method detection limit test" and "inter-laboratory QA/QC study". Assessment of halogenated compounds indicted that they were significantly correlated to each other (p value < 0.01). In a similar manner, aromatic compounds were also correlated, except in urine sample. Linear regression was used to evaluate the relationships between personal exposures and environmental concentrations. These relationships for aromatic and halogenated are as follows: Halogens_(personal)=3.875+0.068Halogens_(evironmet)(R²=.930) Aromaties_(personal)=34217.757-31.266Aromatics_(evironmet)(R²=.821) Multiple regression was used to evaluate the relationship between exposures and various exposure determinants including, gender, duration of employment, and smoking history. The results of the regression modeling for halogens in blood and aromatics in urine are as follows: Halogens_(blood)=8.181+0.246Halogens_(personal)+3.975Gender(R²=.925), Aromatics_(urine)=249.565+0.135Aromatics_(personal)-5.651D.S(R²=.735), In conclusion, we have established analytic procedures for VOC measurement in biological and environmental samples and have presented data demonstrating relationships between VOCs levels in biological media and environmental samples.