에어로졸에 대해서

에어로졸에 대해서

지구상의 대기중에는, 도처에 미소 입자가 존재하고 있습니다.

기체 안에 미소립자가 부유하고 있는 분위기(미소립자도 포함한 기체)를 일반적으로 에어로졸이라고 부릅니다.

이 에어로졸 입자는 생성과정의 차이로 인해 분진(dust), ュ(fume), 미스트(mist), 매진(smoke dust) 등으로도 불립니다.

대기환경, 주택, 사무소, 병원 등의 건축물 내 환경에서는 미세먼지(SPM: Suspended Particulate Matter)라고 칭합니다.

에어로졸 입자의 발생 과정은 다양하며, 그 입경 범위도 0.001~100μm로 광범위합니다.

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에어로졸 측정 방법에 대해

각종 에어로졸 입자(부유분진)의 측정은 그 측정목적에 따라 여러 가지 물리적 원리가 다른 방법을 사용하여 이루어지고 있습니다.

측정목적에 따라 원리적으로 가장 적합한 것을 선택할 필요가 있습니다.

다음은 대표적인 측정법을 소개하겠습니다.

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현미경법

부유분진을 포집한 후 표체화하여 현미경으로 입자의 형상이나 크기를 길이 차원에서 직접적으로 측정할 수 있는 유일한 방법입니다.

입자의 형상이나 표면 상태를 동시에 측정할 수 있는 큰 특징이 있지만, 많은 노력이 필요합니다.

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중량법

화장지& 분진 포집 필터 등에 의해 부유분진을 완전 포집하여 그 질량을 천칭으로 표량하는 방법입니다.

분진의 질량(중량) 농도 측정법으로는 가장 직접적인 방법입니다.

천변의 감도(하한계량치)와 노재질량에 따라 결정되는 가측농도의 하한값이 비교적 높은 즉, 분진의 포집량이 적으면 포집한 분진의 질량을 측정할 수 없으므로 저농도 환경에서는 평가할 수 있는 질량의 분진을 포집하기까지 오랜 시간이 소요됩니다.

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관성법

노즐 등을 이용하여 공기류를 가속시키고 관성력에 의해 유선 어긋난 입자를 충돌반에 충돌 부착시키는 방법입니다.

노즐의 구경, 노즐에서 공기를 분출하는 유속 및 노즐에서 충돌반까지의 거리에서 충돌반에 충돌 부착하는 입자의 크기가 결정됩니다.

그 입자의 크기는 실제 크기가 아니라 스토크스 지름(공기동역학적 지름)으로 나타납니다.

몇 가지 기하학적 조건(노즐 직경)이 다른 플레이트를 준비하면 분진입자의 입도 측정이 가능합니다.

언더센 샘플러는 이 방식으로 0.45~10μm 이하의 입자를 8단으로 나누어 입자경별 농도측정이 가능합니다.

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정전하법

부유미소입자를 하전하여 그 하전입자의 하전량 또는 정전장에서의 침강속도(전기가동도)를 측정하여 입자의 크기를 알아내는 방법입니다.

계측량이 전기량이기 때문에 측정이 자동적이며 데이터 처리가 간단하다는 장점이 있어 서브미크론 이하의 미소립자 측정에 매우 효과적인 방법입니다.

그러나 관성력에 의존하는 1μm 이상의 입자를 측정하는 데에는 부적합한 방법입니다.

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확산법

공기 중에 부유하는 미소입자가 기체분자와의 충돌로 진행방향이 달라짐(브라운 운동)으로 인한 확산현상을 이용한 측정법입니다.

정전하법보다 더 작은 0.3μm 이하의 입경에 유효합니다.입자를 포함한 기체를 좁은 평판간 등에 통과시키면 관성력이 작아 브라운 운동 지배되는 0.3μm 이하의 입자는 기체 분자와 충돌하여 기체의 흐름과는 다른 방향으로 날림으로써 벽면에 입자가 부착됩니다.

이 특성을 이용하여 메쉬를 다단으로 배열하여 각단의 입자의 부착으로부터 입경 분포를 구할 수 있습니다.

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광산란 및 광투과법

광로를 입자등이 횡단할 때에 빛이 산란됩니다.(예를 들어, 구름이 희게 보이는 것도, 태양광이 산란된 결과입니다.) 이 현상을 광산란이라고 부르며, 광산란은, 입자의 크기나 형상, 색, 농도에 따라 그 강도가 변함니다.이 현상을 이용하여 공기 중의 부유 분진을 측정하는 방법을 광산란식이라고 합니다.

또한 빛을 흡수하는 물질 등에 빛을 조사하고 그 투과량을 측정하여 공기 중에 부유하는 입자 농도를 측정하는 방법을 광투과법이라고 합니다.

이들 측정방법은 중량법 등과 비교하여 값을 매겨야 합니다.

따라서 상대 농도계라고도 부릅니다.

 

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