WO2017142314A1 - 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템 - Google Patents

풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템 Download PDF

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WO2017142314A1
WO2017142314A1 PCT/KR2017/001671 KR2017001671W WO2017142314A1 WO 2017142314 A1 WO2017142314 A1 WO 2017142314A1 KR 2017001671 W KR2017001671 W KR 2017001671W WO 2017142314 A1 WO2017142314 A1 WO 2017142314A1
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WO
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wind
sampling
filter cartridge
cartridge case
wind direction
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PCT/KR2017/001671
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김익수
이인정
오진만
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김익수
케이앤제이엔지니어링 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a pollutant tracking device, and more particularly, by setting a target range angle in a pollutant generating region, distinguishing a direction in which a wind blows and a non-blowing direction, it is possible to determine the direction of a wind velocity control pollutant tracking sample for accurate pollutant analysis It is about.
  • a conventional method for tracking pollutant emission sources in Korean Patent Publication No. 10-1540759 comprising: a first step of collecting pollutant information in the air by a pollutant collector; A second step of generating, by the 3D wind field generator, a 3D wind field using weather information and terrain information; A third step of back-tracking unit traces back the movement path of air at a predetermined time by using the three-dimensional wind field generated by the three-dimensional wind field generating unit; A fourth step of extracting a pollutant discharge workplace close to the trajectory of the movement path of air acquired by the workplace extractor from the tracer;
  • the first step is to allow the following steps to proceed if the collected pollutant amount is measured at a high concentration above a predetermined reference concentration for each pollutant, or when a tracking command of the pollutant source is input by the user,
  • a mobile air pollution measurement system for tracking a vehicle No. 10-1229480, comprising: an air pollution measuring unit including at least one of a gaseous substance measuring unit and a particulate matter measuring unit installed in a measuring vehicle; And an exhaust gas inlet unit for sucking the exhaust gas of the target vehicle outside the measurement vehicle and introducing the exhaust gas sucked into the air pollution measuring unit.
  • the exhaust gas inlet is configured such that the suction speed of the exhaust gas is the same speed as the speed of the measurement vehicle, the exhaust gas inlet, the first pump and the particulate matter measurement connected to the gaseous material measuring unit A second pump connected to the unit, at least one exhaust gas inlet line connected to the first pump or the second pump and installed outside of the measurement vehicle, and at least one exhaust gas inlet port coupled to the exhaust gas inlet line.
  • the exhaust gas inlet line comprises at least one of a gaseous material inlet line and a particulate inlet line, wherein the capacity of the second pump is 65.4 lpm / min and the particulate matter when the speed of the measurement vehicle is 50 km / h.
  • the diameter of the front end of the inlet line is 7.1 mm
  • the front end of the gaseous material inlet line is made of a tube coated with a fluorine resin on the inner surface It is described as a vehicle tracking system for a removable air quality measurement.
  • the conventional method as described above has the disadvantage that the analysis is inaccurate by collecting and analyzing the source for a predetermined time without distinguishing the direction of the wind blowing and the direction of not blowing in the source region.
  • the present invention has been made to solve the above problems, by setting the target range angle in the pollution source area to distinguish the direction of the wind blowing and the direction of not blowing, by collecting and analyzing the source for a certain time, It is to provide a wind direction control pollutant tracking sampling system that enables accurate pollutant analysis.
  • the present invention relates to a wind direction control pollutant source tracking sample collection system, the wind direction wind speed sensor 10 is installed on the top, the ground operation control unit 20 is connected to the wind direction wind speed sensor 10, and the operation control unit ( It is characterized in that it comprises a sampling channel pump 50, which is connected to the 20) and the local continuous collection unit 30, which is connected to the local continuous collection unit 30 to suck the pollutant source.
  • the present invention has a remarkable effect that it is possible to quickly and accurately analyze the pollutant by setting the target range angle in the pollutant generating region to distinguish the direction in which the wind blows and the direction in which the wind does not blow and collect the pollutant for a predetermined time.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a source tracking method of the present invention wind direction control pollution source tracking sampling system.
  • Figure 2 is a photograph of the installed equipment of the present invention wind direction control pollution source tracking sampling system.
  • FIG. 3 is a detailed picture of the installed equipment of the present invention wind direction control pollution source tracking sampling system.
  • Figure 4 is a block diagram of the present invention wind direction control pollution source tracking sampling system.
  • the present invention relates to a wind direction control pollutant source tracking sample collection system, the wind direction wind speed sensor 10 is installed on the top, the ground operation control unit 20 is connected to the wind direction wind speed sensor 10, and the operation control unit ( It is characterized in that it comprises a sampling channel pump 50, which is connected to the 20) and the local continuous collection unit 30, which is connected to the local continuous collection unit 30 to suck the pollutant source.
  • the field continuous collecting unit 30 is characterized in that the air guide tube 60, the suction of the pollutant to be measured is installed.
  • the operation control unit is characterized in that the temperature sensor and the differential pressure sensor is installed.
  • a plurality of filter cartridge cases 31 are installed inside the local continuous body 30, and a plurality of automatic opening / closing valves 32 are installed outside the local continuous body 30, respectively. It is characterized in that connected to.
  • the wind direction wind speed sensor 10 transmits a direction detected by the movement in the wind direction as a signal to the operation control unit, the operation control unit specified filter cartridge case of the plurality of filter cartridge case 31 in accordance with the wind direction ( 31) characterized in that the automatic opening and closing valve 32 of the opening to closing.
  • the operation control unit 20 is characterized in that the operation of the sampling channel pump 50 is stopped.
  • three filter cartridge cases 31 are installed, respectively, characterized in that the design of the filter cartridge case 31 of the windy side, the remaining direction, the non-winding side based on the wind direction.
  • the pulsation preventing device 70 is installed between the sampling channel pump 50 and the automatic switching valve 32.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a pollutant tracking method of the present invention according to a pollutant source
  • FIG. 2 is a photograph of installed equipment of a pollutant tracking method of the present invention
  • FIG. 3 is a detailed photo of installed equipment of a pollutant tracking method of the present invention
  • FIG. It is also.
  • the present invention is characterized by analyzing the same by collecting the samples in each direction outside the range except the target range angle at the same time to collect the PM10 for a predetermined time by setting the target range angle of the pollution source region for each direction with a sampling device.
  • the constant time is based on 24 hours.
  • the present invention is the wind direction wind sensor 10 is installed on the top, the ground control unit 20 connected to the wind direction wind sensor 10, and the local continuous collection unit 30 is connected to the operation control unit 20 And a sampling channel pump 50 connected to the local continuous sampling unit 30 and sucking the pollutant.
  • An air guide tube 60 through which the air to be measured is sucked is installed on the field continuous collecting unit 30, and the pollutant is sucked.
  • the operation control unit is provided with a temperature sensor and a differential pressure sensor separately to measure the temperature and pressure of the intake air.
  • a plurality of filter cartridge cases 31 are installed vertically at the bottom in the field continuous body 30.
  • a plurality of automatic opening and closing valves 32 are installed outside the field continuous body 30 and connected to the lower part of the filter cartridge case 31, respectively.
  • the wind direction wind sensor 10 is capable of moving in all directions 360 degrees, and transmits a direction detected by the movement in the wind blowing direction as a signal to the operation control unit, a plurality of filters in accordance with the wind direction in the operation control unit
  • the automatic opening / closing valve 32 corresponding to the designated filter cartridge case 31 of the cartridge case 31 is opened or closed.
  • the operation controller 20 stops the operation of the sampling channel pump 50 if the wind speed of the wind measured by the wind speed sensor 10 is less than the set value.
  • the flow of air has a direction of the wind and the movement or the flow is stopped depending on the wind speed, and the pollutants also move along the flow.
  • the wind speed is usually 0.2 m / s or less.
  • the set filter sample is taken when the left filter cartridge case 31 is blown from the set wind based on the wind direction in order from left to right.
  • the filter cartridge case for sampling the outside direction and the right filter cartridge case 31 have no wind (normally 0.2m / s or less).
  • the fourth filter cartridge case 31, which is the last far right, is installed as a spare, and the source of contamination is any of the filter cartridges for sampling among the set wind sampling, out-setting wind sampling and non-wind sampling filter cartridge cases. If too much is introduced, it is installed for use as an auxiliary sampling filter cartridge. Therefore, it is not normally used and the lower automatic opening and closing valve is closed.
  • the corresponding automatic opening and closing valve of the middle filter cartridge case 31 is opened and the corresponding filter cartridge case 31 on the left and right sides is closed.
  • the corresponding automatic opening and closing valve of the filter cartridge case 31 on the right side is opened, and the automatic opening and closing valve corresponding to the filter cartridge case 31 on the left side and the middle side is closed.
  • the sampling channel pump 50 may operate the sampling channel pump 50 for sampling when there is no wind or a wind speed of a predetermined section.
  • the pump should be operated after a certain time (for example, after 1 minute) after the wind direction is detected by the wind direction control unit. If the time is too short (5 seconds, 10 seconds, etc.), the system is unstable because the pump is heavily loaded due to frequent shutdowns.
  • the present invention may be installed between the sampling channel pump 50 and the automatic opening and closing valve 32, the conventional pulsation preventing device 70 to prevent pulsation.
  • the present invention installs the sampling equipment developed by selecting a point where a contaminant group having characteristics in a specific direction exists.
  • the pollutant sources affecting the air quality in the four directions of east, west, north and south are considered different.
  • Samples of target particulate matter such as asbestos are also sampled in the same way as for samples using minivolume, lowvolume, and highvolume pumps.
  • the sources are traced quickly, and the concentration of pollutants discharged from the air pollution sources into the atmosphere is excluded and evaluated by dilution effect due to pollutants introduced in the outward direction.
  • the pollutant tracking method is installed by changing the corresponding header according to the classification, such as TSP, PM10, PM2.5, PM1.0, nanoparticles to take a sample.
  • TSP Total Suspended Particulate
  • PM10 particles with an aerodynamic diameter of 10 ⁇ m
  • PM2.5, PM1.0, nanoparticles, etc. the sample is selectively collected by pre-installing a dedicated header to distinguish each particle during sampling. It is.
  • Equation (1) Ct: total weight concentration, Cwi: set wind direction sample concentration, Cwo: set wind direction sample concentration, Cca: sample concentration at no wind.
  • Each concentration is measured by weighing the room before weighing, weighing after sampling, and using the weight difference between before and after.
  • the term used herein is a well-known term for measuring the concentration of pollutants in air or water by using a test filter (filter paper) to pass air or water through the filter and measuring dust or air suspended matter in the filter. It is a test method.
  • a constant dose is when the difference in weight before and after drying or ignition is less than 0.3 mg.
  • Equation (2) Ca: weight after extraction (mg), Cb: weight before extraction (mg), V: amount of air introduced (m3).
  • the concentration of the metal is 0 °C, 760mmHg of air 1 m3 heavy metal concentration is calculated according to the following equation. C and Cs are obtained for each room when the set wind direction, the set wind direction, and the non-wind direction are used.
  • C is the concentration of particulate metal in the air dried at the standard state ( ⁇ g / Sm 3 )
  • C S is the concentration of metal in the sample solution obtained by the calibration curve method ( ⁇ g / mL)
  • V f is the prepared sample solution for analysis.
  • Final volume (mL) A U : total area of filter paper used for sampling (cm 2 ), A E : Area of filter paper collected for preparation of analytical sample solution (cm 2 ), V S : Dry air gas collection amount (Sm 3 ) in the collected standard condition.
  • the wind direction wind speed operation control unit opens and closes the automatic opening / closing valve 32 corresponding to each filter cartridge case 31.
  • Sampling is analyzed by sampling for a certain time such as 4 hours, 8 hours, 24 hours in all environmental pollution testing standards.
  • the analysis items for point and plane particulate air pollutants are weight, heavy metal, and SEM.
  • the present invention has a remarkable effect that it is possible to quickly and accurately analyze the pollutant by setting the target range angle in the pollutant generating region to distinguish the direction in which the wind blows and the direction in which the wind does not blow and collect the pollutant for a predetermined time.

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Abstract

본발명은 오염원 추적장치에 관한 것으로, 상부에 설치되는 풍향풍속센서(10)와, 상기 풍향풍속센서(10)와 연결되는 지상의 운영제어부(20)와, 상기 운영제어부(20)에 연결되며 오염원이 흡입되는 현지연속채취부(30)와, 상기 현지연속채취부(30)에 연결되어 오염원을 흡입하게 하는 시료채취 채널 펌프(50)로 이루어지는 것으로, 본 발명은 오염원발생지역에 대상 범위각을 설정하여 바람이 불어오는 방향과 불어오지 않는 방향을 구분하여 일정시간 동안 오염원을 채취하여 분석함으로써, 신속하고 정확한 오염원 분석이 가능하다는 현저한 효과가 있다.

Description

풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템
본 발명은 오염원 추적장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오염원발생지역에 대상 범위각을 설정하여 바람이 불어오는 방향과 불어오지 않는 방향을 구분하여 정확한 오염원 분석이 가능한 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 대기질 측정이나 석면측정을 비롯한 각종 공정시험기준 법상 시료채취는 풍향 및 풍속을 고려하지 않고 시간과 유량만을 고려하고 있다.
종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1540759호의 오염물질 배출원 추적방법에 있어서, 오염물질 수집부가 대기중의 오염물질 정보를 수집하는 제1단계; 3차원 바람장 생성부가 기상정보, 지형정보를 이용하여 3차원 바람장을 생성하는 제2단계; 역추적부가 상기 3차원 바람장 생성부를 통해 생성된 3차원 바람장을 이용하여 미리 정해진 소정의 시간별로 공기의 이동경로를 역추적하는 제3단계; 사업장 추출부가 상기 역추적부를 통해 획득된 공기의 이동경로의 궤적에 근접한 오염물질 배출 사업장을 추출하는 제4단계; 를 포함하며, 상기 제1단계는 수집된 오염물질량이 각 오염물질별로 미리 설정된 기준농도 이상의 고농도로 측정되거나, 사용자에 의해 오염물질 배출원의 추적 명령이 입력된 경우 이하의 단계들이 진행될 수 있도록 하며, 상기 제3단계는 상기 역추적부가 수평 역추적 높이는 dt=dt+△t-V×△t이고, 이때 △t는 이동시간, V는 평균 풍속이며,
Figure PCTKR2017001671-appb-I000001
이고, 이때 i는 이동시간 내 기상측정 자료수, easterlycomp는 동-서방향의 성분풍속, northerlycomp는 남-북 방향의 성분풍속이며, 수직 역추적 높이는 ht=ht+△t-(ω+ω')×△t이고, 이때 △t는 이동시간, ω는 수직방향 풍속, ω'는 난류속도 성분인 것으로 하여 산출하며, 상기 제4단계는 상기 사업장 추출부가 미리 각 사업장별 특정 오염물질 배출에 관해 데이터베이스화한 이력정보를 기반으로 상기 제1단계를 통해 오염물질 수집부가 수집한 오염 물질 정보에 해당하는 오염물질을 기 설정된 기준치 이상으로 배출하는 사업장을 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 오염물질 배출원 추적방법이라고 기재되어 있다.
다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1229480호의 차량 추적용 이동식 대기 오염 측정 시스템에 있어서, 측정 차량에 설치되는 가스상 물질 측정부 또는 입자상 물질 측정부 중 하나 이상을 포함하는 대기 오염측정부; 및 상기 측정 차량의 외부에서 대상 차량의 배출가스를 흡입하고 상기 대기 오염 측정부에 흡입된 배출가스를 유입시키는 배출가스 유입부; 를 포함하고, 상기 배출가스 유입부는 배출가스의 흡입 속도가 상기 측정 차량의 속도와 같은 속도가 되게 구성되며, 상기 배출가스 유입부는, 상기 가스상 물질 측정부에 연결되는 제1 펌프 및 상기 입자상 물질 측정부에 연결되는 제2 펌프, 상기 제1 펌프 또는 상기 제2 펌프에 연결되고 상기 측정 차량의 외부에 설치되는 하나 이상의 배출가스 유입 라인 및 상기 배출가스 유입 라인에 결합되는 하나 이상의 배출가스 유입 포트를 포함하고, 상기 배출가스 유입 라인은 가스상 물질 유입 라인 및 입자상 유입 라인 중 하나 이상을 포함하며, 상기 측정 차량의 속도가 50km/h 일 때 상기 제2 펌프의 용량이 65.4lpm/min이고 상기 입자상 물질 유입 라인의 전단의 지름이 7.1mm이고, 상기 가스상 물질 유입 라인의 전단은 내부면이 불소수지로 코팅된 관으로 이루어진 차량 추적용 이동식 대기오염 측정 시스템이라고 기재되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 방법은 오염원발생지역에 바람이 불어오는 방향과 불어오지 않는 방향을 구분하지 않은채 일정시간 동안 오염원을 채취하여 분석함으로써, 분석이 부정확하게 되는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 오염원발생지역에 대상 범위각을 설정하여 바람이 불어오는 방향과 불어오지 않는 방향을 구분하여 일정시간 동안 오염원을 채취하여 분석함으로써, 신속하고 정확한 오염원 분석이 가능한 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템에 관한 것으로, 상부에 설치되는 풍향풍속센서(10)와, 상기 풍향풍속센서(10)와 연결되는 지상의 운영제어부(20)와, 상기 운영제어부(20)에 연결되며 오염원이 흡입되는 현지연속채취부(30)와, 상기 현지연속채취부(30)에 연결되어 오염원을 흡입하게 하는 시료채취 채널 펌프(50)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 오염원발생지역에 대상 범위각을 설정하여 바람이 불어오는 방향과 불어오지 않는 방향을 구분하여 일정시간 동안 오염원을 채취하여 분석함으로써, 신속하고 정확한 오염원 분석이 가능하다는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템의 오염원 추적 개념도.
도 2는 본 발명 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템의 설치된 장비사진.
도 3은 본 발명 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템의 설치된 장비 상세사진.
도 4는 본 발명 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 풍향풍속센서 20 : 운영제어부
30 : 현지연속채취부 31 : 필터 카트리지 케이스
32 : 자동개폐밸브 50 : 시료채취 채널 펌프
60 : 공기안내관 70 : 맥동방지장치
본 발명은 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템에 관한 것으로, 상부에 설치되는 풍향풍속센서(10)와, 상기 풍향풍속센서(10)와 연결되는 지상의 운영제어부(20)와, 상기 운영제어부(20)에 연결되며 오염원이 흡입되는 현지연속채취부(30)와, 상기 현지연속채취부(30)에 연결되어 오염원을 흡입하게 하는 시료채취 채널 펌프(50)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현지연속채취부(30) 상부에는 측정될 오염원이 흡입되는 공기안내관(60)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운영제어부에는 온도센서와 차압센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현지연속체취부(30) 내부에는 다수 개의 필터 카트리지 케이스(31)가 설치되며, 상기 현지연속체취부(30) 외부에는 다수 개의 자동개폐밸브(32)가 설치되어 각각 필터 카트리지 케이스(31)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 풍향풍속센서(10)가 바람방향으로 움직임에 따라서 감지된 방향을 운영제어부에 신호로 전달하고, 상기 운영제어부에서는 바람방향에 따라서 다수 개의 필터카트리지 케이스(31)중 지정된 필터카트리지 케이스(31)의 자동개폐밸브(32)를 개방 내지 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 풍향풍속센서(10)가 측정되는 바람의 풍속이 설정치 이하이면 운영제어부(20)는 시료채취 채널 펌프(50)의 가동을 중지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터 카트리지 케이스(31)는 3개가 설치되되, 각각 풍향방향을 기준하여 바람이 부는쪽, 나머지 방향쪽, 무풍쪽의 필터 카트리지 케이스(31)로 지정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시료채취 채널 펌프(50)와, 상기 자동개폐밸브(32) 사이에는 맥동방지장치(70)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 오염원 추적 방법의 오염원 추적 개념도, 도 2는 본 발명 오염원 추적 방법의 설치된 장비사진, 도 3은 본 발명 오염원 추적 방법의 설치된 장비 상세사진, 도 4는 본 발명 오염원 추적 방법의 구성도이다.
본 발명은 시료채취 장치로 방향별로 오염원발생지역 대상 범위각을 설정하여 일정시간 동안 PM10을 채취함과 동시에 대상 범위각을 제외한 범위 외 각 방향의 시료를 채취하여 동일하게 분석하는 것을 특징으로 한다.
상기 일정시간은 24시간이 기준이다.
본 발명은 상부에 설치되는 풍향풍속센서(10)와, 상기 풍향풍속센서(10)와 연결되는 지상의 운영제어부(20)와, 상기 운영제어부(20)에 연결되는 현지연속채취부(30)와, 상기 현지연속채취부(30)에 연결되며 오염원을 흡입하는 시료채취 채널 펌프(50)로 이루어진다.
상기 현지연속채취부(30) 상부에는 측정될 공기가 흡입되는 공기안내관(60)이 설치되어 오염원이 흡입된다.
상기 운영제어부에는 온도센서와 차압센서가 별도로 설치되어 흡입 공기의 온도와 압력을 측정한다.
그리고 상기 현지연속체취부(30) 내부에는 다수 개의 필터 카트리지 케이스(31)가 바닥에서 수직으로 설치된다. 상기 현지연속체취부(30) 외부에는 다수 개의 자동개폐밸브(32)가 설치되어 각각 필터 카트리지 케이스(31) 하부에 연결된다.
그러므로 상기 풍향풍속센서(10)는 360도 전방향으로 움직일 수 있는 것으로, 바람이 부는 방향으로 움직임에 따라서 감지된 방향을 운영제어부에 신호로 전달하고, 상기 운영제어부에서는 바람방향에 따라서 다수 개의 필터카트리지 케이스(31) 중 지정된 필터카트리지 케이스(31)에 해당되는 자동개폐밸브(32)를 개방 내지 폐쇄한다.
또한, 상기 풍향풍속센서(10)가 측정되는 바람의 풍속이 설정치 이하이면 운영제어부(20)는 시료채취 채널 펌프(50)의 가동을 중지하게 된다.
공기의 흐름은 풍향을 가지고 풍속에 따라서 이동 또는 흐름이 정지될 때가 있으며 그 흐름에 따라서 오염물질도 함께 이동한다. 무풍의 상태는 통상 풍속이0.2m/s이하이다.
일예로서, 상기 필터 카트리지 케이스(31)는 4개가 설치되는 경우, 왼쪽부터 오른쪽 순으로 각각 풍향방향을 기준하여 왼쪽 필터 카트리지 케이스(31)를 설정풍향에서 바람이 불어오는 경우의 설정풍향 시료채취용 필터 카트리지 케이스, 중간 필터 카트리지 케이스(31)를 설정외 풍향에서 바람이 불어오는 경우의 설정외 풍향 시료채취용 필터 카트리지 케이스, 오른쪽 필터 카트리지 케이스(31)를 바람이 없는 경우(통상 풍속 0.2m/s이하)의 무풍 시료채취용 필터 카트리지 케이스로 지정한다. 그리고 마지막 맨 오른쪽인 4번째 필터 카트리지 케이스(31)는 여분으로 설치하는 것으로, 상기 설정풍향 시료채취, 설정외 풍향 시료채취, 무풍 시료채취용 필터 카트리지 케이스중 어느 하나의 시료채취용 필터 카트리지에 오염원이 너무 많이 유입될 경우, 보조 시료채취용 필터 카트리지용으로 사용할 목적으로 설치된다. 그러므로 통상은 사용하지 않고 하부의 자동개폐밸브를 닫아둔다.
그러므로 바람이 부는 설정풍향이 남쪽으로 지정된 경우 남쪽에서 바람이 불어오면 왼쪽 필터 카트리지 케이스(31)에 연결된 자동개폐밸브가 열리고, 나머지 중간이나 오른쪽 필터 카트리지 케이스(31)에 연결된 자동개폐밸브는 닫힌다.
한편, 남쪽외 동, 서, 북쪽에서 바람이 불어오는 것이 감지되면 중간의 필터 카트리지 케이스(31)의 해당 자동개폐밸브가 열리고 왼쪽과 오른쪽의 해당 필터 카트리지 케이스(31)는 닫힌다.
바람이 없는 무풍의 경우에는 오른쪽의 필터 카트리지 케이스(31)의 해당 자동개폐밸브는 열리고, 왼쪽과 중간의 필터 카트리지 케이스(31)에 해당되는 자동개폐밸브는 닫힌다.
시료채취 채널 펌프(50)는 무풍이거나 설정구간의 풍속일 경우 시료채취를 위해 시료채취 채널 펌프(50)를 가동할 수 있다. 특히 펌프 가동시기는 풍향 풍속제어부에서 해당 풍향 풍속을 감지한 후 일정시간(예 : 1분후 ) 후 작동하도록 한다. 일정시간이 5초, 10초 등으로 너무 짧을 경우에는 잦은 가동 중지에 따라 펌프에 부하가 심하므로 시스템 불안정성이 커진다.
또한, 본 발명은 상기 시료채취 채널 펌프(50)와, 상기 자동개폐밸브(32) 사이에는 관용의 맥동방지장치(70)가 설치되어 맥동을 방지하게 할 수 있다.
예를 들어, 기술해보면, 본 발명은 특정방향에 특성이 있는 오염원 그룹이 존재하는 지점을 선택하여 개발된 시료채취 장비를 설치한다.
동서남북 4 방향별 대기질에 미치는 영향을 미치는 오염원이 다르다고 판단되는 것이다.
각 방향별로 오염원발생지역 설정풍향으로 대상 범위각을 설정하여 24시간 동안 PM10을 채취함과 동시에 설정외 풍향으로 대상 범위각을 제외한 범위 외 각 방향의 시료를 채취하여 동일하게 분석하는 것이다.
현 공정시험기준에 의한 全 방향 24시간 채취시료와 비교한다.
석면과 같은 타겟성 입자상 물질도 시료도 미니볼륨, 로우볼륨, 하이볼륨 펌프를 사용하는 부분의 시료도 동일한 방식으로 시료를 채취한다.
대기오염 발생원 추적에 있어서 발생원을 신속하게 추적하고, 대기오염 발생원으로부터 대기 중으로 배출되는 오염물질의 농도를 오염원방향외 풍향시 유입되는 오염물질에 의한 희석효과를 배제하고 평가한다.
상기 오염물질의 추적 방법은 TSP, PM10, PM2.5, PM1.0, 나노입자 등 구분에 따라 해당 header를 바꿔 설치하여 시료를 채취한다. 여기서 예로서, PM10 등에 대해 설명하면, PM10이란 대기 중의 입자상 물질은 입경별 크기로 분류할 때, 총부유먼지(TSP(Total Suspended Particulate), 대기 중 부유하는 입자 중 입경을 구분하지 않는 총 입자상 물질), PM10(공기 역학적 직경이 10㎛인 입자), PM2.5, PM1.0, 나노입자 등으로 구분하는데, 시료채취시 각각의 입자를 구분할 수 있는 전용 헤더를 미리 장착하여 선별적으로 시료채취하는 것이다.
풍향, 풍속, 시간을 control 한다.
중량농도 : Ct(㎍/㎥) = Cwi + Cwo + Cca ----------------------- (1)
식 (1)에서 Ct : 총 중량농도, Cwi : 설정 풍향 시료 농도, Cwo : 설정외 풍향의 시료농도, Cca : 무풍일 때 시료농도이다.
각각의 농도는 항량된 여지를 시료채취 전에 무게를 측정하고 시료채취 후 항량하여 무게를 측정하고 전 · 후 무게차를 이용하여 다음 식에 의하여 구한다. 여기서 항량된의 용어는 시험용 필터(여과지)를 사용하여 공기나 물 등을 필터에 통과시켜 필터에 걸러진 공기중 먼지나 물속의 부유물질을 측정함으로써 공기나 물속의 오염물질의 농도를 산출하는 널리 알려진 시험법이다. 항량이란 건조 또는 강열 전후 무게차이가 0.3mg 이하일 때이다.
C(㎍/㎥) = (Ca - Cb)/V*1000 --------------------------------- (2)
식 (2)에서 Ca : 시료채취 후 여지무게(㎎), Cb : 시료채취 전 여지무게(㎎), V : 유입된 공기량(㎥)이다.
대기오염공정시험기준에 따라 전처리하고 해당 금속의 농도는 0℃, 760mmHg로 환산한 공기 1 ㎥ 중금속의 농도는 다음 식에 따라 계산한다. C, Cs 는 설정 풍향, 설정외 풍향, 무풍일 때 각각의 여지에 대하여 구한다.
Figure PCTKR2017001671-appb-I000002
---------------------------------------(3)
식 (3)에서 C : 표준상태에서 건조한 대기 중의 입자상 금속 농도 (μg/Sm3), CS : 검량선법에 의하여 구한 시료 용액 중의 금속 농도 (μg/mL), Vf : 조제한 분석용 시료 용액의 최종 부피 (mL), AU : 시료채취에 사용한 여과지의 총 면적 (cm2), AE : 분석용 시료용액 제조를 위해 분취한 여과지의 면적 (cm2), VS : 채취한 표준상태에서의 건조한 대기기체 채취량 (Sm3)이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 장비 1(1지점)에서 채취된 시료와 장비 2(2지점)에서 채취한 시료를 분석하면 시료채취 지점 사이에 가상오염원이 존재하는 것을 알 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 왼쪽부터 1, 2, 3, 4채널( 필터 카트리지 케이스(31))이라 할 때, 오염원발생 예상방향을 360˚ 중 분할하여 설정풍향쪽 1, 설정외 풍향쪽 2, 무풍일 때 3으로 미리 설정하고 채널을 배정한다(4는 보조 필터 카트리지 케이스). 풍속계에서 풍향, 풍속을 측정하면 이 측정값에 따라 풍향풍속운영제어부에서 각각의 필터 카트리지 케이스(31)에 해당되는 자동개폐밸브(32)를 개폐한다.
시료채취는 모든 환경오염공정시험기준에서 4시간, 8시간, 24시간 등 일정한 시간동안 시료채취하여 분석한다.
점, 면 입자상 대기오염물질의 분석항목은 무게, 중금속, SEM 이다.
따라서 본 발명은 오염원발생지역에 대상 범위각을 설정하여 바람이 불어오는 방향과 불어오지 않는 방향을 구분하여 일정시간 동안 오염원을 채취하여 분석함으로써, 신속하고 정확한 오염원 분석이 가능하다는 현저한 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 상부에 설치되는 풍향풍속센서(10)와, 상기 풍향풍속센서(10)와 연결되는 지상의 운영제어부(20)와, 상기 운영제어부(20)에 연결되며 오염원이 흡입되는 현지연속채취부(30)와, 상기 현지연속채취부(30)에 연결되어 오염원을 흡입하게 하는 시료채취 채널 펌프(50)로 이루어지는 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템에 있어서,
    상기 현지연속채취부(30) 상부에는 측정될 오염원이 흡입되는 공기안내관(60)이 설치되며,
    상기 현지연속채취부(30) 내부에는 다수 개의 필터 카트리지 케이스(31)가 설치되며, 상기 현지연속채취부(30) 외부에는 다수 개의 자동개폐밸브(32)가 설치되어 각각 필터 카트리지 케이스(31)에 연결되는 것이며,
    상기 풍향풍속센서(10)는 360도 전방향으로 움직일 수 있는 것으로, 바람방향으로 움직임에 따라서 감지된 방향을 운영제어부에 신호로 전달하고, 상기 운영제어부에서는 바람방향에 따라서 다수 개의 필터카트리지 케이스(31)중 지정된 필터카트리지 케이스(31)의 자동개폐밸브(32)를 개방 내지 폐쇄하되,
    상기 운영제어부에는 온도센서와 차압센서가 설치되어, 흡입 공기의 온도와 압력을 측정하며,
    상기 필터 카트리지 케이스(31)는 4개가 설치되되, 왼쪽부터 오른쪽 순으로 각각 풍향방향을 기준하여 왼쪽 필터 카트리지 케이스를 설정풍향에서 바람이 불어오는 경우의 설정풍향 시료채취용 필터 카트리지 케이스, 중간 필터 카트리지 케이스를 설정외 풍향에서 바람이 불어오는 경우의 설정외 풍향 시료채취용 필터 카트리지 케이스, 오른쪽 필터 카트리지 케이스를 바람이 없는 경우의 무풍 시료채취용 필터 카트리지 케이스로 지정하며, 마지막 맨 오른쪽인 4번째 필터 카트리지 케이스는 여분으로 설치하는 것으로, 상기 설정풍향 시료채취, 설정외 풍향 시료채취, 무풍 시료채취용 필터 카트리지 케이스 중 어느 하나의 시료채취용 필터 카트리지에 오염원이 너무 많이 유입될 경우, 보조 시료채취용 필터 카트리지용으로 사용하는 것이므로 통상은 사용하지 않고 하부의 자동개폐밸브를 닫아두는 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템에 있어서,
    상기 공기의 흐름은 풍향을 가지고 풍속에 따라서 이동 또는 흐름이 정지될 때가 있으며 그 흐름에 따라서 오염물질도 함께 이동하며, 무풍의 상태는 풍속이 0.2m/s이하이며,
    바람이 부는 설정풍향이 남쪽으로 지정된 경우 남쪽에서 바람이 불어오면 왼쪽 필터 카트리지 케이스(31)에 연결된 자동개폐밸브가 열리고, 나머지 중간이나 오른쪽 필터 카트리지 케이스(31)에 연결된 자동개폐밸브는 닫히게 되며,
    남쪽외 동, 서, 북쪽에서 바람이 불어오는 것이 감지되면 중간의 필터 카트리지 케이스(31)의 해당 자동개폐밸브가 열리고 왼쪽과 오른쪽의 해당 필터 카트리지 케이스(31)는 닫히게 되며,
    바람이 없는 무풍의 경우에는 오른쪽의 필터 카트리지 케이스(31)의 해당 자동개폐밸브는 열리고, 왼쪽과 중간의 필터 카트리지 케이스(31)에 해당되는 자동개폐밸브는 닫히게 되며,
    시료채취 채널 펌프(50)는 무풍이거나 설정구간의 풍속일 경우 시료채취를 위해 시료채취 채널 펌프(50)를 가동하는 것으로, 펌프 가동 시기는 풍향 풍속제어부에서 해당 풍향 풍속을 감지한 후 일정시간후 작동하도록 하며,
    상기 시료채취 채널 펌프(50)와, 상기 자동개폐밸브(32) 사이에는 맥동방지장치(70)가 설치되어 맥동을 방지하는 것으로,
    특정방향에 특성이 있는 오염원 그룹이 존재하는 지점을 선택하여 상기 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템을 설치하되, 동서남북 4 방향별 대기질에 미치는 영향을 미치는 오염원이 다르다고 판단하고, 각 방향별로 오염원발생지역 설정풍향으로 대상 범위각을 설정하여 24시간 동안 오염물질을 채취함과 동시에 설정외 풍향으로 대상 범위각을 제외한 범위 외 각 방향의 시료를 채취하여 동일하게 분석하는 것으로,
    대기오염 발생원 추적에 있어서 발생원을 신속하게 추적하고, 대기오염 발생원으로부터 대기 중으로 배출되는 오염물질의 농도를 오염원방향외 풍향시 유입되는 오염물질에 의한 희석효과를 배제하고 평가하는 것이며,
    상기 오염물질은 TSP, PM10, PM2.5, PM1.0, 나노입자의 구분에 따라 해당 header를 바꿔 설치하여 시료를 채취하되,
    하기식과 같이 풍향, 풍속, 시간을 제어하며,
    중량농도 : Ct(㎍/㎥) = Cwi + Cwo + Cca
    {Ct : 총 중량농도, Cwi : 설정 풍향 시료 농도, Cwo : 설정외 풍향의 시료농도, Cca : 무풍일 때 시료농도}
    각각의 농도는 항량된 여지를 시료채취 전에 무게를 측정하고 시료채취 후 항량하여 무게를 측정하고 전 ㆍ 후 무게차를 이용하여 하기식에 의하여 구하되,
    C(㎍/㎥) = (Ca - Cb)/V*1000
    {Ca : 시료채취 후 여지무게(㎎), Cb : 시료채취 전 여지무게(㎎), V : 유입된 공기량(㎥)}
    해당 금속의 농도는 0℃, 760mmHg로 환산한 공기 1 ㎥ 중금속의 농도로 하기식에 따라 계산하며, C, Cs 는 설정 풍향, 설정외 풍향, 무풍일 때 각각의 여지에 대하여 구하는 것으로,
    Figure PCTKR2017001671-appb-I000003
    {C : 표준상태에서 건조한 대기 중의 입자상 금속 농도 (㎍/Sm3), CS : 검량선법에 의하여 구한 시료 용액 중의 금속 농도 (㎍/mL), Vf : 조제한 분석용 시료 용액의 최종 부피 (mL), AU : 시료채취에 사용한 여과지의 총 면적 (cm2), AE : 분석용 시료용액 제조를 위해 분취한 여과지의 면적 (cm2), VS : 채취한 표준상태에서의 건조한 대기기체 채취량 (Sm3)}
    1지점인 오염원 추적 시료채취 시스템 1에서 채취된 시료와 2지점인 오염원 추적 시료채취 시스템 2에서 채취한 시료를 분석하면 시료채취 지점 사이에 가상오염원이 존재하는 것을 알 수 있는 것을 특징으로 하는 풍향풍속제어 오염원 추적 시료채취 시스템
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