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미세먼지 방지 및 저감을 위한 환경소재 기술 동향

자동차산업분야에서 초미세먼지 저감기술 동향

황 광 택 _ 한국세라믹기술원 도자 융합기술센터 센터장

먼지는 대기 중에 떠다니는 입자상 물질을 말하는 데 크기에 따라 10 ㎛(마이크로미터) 이하의 PM10 을 미세먼지, 2.5 ㎛ 이하의 PM2.5를 초미세먼지라 칭한다. 그림 1에 나타낸 것과 같이 사람의 머리카락 의 지름이 50~70 ㎛ 정도이므로 미세먼지는 이보다 아주 작은 것을 알 수 있다. 미세먼지는 공기 중 고 체 상태와 액체상태의 입자 혼합물로 배출되며 화 학반응 또는 자연적으로 발생되고 특히 사업장 및 발전소 연소, 운송수단(자동차)의 연료 연소, 생물성 연소 과정과 같은 배출원에서 발생한다.

미세먼지를 이루는 성분은 발생하는 지역이나 계 절, 기상조건 등에 따라 차이가 있다. 일반적으로는 대기오염물질이 공기 중에서 반응하여 형성된 덩어 리와 석탄, 석유 등의 화석연료의 연소과정에서 발생 하는 탄소류, 지표면 흙먼지 등에서 발생하는 광물 등으로 구성된다.

그림 1. 미세먼지 크기 비교 (미국 환경보호청(EPA))

PM2.5의 경우 상당량이 황산화물(SOx), 질소산 화 물(NOx), 암모니아(NH 3 ), 휘발성 유기 화합물 (VOC) 등의 전구물질이 대기 중의 특정 조건에서 반응하여 2차 생성한다. 미세먼지 조성은 매우 다양 하나 주로 탄소성분(유기탄소, 원소타소), 이온성분 (황산염, 질산염, 암모늄), 광물 성분 등으로 구성된다.

미세먼지의 발생원은 국내외에서 다양하게 존재하 고 있으며, 자연적인 것과 인위적으로 생성되는 것이 있다. 자연적 발생원은 흙먼지, 바다에서 생성되는 소금, 식물의 꽃가루 등이 있다. 인위적 발생원은 화 석연료의 연소에서 생기는 것과, 건설현장, 공장 등 에서 발생하는 분말형태의 것들이 있다. 인위적 발생원 중에서 여기서는 자동차 산업분야에서는 화 석연료의 연소에 의해 직접적으로 미세먼지를 발생 하는 배기관과 그 이외에서 발생하는 비배기관으로 분류되며, 미세먼지 발생원인과 저감기술에 대해서 기술하고자 한다.

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