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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

유희정 (한서대학교, 한서대학교 대학원)

지도교수
김종호
발행연도
2018
저작권
한서대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

초록· 키워드

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현재 전 지구적으로 기후변화의 현실화가 중요한 과학적 이슈이며 그로 인하여 세계 각국은 기후변화 원인물질에 대한 영향 분석을 통해 미래에 발생될 변화를 과학적으로 정리하기 위한 연구와 대책 강구를 위한 국제적인 협력을 시도하고 있다.
1997년 채택된 교토의정서에서는 선진국들을 대상으로 제1차 공약기간동안 CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6 6가지 물질에 대해 감축의무를 설정하였다.
우리나라에서도 주요 온실가스들에 대한 체계적인 모니터링의 필요성이 인식되어 안면도에 위치한 NIMS의 AMY에서 2007년부터 매시간 SF6를 측정하고 있다.
SF6는 대기 중으로 한번 방출되면 3,200년 이상 대기 중에 머무를 뿐만 아니라 CO2와 동일한 농도로 100년 동안 대기 중에서 지속될 경우 22,800배의 지구온난화지수를 발휘하기 때문에 교토의정서 이후로 많은 주목을 받고 있다.
우리나라의 경우 반도체 및 LCD 생산 1위 국가로써 SF6의 사용량과 배출량이 많기 때문에 기후변화 국제협약 대응을 위한 국가전략수립이 필요시 되고, 기후안보가 국제외교의 이슈로 대두 되고 있는 실정에 SF6의 많은 배출량이 국제협약에 있어서 우리나라의 약점으로 나타날 수 있는 소지를 다분히 가지고 있기 때문에 한반도내의 정확한 SF6의 농도 분포를 아는 것이 필수적이다.
본 논문에서는 극미량의 SF6를 측정하는 12종의 분석법을 소개하며, 에 있어서 기준이 되는 WMO WCC for SF6의 임무와 연관되어 대기 중 극미량의 SF6를 측정하는 여러 가지 측정법을 소개하며, AMY에서 연속 측정한 SF6 자료를 활용하여 배경농도 산출하고 발생원으로 추정되는 지점에서 실시한 항공측정 자료를 통해 한반도의 SF6 농도 분포를 분석하였다.
대기 중 극미량으로 존재하는 SF6를 정확하게 측정하기 위하여 측정방식을 변경하여 실험한 결과 Carboxen-1000 물질을 사용한 흡착관을 이용한 저온농축 고온탈착 방식의 pre-concentration system에 back flush 분석법을 접목하였을 경우 최상의 효율을 나타냈다.
한반도에 존재하는 SF6 배경대기 농도 산출을 위하여 WMO WDCGG에서 CO2 자료를 선별하는 방식을 참조하여 분석한 결과 AMY에서 2016년 9.44 ppt로 나타났다.
마지막으로 AMY에 유입되는 SF6 고농도 사례를 분석한 후 고농도 지역으로 예상되는 지점에 항공기를 이용하여 고도별로 측정한 결과 AMY의 북동쪽에 위치한 공장지대와 인구 밀집지역에서 농도가 높게 나타났다.

목차

Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 연구의 목적 및 범위 5
Ⅱ. 이론적 배경 7
2.1 온실효과 7
2.2 기후변화 8
2.2.1 인간 활동에 의한 기후변화 8
2.2.2 복사강제력 8
2.3 온실가스 9
2.4 국내 온실가스 측정 활동 11
Ⅲ. SF6 표준가스 제조 13
3.1 WMO의 소급성 체계 13
3.2 WMO CCL의 2차 표준가스 14
3.2.1 CCL-SF6의 2차 표준가스 특성 14
3.2.2 WMO CCL-SF6 2차 표준가스의 X2006과 X2014 스케일 15
3.3 SF6 3차 표준가스 제조 17
3.3.1 표준가스 제조장치의 구성 17
3.3.2 실린더의 종류 및 재질 17
3.3.3 진공배기 18
3.3.4 건조공기 시료채집 시스템의 구성 19
3.3.5 채취된 시료 교반 21
3.3.6 육불화황(SF6) 3차 표준가스 농도별 제조절차 22
3.4 SF6 3차 표준가스 농도 측정 23
3.4.1 제조된 SF6 3차 표준가스의 인증 24
3.4.2 가스 시료 중 SF6 농도의 예상 및 2차 표준가스 선택 24
3.4.3 농도 모델(관계식) 설정 25
3.4.4 frepro값, 표준불확도 및 자유도 26
3.4.5 합성표준불확도 계산 28
3.4.6 확장 불확도 계산 29
3.4.7 측정결과 보증 31
Ⅳ. SF6 분석 방법별 실험적 고찰 32
4.1 SF6 분석 장치의 구성 32
4.1.1 SF6 표준가스의 비교분석방법 평가 32
4.2 GC 측정원리 32
4.2.1 운반가스 조절부 33
4.2.2 주입구 34
4.2.3 분리관 35
4.2.4 검출기 35
4.3 GC 운영 절차 37
4.3.1 Oven 온도 설정 방법 38
4.3.2 검출기 온도 설정 방법 38
4.3.3 μECD 측정 시 주의 사항 38
4.4 SF6 측정 실험 38
4.4.1 Column 선택을 위한 예비 실험 38
4.4.2 GC-μECD를 이용한 SF6 측정 41
4.4.3 압력제한장치를 이용한 SF6 측정 42
4.4.4 역 추출을 이용한 SF6 측정 44
4.4.5 역 추출과 압력제한장치를 이용한 SF6 측정 46
4.4.6 농축장치을 이용한 SF6 측정 47
4.4.6.1 저온농축 고온탈착 농축장치 47
4.4.6.2 HeaySep-D 흡착관을 이용한 농축장치 50
4.4.6.2.1 HeaySep-D 흡착관을 이용한 SF6 측정 50
4.4.6.2.2 HeaySep-D와 압력제한장치를 이용한 SF6 측정 51
4.4.6.2.3 HeaySep-D와 역 추출을 이용한 SF6 측정 52
4.4.6.2.4 HeaySep-D에 역 추출과 압력제한장치를 이용한 SF6 측정 56
4.4.6.3 Carboxen-1000 흡착관을 이용한 농축장치 57
4.4.6.3.1 Carboxen-1000 흡착관을 이용한 SF6 측정 57
4.4.6.3.2 Carboxen-1000과 압력제한장치를 이용한 SF6 측정 59
4.4.6.3.3 Carboxen-1000과 역 추출을 이용한 SF6 측정 60
4.4.6.3.4 Carboxen-1000에 역 추출과 압력제한장치를 이용한 SF6 측정 61
4.5 SF6 측정 결과 및 고찰 62
4.5.1 SF6 측정 실험 결과 62
4.5.2 SF6 측정 실험 고찰 71
Ⅴ. SF6 배경농도와 공간분포 73
5.1 SF6 연속측정 지점 73
5.1.1 연속측정 지점 73
5.1.2 크로마토그램의 분리 및 검출 75
5.1.3 측정값의 교정 77
5.1.4 연속측정 결과 77
5.2 SF6 배경대기 농도 산출 81
5.2.1 배경대기 자료를 얻기 위한 자료의 선별과정 81
5.2.2 타 GAW 관측소 자료와 비교 분석 87
5.3 SF6 항공측정 96
5.3.1 장치의 구성 96
5.3.2 항공기를 이용한 SF6 농도 측정 98
5.3.2.1 측정지점 98
5.3.2.2 측정 결과 100
5.3.2.2.1 기상 조건 100
5.3.2.2.2 측정 결과 102
5.3.3 항공측정 결과 106
Ⅵ. 결론 및 고찰 107

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