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유기용제용 시료채취기 개발을 위한활성탄 성능검정에 관한 연구
배야성‡박 용 대성 박병무⋅ ⋅ ⋅
안 보건경 원 안 과 연구소
Ya Soung Bai‡ Doo Young Park Dai Soung Lim Byung Moo Park⋅ ⋅ ⋅
Division of Industrial Hygiene Engineering Graduate School of Occupational Safety and Health Hansung University
Adsorption capacity for the charcoal were tasted in this
study to verify the performance of them for the use of the
sampling media in industrial hygiene field.
Two set of experiments were conducted. The first experi-
ment was to test performance of the tested charcoal tube
that were assembled in the laboratory with the use of the
GR grade charcoal. The other tests were investigate the
adsorption capacity of the charcoal tested in this study and
charcoals embedded in the commercial charcoal tubes.
Known air concentration samples for benzene, toluene, and
o-xylene were prepared by the dynamic chamber.
1. At low air concentration levels (0.1×TLV), there was no
significant differences between the tested charcoal tubes
and the SKC charcoal tubes. This implies that there is no
defect with the adsorption capacity of the charcoal.
2. At high concentration with 60 minutes sampling, the
breakthrough were found only in the tested charcoal while
no breakthrough were shown in the SKC charcoal.
3. From the breakthrough tests for the charcoal, the
micropore volume(Wo) were calculated by the curve fitting
with the use of Dubinin/Radushkevich(D/R) adsorption iso-
therm equation. The calculated values were 0.687cc/g for
SKC, 0.504cc/g for Sensidyne, and 0.419cc/g for the tested
charcoal(Aldrich).
4. Adsorption capacities were obtained from the isotherm
curves shown adsorption capacities at several levels of the c
hallenge concentration. All range of the air concentration
concerned in industrial hygiene, the SKC charcoal showed
approximately two times of adsorption capacity compared to
the tested charcoal.
Key Words breakthrough, micropore volume(Wo), Dubinin/：
Radushkevich(D/R) adsorption isotherm equation,
adsorption capacities
서.Ⅰ
일 월 일 채택일 월 일2003 12 24 , 2005 2 21： ：
신 자 야 경 도 시 시 동 일 라자 아주산업 연구소( 1731-1 3‡ ：
Tel 031-497-5980, E-mail [email protected])： ：
국산업 생 회지 권15 1 월(2005 3 )J Korean Soc Occup Environ Hyg 2005;15(1):8-18
용 용 시료채취 개 탄 능검 에 연구 9
서I.
공 용 를 는 법에는
직독식 를 이용 는 법 산식 시,
료채취 를 이용 는 법 펌 를 이
용 착 법등이있다 직독식.
법 외 자외 불 이, , ,
등 이용해
이내에 간농도를 있는
장 가지고있 나 도 도가
낮 단 가지고있다 면 산포집.
법 펌 가 요 없 에 과
이간단 고시료채취 가가볍고편리
여 많 작업자들이 불편감 없이 착용
있다는 장 이 있다(Haper & Pumell,
이러 포집 장 에 계1987).
여러나라에 는 산포집 를 이용
법이많이연구개 고있 며 몇몇나,
라에 는 일 안에 들어 경우
산포집 법 착 이용 시료포
집 법 체 법 인 고 있다
재우리나라도 산포집(Pristas, 1994).
를 이용 연구가 차 고 있
나 여 히 탄 이용 포집 법이
리 이용 고 있는 실 이다 착.
사용 능동포집법 요 가많고
과 이복잡 고시간이많이걸리며
작업자는 거운펌 를 랫동안착용해
야 는 부담감과 는 작업에 해가
는단 가지고있 나 도,
도가우 여보편 인 법 인
어 계 리 사용 고 있다
남원( , 1995).
탄 착 사용 고 있는 가
장 보편 인 매질 나 가
스 증 여러종 시료채취에 해
효과 이고 다 면에 용 다.
탄 사용 어 차 계1
간과 그후에 가스 마스크
통안에 사용 시작 고(Ness, 1991),
동안에는 용 증1930 , 1940
포집체 이용 었 나 분,
특이도 도 민감도가 부족 여 사,
용이 단 었다가 과1960 Otterson
가 탄 사용 여 착 후 이Guy
황 탄소를 이용해 탈착시키는 법
소개함 써 각 게 었고(White et
al., 1970; McCammon et al., 1975), White
등 에 해 용 포집과분(1970)
에 간편 법이 개 면 부
폭 게 사용 었다 용 용 시료채.
취 구 핵심 충진재인 탄이다.
탄 이나 산식 시료채취 조
에있어 가장 요
특 가진 탄 사용해야 다.
우리나라 산업보건분야에 사용 는
시약 부분 구나 장 는 모
외국산이다 작업 경 과 분 분.
야도 거 모든 구 장 는 외국산
국내 산업보건 용 상당부분이 외
지출 고있는실 이다 작업.
경 에 가장 리 사용 는 시료
채취 구인 여과지나 착 도 모 외
국산이다 특히 일 인 용 시료.
채취용 리 사용 는 탄
앞 과 뒷 에 탄 각각 100
과 충진 고 암면 분리50㎎ ㎎
고 해 놓 매우 간단 구조를 가지고
있 에 국산 가 충분히 이루어질
있지만 그러 시도가 이루어진
별 없다 다만 국내 일부에 산식.
시료채취 작 몇 차 시도
있 나 아직 지 상품 가
없다 그간 우리나라에 는 국산 산식.
시료채취 를 개 여 사 에
외국 인 산식 시료채취 를
평가 고 국산 산식 시료채취 를,
근에 개 여 실험실내에 평가를
행 다 남원 그러나 지( , 1996).
지 탄이나 산식 시료채취 용
탄 능에 해 는 검증해 본
이 없다.
라 본연구에 는 보 시간과1)
도에 른 자체 작 시료 장안
과 농도 고농도 에, 2)
탄별 포집용량 시료포집 과 시료, 3)
채취시 탄별 농도에 른 과
도를 살펴보았다.
본 연구 목 향후 탄 개
고자 요 인 보를
악 여 공 고 존 상용,
탄 품 착특 악해
보고 시약용 매 는 탄,
착특 목 실시
었다.
연 방법.Ⅱ
실험재료1.
연구 주요 상 질 는 사업장에
리사용 고 해 이높아사용에있,
어 매우 민감 질 상 다.
시험 질 는 실험에 는 ben-
일 합zene, toluene, o-xylene
후 사용 고 과 실험에 는,
사용 다toluene .
탄 본 용 착
에 합 것 평가 어 리 사용
고있다 본연구 실험용 사용.
탄 작업 경 에 용
착 리 사용 고 있
는 품 탄 앞20-40 mesh
과 뒷 구분(100 ) (50 )㎎ ㎎
탄 가지 #226-01GWS, SKC Corp.
U.S.A #801935, SENSIDYNE Corp.
를사용 다 시약용 탄U.S.A .
탄 에사용 탄 입자크
같 크 를 가진 품인 사Aldrich
Activated Carbon (Darco , 20-40 mesh,Ⓡ
이용 여앞catalog No. 24,224-1) (100
과뒷 구분 여자체 작) (50 )㎎ ㎎
탄 사용 다.
탄 착능 시험 여
존 상용 품과 자체 작 시
험용 탄 사용 다 시험용.
탄 용 용량 탄 에 시600㎎
약용 탄 충진 는 법 조
다.
실험방법2.
실험실에 탄 시료채취효
10 야 용 임 병⋅ ⋅ ⋅
탄 착능 평가 해 는
용 농도 가 일 게 지
어야만 다 이러 실험 여알.
고있는농도 공 시료를연속
조 는 가스 생장 를 Figure 과1
같이 작 다 가스 생장 에.
일 공 농도를만드는 법 다
과 같 과 통해 이루어진다.
공 공 장(1)
공 장 건조 가 부착 air
에 만들어진 시험용 공compressure
는 량조(dry air) (0-50 /min, Dwyerℓ
에 약 량RMC-104) 37 /minℓ
공 며 이시험용공 에 습도를, 50 ±
가 지 도 조 해 욕2 %
조가 어 있는 습도조 장 를 통
과 여 용 공 가 합 는 합
조 이동 게 다.
습도조 장(2)
합조 습도는 사General Eastern
습도계 를 이용 여 고(model 850) ,
이 신 를 아 습도조 장 욕조
도가 조 써 일 습도가
지 도 다.
(3) 용 공 공 지농
도 조
용 는 미량주사 펌 (SegeTM
에 일 량Pump model M365, Orion)
상부에있는알루미mixing chamber
늄 가열 (flash evaporator, Aldrich
공 다 용 농도#Z11737-4) .
가일 게 지 해 는가열
도가일 게 지 어야 며 도를
조 해 압조 (Slide darks,
를사용 다Dealim Electric Ltd, Korea) .
가열 에 용 는 공 압축
부 공 시험용 공 함께
에mixing chamber (30cm×40cm×40cm)
골고루 합 며 이 합 공 는, test
이동 여chamber (60cm×60cm×70cm)
용 농도가일 게 지 도
계 었다.
시료채취(4)
시료채취는 에 이루어지test chamber
며 에 시료채취효 알아보,
해 (WSES, A2V12C38TST-1,
달아 압조 를Taiwan)
조 다0.3m/sec(0.17-0.51m/sec) .
습도 열 풍test chamber
속계(Kanomax 24-6111, Kanomax, Japan)
평가 다.
용 농도 인(5)
에 용 농도는 실Test chamber
시간 모니 링 장 인 Photoacoustic
Multigas Monitor(Model 1312, Annova,
에 장착 심Denmark) UA0987 (
장 를 이용해 실3.4 , LOD 0.04ppm)㎛ ：
시간 인 다 실험에 요.
용 농도 에 실시Multigas Monitor
간 검출 결과를 인 후 시험용
공 가열 도 그리고 용
주입량 조 여 일 농도 만들
었다.
포집용량 시료포집(1)
실험실에 공 용 농도
가 일 게 지 어야 에 test
내 농chamber benzene, toluene, o-xylene
도는 실시간 모니 링 장 인 Multigas
에Monitor(Annova, Model 1312, Denmark)
장착 심 장UA0987 ( 3.4 ,㎛
를 이용해 실시간LOD 0.04ppm)：
인 다 실험에 요 용 농.
도는 에 실시간 검Multigas Monitor
출 결과를 인 후시험용공 가
열 도 그리고 용 주입량
조 여 일 농도(benzene 1ppm,
만들어toluene 10ppm, o-xylene 10ppm)
시간 별 (15min, 30min, 60min, 120min)
포집 다 시료포집. benzene, toluene,
개인시료 채취o-xylene (GilAir
에sampler, Gilian Instrument Corp., U.S.A)
국내에 가장 많이 사용 고 있는
탄 과 사(SKC Corp. U.S.A) Aldrich Act-
ivated Carbon(Darco , 20-40mesh, catalogⓇ
이용 여 앞 과No. 24,224-1) (100 )㎎
뒷 구분 여 조 탄(50 )㎎
연결 여 0.19 량0.21 lpm
포집 다.
시료채취시 과 상(2)
탄 종 에 라 과농도를알아
보 여 본 실험에 는 상 질
며 내toluene , test chamber
농도는 실시간 모니 링 장 인toluene
Photoacoustic Multigas Monitor(Annova,
에 장착Model 1312, Denmark) UA0987
심 장 를( 3.4 , LOD 0.04ppm)㎛ ：
이용해 실시간 인 다 실험에.
요 용 농도는 Multigas Monitor
에 실시간 검출 결과를 인
①Compressed air filter and regulator panel ②Air flow regulator Air flow meter③④Humidity generator ⑤Humidity sensor ⑥Flash evaporator ⑦Device to circulateair and control of air velocity ⑧Air sampling pumps and charcoal tubes Multigas⑨monitor Computer⑩
용 용 시료채취 개 탄 능검 에 연구 11
후 시험용 공 가열 도 그리고
용 주입량 조 여 농도를
20ppm, 50ppm, 100ppm, 200ppm, 400ppm
만들어 포집 다 시료 포집.
개인시료채취toluene (GilAir sampler,
에Gilian Instrument Corp., U.S.A) #226-
01GWS, SKC Corp. U.S.A #801935,
과 사SENSIDYNE Corp. U.S.A Aldrich
Activated Carbon(Darco , 20-40 mesh,Ⓡ
앞 과뒷 구catalog No. 24,224-1)
분없이 리 에 주입 여각각600mg
탄 조 여개인시료채취
(GilAir sampler, Gilian Instrument Corp.,
에 연결 여U.S.A) 0.98 량1.2 lpm
포집 면 탄별 농도에 른
과 도를 살펴보았다 이 결과는 질.
평 식 이용 여 착능 평가
다.
과곡 식과 탄 착용량①
계산
일 과 상 명 해
는 다 과 같이 질이동평 식
부(mass transfer balance equation)
도 이Reaction Kinetic(RK) equation
합 다고알 있다(Wood 1994; Verm-
eulen et al., 1984).
ρβ
········································ 식1
과시간(breakthrough time, min)：
탄 당 착용량1g (equilibrium：
adsorption capacity, g/g carbon)
탄량(weight of carbon adsor-：
bent, g)
시험농도(challenge concentration,：
g/cc)
량(air rate, ml/min)：
ρβ 탄 도(bulk density of the：
charcoal tube, g/cc)
착 계 (adsorption rate coeffici-：
ent, min-1)
과농도(exit concentration, g/cc)：
식 과농도1 , 여 리 면
식 같다2 .
=
ρβ
· ······· ········ ······· ········ ······· ··· 식2
과 를다 과 같이 리 면식
는식 과같이 개 미지변 함2 3 2
식이 다.
,ρβ
·· ·· ·· ··· ·· ·· ·· ·· · 식3
여 에 미지변 과 는 실험
에 얻 과곡 도 부 curve fitting
사program(jandel Scientific SigmaPlot)
이용 여 과시간(tb 별 과농도) (Cx)
에 여 식 만족시키는
착용량(We 과 착 계) (kv 값 구)
있 며 각농도에 착용량 산,
출 면 착등 곡 식 이용 여
탄 농도별 착용량 악 있다.
착등 곡 식②
탄 착용량 시험농도 함
이며 농도별 착용량 식 모델,
여러가지가개 어있다 본연구에.
는 과실험 결과 과농도가시험농
도 에이를 지 체 과곡100%
도를얻었 므 이러 자료에 합
착등 곡Dubinin/Radushkevich(D/R)
식 용(adsorption isotherm equation)
다(Dubinin, 1975).
ρρ
··························· ················ 식4
착용량(equilibrium adsorption：
capacity, g/g carbon)
carbon micropore volume, cc/g：
Liquid density of absorbate, g/cc：
empiricl coefficient, t：
ρ partial pressure at：
ρ saturation vapor pressure at T(°K)：
molar polarization：
ideal gas constant：
s absolute temperature：
장안(3)
시료보 에 탄 앞 에 착
었 용 가 뒷 이동 는 경우
과 상과 구분이 안 므 이런 이동
상 악 는것 요 다 일단 착.
었 용 가탈착 어 탄 뒷
이동 향 주는인자가 탄
에 착 용 양 보 시간과 도등,
이다 등 도가 요 요인(Rose , 1982).
고 는 것 도에 라 용
증 압이 달라지 이다 탄.
시료 시간과 보 법에 른 안
검증 실험 사Aldrich
Activated Carbon(Darco , 20-40 mesh,Ⓡ
이용 여앞catalog No. 24,224-1) (100
과 뒷 구분 여 탄) (50 )㎎ ㎎
조 여 benzene, toluene, o-xylene
합 후 탄1:20:20
앞 에 미량주사 (Exmire microsyringe,
를이용 여ITP Corporation, Japan) 4㎕
씩주입 후시료를상 냉장실 냉8 , ,㎕
동실에 각각 보 면 시료를 조
날에 일 주 주 주째 는날보1 , 1 , 2 , 3
장소별 작 개씩 추출 여6
탄 앞 과뒷 각각분 며
보 장소 도는 과 같다Table 1 .
탄 이용 향족 탄 소
분 NIOSH Method 1500
법에 여시료를채취 고분
다 시료 탈착 앞 과(NIOSH. 1994).
뒷 분리 후 이황 탄소, (Crown
guaranteed reagents, Yakuri Pure Chemicals
Category Temperature( )℃
Room TemperatureRefrigeration
Freezing
20.0 ± 0.53.5 ± 0.8-14.8 ± 1.0
12 야 용 임 병⋅ ⋅ ⋅
탈착 다 탈착Co., LTD, Japan) 1 .㎖
시료는 불 이 검출 가 부착
가스크 마토그래 (Gas chromatograph-
Flame Ionization Detector(GC/FID), Model
Agilent 6890N, Agilent Technologies, USA)
분 며 가스크 마토그래
분 조건 같다Table 2 .
연 결과 및 고찰.Ⅲ
농도수준에서 성탄 과1. SKC
시험 성탄 한 성탄
과 비 시험
합Benzene, toluene, o-xylene
용 조건에 농도 노출 약
에 탄 과 시험1/10 SKC
탄 조 탄 동시에시료
를채취 여분 결과는 과같Table 3
이나타났다 시험 탄 조.
탄 결과가 탄 과SKC
여 약간 과소 평가 는 경향 보 지만
특이 게다른결과가나타나지는않았
며 통계 탄 간에는 차이,
가 없는 것 나타났다.
과 같이 탄 시Table 3 SKC
험 탄 뒷 에 는(back section)
이 검출 지 않benzene, toluene, o-xylene
았다 이것 탄 시험. SKC
탄 조 탄 시료를채
취 는 동안 앞 에 공(front section)
모 착benzene, toluene, o-xylene
었다는것 보여 다 라 시험.
탄 조 탄 이약간과소평
가 것 탈착효 과 같 계통 차
에 것 추 며 이는충분히보,
가능 차 탄이나 탄
자체에는 가 없는 것 평가 다.
고농도에서 성탄 과시2. SKC
험 성탄 한 성탄 과
비 시험
는 이Table 4 benzene, toluene, o-xylene
각각약 이 합8ppm, 90ppm 70ppm
에 분 분 분 동안 시료를15 , 30 , 60
채취 결과이다 에. SKC charcoal tube
는 에back section benzene, toluene,
이 검출 지 않아 과 상이 일o-xylene
어나지 않았 알 있지만 test
조 탄 에 는charcoal(TC) 30
분 동안 시료를 채취 경우 back section
에 과 이검출 시작benzene toluene
여 과가 일어난다는 것 인
있다 분 동안 채취 시료에 는. 60
경우 에는 거 남benzene front section
아있지 않고 부분 이back section
동 거나 히 과 어(migration)
나갔 알 있 며 경우도, toluene
도가 과 어 나50% back section
갔 알 있다.
면에 과가 이루어o-xylene
지지 않았 알 있다 이것. o-
이상 분자량이크고xylene
(-CH3 가지 가 많아 탄 미)
공에 착이 잘 일어나고 착 이
커 이나 과benzene toluene
인 것 보인다 이러 상. test
이상 착용량charcoal(TC)
가지 에 나타나는 것 보이
며 착용량 과 지는, SKC
차이가 없 나 착용량charcoal tube
과 는범 에 는분자량이작거나
구조가단 고간단 질이
과 고 있 보여주는 것이다.
이러 결과는일 인 탄 착
용량 악 지 않고 시험용
탄 이나 산식 시료채취 를 조
경우 차를 도있 암
시 다 특히 이 크거나 분자량이.
작 질과 구조가 단
질 경우 과가 일어나
에과소평가 험이크다는 에
상당 주 를 요 다고 보여진다 를.
들어 보통농도가낮 이, benzene toluene
과 과 합 어 있다면 착용량o-xylene
이충분 지않다면 이가장과소benzene
평가 험이크다는것 미 다 그.
러나 합benzene, toluene, o-xylene
용 경우 실 건강상 험,
이 가장 크다는 에 용benzene
용시료채취 조시 탄 착용
량에 특히 주 해야 것이다.
Variance Conditions
InstrumentDetectorInjectorColumn
Carrier Gas
Flow RateSplit Ratio
Injector VolumeDetector TemperatureInjector TemperatureOven Temperature
Agilent 6890N Gas Chromatograph USAFID(Flame Ionization Detector)
Capillary Split ModeDB-VRX(60m×0.25mm×1.4 )㎛
Nitrogen
1.2 /min and 2.0 /min㎖ ㎖25 1：1 ㎕220 ℃250 ℃100 ℃
15 min-sampling 30 min-sampling 60 min-sampling
front section back section front section back section front section back section
Benzene
SKCMeanSD
CV(%)
8.30.56.5
N.D--
8.30.33.8
N.D--
8.60.22.7
N.D--
TCTMeanSD
CV(%)
8.20.45.1
N.D--
8.00.810.1
2.00.945.0
1.00.114.7
5.51.221.5
Toluene
SKCMeanSD
CV(%)
88.06.37.2
N.D--
88.02.83.2
N.D--
89.53.74.1
N.D--
TCTMeanSD
CV(%)
90.34.44.9
N.D--
90.32.62.8
2.42.398.7
47.75.411.3
42.99.021.0
o-Xylene
SKCMeanSD
CV(%)
70.95.17.2
N.D--
70.92.33.3
N.D--
69.43.44.9
N.D--
TCTMeanSD
CV(%)
73.33.54.7
N.D--
73.33.04.1
N.D--
71.34.25.9
N.D--
용 용 시료채취 개 탄 능검 에 연구 13
15 min-sampling 30 min-sampling 60 min-sampling 120 min-sampling
frontsection
backsection
frontsection
backsection
frontsection
backsection
frontsection
backsection
Benzene
SKCMeanSD
CV(%)
0.90090.03073.4025
N.D--
0.63420.04787.5299
N.D--
0.48000.03076.3895
N.D--
0.35110.01042.9695
N.D--
TCTMeanSD
CV(%)
0.86630.01011.1691
N.D--
0.59230.01502.5392
N.D--
0.52190.04498.6067
N.D--
0.33530.01434.2683
N.D--
Toluene
SKCMeanSD
CV(%)
6.72490.18002.6766
N.D--
7.58420.18652.4592
N.D--
8.88520.18952.1328
N.D--
3.82370.08292.1685
N.D--
TCTMeanSD
CV(%)
6.76900.07251.0710
N.D--
7.37110.05870.7957
N.D--
8.71080.19042.1855
N.D--
3.73420.18815.0361
N.D--
o-Xylene
SKCMeanSD
CV(%)
5.98810.08141.3595
N.D--
6.83140.23693.4680
N.D--
8.30880.24292.9231
N.D--
3.83820.21525.6075
N.D--
TCTMeanSD
CV(%)
5.84710.11201.9150
N.D--
6.77790.08601.2694
N.D--
8.06540.21352.6471
N.D--
3.87920.23346.0178
N.D--
Breakthrough time. (min)
0 100 200 300 400 500
Bre
akth
roug
h C
on
c. (p
pm
)
0
50
100
150
200
250
SKCSensidyne
testChallenge
Breakthrough time. (min)
0 200 400 600 800 1000 1200
Bre
akth
rou
gh C
onc. (p
pm
)
0
20
40
60
80
100
120
SKCSensidynetest
Challenge
Breakthrough time. (min)
0 1000 2000 3000 4000
Bre
akth
rough
Conc. (p
pm
)
0
5
10
15
20
SKC
Sensidyne
test
Challenge
Breakthrough time. (min)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Bre
akth
rou
gh C
onc. (p
pm
)
0
10
20
30
40
50
60
SKC
Sensidyne
test
Challenge
14 야 용 임 병⋅ ⋅ ⋅
3. 각 시험농도에서 흡착용량 및
흡착 계수
탄 착용량 악 여
toluene 20, 50, 100, 200 400ppm 에
가지 품 탄 가지고앞
과 뒷 구분없이 탄600㎎
조 다 약 량 동시에1 lpm
과실험 실시 다. Figure 2, Figure
에 보는3, Figure 4, Figure 5, Figure 6
같이 과가 일어나는 지 살펴
보면 에 는20ppm SKC charcoal
약 분 이후 약1,500 , Sensidyne charcoal
분이후 에 는1,300 , test charcoal(TC) 600
분 이후에 과가 일어나고 있다. 50ppm
에 는 약 분 이SKC charcoal 700
후 약 분 이후, Sensidyne charcoal 630 ,
에 는 분 이후에test charcoal(TC) 300
과가 일어나고 있다 에 는. 100ppm
약 분 이후SKC charcoal 400 , Sensidyne
약 분 이후charcoal 310 , test charcoal
에 는 분 이후에 과가 일어나(TC) 180
고 있다 에 는. 200ppm SKC
Breakthrough time. (min)
0 100 200 300 400
Bre
akth
rou
gh
Conc. (p
pm
)
0
100
200
300
400
SKC
Sensidynetestchallenge
용 용 시료채취 개 탄 능검 에 연구 15
약 분 이후charcoal 250 , Sensidyne
약 분 이후charcoal 190 , test charcoal
에 는 분 이후에 과가 일어나(TC) 120
고 있다 에 는. 400ppm SKC char-
약 분이후coal 160 , Sensidyne char- coal
약 분이후 에 는120 , test charcoal(TC)
분 이후에 이미 과가 일어나 시작80
고 있다.
라 이 결과 보면 Sensidyne
탄 탄보다는약간 착용량SKC
이 떨어지는 것 나타났지만 큰 차이
는없었다 탄 탄 에. test SKC
충진 보다 착용량이 약charcoal
에 지 않는다는 것 알 있다.
탄 과실험 부 얻 결과는
Figure 2, Figure 3, Figure 4, Figure 5,
에 같이 가스나 증 가 착Figure 6
를 통과 인 과 상이
나타났다 이러 결과는 질이동평.
식 용에매우 합 며실
실험결과 부 도 과곡 (Figure
2, Figure 3, Figure 4, Figure 5, Figure 6
실 부분 실험에 값과 거)
일 다 과가 일어나 시작 직.
후 탄이 거 포 상태에 이른 지
에 이 인 과곡 식과실험
통 과곡 벽 게 일 지
않고 미 차이가 나타났는데 이러,
차이는주 탄 리 인구조나
불균일 탄 충진 인 여시험
공 가 탄 통과 탄 앞
부 벽 게 포 지 않 인
것 추 다(McBain, 1932).
체 인 과농도 는 이 식
과 사 므 연결 는식
만족 는곡 산출 여식 미1 1
지 변 인 착용량 과 착(We)
계 를 계산 다 종(Kv) .
탄에 여각각 시험농도별 산출
착용량과 착 계 는 같다Table 5 .
흡착등 곡선식과 시험농도별 흡4.
착용량
에 보는 같이실Table 5
탄 착용량 시험농도에 라달라진
다 이 같이 착농도가시험농도 함.
이므 시험농도별 착용량
여러가지 모델들이 시
어 다 본연구에 는실험 통 여.
과곡 도100 % (full break-
를 얻었 므 과곡 도through curve)
용에 가장 합 Dubinin/Radush-
착등 곡 모델 용kevich(D/R)
다식 참고( 4 ).
Figure 7 SKC, Sensidyne, test charcoal
에 여 에 본 같 실험Table 5
결과에 여 Dubinin/Radushkevich(D/R)
착등 곡 식 용 여 얻 등
착모델이다. SKC, Sensidyne, test charcoal
에 여 착등 곡 식(TC) D/R
부 산출 미 공 부 는(Wo)
SKC charcoal 0.687 cc/g, Sensidyne
charcoal 0.504 cc/g, test charcoal(TC) 0.419
cc/g SKC > Sensidyne > test
나타났다 탄 미 공 상. (b')
는 SKC Charcoal 1.0485 ×10-4, Sensidyne
charcoal 1.2574 ×10-4, test charcoal(TC)
2.6696×10-4이었다 이상 부 시험농.
도가 낮아짐에 른 착용량 감소 이
test charcoal(TC) < Sensidyne charcoal <
나타났다SKC charcoal (Figure 7).
Challenge Concentration Flow rate Adsorption capacity, (we) Adsorption rate coefficient, (kv)
Level(ppm) Actual(ppm) (Lpm) (g/gC) (min-1)
charcoal tube SKC
2050100200400
15.4346.03101.22202.16346.03
1.0171.0021.0201.0071.020
0.21530.27340.32460.37900.4105
1807834414526465525974294218379233599423997816
charcoal tube Sensidyne
2050100200400
15.1545.94100.61201.55347.69
1.0171.0031.0101.0191.030
0.17460.23930.25260.29390.3112
2297945764124478611505727882996614829426926863
charcoal tube test
2050100200400
15.2145.61100.47201.18345.44
1.0170.991.021.0281.02
0.07470.10780.14090.17970.2044
2707648963037920422755934177938930907639224104
16 야 용 임 병⋅ ⋅ ⋅
에 시험농도 별 탄Figure 7
착용량 변 를 살펴보면 높 농
도 에 는 탄 착용량이
높 에 지 지만 이보다 낮
농도 에 는 착용량이 감소 는
것 알 있다 이러 특 모든.
탄 착에 나타나는 인특
이다 냐 면 탄에 증 가 착.
는 원리는 단 산에 것이므 시
험농도가낮 즉 탄 미, ,
공과 외부 농도 구 가 작 경우에는
산속도가 낮고 산량이 며 미,
공 산 증 분자 도가일
이상 높지않 면 축이일어나
지 않아 다시 외부 나 있
이다 그러므 농도가 낮거나 분자.
량이작아 탄 미 공 산
증 가 잘 축 지 않거나 재 산 어
과가 일어나 쉬운 질에 해 는
착 는데에는미 공 크 가작
특 가진 탄이 효과 이다(
용, 1998).
본 연구에 는 향후 용 용 시료채
취 국산 를 해 는 여러 가지
탄에 농도별 착용량에
연구가 요 다는 보여주
었다.
안 성5.
공 용 농도를 게
여 시료보 시 시간과 보
도에 른 안 평가 해 상
냉장 냉동(20.0 ± 0.5), (3.5 ± 0.8), (-14.8
실에 시료를 보 면 일 일± 1.0) 1 , 7 ,
일 일보 후실시 장안14 , 21
결과는 과 같다Table 6 .
매 분 시 각각 보 장소에 4㎕
개 개 시료를/sample 3 , 8 /sample 3㎕
작 추출 다 탄 앞 과,
뒷 각각분 다 시료를포집.
여 일 동안 보 후 결과는상1 9
4 냉장101%, 96 냉동100%, 94 101%
도 나타났고 일 동안 보 후, 7
결과는상 93 냉장99%, 95 냉103%,
동 92 도 나타났고 일 동안99% , 14
보 후 결과는상 92 냉장99%,
94 냉동100%, 93 도 나타났99%
며 일동안 보 후 결과는상, 21
92 냉장102%, 95 냉동101%, 91
도 나타났다 본 실험결과에105% .
는보 시간과 도에 른큰변이는나
타나지 않았다.
결.Ⅳ
용 용 시료채취 구 핵심 충
진재인 탄이다 탄 이나 산식.
시료채취 조에있어 가장 요
특 가진 탄
사용해야 다 일 인 용 시료.
채취용 리사용 는 탄
앞 과뒷 에 탄 각각 과100㎎
충진 고 암면 분리 고50㎎
해놓 매우간단 구조를가지고있
에 국산 가 충분히 이루어질 있
지만 그러 시도가이루어진 별,
없다 다만 국내일부에 산식 시료채.
취 작 몇차 시도 있
나 지 지 탄이나 산식 시료채,
취 용 탄 능에 해 는검증해
본 이없다 라 본연구에 는상용.
탄 (SKC, Sensidyne)
착특 악해 보고 시약용 매,
는 탄 착특 여다
과 같 연구결과를 얻었다,
합1. Benzene, toluene, o-xylene
용 조건에 농도 노출
약 에 탄 과 시험1/10 SKC
탄 동시에시료를채취 여분
결과 시험 탄 결과가, SKC
탄 과 여 약간 과소 평가 는
경향 보 지만 통계 탄,
도에는 차이가 없는 것 나
타났다.
합2. Benzene, toluene, o-xylene
용 조건에 농도 노출
에 탄 과시험 탄SKC
동시에 시료를 채취 여 분 결과,
착용량 과 는 범 에 는 과
인 여 과소 평가 었다 이러 상.
시험 탄 이상 착용
량 가지 에 나타나는 것 보
이며 착용량 과 지는,
탄 과차이가없 나 착용량SKC
과 는범 에 는분자량이작거나
구조가단 고간단 질이
과 는 것 인 다.
용 용시료채취 조를3.
여 탄 사용 고자 경우
We = WodLexp[-b'WoPe-1.8
R2T
2(ln{p/psat})
2]
Challenge Concentration. (ppm)
0 100 200 300 400
Ad
so
rpti
on
Cap
acit
y, W
e(g
/g c
arb
on
)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
SKC
Sensidynetest
용 용 시료채취 개 탄 능검 에 연구 17
처리가 지않 시약용공업용/
탄 용량 상용 품(SKC, Sensidyne)
탄 보다 도 낮게 나타났고50% ,
실험결과 탄 도는 충진
탄 착용량이 요 요인임
인 다.
라 국산 개 시에는4. Sampler
를 거쳐 고도Reactivation Process (600 )℃
재 를시키거나 충진량, charcoal
증가시키거나 드시, Back Section
보강 여야 것 단 다.
CategoryDuration(days)
No
Spiked Amount( )㎍
Benzene Toluene o-Xylene
85.3( )/㎍sample
170.5( )/㎍sample
1687.8( )/㎍sample
3375.6( )/㎍sample
1697.6( )/㎍sample
3395.1( )/㎍sample
Room Temperature
1 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
86.4±1.50.017101.3
165.1±1.20.00796.8
1693.8±25.80.015100.4
3323.2±29.40.00998.4
1588.0±25.10.01693.5
3264.2±45.50.01496.1
7 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
82.1±0.50.00796.2
158.1±0.40.00392.7
1674.4±35.70.02199.2
3282.5±12.10.00497.2
1573.9±11.90.00892.7
3061.5±15.20.00590.2
14 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
83.9±0.50.00698.3
167.7±1.50.00998.4
1667.7±13.70.00898.8
3310.5±16.20.00598.1
1567.1±3.10.00292.3
3200.9±8.00.00394.3
21 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
86.8±0.70.008101.7
159.0±10.60.06793.3
1637.7±2.10.00197.0
3282.5±25.00.00897.2
1555.6±6.80.00491.6
3206.2±57.40.01894.4
Refrigeration
1 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
84.2±0.70.00898.7
167.9±3.90.02398.5
1687.0±58.20.034100.0
3361.5±78.70.02399.6
1624.8±8.90.00595.7
3309.0±75.10.02397.5
7 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
85.4±0.40.004100.1
167.6±0.60.00498.3
1681.5±31.60.01999.6
3474.4±10.80.003102.9
1618.9±17.40.01195.4
3267.2±10.00.00396.2
14 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
85.1±1.50.01799.7
167.7±1.00.00698.4
1667.9±31.80.01998.8
1667.7±13.70.00898.3
1612.8±15.70.01095.0
3180.9±11.00.00393.7
21 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
82.1±1.60.02096.3
163.6±1.70.01096.0
1668.6±52.40.03198.9
3399.7±94.20.028100.7
1614.7±39.00.02495.1
3258.9±91.30.02896.0
Freezing
1 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
85.9±1.90.022100.7
168.6±2.90.01798.9
1679.6±39.70.02499.5
3373.6±48.60.01499.9
1592.3±40.20.02593.8
3342.9±47.70.01498.5
7 3Mean±SD
CVRecovery rate(%)
82.2±1.20.01596.4
161.8±8.80.05594.9
1666.9±20.00.01298.8
3346.0±178.10.05399.1
1562.1±29.40.01992.0
3288.9±23.80.00796.9
14 3Mean±SD
CVRecoveryrate(%)
84.0±0.50.00698.4
169.1±0.60.003699.2
1654.7±12.60.00898.0
3330.5±10.50.00398.7
1572.0±15.80.01092.6
3295.9±15.80.00597.1
21 3Mean±SD
CVRecoveryrate(%)
89.2±1.50.017104.6
175.1±1.80.010102.7
1653.1±27.00.01697.9
3325.1±23.00.00798.5
1552.3±15.00.01091.4
3207.1±32.60.01094.5
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