KR101603636B1 - 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러에 관한 것으로, 중간에 단면이 직사각인 관통공이 형성된 원통상 샘플러 커버(200)와; 상기 샘플러 커버(200)에 장착되어 유기오염물을 농축하는 폴리머를 올려 놓을 수 있는 본체(100)와; 상기 샘플러 커버(200)의 일단과 본체(100)의 일단을 잡아주는 상부 플러그(300) 및; 상기 샘플러 커버(200)의 타단과 본체(100)의 타단을 잡아주는 하부 플러그(300')로 구성되어 유기물농축 폴리머를 장착한 후, 토양 및 지하수에 핸드 드릴과 같은 장비로 뚫은 직경 1cm 이상되는 구멍을 통해 현장에 삽입할 수 있고, 오염물질의 분산에 의해 폴리머에 농축되는 현상을 응용한 수동형 샘플러(passive sampler)에 적용 가능할 뿐만 아니라 일반적으로 사용되는 토양 및 지하수 공극수 시료채취방법 보다 간편하게 오염물질의 농도를 측정할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.
Description
본 발명은 토양 및 지하수 공극에 존재하는 유기오염물을 농축하는 폴리머를 장착할 수 있는 샘플러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체, 샘플러 커버 및 양쪽 끝단의 플러그로 구성된 샘플러로 샘플러 본체에 요철이 있는 부분에 폴리머를 올려놓고, 직사각형 구멍이 뚫려 있는 샘플러 커버로 덮은 후 양쪽 끝단에 고정 플러그를 씌워 본체와 샘플러 커버를 밀착시켜 오염물을 샘플링하는 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러에 관한 것이다.
일반적으로, 휘발성 유기 오염물질에 의해서 지하수 및 토양이 오염되었을 경우, 그 오염지역의 지하수 및 토양시료를 채취하여 실험실로 운반한 후 그 오염성분 및 농도를 통상의 유기용매 추출법 혹은 soxlet 추출법으로 추출하게 된다. 그리고, 상기와 같은 방법으로서 추출한 오염성분 및 농도를 가스 크로마토그라피나 액체 크로마토그라피로서 분석하여 정량하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 방법을 사용할 경우, 토양시료 및 지하수 시료 채취에 드는 시간과 비용이 엄청나며, 휘발성 오염물질은 대기에 노출될 경우, 그 휘발특성으로 인하여 손실의 위험도가 매우 높아 정확한 오염도를 파악하기가 어려워진다. 또한 토양 및 지하수에 함유되어 있는 휘발성 물질의 손실을 방지하기 위해서는 고도의 전문지식과 다년간의 풍부한 경험이 요구된다.
일단, 토양시료 및 지하수 시료의 채취에 성공하더라도 그 시료의 실험실까지의 운반과정과, 그리고 실험실에서 해당 휘발성 유기오염물질을 추출하는 단계에서 엄청난 양의 오염물질의 손실을 초래하게 된다. 즉, 운반과정에서 시료의 보관방법, 그리고 시료 전처리 단계에서 시료의 보관상태가 양호하더라도 시료보관 용기의 마개를 여닫을 때, 휘발성 유기 오염물질은 통상적으로는 적게는 20%, 많게는 85% 정도까지 휘발성 오염물질을 손실하게 된다.
따라서, 상기와 같은 종래의 방식은 휘발성 유기오염물질의 손실이 크게 되어 정확한 오염농도의 측정이 불가능하다는 문제점을 갖는 것이다.
이러한 실정을 고려하여 종래 개발된 기술로서 실용공개 제2000-0012726호의 "토양 중 휘발성 유기오염물질 시료채취 장치"가 공개실용신안 공보에 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
상기 실용공개 제2000-0012726호의 "토양 중 휘발성 유기오염물질 시료채취 장치"는 도 1에 도시한 바와 같이 휘발성 유기 오염물질에 의해서 지하수 및 토양이 오염되었을 경우, 그 오염정도를 정확히 파악하기 위하여 오염지역에서 오염물질을 채취하는 장치에 있어서, 도관(12)의 일측에 스크린(15)이 장착되고, 상기 스크린(15)이 지하토양으로 박히어 휘발성 유기 오염물질을 채칩하는 시료 채취구(10); 상기 도관(12)의 중간부분에 장착되어 도관(12)의 내부에 부압을 형성시킴으로서 휘발성 유기 오염물질이 도관 내부로 유입되도록 하고 이를 흡인하는 시료채취펌프(20); 및, 상기 시료채취펌프(20)의 후단에 장착되는 도관(34)의 타측에 중공형 케이스가 장착되고, 상기 케이스의 내부에는 제오라이트등의 흡착재를 구비한 흡착관(32)이 장착되어 휘발성 유기 오염물질을 포집하는 시료 포집구(30);를 포함하는 구성으로 이루어져 오염원이 발생된 토양 및 지하수에 대하여 직접 시료를 얻고 이를 가스 크로마토그라피등으로 이송시켜 오염농도 등을 측정할 수 있기 때문에, 시료의 휘발에 의한 손실을 최소화함으로써 정확히 오염농도를 정량화 할수 있고 정확한 측정결과를 얻을 수 있는 것이다.
그러나 상기 시료채취 장치는 펌프와 같은 것을 샘플러에 연결하여 토양공기를 active하게 흡입해야 하므로 반드시 펌프가 필요하다고 하는 단점이 있었다.
즉, 종래에 폴리머를 이용하여 입자 공극에 녹아 있는 유기오염물을 농축하는 샘플러는 주로 퇴적물을 대상으로 개발된 것으로서, 넓은 판 모양이거나 아주 얇은 막대 모양의 샘플러 들이 주로 사용되어 왔다.
넓은 판 모양의 샘플러는 일반적으로 드릴로 굴착을 하여 조사를 하는 토양 및 지하수 환경에 설치하기 적절하지 않은 단점이 있다.
아주 얇은 막대 모양의 샘플러는 토양 및 지하수 환경에 설치될 수 있으나, 부피가 매우 작아 충분한 양의 폴리머를 샘플러 안에 넣을 수 없다고 하는 결점이 있었다.
또한, 특허공개 제2009-0018282호의 유기오염물 시편 및 그 제조 방법이 특허공개 공보에 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).
상기 특허공개 제2009-0018282호의 유기오염물 시편 및 그 제조 방법은 도 2에 도시한 바와 같이 대기압 플라즈마 세정 장치의 성능을 평가 할 수 있는 표준화된 시편으로서, 시편에 사용할 유기물을 증착 시킬 PCB 시편과; PCB 시편에 증착 시킬 종류가 다른 유기용제와; 농도가 다른 각 유기용제를 포함하는 구성으로 이루어져 대기압 플라즈마 세정 장치를 이용하여 장비를 제작하는 업체나 그러한 장비를 이용하는 최종 고객은 더 좋은 품질의 장비를 제작, 획득할 수 있으며, 장비의 성능 유지 부분에서의 이점으로 장비의 획득/유지/보수/이용 등의 비용을 줄일 수 있는 것이다.
그러나 이러한 상기 특허공개 제2009-0018282호의 유기오염물 시편 및 그 제조 방법에 있어서도 넓은 판 모양의 샘플러는 일반적으로 드릴로 굴착을 하여 조사를 하는 토양 및 지하수 환경에 설치하기 적절하지 않은 단점이 있고, 아주 얇은 막대 모양의 샘플러는 토양 및 지하수 환경에 설치될 수 있으나, 부피가 매우 작아 충분한 양의 폴리머를 샘플러 안에 넣을 수 없다고 하는 문제점이 있었다.
더구나 국내 토양 및 지하수에서 빈번하게 발생하는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 및 에틸벤젠의 경우 폴리머에 농축이 많이 되지 않아, 더욱 많은 양의 폴리머를 장착할 수 있는 샘플러가 필요하다.
본 발명은 상기한 종래 기술들의 여러 가지 문제점 들을 해결하고자 발명한 것으로, 그 목적은 유기물농축 폴리머를 장착한 후, 토양 및 지하수에 핸드 드릴과 같은 장비로 뚫은 직경 1cm 이상되는 구멍을 통해 현장에 삽입할 수 있는 형태의 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 오염물질의 분산에 의해 폴리머에 농축되는 현상을 응용한 수동형 샘플러(passive sampler)에 적용 가능한 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 일반적으로 사용되는 토양 및 지하수 공극수 시료채취방법 보다 간편하게 오염물질의 농도를 측정할 수 있는 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러는 중간에 단면이 직사각인 관통공이 형성된 원통상 샘플러 커버(200)와; 상기 샘플러 커버(200)에 장착되어 유기오염물을 농축하는 폴리머를 올려 놓을 수 있는 본체(100)와; 상기 샘플러 커버(200)의 일단과 본체(100)의 일단을 잡아주는 상부 플러그(300) 및; 상기 샘플러 커버(200)의 타단과 본체(100)의 타단을 잡아주는 하부 플러그(300')로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 유기물농축 폴리머를 장착한 후, 토양 및 지하수에 핸드 드릴과 같은 장비로 뚫은 직경 1cm 이상(최대 3cm 미만)되는 구멍을 통해 현장에 삽입할 수 있고, 오염물질의 분산에 의해 폴리머에 농축되는 현상을 응용한 수동형 샘플러(passive sampler)에 적용 가능할 뿐만 아니라 일반적으로 사용되는 토양 및 지하수 공극수 시료채취방법 보다 간편하게 오염물질의 농도를 측정할 수 있는 각별한 장점이 있다.
도 1은 종래 토양 중 휘발성 유기오염물질 시료채취 장치의 구성도,
도 2는 종래 유기오염물 시편의 제작 개념도,
도 3은 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 사시도,
도 4는 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 본해 사시도,
도 5는 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 단면도이다.
도 2는 종래 유기오염물 시편의 제작 개념도,
도 3은 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 사시도,
도 4는 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 본해 사시도,
도 5는 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 단면도이다.
이하, 이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 사시도, 도 4는 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 본해 사시도, 도 5는 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 단면도로서, 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러는 중간에 단면이 직사각인 관통공이 형성된 원통상 샘플러 커버(200)와; 상기 샘플러 커버(200)에 장착되어 유기오염물을 농축하는 폴리머를 올려 놓을 수 있는 본체(100)와; 상기 샘플러 커버(200)의 일단과 본체(100)의 일단을 잡아주는 상부 플러그(300) 및; 상기 샘플러 커버(200)의 타단과 본체(100)의 타단을 잡아주는 하부 플러그(300')로 구성되어 있다.
상기 본체(100)는 1mm의 홈이 형성되어 이 홈에 유기오염물을 농축하는 폴리머가 재치된다.
상기 상부 플러그(300)는 단부에는 줄을 매달 수 있도록 고리(301)를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부 플러그(300')는 상기 샘플러 커버(200)와 본체(100)를 일체화시키면서 토양 및 지하수로 관입성을 증대시킬 수 있도록 원추 모양으로 하는 것이 바람직하다.
다음에는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러의 작용을 상세하게 설명한다.
본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러는 직경 1cm, 길이가 5cm이며, 토양 및 지하수 환경에 노출될 폴리머 면적이 3cm2인 몽단연필 모양의 샘플러이다. 유기오염물을 농축하는 폴리옥시메틸렌(POM; polyoxy methylene)이나 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethylsiloxane)와 같은 폴리머를 샘플러에 장착한 후, 토양 및 지하수 환경에 설치하면, 공극에 존재하는 유기오염물이 분산에 의해 폴리머에 농축되고, 일정시간이 흐른 후, 실험실로 샘플러를 운반하고 해체하여 폴리머만 유기용매(핵산, DCM)에 담가 농축된 유기오염물을 추출한 후, 분석기계를 이용하여 분석한다.
본 발명은 유기오염물을 농축하는 얇은 종이 형태의 폴리머[예컨대 폴리옥시메틸렌(POM; polyoxy methylene), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethylsiloxane)]를 1mm 의 홈이 파여 있는 샘플러 커버(200)에 올린 후 면적 3cm2 정도가 뚫려 있는 샘플러 커버(200)로 덮은 후에, 양쪽 끝단에 샘플러 커버(200)와 본체(100)를 일체형으로 만드는 상부 플러그(300)와 하부 플러그(300')를 끼운 후, 토양 및 지하수 현장의 직경 1cm 이상의 구멍에 삽입하여 유기오염물을 농축하게 된다.
샘플러 커버(200)의 몸통에는 약 1mm의 홈이 파여 있어 일반적으로 두께가 1mm 미만인 폴리머를 적절한 위치에 놓을 수 있도록 만들어져 있다. 샘플러 커버(200)는 본체(100)의 몸통에 밀착될 수 있도록 본체(100)의 몸통보다 직경이 약간 크며, 면적 3cm2(1cm × 3cm)의 구멍이 나 있어 토양 및 지하수가 폴리머와 접촉할 수 있도록 구성되어 있다. 샘플러 커버(200)의 몸통과 샘플러 커버(200)를 일체시키는 끝단 중 아래쪽은 토양 및 지하수에 관입이 잘되도록 원추 형태로 만들어진 하부 플러그(300')가 있고, 다른 한쪽에는 줄을 메달 수 있는 고리가 형성된 상부 플러그(300)가 설치되어 있다.
도 3은 본 발명의 연필모양 원통형 샘플러의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 연필모양 원통형 샘플러의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 연필모양 샘플러의 단면도이다.
샘플러는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플러 커버(200), 본체(100) 및 상부와 하부 플러그(300, 300')로 형성되어 있어 결합이 되면 원통형 형상으로 이루어지도록 형성된다.
샘플러 커버(200)와 본체(100)의 상측과 하측에는 원통의 축방향으로 절단 된 반원 형태(그림에서는 본체(100)는 180°보다 작은 각을 갖는 반원 형태로, 커버(200)는 180°보다 큰 각을 갖는 반원형태로 도시되어 있다.)로 형성되어 있고, 샘플러 커버(200)와 본체(100)가 결합되면 상측과 하측이 원형으로 결합되게 된다.
또한 샘플러 커버(200)의 상측과 하측사이는 폴리머가 유기오염물과 직접 접촉할 수 있는 개구부가 있는 원통으로 이루어진다.
또한 샘플러 커버(200)는 본체(100)의 원통형보다 지름이 크도록 형성되어 있어 본체(100)와 샘플러 커버(200)는 손쉽게 끼워지게 된다.
따라서 샘플러 커버(200)와 본체(100)가 결합된 후 상부와 하부 플러그(300, 300')를 고정시켜 본체(100)와 샘플러 커버(200)가 분리되지 않도록 고정하게 된다.
즉, 본원 발명의 연필모양의 샘플러는 상부와 하부 플러그(300, 300')를 통해 손쉽게 결합 및 분해가 가능하며, 본체(100)와 샘플러 커버(200)의 상, 하부가 반원형태의 원통형을 되어 있어 상부와 하부 플러그(300, 300')에 손쉽게 결합되며, 본체(100)와 샘플러 커버(200)가 끼워지도록 샘플러 커버(200)의 중앙부는 본체(100)의 중앙부보다 외경이 더 크며, 샘플러 커버(200)가 개구되어 있어 폴리머의 중앙부가 외부로 노출될 수 있어 직접적으로 유기 오염물을 추출할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 연필모양 원통형 샘플러의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 연필모양 원통형 샘플러의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 연필모양 샘플러의 단면도이다.
샘플러는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플러 커버(200), 본체(100) 및 상부와 하부 플러그(300, 300')로 형성되어 있어 결합이 되면 원통형 형상으로 이루어지도록 형성된다.
샘플러 커버(200)와 본체(100)의 상측과 하측에는 원통의 축방향으로 절단 된 반원 형태(그림에서는 본체(100)는 180°보다 작은 각을 갖는 반원 형태로, 커버(200)는 180°보다 큰 각을 갖는 반원형태로 도시되어 있다.)로 형성되어 있고, 샘플러 커버(200)와 본체(100)가 결합되면 상측과 하측이 원형으로 결합되게 된다.
또한 샘플러 커버(200)의 상측과 하측사이는 폴리머가 유기오염물과 직접 접촉할 수 있는 개구부가 있는 원통으로 이루어진다.
또한 샘플러 커버(200)는 본체(100)의 원통형보다 지름이 크도록 형성되어 있어 본체(100)와 샘플러 커버(200)는 손쉽게 끼워지게 된다.
따라서 샘플러 커버(200)와 본체(100)가 결합된 후 상부와 하부 플러그(300, 300')를 고정시켜 본체(100)와 샘플러 커버(200)가 분리되지 않도록 고정하게 된다.
즉, 본원 발명의 연필모양의 샘플러는 상부와 하부 플러그(300, 300')를 통해 손쉽게 결합 및 분해가 가능하며, 본체(100)와 샘플러 커버(200)의 상, 하부가 반원형태의 원통형을 되어 있어 상부와 하부 플러그(300, 300')에 손쉽게 결합되며, 본체(100)와 샘플러 커버(200)가 끼워지도록 샘플러 커버(200)의 중앙부는 본체(100)의 중앙부보다 외경이 더 크며, 샘플러 커버(200)가 개구되어 있어 폴리머의 중앙부가 외부로 노출될 수 있어 직접적으로 유기 오염물을 추출할 수 있게 된다.
실시예
실험실에서 깨끗하게 세척된 샘플러 커버(200)의 폴리머를 장착하고, 본체(100)를 샘플러 커버(200)에 넣어 상부 플러그(300)와 하부 플러그(300')로 막아 주어 샘플러 커버(200)와 본체(100)를 밀착시켰다. 알루미늄 호일에 잘 포장한 후, 현장에 가지고 가서 미리 드릴을 이용해 뚫어 놓은 구멍에 한쪽 끝이 얇은 줄로 묶인 샘플러를 내린다. 현장에서 1 ∼ 2일 정도 설치한 후 수거하여 실험실로 운반한다. 실험실에서 샘플러를 해체하고, 폴리머에 농축된 유기오염물을 용매추출한 후, 분석기계를 이용하여 유기오염물의 농도를 측정하였다.
그 결과 본 발명 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러로 토양 및 지하수 현장의 유기오염물을 용이하게 채취하여 그 농도를 간편하게 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한 정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
100 : 샘플러 커버 200 : 본체
300 : 상부 플러그 300' : 하부 플러그
300 : 상부 플러그 300' : 하부 플러그
Claims (4)
- 중간에 단면이 직사각인 관통공이 형성된 원통상 샘플러 커버(200)와; 상기 샘플러 커버(200)에 장착되어 유기오염물을 농축하는 폴리머를 올려 놓을 수 있는 본체(100)와; 상기 샘플러 커버(200)의 일단과 본체(100)의 일단을 잡아주는 상부 플러그(300) 및; 상기 샘플러 커버(200)의 타단과 본체(100)의 타단을 잡아주는 하부 플러그(300')로 구성된 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러에 있어서,
상기 본체(100)는 홈이 형성되어 상기 홈에 유기오염물을 농축하는 폴리머가 재치되고
상기 하부 플러그(300')는 상기 샘플러 커버(200)와 본체(100)를 일체화시키면서 토양 및 지하수로 관입성을 증대시킬 수 있도록 원추 모양이며,
상기 샘플러 커버(200)와 상기 본체(100)의 상부와 하부는 원통 축방향으로 절단되어 반원 형태로 형성되며,
상기 커버(200)와 상기 본체(100)가 끼워질 수 있도록 상기 샘플러 커버(200)는 본체(100)의 원통형보다 지름이 크도록 형성되며,
상기 샘플러 커버(200)의 상측과 하측 사이는 유기오염물과 직접 상기 폴리머가 접촉될 수 있도록 개구부가 형성되며
상기 상부 플러그(300)는 단부에 줄을 매달 수 있도록 고리(301)가 설치되며,
상기 샘플러 커버(200)와 본체(100)가 결합된 후 상기 상부 플러그(300) 및 하부 플러그(300')를 고정시켜 상기 본체(100)와 샘플러 커버(200)가 고정되며,
상기 샘플러 커버(200)와 상기 본체가 결합되면, 반원 형태로 구성된 상기 샘플러 커버의 상부와 하부가 원형으로 결합되며,
상기 폴리머는 유기오염물을 농축하는 종이 형태로 상기 샘플러 본체에 올려진 후 상기 샘플러 커버로 덮여지고,
상기 폴리머의 중앙부가 외부로 노출될 수 있어 직접적으로 유기 오염물을 추출할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는
유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러.
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| KR1020150105262A KR101603636B1 (ko) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | 유기오염물 농축을 위한 폴리머 장착이 가능한 연필모양 원통형 샘플러 |
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| KR (1) | KR101603636B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101766750B1 (ko) | 2017-02-15 | 2017-08-17 | 대구대학교 산학협력단 | 토양 및 지하수의 휘발성 유기화합물을 정량적으로 흡수하기 위한 도시미터 |
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2015
- 2015-07-24 KR KR1020150105262A patent/KR101603636B1/ko active IP Right Grant
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