메탄의 대기 배출량을 저감시키는 매립지 복토층의 메탄 산화능력에 관한 연구

Methane Oxidizing Capacity of Landfill Cover Soils to Reduce Atmospheric Methane Emissions

  • 투고 : 2004.06.02
  • 심사 : 2004.08.05
  • 발행 : 2004.08.31

초록

매립지에서 배출되는 메탄가스는 이산화탄소에 이어 두 번째로 많이 배출되는 지구온난화 가스이지만 열을 흡수하는 능력에 있어서는 이산화탄소 보다 25에서 35배 정도 더 크기 때문에 지구 온난화 현상에 대한 메탄가스의 영향은 중요하다고 할 수 있다. 매립지로부터 배출되는 메탄가스는 호기성 상태의 매립지 복토층을 통과 할 때 산화될 수 있으므로 매립지 복토층은 메탄가스의 배출을 저감시키는 바이오필터의 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 batch 실험을 통하여 매립지 복토층에서의 메탄산화속도에 대한 토양수분과 온도의 영향을 연구하였다. 최대 산화속도는 토양수분 15%(w/w), 배양온도 $35^{\circ}C$의 환경조건에서 $1.03{\mu}mol\;CH_4g^{-1}soil\;h^{-1}$으로 나타났다. 이러한 실험결과를 이용하여 토양수분과 온도를 함수로 하는 회귀모형을 개발하였다. 또한 전국에 4 군데 지역을 선발하여 각 지역의 토양수분과 온도 데이타를 수집하고 개발된 모형을 이용하여 각 지역에 위치하고 있는 매립장에서의 월 평균 메탄산화량을 예측하였다. 예측 결과 환경조건이 양호한 지역의 매립지 복토는 메탄의 배출량을 저감시킬 수 있는 효율적인 바이오필터의 효과를 가지지만 환경조건이 불리한 지역의 매립지 복토에서는 바이오필터의 효과가 크지 않는다고 할 수 있다.

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참고문헌

  1. Ahn, Y.M., Kim, J.Y., Nam, K., and Yoon, S.P., 2002, Enhanced methane oxidation technology by methanotrophs in solid waste landfills, The 2nd Asian Pacific Landfill Symposium Proceedings, 482-488.
  2. Boeckx, P., Cleemput, O.V., and Villaravo, I., 1996, Methane emission from a landfill and the methane oxidizing capacity of its covering soil, Soil Biology & Biochemistry, 28, 1397-1405. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(96)00147-2
  3. Bogner, J., Spoakas, K., Burton, E., Sweeney, R., and Corona, V., 1995, Landfills as atmospheric methane sources and sinks, Chemosphere, 31, 4119-4130. https://doi.org/10.1016/0045-6535(95)80012-A
  4. Czepiel, P.M., Mosher, B., Crill, P.M., and Harriss,R.C., 1996, Quantifying the effect of oxidation on landfill methane emissions, Journal of Geophysical Research, 101, 16721-16729. https://doi.org/10.1029/96JD00222
  5. Christophersen, M., Linderod, L., Jensen, P.E., and Kjeldsen, P., 2000, Methane oxidation at low temperatures in soil exposed to landfill gas, Journal of Environmental Quality, 29, 1989-1997. https://doi.org/10.2134/jeq2000.00472425002900060036x
  6. IPCC, 1995, Second assessment Report: Climate Change.
  7. Jones, H.A. and Nedwell, D.B., 1993, Methane emission and methane oxidation in land-fill cover soil, FEMS Microbiology Ecology, 102, 185-195. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1993.tb05809.x
  8. Kightley, D., Nedwell, D.B., and Cooper, M., 1995, Capacity for methane xidation in landfill cover soils measured in laboratory-scale soil microorganisms, Applied and Environmental Microbiology, 61, 592-601.
  9. King, G.M. and Adamsen, A.P.S., 1992, Effect of temperature on methane consumption in a forest soil and in pure cultures of the methanotroph methylomonas rubra, Appl. Environ. Microbiol, 58, 2758-2763.
  10. Lee, J., Seo, D., and Lee, D., 2002, Methane oxidation capacity in landfill cover soil, sludge compost and rice hull, J. Korea Solid Waste Engineering Society, 19, 699-707.
  11. Parsons, M.L., 1995, Global warming: The truth behind the myth, Insight Books, New York, 159.
  12. Seo, D., Lee, D., and Kim, E.Y., 1997, Experimental study on methane oxidation rates by methaneutilizing bacteria in a landfill cover layer soil, J. Korea Solid Waste Engineering Society, 14, 525-530.
  13. Seo, D., Lee, J., Lee, D., and Kim, E., 2001, Methane oxidation rates in landfill cover soil and other materials, J. Korea Solid Waste Engineering Society, 18, 693-701.
  14. U.S. EPA, 1999a, U.S. methane emissions 1990-2020: Inventories, Projection, and Opportunities for Reductions, EPA/430/R-99-013.
  15. U.S. EPA, 1999b, Inventory of U.S. greenhouse gas emissions and sinks: 1990-1997, EPA-236/R-99/003.
  16. Vissher, A.D., Thomas, D., Boeckx, P., and Cleemput, O.V., 1999, Methane oxidation in simulated landfill cover soil environments, Environ. Sci.Technol., 33, 1854-1859. https://doi.org/10.1021/es9900961
  17. Whalen, S.C., Reeburgh, W.S., and Sandbeck, K.A.,1990, Rapid methane oxidation in a landfill cover soil, Applied and Environmental Microbiology, 56, 3405-3411.
  18. Yasushi, M., Hanashimn, M., Nagano, S., and Tanaka, A., 1993, Generation of greenhouse effect gases from different landfill types, Engineering Geology, 34, 181-187. https://doi.org/10.1016/0013-7952(93)90087-S