• 한국환경과학회지
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• 제20권6호
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• pp.755-765
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• 2011

Nitrous oxide ($N_2O$) is one of six greenhouse gases listed up in the Kyoto Protocol, and it effects a strong global warming because of its much greater global warming potential (GWP), by 310 times over a 100-year time horizon, than $CO_2$. Although such $N_2O$ emissions from both natural and anthropogenic sources occur, the latter can be controlled using suitable abatement technologies, depending on them, to reduce $N_2O$ below acceptable or feasible levels. This paper has extensively reviewed the anthropogenic $N_2O$ emission sources and their related compositions, and the state-of-the-art non-catalytic and catalytic technologies of the emissions controls available currently to representative, large $N_2O$ emission sources, such as adipic acid production plants. Challengeable approaches to this source are discussed to promote establishment of advanced $N_2O$ emission control technologies.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1281-1286
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• 2008

하수처리과정에서 온실가스인 N$_2$O가 발생하는데, N$_2$O의 지구온난화 기여율은 CO$_2$의 310배에 달한다. 본 연구에서는 하수처리공정에 따라 온실가스 배출계수가 어떤 차이를 보이는지를 분석하기위해 운전 중인 4개의 하수처리공정을 대상으로 조사하였다. 배출계수 산정을 위한 시료채취는 Flux Chamber를 이용하였으며, N$_2$O 정량은 6 port gas sampling valve가 장착된 Agilent사의 GC로 분석하였으며, 검출기는 ECD를 사용하였다. 하수처리공정별 오염물질 유입 부하에 대한 N$_2$O 배출계수 산정결과 5-stage공정은 0.94 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 낮았으며, 다음으로 활성슬러지공정이 2.65 g-N$_2$O/kg-TN, Denipho공정이 9.30 g-N$_2$O/kg-TN, 그리고 SBR공정이 26.73 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 높게 나타났다. 하수처리에서 N$_2$O 배출량 감소를 위해서는 조사대상 시설 중 5-stage 공정이 가장 적절한 것으로 평가하였다.

• 환경생물
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• 제37권3호
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• pp.309-316
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• 2019

농경지는 농업부문에서 발생하는 온실가스인 N₂O의 배출원이다. 따라서 농경지에서 N₂O를 줄일 수 연구가 필요하며, 본 연구에서는 농경지에 작물재배 시 무경운기술을 적용하고, 녹비작물로서 호밀과 헤어리배치를 각각 투입하여 N₂O 배출량 비교 평가하였다. 재배 기간 중 토양에 질소원이 공급된 초기에 배출량이 높았으며, 토양온도는 20~25℃, 수분함량은 20~30% 범위에서 N₂O 배출량이 높았다. 작물재배기간 동안 경운 유무와 투입된 질소원에 따른 처리구간 통계적 유의한 차이가 발생했다. 농경지 토양에서 배출되는 N₂O는 무경운을 통해 CF, HV 그리고 RY 처리구에서 각각 51.8%, 31.7% 그리고 59.6% 감축되었다. 또한 무경운 헤어리배치(HV-NT) 처리구에서 관행(CF-CT) 처리구 대비 59.0% N₂O 배출을 저감할 수 있었다. 헤어리배치를 투입함으로써 화학비료 사용량을 줄일 수 있고, 무경운을 통해 토양 교란을 방지하여 농경지 토양에서 배출되는 N₂O를 저감할 수 있었다. 이러한 감축기술에 대한 온실가스 저감효과를 평가하는 연구와 향후 온실가스 감축사업과 연계할 수 있도록 검인증 방법을 포함한 방법론 구축 등이 필요하다. 이후 농업분야 온실가스 감축사업인 배출권거래제 외부사업, 농업농촌 자발적 온실가스 감축사업, 저탄소농축산물 인증제 등과 연계하여 농업현장에서 활용할 수 있도록 해야 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권2호
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• pp.225-238
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• 2021

옥수수(Zea mays)와 톨페스큐(Festuca arundinacea) 근권 토양을 접종원으로 사용하여 농화배양을 통해 CH₄ 산화컨소시움과 N₂O 환원 컨소시움을 얻었다. Illumina MiSeq 염기서열 분석법으로 접종원과 컨소시움의 세균 군집 특성을 비교하였고, 컨소시움의 CH₄ 산화와 N₂O 환원 활성에 미치는 뿌리삼출물의 영향을 규명하였다. 접종원이 다름에도 불구하고 옥수수와 톨페스큐 유래 CH₄ 산화 컨소시움 사이의 유사성이 높았고, 2종의 N₂O 환원 컨소시움도 서로 유사성이 높았다. 2종의 CH₄ 산화 컨소시움에서 우점도가 높은 metanotrophs는 Methylosarcina, Methylococcus 및 Methylocystis이었다. 2 종의 N₂O 환원 컨소시움에서 대표적인 N₂O 환원 세균은 Cloacibacterium, Azonexus 및 Klebsiella이었다. 옥수수 근권 유래 N₂O 환원 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 옥수수 뿌리삼출물 첨가에 의해 1.6배, 톨페스큐 유래 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 톨페스큐 뿌리삼출물 첨가에 의해 2.7배 향상되었다. 그러나 CH₄ 산화 컨소시움의 활성은 뿌리삼출물 첨가에 의해 향상되지 않았다. 본 연구의 옥수수 및 톨페스큐 근권 유래 CH₄ 산화 및 N₂O 환원 컨소시움은 유류 오염 정화과정에서 non-CO₂ 온실가스배출을 저감하는데 활용 가능하다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권9호
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• pp.988-994
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• 2011

A significant amount of nitrous oxide ($N_2O$), which is one of the serious greenhouse gases, is emitted from nitrification and denitrification of wastewater. Batch wastewater nitrifications with enriched nitrifiers were carried out under oxygen-limited condition with synthetic (without organic carbon) and real wastewater (with organic carbon) in order to find out the effect of ammonium concentration on $N_2O$ emission. Cumulated $N_2O$-N emission reached 3.0, 5.7, 6.2, and 13.5 mg from 0.4 l of the synthetic wastewater with 50, 100, 200, and 500 mg/l ${NH_4}^+$-N, respectively, and 1.0 mg from the real wastewater with 125 mg/l ${NH_4}^+$-N. The results indicate that $N_2O$ emission increased with ammonium concentration and the load. The ammonium removal rate and nitrite concentration also increased $N_2O$ emission. Comparative analysis of $N_2O$ emission from synthetic and real wastewaters revealed that wastewater nitrification under oxygen-limited condition emitted more $N_2O$ than that of heterotrophic denitrification. Summarizing the results, it can be concluded that denitrification by autotrophic nitrifiers contributes significantly to the $N_2O$ emission from wastewater nitrification.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.4-4
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• 2017

Atmospheric carbon dioxide enrichment ($eCO_2$) often increases soil nitrous oxide ($N_2O$) emissions, but the underlying mechanisms are not fully understood. Emerging evidence suggests that $eCO_2$ alters plant N preference in favor of ammonium ($NH_4{^+}-N$) over nitrate ($NO_3{^-}-N$). Yet, whether and how this attributes to the enhancement of $N_2O$ emissions has not been investigated. We examined the effects of $eCO_2$ on soil $N_2O$ emissions in the presence of two N forms ($NH_4{^+}-N$ or $NO_3{^-}-N$), using wheat (Triticum aestivum L.) as a model plant. Our results showed that N forms dominated $eCO_2$ effects on plant and microbial N utilization, and thus soil $N_2O$ emissions. Elevated $CO_2$ significantly increased the rate and the sum of $N_2O$ emissions by three to four folds when $NO_3{^-}-N$, but not $NH_4{^+}-N$, was supplied. Enhanced $N_2O$ emission was related to the reduced plant $NO_3{^-}-N$ uptake in wheat. We propose a new conceptual model in which $eCO_2$-inhibition of plant $NO_3{^-}-N$ uptake and/or $CO_2$-enhancement of soil labile C enhances the N and/or C availability for denitrifiers and increases the intensity and/or the duration of $N_2O$ emissions. Together, these findings suggest that to enhance plant N use efficiency and reduce $N_2O$ emission, crop breeding and management need to consider altered plant preference of N sources under future $CO_2$ scenarios.

• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.624-628
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• 2008

$N_2O$는 주요 온실가스 성분의 하나로서 광화학 스모그의 유발, 산성비의 전구체 등 온실효과에 상당한 기여를 하고 있는 물질이다. 이러한 $N_2O$ 및 질소산화물을 제거하기 위하여 환원제를 이용한 Selective Catalytic Reduction (SCR) 반응 공정이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 Hydrotalcite 형태의 전구체로부터 Mixed Metal Oxide 촉매를 제조하고 그를 사용하여 $N_2O$ 분해를 위한 메탄 SCR 반응 및 CO의 생성효과를 비교 연구하였다. 실험결과 $CH_4$ 환원제의 첨가는 $N_2O$의 분해 반응에 긍정적인 영향을 미치며, 최적화된 $O_2/CH_4$ 비율의 조건에서 메탄의 부분산화에 의한 SCR 반응이 가장 높은 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권4호
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• pp.386-396
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• 2018

농경지는 농업부문에서 배출되는 온실가스인 아산화질소와 이산화탄소의 공급원이다. 하지만 대부분 농경지 온실가스 배출연구는 경작기에 집중되어 있고, 휴경기 동안 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구는 동절기 휴경 농경지 $N_2O$와 $CO_2$ 배출량과 주요 환경요인과의 유의확률 및 경작기 배출량과 비교하였다. 휴경기동안 녹비작물로써 H.V.와 Rye를 재배하였을 때, $N_2O$는 $0.014{\sim}2.956mg\;N_2O\;m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ 범위로 배출되었으며, 누적량은 대조구, H.V.처리구, Rye처리구에서 각각 104.4, 85.8 그리고 $85.0mg\;N_2O\;m^{-2}$ 배출되었다. 대조구에서 배출량이 가장 높았으며, H.V. 및 Rye 처리구는 비슷했다. 누적 이산화탄소 배출량은 대조구, H.V. 처리구, Rye 처리구에서 각각 293.1, 242.2 그리고 $275.2g\;CO_2\;m^{-2}$ 배출되었다. 그리고 휴경기간동안 $N_2O$ 및 $CO_2$ 일 평균배출량은 경작기의 각각 28.3%, 27.4% 배출되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권12호
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• pp.907-912
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• 2011

물의 광분해에 의한 수소생산을 위하여 이산화티타늄($TiO_2$)과 산화니오븀($Nb_2O_5$)을 이용하여 가시광선 감응 광촉매 개발을 본 연구의 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 요소를 이용한 질소 도핑한 $TiO_2$, $Nb_2O_5$, $HNb_3O_8$ ($TiO_2-N$, $Nb_2O_5-N$와 $HNb_3O_8-N$)을 제조하였다. 그 결과 질소 도핑이 광촉매의 띠간격 에너지를 감소시킴으로써 excitation파장이 자외선 영역에서 가시광선 영역으로 이동한 것을 reflectance 관찰을 통해 알 수 있었다. 특히 $TiO_2-N$의 경우 띠 간격 에너지가 3.3 eV ($TiO_2$)에서 2.72 eV로 가장 큰 감소를 보였다. 또한, 가시광선 영역에서 로다민 B 광분해 반응을 통하여 광촉매의 활성도를 평가하였을 때, 질소 도핑한 경우($Nb_2O_5-N$와 $HNb_3O_8-N$)는 모두 80% 이상의 분해 효율을 나타내었으며 특히 $TiO_2-N$이 약 99.8%의 높은 분해율을 보여주었다. 그러나 질소 도핑을 하지 않은 $TiO_2$와 $Nb_2O_5$의 경우, 약 10% 의 로다민 B가 분해된 것으로 관찰되었다. 또한 가시광선 영역에서 각 촉매의 광전류 생성을 비교해보았을 때, $HNb_3O_8-N$ ($63.7mA/cm^2$)이 가장 높은 전류 반응을 나타내었으며 물의 광분해에 의한 수소생산량을 비교해보면 $Nb_2O_5-N$이 $19.4{\mu}mol/h$의 가장 많은 양을 생산한 것으로 나타났다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 1998년도 춘계학술발표논문집
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• pp.366-370
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• 1998

One major limitation of the efficiency of parallel computer designs has been the prohibitively high cost of parallel communication between processors and memories. Linear order concentrators can be used to build theoretically optimal interconnection schemes. Current designs call for building superconcentrators from concentrators, then using these to recursively partition the connection streams O(log2N) times to achieve point-to-point routing. Since the superconcentrators each have O(N) hardware complexity but O(log2N) depth, the resulting networks are optimal in hardware, but they are of O(log2N) depth. This pepth is not better than the O(log2N) depth Bitonic sorting networks, which can be implemented on the O(N) shuffle-exchange network with message passing. This paper introduces a new method of constructing networks using linear order concentrators and expanders, which can be used to build interconnection networks with O(log2N) depth as well as O(Nlog2N) hardware cost. (All logarithms are in base 2 throughout paper)