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지중 저장지로부터 누출된 이산화탄소가 토양 비옥도에 미치는 영향: 인위 누출 연구 (The Effect of Carbon Dioxide Leaked from Geological Storage Site on Soil Fertility: A Study on Artificial Leakage)

  • 백승한;이상우;이우춘;윤성택;김순오
    • 자원환경지질
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    • 제54권4호
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    • pp.409-425
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    • 2021
  • 이산화탄소가 지구온난화를 초래하는 대표적인 온실가스로 지목되면서 대기 중의 이산화탄소 농도를 줄이기 위하여 많은 노력들이 진행되어 왔다. 그러한 노력들 중 특히 CO2 포집 및 지중 저장기술(carbon dioxide capture and storage, CCS)이 감축 목표량을 달성하기 위해서 필수적으로 고려되고 있다. 그러나 이러한 지중 저장기술이 상용화되기 위해서는 안전성이 보장되어야 한다. 특히 이산화탄소 누출이 농경지에서 발생할 경우에는 작물 생장과 관련되어 많은 문제를 야기할 수 있다. 이에 본 연구에서는 지중 저장지로부터 누출된 이산화탄소가 토양 비옥도에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 인위적인 이산화탄소 누출 시험을 수행하였으며, pH, 양이온치환용량, 교환성 양이온, 전기전도도, 토양 유기물 함량, 총 질소, 질산태 질소, 암모니아태 질소, 총 인, 유효태 인산, 총 황, 유효태 황, 유효태 붕소 등과 같은 토양의 화학적 특성들을 비옥도 지시 인자로 선정하였다. 누출 시험은 비경작지 토양 한 종류와 경작지 토양 두 종류(옥수수와 콩 재배)를 대상으로 이루어졌다. 비경작지 토양은 거친 모래가 많은 사질토양으로 공극률은 42.6%로 조사되었으며, 경작지 토양인 옥수수 재배 토양은 양질 사토(loamy sand)로 공극률이 46.8%이었다. 콩과식물(soybean) 재배 토양은 옥수수 재배 토양과 동일한 양질 사토로서 공극률이 48%로 조사되었다. 누출시험을 위해 6개의 인공누출 칼럼 장치를 이용하여 이산화탄소를 주입하였다. 이산화탄소 주입은 비경작지와 경작지 토양의 경우 각각 60일과 70일 동안 진행하였다. 이산화탄소 누출 후 비경작지 및 경작지 토양에 대하여 각각 12, 14일 간격으로 1 공극 부피의 인공강우 모사 시험을 수행한 후 용출액과 토양 시료를 채취하여 비옥도 지시 인자를 분석하였으며, 이산화탄소 누출 전후 변화 양상을 비교 평가하였다. 토양 내 잔류 교환성 양이온, 전기전도도, 토양 유기물 함량, 총질소, 총인 등은 이산화탄소의 영향을 크게 받지 않은 것으로 나타났다. 그러나 질산태 질소, 암모니아태 질소, 유효 인산, 유효 황, 유효 붕소 등은 감소하는 경향을 보였으며 이에 의해 토양 비옥도를 저하시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 토양의 완충능력 때문에 pH의 변화가 없었지만, 이산화탄소가 장기간 누출된다면 pH의 감소에 의한 토양 산성화가 초래될 가능성이 있을 것으로 예측된다.

생물다양성에 대한 기후변화의 영향과 그 대책 (Effects of climate change on biodiversity and measures for them)

  • 안지홍;임치홍;정성희;김아름;이창석
    • 한국습지학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.474-480
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    • 2016
  • 본 연구에서는 지구적 차원에서 생물다양성의 성립 배경과 그동안 일어난 변화 그리고 기후변화가 생물다양성 및 인간에 미치는 영향을 밝히고 그 영향을 줄이기 위한 대안을 제시하였다. 생물다양성은 생명체의 풍부한 정도이며, 생물을 구분하는 모든 수준에서의 다양성을 종합적으로 의미한다. 즉, 생물다양성은 유전자, 종 그리고 생태계 전반과 그들의 상호작용을 아우른다. 이는 생태계의 기반을 구성하며, 모든 사람들이 필수적으로 의존하는 서비스를 제공한다. 그럼에도 불구하고 오늘날 생물다양성은 주로 인간 활동에 의해 점점 더 위협받고 있다. 지구상의 생물은 생명이 탄생한 이래 약 40억년의 역사를 통해 다양한 환경에 적응하고 진화한 결과, 약 1000만 내지 3000만종으로 추정되는 다양한 생물이 존재하게 되었다. 생물다양성을 구성하는 무수한 생명들은 각각의 고유한 특성을 가지고 있으며 다양한 관계 속에 얽혀 있다. 우리들이 현재 생활하고 있는 지구의 환경도 이러한 생물체의 방대한 연관성과 상호작용에 의해 긴 세월 동안 만들어져 왔으며, 인류도 하나의 생물로서 다른 생물들과 관계를 맺으며 살아가고 있다. 이러한 주위의 생물들이 없다면 사람도 살아갈 수 없다. 그러나 인류는 최근 수 백 년 간 과거의 평균 멸종속도를 1000배 가량이나 가속시켜 왔다. 우리는 미래 세대의 풍요로운 삶을 위해서라도 생물다양성을 보전하는 한편, 지속가능하게 이용할 책임이 있다. 우리나라는 세계 어느 국가보다도 빠른 경제 성장을 이루어왔으나, 동시에 이는 남북으로 길게 뻗은 반도 국가라는 지리적 특성에 의해 본래 풍부했던 생물다양성을 빠르게 소실시키는 결과를 야기하였다. 한국인은 오랫동안 농업, 임업 그리고 어업을 해오는 과정에서 자연과의 공존을 통해 독특한 고유의 문화를 창조하였다. 그러나 근래 서구문명의 유입과 과학 기술의 발전 과정에서 이러한 자연과의 관계는 멀어지게 되었으며, 자연과 문화 사이의 조화로운 조합에 의해 창출된 고유한 풍토는 점점 더 사라지고 있다. 한국의 인구는 세계 인구가 지속적으로 증가하는 것과는 반대로 점차 줄어들 것으로 예측되고 있다. 이 시점에서 우리는 인구 감소에 의한 자연의 회복에 발맞추어 급속한 인구 증가 및 경제 성장으로 인해 훼손된 생물다양성을 복원할 필요가 있다. 지구상에 생명이 탄생한 이래 다섯차례의 대멸종이 있었다. 현대의 대멸종은 매우 급속히 진행되고 있으며, 인간 활동에 의한 영향이 주요 원인인 점에서 이전의 것과 구분된다. 기후변화는 실제로 일어나고 있으며, 생물다양성은 이러한 변화에 매우 취약하다. 만약 생명체가 변화하는 환경에서 '진화를 통한 적응', '생존가능한 다른 지역으로의 이주' 등과 같은 생존 방법을 찾아내지 못한다면 이들은 절멸할 것이므로, 기후변화가 지속된다면 생물다양성은 극도로 훼손될 수 밖에 없다. 따라서 우리는 이러한 훼손정도를 최소화하기 위해 기후변화가 생물다양성에 미치는 영향을 보다 적극적이고 심도있게 파악할 필요가 있다. 생물계절의 변화, 식생 이동을 비롯한 분포 범위의 변화, 생물 간 상호작용의 부조화, 먹이 사슬 이상에 기인한 번식 및 생장률 감소, 산호초 백화현상 등이 기후변화에 미치는 영향으로 등장하고 있다. 질병의 확산, 식량 생산 감소, 작물 경작지 범위 변화, 어장 및 어업시기의 변화 등은 인간에 대한 영향으로 나타나고 있다. 기후변화 문제를 해결하기 위해 우선, 우리는 온실 가스 배출량을 감소시켜 기후변화 완화를 시도할 필요가 있다. 그러나 현재 우리가 온실가스 배출을 당장 멈추더라도, 기후변화는 당분간 지속될 전망이다. 이런 점에서, 기후변화 적응 전략을 준비하는 것이 더 현실적이 될 수 있다. 생물다양성에 대한 기후변화 영향의 지속적 모니터링 및 보다 적합한 모니터링 체계 구축이 선행과제가 될 수 있다. 생물다양성이 성립할 수 있는 생태적 공간의 확보, 이동 보조 및 남북을 이어주는 수평 및 저지대와 고지대를 이어주는 수직적 생태네트웍이 기후변화에 따른 생물다양성의 적응을 돕는 대안으로 추천될 수 있다.

호흡부전을 동반한 중증천식환자의 사망 예측 인자 (The Predictable Factors for the Mortality of Fatal Asthma with Acute Respiratory Failure)

  • 박주헌;문희범;나주옥;송헌호;임채만;이무송;심태선;이상도;김우성;김동순;김원동;고윤석
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제47권3호
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    • pp.356-364
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    • 1999
  • 연구배경: 천식은 발병 기전의 규명과 새로운 치료 방법의 개발에도 불구하고 그 사망률은 줄지 않고 있다. 천식의 사망과 관련이 추정되어 온 몇몇 인지들이 알려져 있으나 중환자실 입실 시점에서 호흡부전을 동반한 천식 환자들의 사망과 관련된 예후 인자들에 대해서는 잘 알려져 있지 않았다. 본 내과계중환자실로 입실하였던 중증천식환자들을 대상으로 중환자실 입실 시점에서 사망과 관련될 수 인자들을 알아보고자 하였다. 방법: 내과계중환자실에 호흡부전을 동반한 기관지 천식으로 입실하였던 59명(나이 $55.9{\pm}18.0 $세, 남:여 32:25)을 대상으로 하였다. 중환자실 입실 당시와 24-48 시간째의 활력 증후, 동맥혈가스검사, 투약 상황, 동반 질환, 인공호흡기의 사용 여부, APACHE III 점수 및 입원 경과 중 발생한 합병증 등을 후향적으로 분석하였다. 결과: 전체 사망률은 32.2%였고 사망군은 생존군에 비하여 연령($66.2{\pm}10.5$, $51.0{\pm}18.8$세)이 높았고 입원 전폐기능 검사(내원 1년 이내 최고치)는 FVC($59.2{\pm}21.1$, $77.6{\pm}23.3%$)및 $FEV_1$($41.4{\pm}18.8$, $61.l:{\pm}23.3%$) 이 사망군이 생존군에 비하여 낮았다. 입실 당시 활력증후, $PaCO2_2$, $PaO_2/FiO_2$, $AaDO_2$는 두군 사이에 유의한 차이가 없었으나 입실 당시 APACHE III치 ($74.5{\pm}48.3$, $48.8{\pm}20.5$)는 사망군에서 높았고 내원 2일째 맥박수($121.6{\pm}22.3$, $105.2{\pm}19.4$회/분), $PaCO_2$ ($50.1{\pm}16.5$, $41.8{\pm}12.2 mm Hg$), $PaO_2/FiO_2$($160.8{\pm}59.8$, $256.6{\pm}78.3 mm Hg$), $AaDO_2$($l81.5{\pm}79.7$, $98.6{\pm}47.9 mm Hg$), 및 APACHE III치 ($57.6{\pm}21.1$, $20.3{\pm}13.2$)등이 유의한 차이가 있었다 (p<0.05). 폐렴, 허혈성 뇌손상, 병 경과 중 패혈증이 동반된 경우 사망률이 높았다(p<0.05). 연령 (>60세), 입실 당시와 입실 후 2일째 $PaO_2/FiO_2$비 (<200 mm Hg), APACHE III($\geq$40), 및 입실 당시 폐렴 여부를 사용한 다변수 분석에서 $PaO_2/FiO_2$비(< 200 mm Hg, 대응위험도 12.7) 및 APACHE III($\geq$40, 대응위험도 21.7) 가 사망과 관련된 지표로 나타났다(P<0.05). 결론: 호흡부전을 동반한 중증천식환자의 예후는 입실 시정의 임상 양상 보다 천식치료의 반응에 따른 중화자실 내원 2일째 $PaO_2/FiO_2$비 (200 mm Hg 미만)와 APACHE III점수 ($\geq$40 점 이상)가 사망의 가능성을 예측할 수 있는 유용한 지표로 사료되었다.

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급성 환기부전과 산소화부전에서 비침습적 환기법의 비교 (Use of Noninvasive Mechanical Ventilation in Acute Hypercapnic versus Hypoxic Respiratory Failure)

  • 이성순;임채만;김백남;고윤석;박평환;이상도;김우성;김동순;김원동
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제43권6호
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    • pp.987-996
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    • 1996
  • 연구배경: 기존의 양압환기법은 기관내관이나 기관절개술을 통해서만 시행되어 왔으나 최근 이러한 인공기도에 의한 기도합병증을 피하기 위한 방법으로 안연 또는 코마스크를 환자~인공환기기 사이의 매체로 이용하는 비침습적 환기법 (noninvasive positive pressure ventilation, 이하 NIV라 함)이 시도되고 있다. 이에 저자 등응 급성호흡부전 환자들에서 NIV의 적용 가능성, 치료성공율 및 치료성공과 연관된 지표를 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방법: 대상응 급성 환기부전 (acute vemilarory failure, 이하 VF : $PaCO_2$ > 43 mrn Hg & pH < 7.35)이나 급성 산소화호흡부전 (acure oxygenarion failure, 이하 OF : $PaO_2/FIO_2$ < 300 mrn Hg & $pH{\geq}7.35$)으로 기계호흡이 필요했던 환자 106 예 중 NIV 시도가 가능한 환자 26명이었으며, 총 VF 19예 중 11 예 (57.9%) (남 : 여 =7 : 4, $55.4{\pm}14.6$세), 총 OF 87예 중 15 예 (17.2%) (남 : 여 =12 : 3, $50.6{\pm}15.6$세)에서 NIV 시도가 가능하였다. 결과: 1. 기관내삽관 없이 NIV로 기계호흡 이탈까지 성공한 환자는 VF에서 81.8% (9/11), OF에서 40%(6/15)였다. NIV 의 합병증은 코부위 피부괴사와 가스성 위장 팽대 각 1예씩 이었다. 2. 환기부전 환자의 NIV 성공 예 에서 분당호흡 수는 기저치에 비해 NIV 시작 12시간 후(각각 $34{\pm}9$회, $26{\pm}6$회, p=0.045)에 유의한 감소를 보였다. $PaCO_2$와 pH는 모두 기저치에 비해 NIV 시작 24시간 후($PaCO_2$ 각각 $87.3{\pm}20.6$, $81.2{\pm}9.1$ mm Hg, p < 0.05, pH 각각 $7.26{\pm}0.04$, $7.32{\pm}0.02$, p < 0.05)에 유의한 호전을 보였다. 3. 산소화부전에서 NIV가 성공한 6 예와 실패한 9 예에서 $PaCO_2$는 NIV 시작전 (각각 $59.8{\pm}9.2$, $76.0{\pm}22.8$ mm Hg), NIV 시작 후 30분 (각각 $121.5{\pm}20.2$, $99.6{\pm}35.8$ mm Hg,), 6시간 (각각 $100.0{\pm}26.4$, $76.2{\pm}22.3$ mm Hg) 및 12시간 ($88.7{\pm}28.7$, $74.3{\pm}16.7$ mm Hg)에 서로 유의한 차이가 없었으나 (모두 p > 0.05), $PaO_2/FIO_2$ 비는 NIV 성공 예에서는 각각 $120.0{\pm}19.6$, $218.9{\pm}98.3$, $191.3{\pm}55.2$$232.8{\pm}17.6$ mm Hg (p=0.0211)로 상승한 반면, 실패 예에서는 $127.9{\pm}63.0$, $116.8{\pm}24.4$, $100.6{\pm}34.6$$129.8{\pm}50.3$ mm Hg (p=0.5319)로 유의한 상승이 관찰되지 않았다. 결론: 비침습적 환기법은 급성 환기부전군에서 급성 산소화부전에 비해 적용성과 성공율이 높으며, 환기부전의 NIV 성공 예에서는 분당호흡수의 감소가 선행하고 $PaO_2$와 pH의 호전이 뒤따랐고 산소화부전에서는 NIV 시작 30분 후의 $PaO_2/FIO_2$ 비가 성공적 NIV 적용 여부의 한 예측 지표가 될 수 있을 것으로 사료되었다.

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