• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.845-859
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• 2020

최근 기후변화와 여름철 고온 등으로 인한 녹조현상, 사고발생으로 인한 화학물질 및 유류 유출 등 수질오염과 관련된 사회적 관심이 높아지고 있다. 수질오염 사례 중 화학사고로 인한 유해화학물질 유출은 인체에 접촉시 인체에 악영향을 끼치며, 대기·수질·토양을 오염시키고 주변 농작물의 변색이나 괴사를 유발하는 등 생태환경에 직접적인 피해가 발생한다. 하천으로 유출가능성이 있는 화학물질은 무색의 수용성인 경우가 많아 육안으로 유출 사실을 확인하기가 어렵다. 화학사고 발생시 화학물질의 탐지는 간이접촉식탐지장비를 이용하거나 화학물질의 유출이 우려되는 곳에 검출센서를 설치해 사고를 감시하고 있다. 이러한 접촉식 센서는 현장인력에 의존적이고, 설치식 검출센서 또한 제한적으로 설치되어 미설치 지역에 대한 능동적 탐지가 어렵다는 한계가 있다. 한편 최근 초분광 영상을 활용하여 물질 고유의 분광특성을 분석함으로써 토지피복, 식생, 수질 등의 식별에 활용되고 있다. 따라서 초분광 센서를 활용한 화학물질 감지 가능성도 보여주고 있지만 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 수계로 유출되는 유해화학물질을 식별하기 위하여 접촉식 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있는 원격탐사기법과 최신 센서기술을 활용하였다. 유해화학물질 18종을 대상으로 초분광 영상을 이용한 상호 구분이 가능한 지 확인하고자 해당 유해화학물질의 초분광 영상을 촬영하여 분광라이브러리를 구축하였다. 향후 연구를 통해 유해화학물질 분광라이브러리 데이터베이스를 확대하고, 하천 적용에 대한 검증을 실시한 후 실시간 모니터링에 적용할 경우 신속한 화학사고 발생여부 감지 및 대응에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.32-37
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• 2005

서울 및 경기지역의 문화재청 관할(창덕궁, 종묘, 서오릉, 동구릉) 왕릉지역에 대한 토양조사를 실시하여 산림환경변 화가 토양 이화학성에 미치는 영향을 연구하였다. 창덕궁, 종묘, 서오릉, 동구릉의 4개 왕릉 지역의 토양화학성을 비교하기 위하여 pH, 유기물, 유효인산, 치환성 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 양이온치환용량, 염기포화도, 전질소를 분석하였고 토양 내 오염도를 측정하기 위해 토양 내 중금속(Cd, Ph, Cu) 함량을 분석하였다. 또한 토양의 답압정도를 평가하기 위하여 토양경도, 통기성, 공극율, 기상율, 가비중을 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 토양의 답압정도를 나타내는 지표인 토양경도와 통기성은 종묘와 서오릉지역이 창덕궁과 동구릉지역보다 불량하였으며 이는 출입하는 내방객의 증가와 지속적인 토양관리의 차이로 나타나는 현상으로 사료된다. 특히 서오릉지역의 토양경도와 통기성을 산림지역, 출입통제지역, 답압지역으로 구분하여 조사한 결과 산림지역이 답압지역보다 양호한 것으로 나타나 지속적인 토양관리를 위한 안식년제를 도입할 필요성이 제기 되었다. 2) 4개지역의 토양 pH는 표토가 심토보다 높게 나타났으며, 종묘와 서오릉지역의 토양 pH가 창덕궁 및 동구릉지역 보다 높게 나타난 것은 시비에 기인한 것으로 판단된다. 서오릉의 산림지역의 경우 토양 pH와 유기물 함량이 답압지역보다 높게 나타나 시비 등 토양관리가 식물생육환경으로서의 토양개선에 효과적임을 반영하였다. 3) 4개지역의 토양 내 중금속함량은 서오릉 및 동구릉지역에 비해 창덕궁 및 종묘지역에서 높게 나타나 서울 도심권에 위치할수록 대기로부터 유입된 중금속류의 축적이 많음을 시사하였다.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.96-115
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• 2017

온배수와 산성화는 오래 전부터 전 세계를 통해 육수학과 수생태학에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 그러나 우리나라는 아직까지 초보적이거나 접근 조차 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 5개 지점(BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~3 (하류))에서 수질환경과 부착조류 생태계에 온배수와 산성비의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 수온의 범위(평균값)는 $1.7{\sim}28.8^{\circ}C$($15.0^{\circ}C$)이었다. 특히 HSW의 범위와 평균값은 17.5 (1월)~$28.8^{\circ}C$(9월), $24.2{\pm}3.7^{\circ}C$로서 고온을 유지하였고, 다른 지점에 비해 월등히 높았다. 온배수는 하천수의 수온 증가와 영양염 펄스로서 작용하였으며, 그 영향은 갈수기와 저온기 (12월~3월)에 우세하였다. 그리고 온도의 영향권은 유하 거리에 따라 멀지 않았으나, P N 영양염은 다소 원거리까지 미칠 수 있는 잠재력을 갖고 있었다. pH는 5.1~8.4 (6.9)이었다. 수중 pH 감소의 원인은 계절적으로 강설과 산성비의 습윤 산성강하물에 있었고, 그 영향은 부착 규조류 중 호산성 종조성(Eunotia pectinalis, Tabellaria flocculosa)의 생물학적 분포에서 간헐적(3월과 8월)으로 확인되었다. 부소천의 수질과 부착조류 생태계는 열 오염, 부영양화 및 산성화에 의한 역동적인 상태이었고, 계류, 온배수 및 대기오염과 같은 지리 지역적 특성에 기반한 인위적 영향이 지배적이었다.

• 대기
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• 제22권4호
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• pp.489-497
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• 2012

미국의 우주개발이 시작된 것은 우주개발 그 자체나, 소련과의 우주경쟁을 벌이기 위해서 시작된 것이 아니라, 소련의 기습공격에 대한 두려움이 증가하면서 이를 억제할 수 있는 수단을 강구하는 과정에서 파생되었다. 국가 안보를 위해서는 적성국에 대한 정확한 정보가 요구되었으며, 이를 확보하기 위해 풍선, 항공기 관측 등이 실패 또는 제한적인 성공만을 거두게 되었고, 이들을 대체할 수 있는 수단으로 위성의 활용성이 부각되었다. 그러나 당시에는 우주를 누구나 자유롭게 사용할 수 있는 공역이라는 개념이 받아들여지지 않았기 때문에 첩보위성 운영에 따른 군사적 및 정치적 위협을 제거할 필요가 있었다. 이를 위해 아이젠하워 정부는 IGY에 기여하기 위한 위성을 개발하여 발사한다는 계획을 비밀리에 검토하여 신속하게 승인하였다. 또한 지구관측위성의 개발 및 발사 주체를 선정함에 있어도, 국가안보적인 요소를 은폐하기 위한 큰 흐름이 적용되었다. 세계 최초로 위성을 발사하겠다는 의지가 우선이었다면 당연히 기술적으로 가장 안정되게 발전되어 있던 육군의 로켓팀을 선정했어야 했지만, 지구관측위성이 민간 프로그램임을 내세우고 강조하기 위해서 기술이 완성되지 않았고 실패의 위험성마저 포함하고 있던 NRL을 선정하였다. 이러한 과정에서 첫 위성 발사의 영광을 소련에 넘겨주고, 그 여파로 탄생한 것이 기상위성이었다. 기상위성영상이 없는 TV 일기예보를 생각하기 어려운 점, 기상기후 연구와 현업에서 기상위성자료가 차지하는 비중 등을 생각하면, 기상위성은 미국의 우주개발 초창기부터 사용자들의 강력한 요구에 의해 개발이 시작된 것으로 쉽게 생각할 수 있다. 그렇지만 기상위성은 위성을 발사하겠다는 강한 집념을 가졌던 육군의 로켓 개발팀과 자신들의 기술개념을 실증하고자 했던 RCA Corporation의 단순한 희망에서 출발하여, 스푸트니크 여파에 대한 대응수단을 강구하는 과정에서 육군의 위성 프로그램 명맥을 유지하기 위해 첩보위성이 아닌 기상위성 프로그램으로 재편되면서 탄생하게 되었다. TIROS 1호가 성공적으로 발사되기까지의 중요한 이벤트를 연대기로 정리한 Table 1에서 알 수 있는 것과 같이, 기상위성의 활용성이 제기된 이후 기상위성 프로그램이 만들어지기까지는 10여 년, 그리고 기상위성 프로그램이 시작된 지 4년 만에 성공적인 발사가 이루어진다. 정치사회적 변화에 따른 대처과정에서 기상위성이 탄생한 것은 우리나라 최초의 기상위성인 통신해양기상위성의 개발 시작도 궤를 같이한다. 1998년 북한의 대포동 로켓이 성공적으로 발사되면서, 우리나라 우주개발에 대한 여론의 질타가 이어졌다. 이를 타개하기 위해 1995년에 수립되었던 국가 우주개발 중장기 계획의 대폭적인 수정작업이 시작되었다. 중장기 계획에 이름만 들어있던 정지궤도의 통신방송기술시험위성을 통신방송기상위성으로 개발하자는 기상청의 요구사항이 제기되었고, 우주개발을 주관하는 과학기술부와 항공우주연구원의 지원을 받아, 결국에는 수정된 우주개발 중장기 기본계획에 통신해양기상위성을 2008년에 발사한다는 내용이 포함되게 되었다. 즉, 우리나라 최초의 기상위성인 통신해양기상위성도 외부의 정치사회적인 상황변화를 계기로 국가적인 계획으로 발전되었다는 점에서 TIROS 1호와 흡사한 점을 발견할 수 있어 흥미롭다. TIROS 1호의 성공적인 활용으로 기상학자들의 기상위성에 대한 인식이 급격하게 변화되었다. Weather Bureau뿐 아니라 국방부에서도 현업위성에 대한 요구 사항이 거세졌고, 이에 따른 NASA의 대응이 이들 요구사항을 받아들일 수 없을 정도로 더디게 진행되면서 현업위성에 대한 주도권 다툼이 이루어졌고, 그 결과가 현재 미국에서 기상위성을 확보하는 체계를 낳게 되었다. 현재 우리나라에서도 통신해양기상위성 후속위성사업이 진행되고 있으며, 이 과정에서 현업운영기관과 연구개발기관 사이의 역할 구분을 위한 작업이 진행중인 것으로 알려져 있다. 다음에는 기상위성의 현업화에 대해서 고찰해보고자 한다.

• 한국측량학회지
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• 제33권4호
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• pp.317-324
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• 2015

GNSS 기상학은 1980년 중반 기상 분야에 활용 가능성이 제기된 후, 전 세계적으로 실용화 가능성이 입증되고 있으며, 현재 기상현업에 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. GNSS 신호의 대류권 지연오차에 기반하여 산출한 가강수량은 대기 중 수증기량을 나타낸 것으로, 기후 모니터링, 기후의 변화 탐지 등 다양한 기상현상 분석에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 2014년 2월 울산에 내린 폭설현상 분석을 위해 GNSS 상시관측소와 자동기상관측장치에서 제공하는 기상관측 정보를 이용하여 가강수량을 산출하였다. 산출 과정 중 중요한 파라미터인 가중 평균 기온식은 송동섭의 모델을 적용하였다(Song, 2009a). 연구기간은 폭설이 발생한 2014년 2월과 폭설이 발생하지 않은 2013년 2월의 총 56일이다. 2014년 2월 가강수량의 평균은 11.29mm로 산출 되었으며, 폭설이 발생한 2월 9일부터 12일까지 평균 가강수량은 10.14mm로 전체 평균값보다 11.34% 낮은 값을 보였다. 폭설이 내리지 않은 2013년 2월 가강수량의 평균은 10.34mm로 2014년 평균보다 8.41% 낮은 값을 보였다. 또한 가강수량 외 AWS에서 제공하는 다른 기상인자들과 비교하여 폭설 현상에 대한 분석을 수행하였다. 그 결과 Magnus 경험식을 통해 산출한 포화수증기압 경우 GNSS 가강수량과 0.29의 낮은 상관성을 나타내었다. 또한 기상인자의 종류(강설, 강우)에 따라 가강수량의 증감패턴이 다르게 나타났으며, 강수량이 발생하기 평균 6.5시간 전에 가강수량 값이 급격히 증가한 후 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 이를 통해 GNSS 가강수량 패턴분석이 강수량 전조현상 분석에 유효할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권1호
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• pp.40-49
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• 2019

고사목(CWD)은 산림생태계 구성요소의 하나로서 산림의 에너지 흐름과 물질순환에서 주요한 역할을 한다. 특히 고사목은 탄소를 격리하는 장기 저장고로서, 산림에서 대기로 방출되는 탄소의 속도를 지연시키는 측면에서 고사목의 호흡속도를 구명하는 것은 의의가 크다. 따라서 본 연구는 온대중부지역의 일본잎갈나무와 리기다소나무 고사목을 대상으로 호흡속도를 측정하고, 호흡속도에 영향을 미치는 인자(밀도, 함수율, 탄소농도, 질소농도 및 C/N비)의 영향력을 파악하였다. 2018년 여름, 우리나라 중부지역 14개 임분에서 부후등급 별로 시료를 채취하고, 실험실에서 휴대용 이산화탄소 센서를 부착한 밀폐형 챔버를 이용하여 고사목 호흡을 측정하였다. 두 수종 모두 부후가 진행함에 따라 고사목 밀도는 감소하였으며, 함수율은 증가했다. 또한 탄소농도는 부후등급에 따라 유의성을 나타내지 않았으나, 질소농도는 증가하고 C/N비는 감소하는 경향을 보였다. 일본잎갈나무의 경우 부후 IV등급까지 고사목의 호흡속도가 유의하게 증가하였지만, 리기다소나무에서는 부후 II등급까지 증가 후 평형상태를 보였다. 따라서 탄소농도를 제외하고, 모든 인자들이 호흡속도와 유의한 상관관계를 나타냈으며, 단계적 회귀분석의 결과, 두 수종 모두 함수율이 고사목 호흡속도에 가장 영향을 미치는 인자로 나타났다. 이와 같이 고사목의 수분은 미생물의 활성도를 높여 호흡속도에 영향을 미치며, 온도와 광 환경 등 복잡하게 연결된 환경인자들과 밀접한 관계에 있으므로 향후 이들의 상호관계 및 수분의 시계열적패턴 추정에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• 유기물자원화
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• 제31권1호
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• pp.69-84
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• 2023

폐기물처리시설의 지속적인 설치·정기검사에도 불구하고 현장 처리시설에서는 과다소각, 불법투기 악취 등에 대한 민원이 지속적으로 발생하는 것으로 보아 현재의 폐기물처리시설 설치정기 검사방법의 개선이 필요하다고 판단되었다 이에 현재 운영중인 폐기물처리시설(6개분야)을 대상으로 현장조사를 실시하여 각 분야별 폐기물처리공정을 파악하고 검사에 적용된 주요한 운영인자를 파악하고, 주요공정별 물질·에너지수지를 산정하여 폐기물처리시설의 적정 운영 여부를 확인하였다. 주요 운영인자 조사 결과 소각 및 시멘트 소성로, 소각열회수시설 등의 경우 소각에 필요한 소각로의 온도 유지 및 발생되는 대기오염물질의 처리가 가장 주요한 인자였으며, 매립시설의 경우 옹벽의 안정성, 매립 후 발생되는 침출수 및 배출가스 관리가 주요한 인자로 나타났다. 멸균·분쇄시설의 경우 멸균여부(아포균검사)가 가장 중요한 주요인자 이었으며, 음식물류폐기물처리시설의 경우 발효(소화, 부숙) 시 체류시간 및 악취관리가 주요한 인자로 나타났다. 또한 물질에너지수지 산정 결과 소각시설의 경우 폐기물 투입량 대비 바닥재 발생량은 약 14%, 비산재 발생량은 약 3%로 적정 운영되고 있을을 확인하였다. 또한 음식물류폐기물시설 중 혐기성분해시설의 경우 유입량 대비 바이오가스 발생량은 약 17%, 바이오가스 전환효율은 약 81%로 나타났고, 퇴비화시설의 경우 유입폐기물 대비 약 11%의 퇴비가 생산되어 모두 적정운영 되고있음을 확인하였다. 이에 따라 폐기물처리시설 검사방법의 고도화를 이루기 위해 세부검사방법의 정량적 기준 적립 뿐만 아니라 각 시설의 정기검사 시 1년간의 운영자료 등을 수집하여 폐기물의 흐름을 파악하고 처리시설의 적정운영 여부를 판단한다면, 처리시설의 운영 및 관리효율이 상승할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.87-98
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• 2024

본 연구는 리그노셀룰로오스 섬유와 굴참나무 수피-기반 활성탄(COA)으로 제조한 3층 섬유판에 한지를 조합하여 제작한 섬유판 필터세트의 미세먼지(PM), 휘발성 유기화합물(TVOC), 폼알데하이드(HCHO) 여과능을 조사하기 위하여 수행하였다. 단백질계 접착제를 적용하여 표층에 목섬유 그리고 심층에 재생섬유/COA로 제조한 섬유판(WRF)과 한지로 제작한 섬유판 필터세트는 일반향의 연소에 의하여 발생하는 상기 오염물질을 효과적으로 여과하였다. 섬유판 제조에 있어 표층/심층에 적용되는 접착제의 함지율을 4%/4%, 5%/3%, 6%/2%로 조절하여 WRF를 제조한 후, 이를 한지와 함께 WRF-기반 필터세트 제작에 이용하였다. 이 필터세트의 PM, TVOC, HCHO 여과능은 심층의 함지율이 감소함에 따라 향상되었다. 한편 WRF-기반 필터세트 구성에 있어 45 g/m² 평량의 한지보다 25 g/m² 평량의 한지(KP-25g)를 사용하여 제작한 필터세트에서 여과능이 우수하였다. 표층에 재생섬유와 심층에 목섬유/COA로 제조한 섬유판(RWF)과 KP-25g로 구성한 섬유판 필터세트의 여과능은 WRF와 비교하여 높았다. 소형 실내공간 및 대형 옥외공간에 WRF-기반 섬유판 필터세트 및 무필터 조건과 함께 측정한 PM 및 TVOC 여과능은 RWF-기반 섬유판 필터세트에서 높았다. 따라서 RWF와 KP-25g를 조합하여 제작한 섬유판 필터세트가 실내외 공간에 존재하는 PM, TVOC 여과용 필터로서 적용이 가능할 것으로 생각한다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권2호
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• pp.121-135
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• 2024

1991-2020년의 30년 동안 봄철(3-5월)에 북극-동아시아 지역의 지표면 부근 대기 온난화가 북극 진동에 따라 한국의 서울에서 발생하는 황사 사례일의 종관 기상 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 북극-동아시아 지역의 봄철 온난화 증가는 한국의 서울에서 황사 사례일을 6일을 감소시켰고, 황사 사례일의 PM₁₀ 질량 농도도 -1.6 ㎍ m^-3yr^-1으로 강도를 약화시키는데 기여하고 있었다. 2010년대 한국에서 감소하고 있는 황사 사례일에 대한 동아시아 지역의 종관 기상 특성은 음(-)의 잠재소용돌이도(Potential Vorticity Unit; PVU)로 나타나는 고기압성 활동이 증가하고 있었다. 또한, 한국에서는 음(-)의 북극진동지수(Arctic Oscillation Index; AOI)에서 황사 사례일이 증가하고 양(+)에서는 감소하는 정적 편포를 보였다. AOI가 음(-)인 황사 사례일에서는 중국 대륙에 온난한 고기압이 강화되고 있었다. 더불어 한대 제트의 중심 위치가 북쪽으로 이동하면서 몽골과 중국 북부에서는 한대 기단의 남하에 의한 저기압성 활동이 약해지고 있었다. 황사의 발생이 감소하였을 뿐 아니라 발원지로부터 한국으로 황사를 수송하는 풍속이 감소하고 있었다. 반면, AOI가 양(+)인 황사 사례일에서는 중국 대륙에 광역적으로 온난하고 정체적인 고기압이 위치하고 있었으며, 한대 제트의 북쪽이 더욱 냉각되어 있었다. 몽골-중국 북부-한국에 이르는 지역에서 하층 대류권의 현저한 풍속 감소가 황사 발생을 감소시킬 뿐 아니라 장거리 수송을 약화시키는 원인이 되는 것으로 보인다.