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교대로 운전되는 두 개의 UV/광촉매반응기로 구성된 폐가스 처리시스템에서의 광촉매의 비활성화 및 재생 특성 (Characterization of Repeated Deactivation and Subsequent Re-activation of Photocatalyst Used in Two Alternatively-operating UV/photocatalytic Reactors of Waste-air Treating System)

  • 이은주;정찬홍;임광희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권4호
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    • pp.584-595
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    • 2021
  • 본 연구에서는 교대로 운전되는 두 개의 UV/광촉매 반응기로 구성된 폐가스 처리시스템의 운전단계와 단계별 광촉매의 비활성화의 상관관계를 사용된 광촉매에 대한 기기분석을 통하여 규명하였다. 선행연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]의 광촉매 반응기 시스템 운전에 사용되지 않은 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A4), 1회 운전하는 동안 사용되고 재생을 경험하지 않은 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A1), 2회 운전에 사용되고 1회 재생된 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A2) 및 3회 운전에 사용되고 2회 재생된 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A3)와, 1차 재생(AD1) 또는 3차 재생(AD3)된 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체에 대한 BET 분석, SEM, XPS, SEM-EDS 및 FTIR 분석 등을 수행하여, 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체의 비활성화 및 재생 특성을 포함하는 특성 분석을 수행하였다. 그 결과로서, 3회 이상의 여러 번 재생을 수행하는 광촉매의 적정 재생 온도를 200℃ 미만으로 도출하였다. 이러한 광촉매의 적정 재생 온도는 BET 분석결과에서 도출된 기공에 흡착된 에탄올 산화분해 중간생성물의 대부분이 완전 분해가 되어 기공이 재생되는 재생 온도와 거의 일치하였다. 특히, XPS 분석 결과는, 선행 연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]에서 광촉매 반응기의 첫 번째 운전 후에 광촉매의 미세한 비활성화가 발생하였음을 나타내었다. 또한, XPS 분석 결과는, 선행연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]에서 광촉매 반응기의 두 번째 운전에서 비교적 큰 광촉매의 비활성화가 발생하여 첫번째 운전성능보다 약 5%만큼 못 미치는 에탄올과 황화수소 각각의 제거효율을 초래하였으나, 세 번째 운전에서의 에탄올과 황화수소의 제거효율은 두 번째 운전에서의 에탄올과 황화수소의 제거효율 실험 결과와 거의 비슷하였다는 연구 결과와 일치하였다. 한편, AD3를 사용하여 선행연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]에서와 같은 광촉매 반응기의 네 번째 운전을 수행할 것을 가정하면, 두 번째 운전에서보다 더 큰 광촉매의 비가역적 비활성화의 발생으로 인하여 에탄올과 황화수소 제거효율이 가장 크게 저하되리라 예상되었다.

도시표면의 물리적 요소가 대기질에 미치는 영향 - 중국 창춘을 사례로 - (Effects of Physical Factors on Urban Surfaces on Air Quality - Chang Chun, China as an Example -)

  • 진촨핑;김태경
    • 한국조경학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.1-11
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    • 2021
  • 본 연구는 도시의 표면을 구성하는 물리적 공간요소 가운데 대기질에 영향을 미치는 주요 요인을 찾아 환경개선을 위한 단서를 제공하는 것이 목적이다. 중국의 산업도시인 창춘의 9개 측정소에서 2018년 1월 1일부터 2019년 12월 31일까지의 AQI 농도 자료를 수집하였다. 측정소를 중심으로 반경 300m 내의 지역을 구성하는 도시의 물리적 시설에 대한 유형과 분포 특징을 분석하였다. 측정소를 3개 그룹으로 나눠 계절별로 미세먼지 농도 차이를 분석한 결과, 봄과 겨울에 AQI 농도가 가장 높고, 다음으로 여름, 가장 낮은 계절은 가을이었다. 봄의 AQI 농도가 가장 높은 곳은 F(93.00)·D(91.10)·I(89.20), 여름 농도가 가장 높은 곳은 D(69.05)·A(67.89)·B(84.44), 가을 농도가 가장 높은 곳은 I(62.80)·G(60.84)·D(53.27), 겨울은 I(95.82)·H(95.60)·F(94.04)이었다. SPSS를 이용한 계열분석을 통해 직경 600m인 공간내의 대기지수는 임야, 초지, 나지, 수공간, 수고, 건축면적(평균치), 건물 체적(평균치)과 상관성이 있는 것으로 나타났다. 오염이 심한 봄과 겨울의 수치자료를 통계분석한 결과, 임야면적(43,637m2, 15.44%)과 수면적(18,736m2, 6.63%)이 큰 비율을 차지하고, 건축평균면적(448m2, 0.17%)과 건축평균부피(10,201m3)가 가장 적은 그룹 1(A, B, C)구역의 오염 농도가 가장 낮았다. 반대로 그룹 2(D, E, F)구역은 AQI 농도가 가장 높은 구역으로 임야(1,917m2, 0.68%)와 수면적(0m2, 0%)이 적거나 없고 건축평균면적(1,056m2, 0.37%)과 건축평균부피(17,470m3)가 가장 높았다. AQI 농도가 가장 높은 지역의 특징은 가로수의 수고가 12m 이상인 경우가 다수 확인되었고, 나지면적의 비율이 적을수록 오염도가 낮은 것으로 나타났다. 동일한 방법으로 창춘의 9개 공간의 특징을 분석한 결과, 도시 공간의 물리적 특성에 따른 대기질은 위의 요인들과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다.

복합적 기능의 식물 애플리케이션 디자인을 위한 사용자 조사 (A Study on User's Opinion for Designing of Multi-Functional Plant Applications)

  • 이하나;박한나;백진경
    • 한국과학예술포럼
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    • 제37권4호
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    • pp.297-308
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    • 2019
  • 연일 최대치를 갱신하고 있는 미세먼지 수치로 인해 대한민국 정부는 공기 오염과 씨름하고 있으며, 환기의 어려움과 실내 방출 오염물질로 인한 실내공기 오염 문제 역시 심각하다. 이러한 실내의 공기 질 개선에 식물의 공기 정화 효과가 돋보이고 있다. 본 연구는 현대인의 생활 환경과 실내공기 오염의 위해성 및 식물의 개선 기능을 조사하고, 식물 애플리케이션 사용을 활성화하기 위하여 시작되었다. 본 연구의 목적은 국내외 식물 관련 애플리케이션의 주요기능과 디자인 현황을 파악하고, 현대인의 식물 애플리케이션 사용 실태를 분석하여 더욱 편리한 식물 관련 지식 습득을 돕는 것이다. 따라서 본 논문은 실내공기 오염이 건강에 미치는 영향과 식물 관련 애플리케이션에 대한 사용자 의식조사를 이행하였다. 이를 통해 새로운 복합적 기능의 식물 애플리케이션 디자인을 제안하는 데 근거를 마련하고자 시도하였다. 연구 결과 및 내용은 다음과 같다. 첫째, 이론적 고찰 결과 실내공기 오염은 실내 생활의 비중이 높은 현대인에게 더욱 위험하며 건강에 악영향을 끼친다. 이와 같은 문제 해결을 위하여 실내공간에 식물을 두는 것만으로도 공기 정화 및 스트레스 감소에 크게 효과를 볼 수 있었다. 둘째, 선행 연구 분석 결과 실내공기 오염의 위해성과 건강에 미치는 영향, 공기정화 식물의 실내 공기개선 사례와 관련된 연구 사례를 찾아볼 수 있었으며, 애플리케이션 개발 및 개선을 통한 사용자의 행동 개선 사례를 파악할 수 있었다. 셋째, 국내외 식물 애플리케이션 현황 조사 결과 현재 설치 수가 높은 애플리케이션의 주요 기능은 식물식별, 물 주기 알림, 식물 기초 정보 제공 등이 있었으며, 카메라를 통한 식물 식별 애플리케이션이 다수였다. 넷째, 설문조사 결과 대부분의 응답자가 식물을 키우고 있거나, 키운 경험이 있었다. 식물 애플리케이션을 사용한 경험이 거의 없는 사람 역시 향후 식물 관련 애플리케이션 사용에 긍정적인 의견을 밝혔다. 또한, 공기 오염 등의 사회 문제로 인하여 식물을 활용한 공기 정화, 기능성 식물 등에 높은 관심을 보이었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 실내공기 오염을 개선할 수 있는 식물과 이와 관련된 정보 제공을 용이하게 도울 수 있는 복합적 기능의 식물 애플리케이션의 필요성을 제안하고자 한다.

천성산 주걱댕강나무 개체군의 식생구조와 생육환경 (Vegetation Structure and Growth Environmet of Diabelia spathulata (Siebold & Zucc.) Landrein Population in Mt. Cheonseong, Korea)

  • 이명훈;유성태;장정걸
    • 한국자원식물학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.346-361
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    • 2021
  • 주걱댕강나무는 세계적으로 중국 남부·일본 혼슈 이남에 분포하며, 국내에서는 유일하게 경상남도 양산시 천성산에만 분포하는 분류군으로, 2003년도에 국내 야생 존재가 보고된 이래 지금까지 식생구조나 생육특성 등 일체 선행연구는 찾아볼 수가 없었다. 이에 본 연구는 주걱댕강나무 집단의 분포범위, 생육환경과 개체 특성에 대한 분석을 통해 주걱댕강나무의 적절한 현지 내·외 보전관리를 위한 기초자료를 확보하기 위해 수행하였다. 이번 조사를 통해 확인한 주걱댕강나무 개체군의 범위는 지리적으로 북위 35°24' 58"에서 35°26' 35", 동경 129°05' 43"에서 129°07' 04" 사이에 분포하고 있었으며 해발고도는 98 ~ 592 m, 반경 1.8 km 범위 내 능선과 사면, 계곡부 등 사방에 걸쳐 햇빛이 어느 정도 확보되는 곳에서 소규모 군락형태로 관찰되었다. 주걱댕강나무 개체군의 식생구조는 소나무군집, 신갈나무-주걱댕강나무군집, 졸참나무-주걱댕강나무군집, 개서어나무아군집으로 분류되었고, 교목층을 우점하는 특정 분류군(소나무, 참나무류, 개서어나무)의 편중으로 종간 균등성은 낮았으며, 우점도 또한 특정 종 우점에 근접하는 식생형을 보였다. 주걱댕강나무 개체군 20개 조사구에서 측정한 전 분류군의 평균 수고는 교목층 8 ~ 13 m, 아교목층 3.4 ~ 6 m, 관목층 1.2 ~ 1.7 m, 초본층 0.2 ~ 0.7 m 범위의 다층구조로 형성되어 있었다. 토양 유기물 함량은 비교적 높은 특징을 보였으나 모든조사구에서 토양산도(pH) 4.2 ~ 4.9의 강산성을 띠고 있어 식물생육에 요구되는 유효인산, 마그네슘 등 필수 원소는 불균형으로 나타났다. 또한 조사지 내 주걱댕강나무의 엽록소 함량은 36.74 ± 2.8로 식물구계학적으로 남부아구에 속하고, 주로 하층식생으로 분포하는 정금나무 집단의 35 ± 5.9와 유사하였으며, 수관열림도가 높아질수록 비례하여 엽록소 함량도 증가하는 양의 상관을 나타내었다. 주걱댕강나무 개체군은 입지특성과 층위에 따라 신갈나무, 철쭉, 털진달래, 쇠물푸레나무, 생강나무와 높은 양의 식생상관을 보였으며, 다층구조 수관층위에서 최고수고 3.4 m까지 형성되어 있었으나 평균 수고가 1.1 m로 주로 관목층과 초본층에 우점종으로 분포하였다. 주걱댕강나무의 개화 개체 수고는 최소 0.3 m에서 최고 3.4 m 범위였으며, 개화가 집중되는 수고는 1.0 ~ 1.8 m (평균수고 1.39 m) 사이였고, 평균개화율은 27.37%였다. 현지 내 보전에 있어서 임지 내 수목의 생장은 기후, 미세지형, 토양조건 등에 의한 입지환경의 영향을 크게 받는데, 이러한 입지환경 중 수목의 생육에 결정적인 역할을 하는 요소는 광도와 온·습도 등 기후적인 인자이다. 조사 대상지에서 주걱댕강나무 치수가 많은 곳은 교목층이 없거나 아교목층이 없어 상대적으로 수광이 용이한 곳이었으며, 양지환경을 선호하는 주걱댕강나무 특성을 감안할 때 교목층을 우점하고 있는 참나무류와 소나무, 아교목층과 관목층의 사람주나무, 쇠물푸레나무, 털진달래, 철쭉 그리고 초본층의 조릿대 등과 생육 경쟁관계 형성 또는 이들로 부터 피음을 받을 것으로 보여 주걱댕강나무 집단의 개체수 감소를 방지하고 주걱댕강나무가 선호하는 광 환경을 유지하기 위해서는 층위별로 밀도조절 등 관리가 요구되며, 이를 위해 지속적인 모니터링과 주변식물 종들의 적절한 제어가 필요할 것으로 판단된다.

유사물질 실험을 위한 자동화 현미경 실험 기기의 적용과 노캠퍼를 이용한 입자 성장 및 단순 전단 변형 실험의 예 (Application of Automated Microscopy Equipment for Rock Analog Material Experiments: Static Grain Growth and Simple Shear Deformation Experiments Using Norcamphor)

  • 하창수;김성실
    • 자원환경지질
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    • 제54권2호
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    • pp.233-245
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    • 2021
  • 암석의 미세구조에 대한 많은 연구는 실제 암석 관찰 뿐만 아니라 다양한 실험 장비를 이용하여 미구조의 발달 과정과 그 메커니즘을 이해하기 위해 수행되어 왔다. 변성이나 변형 작용 중에 입자 성장이나 입도의 변화를 일으킬 수 있는 광물 군집 내 입자 경계 이동 작용은 주요한 재결정작용 메커니즘 중 하나이다. 특히, 변형 과정 중 나타날 수 있는 입자 경계 이동의 연속적 관찰은 암석 유사 실험을 이용하여 수행될 수 있었다. 이번 연구에서는 다양한 실험 방법 중 유사 물질을 이용한 입자 성장 및 변형 실험 방법에 대해 기존 방법을 개량할 수 있는 실험 장비의 개발과 이를 통한 효과적인 미구조 분석 방법을 제시하였다. 개발된 실험 장비는 유사 물질 실험이 가능한 변형 장치와 실체 현미경에 회전 조작이 가능한 편광판들을 장착하여 광학적 조작이 가능하도록 구성되었다. 이들 장치들은 마이크로 컨트롤러를 통해 온도 및 변형 속도 제어 및 실험 동안 관찰되는 미구조 변화를 연속적으로 촬영할 수 있도록 자동화하여 구성되었다. 또한 편광판 회전 조작을 통해 취득되고 합성된 디지털 이미지들은 보다 정확한 입자 경계를 구분하고 분석할 수 있게 해주었다. 실험 결과의 입도 및 형태와 같은 미구조 분석을 위해 선분 교점 측정 방법과 입자 경계 트레이싱 방식을 비교하여 적용하였다. 유사물질로써는 석영과 유사한 광학적 성질을 가지는 노캠퍼(Norcamphor, C7H10O)라는 물질을 사용하였다. 개발된 장비의 실효성을 검증하고자 노캠퍼를 이용한 정적 입자 성장 실험과 단순 전단 변형 실험 및 이에 대한 미구조 분석을 수행하였다. 정적 입자 성장 실험은 시간이 지남에 따라 입자 수의 감소와 입도가 증가하는 전형적인 입자 성장 작용의 특징과 온도에 따른 성장 곡선들의 명확한 차이를 보여주었다. 중온-저변형율 조건의 단순 전단 변형 실험 결과는 평균 입도의 큰 변화는 없었으나, 입자 형태에 대해 전단 변형이 증가함에 따라 전단력 방향에 수직한 방향에 대해 약 53°의 방향으로 신장률이 증가하는 변화를 보여주었다. 이러한 미구조의 발달과정은 주어진 실험 조건에서 변형에 의해 입자 내부의 소성 변형과 내부 회복 작용이 균형을 이루면서 진행된 것으로 해석된다. 개량화 및 자동화된 실험장치를 이용한 이들 입자 성장 작용 실험 및 변형 실험의 예는 유사물질 실험에서 목적하는 바와 같이 실험 과정 동안의 입자의 미구조 변화과정을 순차적으로 관찰할 수 있고, 전체 수행 과정동안 수동적 조작없이 효율적으로 실험을 진행할 수 있다는 장점을 보여주었다.

전통 단청안료 표면의 물리적 특성 변화 모니터링 (Monitoring the Change of Physical Properties of Traditional Dancheong Pigments)

  • 김지선;정혜영;변두진;유민재;김명남;이선명
    • 보존과학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.549-561
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    • 2020
  • 석간주, 진사, 황토, 자황, 웅황, 석록, 뇌록, 석청 및 백토 등 천연 무기안료 9종의 성능과 수명을 평가하고자 실내 촉진내후성과 옥외폭로 시험을 수행하였다. 실내 촉진내후성 시험법은 국내 기후 특성 및 단청의 위치 환경을 반영하여 설계하였고 필드 재현성을 확인하기 위해 서울 숭례문과 대전 연구소 등 2개소에서 옥외폭로 시험을 병행하였다. 또한 누적 자외선량을 기준으로 안료 표면의 물리적 특성 변화를 모니터링하였다. 이 결과, 석간주와 백토는 초기에 미세균열이 발생하지만 안정화된 반면 진사와 석록은 균열이 지속적으로 확대되었다. 황토와 뇌록은 수분 및 송진에 의한 얼룩이 두드러졌고 자황, 웅황 및 석청은 입자의 광택 저하가 나타났다. 각 시험별 안료의 색 변화는 절대적인 수치 차이가 있을 뿐 색도 변화 양상은 유사하였다. 백토와 뇌록의 색차(𝚫E) 값이 5 이하로 가장 작고 진사는 28 이상으로 컸다. 안료 표면의 물리적 변화는 실내 촉진내후성 시험보다는 옥외폭로 시험이, 옥외폭로 시험에서는 대전 연구소보다 서울 숭례문에서 가중되었다. 이는 옥외폭로 시험이 큰 폭의 온·습도 변화, 분진 침적에 따른 오염 등 다양한 환경에 노출되고, 특히 서울 숭례문은 총 누적 자외선량(334 MJ/m2)에 도달하는 데까지 오랜 시간이 소요되어 노출 기간이 장기화되었기 때문이다.

좌측 유방암 방사선 치료 시 치료 기법에 따른 선량적 고찰 (The dosimetric guide of treatment modalities for Left side breast irradiation after conservative surgery)

  • 김태민;문성공;김이지;김세영;박령황;김주호;조정희
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제30권1_2호
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    • pp.153-160
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    • 2018
  • 목 적 : 부분절제술 시행 후 좌측 유방암 환자의 방사선 치료 시 적용된 각 방사선 치료 기법 별 선량을 후향적으로 분석하여 정상장기와 종양용적의 선량적 결과를 전형적인 분할치료 선량(EQD2)을 고려한 선량 결과를 도출함으로써 임상적 참고 지표로 활용하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 시행한 좌측 유방암 환자 중 부분절제술을 시행한 40명을 대상으로 3가지의 치료기법으로 구분하여 적용하였다. 각 치료법의 총 종양용적과 임상적 표적용적에서 HI(homogeneity index), $D_{95%}$, 그리고 CI(conformity index)값, 그리고 $V_{hot}$ 수치를 도출한 후 치료계획을 평가하였다. 사이버나이프를 이용한 경우 종양용적은 타 기법에서의 고선량 용적과 동일하여 임상적 표적용적는 고려하지 않았다. 정상장기에 대한 평가는 평균선량을 비교하였다. 결 과 : 세가지 치료법의 HI는 3D-CRT, VMAT, RIMRT 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 체적조절 호형 방사선치료(VMAT)을 이용한 치료의 경우 임상적 표적용적의 $D_{95%}$의 경우 $95.84{\pm}0.75%$로 3차원 입체조형 방사선 치료(3D-CRT) 치료법에 비해 높은 값을 나타냈다. 총 종양용적의 $D_{95%}$값은 다른 치료법들에 비해 미세하게 높은 결과를 보여줬다. 사이버나이프를 이용한 치료법은 정상장기들에 조사되는 선량이 타 치료법에 비해 현저하게 낮았다. 결 론 : 3D-CRT의 경우 DIBH를 동반하여 치료할 경우 전반적으로 심장을 보호하는데 유용한 치료 기법이며 VMAT의 경우 탁월한 TARGET COVERAGE를 나타내지만 저 선량 영역이 타 기법에 비해 넓은 것을 알 수 있다. 그러나 앞선 두 가지 치료법에서 치료계획 평가를 위한 대부분의 선량적 지표에서 비슷한 값을 보여 치료 계획 결과 및 평가에서는 큰 차이가 없는 것으로 환자의 해부학적 구조나 호흡 조절 가능 유무에 따라 치료기법 선택이 가능할 것으로 사료된다. 사이버나이프를 이용한 치료의 경우 종양용적에 정확한 고 선량을 주며 정상장기 보호에 매우 유용한 치료법이지만 국소부위 치료만 가능한 점, 치료시간이 상대적으로 긴 점, 치료 전 침습적 시술인 금침 삽입술을 해야 하는 제약이 있다.

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녹나무과 상록활엽수 자생지 기후특성과 기후변화에 따른 분포 변화 (Habitat Climate Characteristics of Lauraceae Evergreen Broad-leaved Trees and Distribution Change according to Climate Change)

  • 유승봉;김병도;신현탁;김상준
    • 한국환경생태학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.503-514
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    • 2020
  • 기후변화는 생물계절반응 변화와 식물 자생지 이동을 초래한다. 우리나라 상록활엽수림도 과거 20년에 비해 분포역이 넓어지고 있으며, 자생지 범위가 북상하고 있다. 이에 따른 녹나무과 상록활엽수의 자생지 변화 예측을 위해 먼저, 식생의 분포와 관련이 깊은 온량지수와 한랭지수, 최한월 최저기온, 연평균기온 등 기후지표를 분석하였다. 그 변화량과 공간분포분석을 통해 우리나라 난온대 지역에 분포하는 녹나무과 상록활엽수 8종의 자생지 기후지표특성을 파악하였다. 또한, 기후지표특성을 바탕으로 MaxEnt 종 분포모형을 적용하여 기후변화 시나리오(RCP 4.5/8.5)에 따른 21세기 자생지 변화를 예측하였다. 녹나무과 상록활엽수 8종의 자생지 월 평균 기후지표 특성은 온량지수 116.9±10.8℃, 한랭지수 3.9±3.8℃, 연강수량 1495.7±455.4mm, 건습지수 11.7±3.5, 연평균 기온 14.4±1.1℃, 동계 평균 최저기온 1.0±2.1℃로 나타났다. 기후변화 시나리오 RCP 4.5에 근거한 녹나무과 상록활엽수의 분포는 전라남도와 경상남도를 포함하는 도서지방과 서·남해안의 인접지역, 동해안의 강원도 고성까지 분포가 확대되는 것으로 분석되었다. 기후변화 시나리오 RCP 8.5에 근거한 분포의 경우 전라남도와 경상남도의 전 지역과 전라북도, 충청남도, 경상북도, 수도권의 일부 지역을 제외한 대부분 지역으로 분포가 확대될 것으로 분석되었다. 기후변화에 대비한 녹나무과 상록활엽수의 보전을 위해서는 자생지 내·외 보전 기준설정 및 다양한 자생지 특성 분석이 수행되어야 한다. 또한, 기후지표를 기반으로 한 생물계절정 자료를 통해 기후변화에 따른 녹나무과 상록활엽수의 분포, 이동, 쇠퇴 등의 미세변화를 선제적으로 감지하고 보전관리 방안을 수립하여야 할 것이다.

베리오그램 최적화 기반의 정규크리깅을 이용한 전국 에어코리아 PM10 자료의 일평균 격자지도화 및 내삽정확도 검증 (Kriging of Daily PM10 Concentration from the Air Korea Stations Nationwide and the Accuracy Assessment)

  • 정예민;조수빈;윤유정;김서연;김근아;강종구;이달근;정욱;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.379-394
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    • 2021
  • 우리나라에서는 2005년부터 전국 에어코리아(Air Korea) 측정소의 대기오염도 정보를 실시간으로 제공하고 있다. 선행연구들은 이러한 포인트 기반의 미세먼지 농도 자료에 대한 격자지도화 가능성을 보여준 바 있으나, 측정소가 밀집된 특정 도시만을 대상으로 하였다. 본 연구에서는 우리나라 전역의 PM10 일평균 격자 지도를 산출하기 위해서, 전국 333개 에어코리아 측정소 자료를 활용하여 베리오그램 최적화 기반의 정규크리깅을 수행하고, 검증지점의 공간적인 과밀(too dense) 및 과소(too sparse)를 방지하기 위하여 검증지점의 위치에 따른 선별적 임의추출을 통한 암맹평가를 실시하였다. 114,745건의 데이터로부터 365일 각각 다른 검증지점을 추출하는 암맹평가를 4회에 걸쳐 수행한 결과, MAE=5.697 ㎍/m3, CC=0.947의 정확도 통계량이 산출되어, 매우 효과적인 공간내삽이 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 또한, PM10 고농도 사례(나쁨 및 매우 나쁨)로 분류된 1,500건 이상에 대해서도 MAE=11~12 ㎍/m3, CC=0.870~873의 정확도를 나타냈으며, 이는 본 연구의 방법론이 다양한 상황에 적용가능함을 의미한다. 2019년 365일에 대해 산출된 0.05° 해상도의 일평균 PM10 격자지도는 자연스러운 공간분포를 나타내는 것이 시각적으로도 확인되었다. 이러한 PM10 농도의 격자지도는 향후의 연구에서 익일 PM10 농도의 격자예측을 위한 입력자료로 활용될 수 있을 것이다.

국내 미이용 바이오매스 순환유동층 연소에서 NOx 저감을 위한 air-staging 효과 (Air-staging Effect for NOx Reduction in Circulating Fluidized Bed Combustion of Domestic Unused Biomass)

  • 윤상희;백건욱;문지홍;조성호;박성진;김재영;서명원;윤상준;윤성민;이재구;김주식;문태영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권1호
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    • pp.127-137
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    • 2021
  • 미세먼지 전구체인 질소산화물(NOx)에 대한 대기배출부과금 제도가 2020년부터 국내에 도입 및 시행됨에 따라 이를 저감하기 위한 경제적인 연소기술 개발은 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해외 우드펠릿 대체재로서 REC(Renewable Energy Certificates) 확보가 가능한 국내 미이용 산림 바이오매스를 연료로 하여 0.1 MWth급 순환유동층 연소 설비에서 NOx 저감을 위한 air-staging 효과를 고찰하였다. 운전 변수로는 air-staging 적용 유무, 3차 공기 공급 높이(6.4 m, 8.1 m, 9.4 m) 그리고 air-staging 비율(1차 공기:2차 공기:3차 공기=91%:9%:0%, 82%:9%:9%, 73%:9%:18%) 변화이며 운전 변수에 대한 배기가스 내 NO와 CO 농도, 연소로 높이별 온도와 압력 프로파일, 포집된 비산재(fly ash) 내 미연탄소 함량과 연소효율을 분석하였다. 3차 공기를 가장 높은 9.4 m에서 공급한 air-staging 운전 시 NO 농도는 100.7 ppm으로 air-staging을 적용하지 않은 운전 조건(148.8 ppm)보다 32.3% 감소하지만 CO 농도는 오히려 52.2 ppm에서 99.8 ppm으로 91% 증가하였다. 더불어, NO 농도의 저감을 위한 환원영역과 CO 농도의 저감을 위한 산화영역 확보를 위해 3차 공기 공급 높이를 6.4 m로 유지하며 3차 공기 공급량을 늘리고 1차 공기 공급량을 낮춘 air-staging 운전 조건(73%:9%:18%)에서는 NO와 CO 농도가 각각 90.8 ppm과 66.1 ppm으로 air-staging 적용 조건 중 가장 감소되는 것을 확인하였다. 이러한 최적 운전 조건에서 연소효율 역시, air-staging을 적용하지 않은 운전 조건의 연소효율(98.3%) 보다 높은 99.3%임을 확인하였다.