• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.419-419
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• 2011

이상호우, 사막화, 빙하융해, 생태계 먹이사슬 변화, 이상기온 등 기후변화의 행태는 지구 곳곳에서 다양하게 발발되고 있으며 그로인해 발생되는 인적 물적 피해가 심각하다. 1996년 집중호우에 의한 연천댐체 파괴, 2002년 8월의 낙동강 유역 장기홍수, 2002년 태풍 루사 및 2003년 태풍 매미 등 국내에서는 기후변화 중에서도 주로 이상호우로 인해 발생하는 피해가 많았으며 이들은 주기성이나 특성을 갖지 않아 예측이 어려운 관계로 망양보뢰 식의 후처리에 급급한 실정이었다. 최근 기후변화에 따른 지역별 홍수량, 가뭄량 등에 관한 연구가 가속화되고 있으며, 이와 더불어 해당 기후모델 발현 시 기존 구조물에 미치는 영향에 대한 연구도 필수적이다. 나아가 기존 구조물 뿐 아니라 새로 시공되는 구조물의 설계에서 기후변화에 대한 안정성을 위해 추가적으로 포함해야 할 요소가 있는지에 대한 연구도 필요하다. 본 연구에서는 가상 기후모델에 대해 그 모델이 예측하는 홍수량이 실제 발현되었을 경우를 가정하여, 기존 수공구조물의 안정성에 미치는 영향을 살펴보고 영향인자의 민감도를 분석하고자 한다. 대상 수공구조물은 붕괴 시 영향력이 큰 정도를 기준으로 필댐, 콘크리트차수벽형석괴댐(CFRD), 콘크리트중력식댐, 제방으로 그 범주를 제한 하였으며 대상유역은 한강으로 가정하였다. 구조물의 안정성 검토방법은 각 구조물의 종류에 따라 상이하다. 흙이 주 재료인 제방과 필댐의 경우, 침투(Piping)와 비탈면(Sliding)에 대한 안정성 평가가 이루어지며 CFRD는 댐체와 벽체로 나누어 안정성평가를 하며 댐체 안정성 평가방법은 필댐과 유사하다. 본 연구에서는 하천설계기준(2009)과 댐설계기준(2005)에 따라 각 구조물의 기준안전율을 책정하였으며 점착력, 내부마찰각, 단위중량 등의 물성치는 해당 지역의 토질특성에 따라 여러 문헌을 참고하여 설정하였고 이를 SEEP/W, SLOPE/W 프로그램을 이용하여 구조해석을 실시하였다. 콘크리트중력식댐은 활동, 전도, 지지력에 대해 각각 안정성을 평가하며 MIDAS와 ABAQUS 프로그램을 병행하여 해석하였다. 민감도(Sensitivity)란 안정성에 영향을 미치는 설계인자들의 변화에 따라 안정성이 어떻게 변화하는 지를 말한다. 기후변화에 의한 수공구조물 설계인자 민감도 연구를 통해 기존 설계과정 또는 안정성 검토 시 해당인자의 기여도를 높이거나 새로운 설계인자를 추가하여 미래 상황에 대한 구조물의 위험 정도를 과거대비 상세히 예측할 수 있으며 나아가 적절한 대응 방안 제시에 기여하여 기후변화에 따른 피해를 감소할 수 있을 것이라고 생각된다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제27권6호
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• pp.335-345
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• 2004

우리나라 공업단지 중 화학비료를 생산하고 있는 온산공단주변의 해송림이 쇠퇴된 이후 그곳에 덩굴식물류의 우점현상을 평가하기 위하여 식생조사를 실시하였다. 하층식생에 덩굴식물류의 중요치는 청미래덩굴(Smilax china)이 13.2로 가장 높았으며, 인동(Lonicera japonica)이 11.7, 계요등(Paederia scandens) 11.5, 댕댕이덩굴(Cocclus trilobus)이 7.7의 순으로 높아 대기오염으로 인한 생태계 훼손지역의 1차 식생으로 나타남을 알 수 있었다. 각 조사지별 목본류의 종수와 종다양도, 최대종다양도, 균재도, 우점도를 층위별로 나타낸 결과상층, 중층 식생에서는 종수, 종다양도, 최대종다양도, 균재도, 우점도가 산림지역이 공단지 역보다 높게 나타나 공단 주변 식생의 단순함을 보였으며, 하층 식생에서는 공단지역이 산림지역보다 높게 나타났는데 이는 덩굴식물이 차지하고 있는 비율이 높은 것이 원인인 것 같다. 초본류 조사에서는 총 59종이 출현하였으며, 고사리, 기름새, 닭의장풀, 미국자리공, 멍석딸기, 억새, 실새풀 등에서 중요치가 높아 대기오염지역의 우점종으로 나타났으며, 종수, 종다양도, 최대종다양도, 균재도, 우점도에서는 지역간의 구분이 뚜렷하게 나타나지는 않았지만 공단지역이 산림지역보다는 덩굴식물의 분포가 높게 나타났다. 이는 인접한 경기화학의 영향으로 상층식생의 쇠퇴에 따른 광조건에 의하여 열대성 식물인 덩굴식물이 우점종으로 나타나 생태계의 교란으로 인한 사막화 현상에 응용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_1호
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• pp.1101-1117
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• 2018

청천복사휘도는 히마와리-8호 정지궤도 기상위성에서 제공되는 주요 산출물 중의 하나로서, 자료동화 과정을 통해 수치예보 정확도 향상에 기여한다. 특히, 청천복사휘도는 대기운동벡터와 함께 대기 상층에서 자료동화의 효과를 보인다. 본 연구에서는 히마와리-8호 청천복사휘도의 편차 특성 분석과 평가를 통해 자료를 활용하는 사용자에게 정보를 제공해주고, 효과적으로 자료를 사용할 수 있도록 수치예보모델자료를 활용한 편차와 불확실성을 계산하였다. 일본 기상청에서 제공되는 청천복사휘도를 관측 자료로 사용하였고, 17 km 공간해상도의 기상청 전구 모델 Unified Model(UM) 자료와 복사전달모델 RTTOV-v11.2를 이용하여 청천복사휘도를 모의하였다. 먼저, 관측자료의 특성을 파악하고 관측자료와 모의된 청천복사휘도의 채널별 편차특성을 분석하였다. 전반적인 결과는 히마와리-8호 위성의 세 개의 수증기 채널(6.2, 6.9, $7.3{\mu}m$)에서는 양의 편차를 보인 반면에 대기창 적외 채널(10.4, 11.2, $12.4{\mu}m$)에서는 음의 편차를 보였다. 또한 분석결과는 계절과 영역에 따라 상이하게 나타났으며, 특히 사막이나 고지대 지역의 편차 특성이 뚜렷하게 나타났다. 이를 통해 청천복사자료를 활용할 때 시공간적인 특성을 고려해야 함을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 히마와리-8호 AHI의 청천복사휘도를 자료동화 할 때 전처리 과정에서 유용하게 활용될 수 있을 것이며, 2018년에 발사된 천리안-2A호의 산출물 활용에도 도움이 될 것으로 기대한다.

• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.140-149
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• 2022

본 연구에서는 폴리술폰 분리막을 이용한 바이오가스 정제 공정으로 고선택성 소재를 이용한 2단 공정의 높은 회수율 및 경제성과 동등한 수준의 회수율을 확보하기 위해 저온 고압의 분리막 공정을 설계하고 평가하였다. 폴리술폰 고분자를 4성분계 도프를 이용하여 비용매 유도 상전이법으로 중공사 분리막을 제조하였다. 기체 분리용 중공사 분리막은 1.6 m²의 유효 막면적을 갖는 샘플을 제조하여 상온 및 저온에서 기체 투과 특성을 평가하였다. 제조된 기체분리막 모듈의 온도에 따른 기체 투과 특성을 분석하기 위하여 온도별 단일 기체 투과도를 평가한 결과 이산화탄소와 메탄 투과도는 20℃에서 각각 412, 12.7 GPU이며, -20℃에서는 각각 280, 3.6 GPU로써 이상 선택도는 32.4에서 77.8로 향상되었다. 단일 기체 투과 테스트 후 혼합 기체에 대한 분리 테스트를 진행하였으며, 모듈 1단 구성 및 2단 구성(막 면적비 1:1, 1:2, 1:3)을 통하여 투과 거동을 살펴보았다. 1단 구성에서는 stage-cut이 상승함에 따라 메탄의 농도가 상승하지만, 반대로 회수율은 떨어지는 결과를 나타내었다. 2단 구성 테스트에서는 메탄 농도 97% 기준에서 막 면적비 1:1보다 1:3이 메탄의 회수율이 더 높게 측정되었으며, 공급 기체의 온도가 낮을수록 메탄의 회수율이 높아짐을 확인하였고, 최종적으로 폴리술폰 2단 공정에서 메탄 농도 97%, 회수율 97%의 결과를 달성하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권1호
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• pp.151-160
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• 1998

감귤류의 가공 부산물인 감귤 과피 내에는 식이 섬유소 외에 미생물의 성장을 억제시키는 naringin과 혈압 저해 능력이 있는 hesperidin 등의 bioflavonoids가 다량 함유되어있지만, 대부분이 가공 과정 중 폐기되고 있다. 생리 활성 물질인 bioflavonoids를 회수하기 위하여 원료 투입 속도, 막 횡단 압력, 온도, pH등을 조절하여 최적 막 분리 조건을 구하였다. 감귤 과피에 7.5 배의 물을 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 혼합 용액을 예비 여과 시스템에서 여과하였다. 예비 여과된 추출물은 중공사 막을 이용하여 한외 여과하였다. 원료 투입 속도와 flux간에는 일정한 상관 관계가 없었지만, 막 횡단 압력 8 psi 이상에서 pressure controlled region이 관찰되었다. $9^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로 온도가 상승함에 따라 $10{\;}liters/m^2/hr{\;}(LMH)$씩 flux가 증가하였으나, $25^{\circ}C$에서 $33^{\circ}C$ 구간에서는 flux 증가폭이 2 LMH에 그쳤다. 모든 적용 막 횡단 압력에서 pH 4.8일 때의 flux가 가장 높았으며, pH 3.0에서의 flux가 pH 6.0, 7.0, 9.0 일 때 보다 훨씬 낮았다. 최적 운용 조건은 원료 투입 속도 49.3 L/hr, 막 횡단 압력 10psi,온도 $25^{\circ}C$, pH 4.8 이었다. 최적 분리 조건하에서 막 분리 하였을 때, 시간이 경과함에 따라 flux가 점차적으로 감소하여 약 1시간 50분 경과 후 정상 상태에 도달하였다. 각 분리 단계별로 retentate 단위 무게당 식이 섬유 함량과 permeate의 bioflavonoids농도를 측정하였다. 분리 단계별 retentate중 단위 무게당 총 식이 섬유와 수용성 식이 섬유 함량은 각각 170 mesh retentate와 prefiltered retentate에서 가장 높았다 한외 여과 permeate내의 naringin 과 hesperidin 농도는 각각 $0.45{\sim}0.65\;mg/g,\;5.15{\sim}6.86\;mg/g$으로, 감귤 과피 고유의 함량보다 각각 $15{\sim}22$배, $79{\sim}93$배 높은 수치였다. 따라서 , 감귤 과피로부터 bioflavonodsi를 회수하는데 있어서 PM10 중공사막의 운용이 매우 효과적인 분리 시스템임을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권12호
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• pp.656-661
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• 2016

분리막의 제조에 있어서 높은 분리도와 투과도가 요구되지만 투과도와 분리도는 반비례하는 경향이 있으므로 현실적으로 가능하지 않다. $CO_2$ 포집의 비용절감 측면에서 살펴보면 분리막의 재질 자체보다는 투과도와 분리도가 분리막의 모듈이나 시스템의 성능이 미치는 영향이 더 중요하다고 할 수 있다. 예로 들어 $CO_2$ 13%와 $N_2$ 87%인 혼합기체를 분리도를 5로 고정시킨 후 유량의 10%가 분리막을 통하여 투과된다고 가정하면 투과한 10% 중에 $CO_2$ 4.28%, $N_2$가 5.72%로서 투과한 기체중 이산화탄소의 농도가 42.8%가 된다. 이 경우 이산화탄소의 순도는 42.8%이며 첫 번째 투과에 의해 얻은 이산화탄소의 회수량은 4.28/13 = 32.9%가 된다. 만일 투과도와 분리도를 두배로 증가시킬 경우 이산화탄소의 순도는 64.5%, 이산화탄소 회수량은 12.9/13 = 99.2%로 나타났다. 이 경우 대부분의 $CO_2$가 회수되었으며 이것이 의미하는 바는 주입된 이산화탄소가 투과되지 않고 그대로 통과하여 빠져나가는 양은 거의 제로에 가까운 경우로서 이산화탄소 분리에는 이상적인 설계나 운전조건이라 할 수 있다. 일정한 주입농도에서 주어진 투과도에 대하여 이산화탄소를 100% 회수하는 임계 분리도가 존재함을 알 수 있으며, 임계 분리도 이상 높아질 경우 이산화탄소 회수되는 양이나 순도 향상에 별다른 영향이 없음을 시사하고 있다. 이상의 결과에서 주어진 이산화탄소의 농도에 대해서 분리막을 이용한 분리에서 이산화탄소를 100% 투과시키는 임계 투과도와 분리도가 설계와 운전조건의 최적화를 위하여 절대적으로 중요함을 알 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권6호
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• pp.600-607
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• 2010

2008년 동아시아 대륙에서 발생기원이 다른 먼지(황사)와 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례를 NOAA위성 RGB 합성영상과 지상 입경별 분진(TSP, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$)의 질량농도 관측으로 분석하였다. 또한 Terra/Aqua 위성 MODIS(Moderate resolution Imaging Spectroradiometer) 센서의 AOD(Aerosol Optical Depth)와 FW(Fine aerosol Weighting)를 통해 동아시아 지역에서 발생기원이 다른 대기 에어로졸의 분포와 입자 크기 특성을 분석하였다. 중국 북부와 몽골, 그리고 중국 황토고원에서 모래폭풍이 발생하여 광역적으로 이동하여 청원에 먼지입자(황사)로 영향을 주는 6 개의 사례분석을 실시하였다. 질량농도 TSP중 $PM_{10}$은 70%, $PM_{2.5}$는 16%로 조대입자(> $2.5\;{\mu}m$)의 비율이 큰 것은 사막과 반사막의 자연적 발생원에서 생성되었기 때문이다. 그러나, 모래 폭풍이 이동 과정에서 중국 동부의 산업 지역을 거쳐 유입하는 사례에서는 TSP 중 $PM_{2.5}$가 23%까지 증가하기도 했다. 중국 동부로부터 황해를 거쳐 한반도로 유입한 5개 다른 사례의 경우, TSP 중 $PM_{10}$, $PM_{2.5}$가 각각 82, 65%로 나타났다. 이와 같이 $PM_{2.5}$의 상대적 비율이 증가한 것은 인위적 오염입자의 영향 때문이다. 동아시아 지역에서 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례에 대한 평균 AOD는 $0.42{\pm}0.17$로 황사에 의한 AOD($0.36{\pm}0.13$)와 비교하여 대기 에어로졸에 대한 비율이 높게 나타났다. 특히, 중국 동부에서 황해, 한반도, 동해에 이르는 광역적 지역에 AOD값이 높게 분포했다. 인위적 오염입자의 사례는 FW가 평균 $0.63{\pm}0.16$로 모래폭풍의 이동 사례의 $0.52{\pm}0.13$ 보다 높은 값을 보였다. 이는 대기 에어로졸에 대한 인위적 미세 오염 입자의 기여도가 클 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제21권2호
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• pp.217-231
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• 2012

Hourly concentrations of $PM_1$, $PM_{2.5}$ and $PM_{10}$, were investigated at Gangneung city in the Korean east coast on 0000LST October 26~1800LST October 29, 2003. Before the intrusion of Yellow dust from Gobi Desert, $PM_{10}$($PM_{2.5}$, $PM_1$) concentration was generally low, more or less than 20 (10, 5) ${\mu}g/m^3$, and higher PM concentration was found at 0900LST at the beginning time of office hour and their maximum ones at 1700LST around its ending time. As correlation coefficient of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$($PM_{2.5}$ and $PM_1$, and $PM_{10}$ and $PM_1$) was very high with 0.90(0.99, 0.84), and fractional ratios of $(PM_{10}-PM_{2.5})/PM_{2.5}((PM_{2.5}-PM_1)/PM_1)$ were 1.37~3.39(0.23~0.54), respectively. It implied that local $PM_{10}$ concentration could be greatly affected by particulate matters of sizes larger than $2.5{\mu}m$, and $PM_{2.5}$ concentration could be by particulate matters of sizes smaller than $2.5{\mu}m$. During the dust intrusion, maximum concentration of $PM_{10}$($PM_{2.5}$, $PM_1$) reached 154.57(93.19, 76.05) ${\mu}g/m^3$ with 3.8(3.4, 14.1) times higher concentration than before the dust intrusion. As correlation coefficient of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$(vice verse, $PM_{2.5}$, $PM_1$) was almost perfect high with 0.98(1.00, 0.97) and fractional ratios of $(PM_{10}-PM_{2.5})/PM_{2.5}((PM_{2.5}-PM_1)/PM_1)$ were 0.48~1.25(0.16~0.37), local $PM_{10}$ concentration could be major affected by particulates smaller than both $2.5{\mu}m$ and $1{\mu}m$ (fine particulate), opposite to ones before the dust intrusion. After the ending of dust intrusion, as its coefficient of 0.23(0.81, - 0.36) was very low, except the case of $PM_{2.5}$ and $PM_1$ and $(PM_{10}-PM_{2.5})/PM_{2.5}((PM_{2.5}-PM_1)/PM_1)$ were 1.13~1.91(0.29~1.90), concentrations of coarse particulates larger than $2.5{\mu}m$ greatly contributed to $PM_{10}$ concentration, again. For a whole period, as the correlation coefficients of $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, $PM_1$ were very high with 0.94, 1.00 and 0.92, reliable regression equations among PM concentrations were suggested.