• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.72.1-72.1
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• 2013

광촉매 활용 기술은 수질 및 대기 중의 난분해성 오염 물질 처리 등의 환경 분야에서부터 항균 및 초친수성 기능을 활용한 소재 분야, 그리고 태양광을 이용한 물분해 수소 제조 및 이산화탄소의 전환 등의 인공 광합성 연구 분야까지 그 응용분야가 대단히 넓은 기술이다. 본 강연에서는 이러한 광촉매의 반응 원리와 대표적인 응용분야인 환경 정화 분야 및 에너지 분야에서의 광촉매 기술의 활용, 그리고 현재 광촉매 관련 연구 분야의 주요 관심사 및 미래 성장을 위한 과제 등을 포괄적으로 다루고자 한다. 광촉매 반응은 반도체의 따간격 에너지 흡수에 따라 전자와 정공(+전하를 가진 전자와 같은 거동을 하는 입자)가 발생한 뒤에 일어나는 계면에서의 전자전달 반응을 기초한다. 발생한 정공과 전자는 각각 산화와 환원 반응을 유발하며 이러한 산화, 환원반응을 통해 다양한 분야로의 응용이 가능하다. 환경 정화 분야의 경우, 정공이 물 혹은 공기 속에 존재하는 수분과 반응하여 생성되는 OH 라디칼 ($OH{\cdot}$)의 강력한 산화력을 주로 이용하게 된다. OH 라디칼에 의한 다양한 난분해성 유기물질의 산화분해 반응을 활용하여 고도처리공정이 가능하게 되며, 수계 난분해성 유기오염물질의 제거뿐만 아니라 대기 중에 존재하는 VOCs, 악취물질 등의 분해도 가능하며, 아울러 바이러스나 박테리아와 같은 세균을 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 물 분해 수소제조 및 이산화탄소의 전환과 같은 에너지 분야 응용의 경우, 전도대의 전자를 활용한 환원반응에 기초한다. 앞서 언급한 다양한 응용분야에서 활용될 수 있는 광촉매의 종류 또한 매우 다양하며, 이사화티탄(TiO2)는 대표적인 고효율 상용 광촉매이다. 아울러, 원하는 응용 분야에서의 광활성이 높은 새로운 광촉매의 제조 및 평가가 꾸준히 진행되고 있으며, 그 가운데 태양광의 가장 많은 영역을 차지하고 있는 가시광 활성을 갖는 광촉매 개발에 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 이에, 현재까지 개발된 다양한 가시광 광촉매 시스템에 대한 소개 및 각 광촉매 응용분야에서 최근 새롭게 대두되고 있는 이슈들에 대하여 중점적으로 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.321-321
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• 2018

태풍은 단시간동안 인류활동에 막대한 영향력을 미치는 저기압 시스템 중 하나로 인류에 중요한 수자원을 공급하여 물 부족 현상을 해소하거나, 열대해역에 축적된 과잉 에너지를 수송하여 에너지 균형을 유지하고, 해양 및 대기 정화로 인한 생태계를 활성화하는 긍정적인 면과 육지에 상륙함에 따라 심한 강풍과 폭우를 동반하여 인적 경제적 피해를 주는 부정적인 면을 동시에 지니고 있는 중요한 대기현상이다(Lee, 2006; Wang, 2010; Xu, 2013; Delphine et al., 2013). 2002년 루사, 2003년 매미, 2012년 볼라벤, 2013년 하이옌 그리고 2016년 차바와 같이 세력이 강한 태풍으로 인해 동아시아 지역은 매년 막대한 인명 및 재산피해가 야기되고 있는 실정임에 따라, 태풍으로 인한 재해를 최소화하고 태풍이 가지는 긍정적인 혜택을 적극 활용하기 위해서는 태풍의 활동 및 호우 예측 및 경향성에 대해 보다 정량적인 연구가 필요하다(Oh et al., 2011; Kim and Jain, 2011; Li and Zhou, 2012; Son et al., 2013). 따라서, 본 연구에서는 Son et al.(2014)이 제시한 태풍의 경로 및 규모를 고려한 태풍 추출기법을 적용하여 한반도에 영향을 미친 태풍 및 태풍강우를 추출하였으며, 이를 과거 1977-1994년(Period 1)과 1995-2012년(Period 2) 두 기간으로 분류하였다. 또한, 태풍의 최대풍속을 기준으로 3단계(35-64kt, 65-94kt, 95kt이상)로 구분하여 과거 시기별 태풍 활동(최대풍속, 최소중심기압, 발생빈도, 발생지점, 전향점, 경로) 특성을 분석하고, 과거 시기별 태풍강우(시간 최대 태풍강우량, 총 태풍 강우량)의 변화 분석을 수행하였다. 본 연구의 결과는 향후, 태풍과 관련하여 수질개선 및 수자원확보 등과 같은 태풍 활용방안과 태풍 피해저감을 위한 치수대책 수립 등에 대한 기초자료로 활용가능하며, 기후변화로 인해 야기될 수 있는 태풍의 활동 및 강우 특성 변화를 파악하는 데 이용가능 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.272-272
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• 2015

본 연구는 초생대 필지단위 모의프로그램인 VFSMOD-W(Vegetative Filter Strip MODel-W) 모형을 이용하여 새만금 유역의 밭경지 특성을 반영한 다양한 시나리오에 기반하여 초생대기법을 적용 하였을 경우의 유사저감효과에 대해 모의해 보았다. '새만금유역 농업비점오염 저감기법 개발'과제의 일환으로 초생대 현장실험을 위해 조성된 익산 밭경지 시험포의 실측치를 이용하여 모형의 보정이 이루어졌으며, 결과는 유출량의 경우 NSE=0.833와 $R^2=0.99$를, 유사량의 경우 NSE=0.794와 $R^2=0.99$로 각각 매우 높게 나타났다. 모의를 위한 시나리오는 새만금유역의 밭경지 특성을 고려하여 1ha, 5ha, 10ha의 밭규모에, 밭경사는 7%와 15%으로, 토성은 양토인 정방형 형태의 밭경지를 대상으로 하였다. 초생대 초종은 Grass mixture로 적용하였고, 규모는 밭경지 면적의 10%로 고정하여, 50mm, 100mm, 150mm, 200mm의 일강우량에 대해 초생대 유출 및 유사에 대한 모의를 실시하였다. 그 결과 새만금유역에 초생대 적용 시 유출저감효과는 밭경사 7%와 15%일 때 1.5~13.5%와 1.4~12.1%의 범위로 각각 나타났으며, 경사에 따른 차이는 미비하였으나 강우량과 밭경지 규모에 따른 유출저감효과의 차이가 크게 나타났다. 유사의 경우에는 밭경사 7%와 15%일 때 20.4~97.0%와 15.7~86.0%의 저감효과를 각각 보였으며, 유출에 비해 초생대 적용에 따른 유사저감효과가 월등히 높게 나타났다. 강우량의 차이에 따른 유사저감효과는 50mm일 때 58.4~97.0%, 200mm일 때 15.7~32.9%를 나타내어 강우인자의 영향이 밭규모와 경사 등의 밭경지 특성에 비해 유사 발생량 및 저감효과에 가장 크게 미침을 알 수 있었다. 본 모의 결과를 통해 새만금유역의 초생대기법 적용은 새만금호의 수질오염저감 및 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대되며, 현장 실용화를 위해서는 다양한 현장인자들에 적합한 세부적인 설계기술 개발이 요구된다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.34 no.3
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• pp.205-212
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• 2001

Joongpyong reservoir and Guiseok pumping station were selected as the hydrologic monitoring sites for the water level gauging and amount of irrigation water use, and water samples were taken and analysed periodically. Rating curves were derived from the relations water level and discharge data, and water supply through culvert of the Joongpyong reservoir was $593,200m^3$ and irrigation water $2,913,000m^3$ from the Guiseok pumping station. Changes of stream water qualities such as water temperature, pH, EC, total nitrogen, total phosphorus were examined, pH was 6.98.1 lower than the criteria of agricultural water 6.0~8.5, total nitrogen $0.9{\sim}4.5mg\;L^{-1}$, total phosphorus $0.008{\sim}0.036mg\;L^{-1}$. The results from this study could be offered as a basic data for the irrigation plan and water quality management.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.42 no.3
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• pp.271-279
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• 2009

Vinyl chloride (VC) is a known human carcinogen, and it is released to multi-environmental media via several exposure routes. VC was potentially evaluated as a water quality pollutant based on human health risk assessment in Korean water environments. In this study, we investigated physicochemical and toxicological properties of VC, human health and ecological risk assessment, and the regulation of VC as a water quality pollutant in developed countries. Currently there are no standard or guideline values of VC in Korean legal system for the protection of human health and aquatic ecosystem, except that it is designated as a specific toxic substance and a water quality pollutant. Human health risk assessment of VC was previously performed based on the limited water quality monitoring data. The monitoring level of VC in Korean water system is more higher than other countries'. VC was assessed as potential hazardous chemical based on the US EPA's cancer risk assessment. There were a few ecotoxicity data of VC available using very limited kinds of aquatic organisms, and the toxicity results obtained seem to be overestimated without considering the losses of VC in open exposure system. Therefore it is needed to monitor the VC in various areas and to carry out the ecotoxicity research using multi-level organisms. We expect that these results can be useful information for implementing VC as a water quality pollutant in legal system for the protection of human health and aquatic ecosystem in near future.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.11
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• pp.921-931
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• 2009

For the assessment of climate change impacts for the Byeongseong stream, CGCM 3.1 T63 is selected as future climate information. The projections come from CGCM used to simulate the GHG emission scenario known as A2. Air temperature and precipitation information from the GCM simulations are converted to regional scale data using the statistical downscaling method known as MSPG. Downscaled climate data from GCM are then used as the input data for the SWAT model to generate regional runoff and water quality estimates in the Byeongseong stream. As a result of simple sensitivity analysis, the increase of CO2 concentration leads to increase water yield through reduction of evapotranspiration and increase of soil water. Hydrologic responses to climate change are in phase with precipitation change. Climate change is expected to reduce water yields in the period of 2021-2030. In the period of 2051-2060, stream flow is expected to be reduced in spring season and increased in summer season. While soil losses are also in phase with water yields, nutrient discharges (i.e., total nitrogen) are not always in phase with precipitation change. However, it should be noted that there are a lot of uncertainties in such multiple-step analysis used to convert climate information from GCM-based future climate projections into hydrologic information.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.49 no.4
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• pp.245-257
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• 2016

Although rivers cover only 0.5% of the total land area on the Earth, they are windows that show the integrated effects of watershed biogeochemistry. Studies on the loads and properties of riverine carbon have been conducted because they are directly linked with drinking water quality, and because regional or global net ecosystem production (NEP) can be overestimated, unless riverine carbon loads are subtracted. Globally, ${\sim}0.8-1.5Pg\;yr^{-1}$ and ${\sim}0.62-2.1Pg\;yr^{-1}$ of carbon are transported from terrestrial ecosystems to the ocean via rivers and from inland waters to the atmosphere, respectively. Concentrations, ${\delta}^{13}C$, and fluorescence spectra of riverine carbon have been investigated in South Korea to understand the spatiotemporal changes in the sources. Precipitation as well as land use/land cover can strongly influence the composition of riverine carbon, thus shifting the ratios among DIC, DOC, and POC, which could affect the concentrations, loads, and the degradability of adsorbed organic and inorganic toxic materials. A variety of analyses including $^{14}C$ and high resolution mass spectroscopy need to be employed to precisely define the sources and to quantify the degradability of riverine carbon. Long-term data on concentrations of major ions including alkalinity and daily discharge have been used to show direct evidence of ecosystem changes in the US. The current database managed by the Korean government could be improved further by integrating the data collected by individual researchers, and by adding the major components ions including DIC, DOC, and POC into the database.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1991.04a
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• pp.53-56
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• 1991

산업구조의 급속한 발전과 공업화는 사회구조의 변화 및 대도시로의 인구집 중, 고밀도화, 교통량의 증가를 초래하여 이로부터 기인한 도시지역의 환경 오염 문제는 쾌적한 인간생활을 위협하는 단계에까지 이르렀다. 그중에서 소 음에 관한 문제도 대기 및 수질의 오염과 동시에 도시생활 환경에 많은 영 향을 미치게 되었다. 도시 소음의 주 원인은 주로 도로교통소음이며 이는 기 하급수적으로 늘어가는 자동차의 양에 의해 더욱 심해지고 있다. 따라서 현 재 우리나라에서도 주거지역 및 준주거지역 등의 지역별 소음도 규제 및 신 설되는 공동주택 단지에서의 소음레벨규제등이 있긴 하나 이들은 상당히 소 극적이며 미온적일 뿐 아니라 실제 거주하는 주민들의 반응과는 상당한 차 이를 보이고 있으며 더욱이 주민의 소음에 대한 주관적 반응을 적절히 표현 할 수 있는 지표마저 명확하지 않은 실정이다. 이러한 관점에서 본 고찰에서 는 피험자들의 주관적 반응을 실험할 때 발생하는 변수요인들을 통제 할 수 있는 실험 실시행 청감실험을 실시하기에 앞서 대상지역의 도로교통소음을 여러가지 평가척도에 의해 평가한 후 그 현장에서 이 소음에 노출된 피험자 들의 반응을 파악하여 청취자들이 인지하는 소음레벨을 적절히 평가하는 지 표를 찾고자 한다.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.22 no.1
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• pp.159-168
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• 2008

A special field experiment has been carried out from March 2001 to June 2001 at the Changhowon in Kyunggi to investigate a better methodology for the estimation of dry deposition of pollutions applicable in Korea. In this study, dry deposition plate was used to measure of total and water soluble acidic mass fluxes, and CPRI(Coarse Particle Rotary Impactor), CI(Cascade Impactor) were also used to measure ambient concentrations in various particle size ranges. Sehmel-Hodgson model was used to estimate dry depostion velocity and Weibull probability distribution function was applied to get generalized particle size distribution for the size fractioned concentration data sampled by CPRI and CI. Atmospheric dry deposition fluxes of mass and ionic matters estimated by the various techniques(one-step, multi-step, equi-concentration, subdivision for only the coarse particle range, applying Weibull distribution function, etc.) were compared to flux data sampled by DDP. It was found out that the deposition fluxes estimation methodology calculated by the each particle size range devided by particle size distribution characteristics and the rapidly changed points of deposition velocity using Weibull probability distribution function was the most applicable.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.24 no.4
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• pp.5-9
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• 2016

In the modern industrial society, huge amount of organic wastes have exceeded the society's self-cleaning capability, caused pollution of the whole environment, including water quality, soil, and the air, and become a big burden of waste treatment. Moreover, the emission of green house gases brought by the continual combustion of fossil fuels has facilitated the global warming. The simultaneous effect of initial and operational pH on $H_2$ yield was expressed using mathematical equation and optimized. The optimal initial and cultivation pH was 7.50 and 6.01, respectively. Addition of livestock wastewater to food waste substantially decreased the amount of alkali requirement and also improved the $H_2$ fermentation performance.