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Applications of Radiocarbon Isotope Ratios in Environmental Sciences in South Korea (방사성탄소동위원소비 분석을 적용한 우리나라 환경과학 연구)

  • Neung-Hwan Oh;Ji-Yeon Cha
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.56 no.4
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    • pp.281-302
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    • 2023
  • Carbon is not only an essential element for life but also a key player in climate change. The radiocarbon (14C) analysis using accelerator mass spectrometry (AMS) is a powerful tool not only to understand the carbon cycle but also to track pollutants derived from fossil carbon, which have a distinct radiocarbon isotope ratio (Δ14C). Many studies have reported Δ14C of carbon compounds in streams, rivers, rain, snow, throughfall, fine particulate matter (PM2.5), and wastewater treatment plant effluents in South Korea, which are reviewed in this manuscript. In summary, (1) stream and river carbon in South Korea are largely derived from the chemical weathering of soils and rocks, and organic compounds in plants and soils, strongly influenced by precipitation, wastewater treatment effluents, agricultural land use, soil water, and groundwater. (2) Unprecedentedly high Δ14C of precipitation during winter has been reported, which can directly and indirectly influence stream and river carbon. Although we cannot exclude the possibility of local contamination sources of high Δ14C, the results suggest that stream dissolved organic carbon could be older than previously thought, warranting future studies. (3) The 14C analysis has also been applied to quantify the sources of forest throughfall and PM2.5, providing new insights. The 14C data on a variety of ecosystems will be valuable not only to track the pollutants derived from fossil carbon but also to improve our understanding of climate change and provide solutions.

A Dominant Discharge Estimate for Channel Characteristics Quantity Survey (하도특성량 조사를 위한 지배유량의 산정)

  • Im, Chang-Su;Lee, Joon-Ho;Kim, Tae-Hee;Lee, Jae-Chul;Yoon, Sei-Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.66-71
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    • 2006
  • 최근에 하도계획의 주된 과제는 하천환경의 보전과 창조를 위한 비용의 최소화이며, 침식과 세굴에 대한 하천관리 시설의 안정성을 확보하기 위한 질적 안전도의 최대화에 있다. 이를 위해 하도의 변화를 전제로 이동상 현상을 고려하고 저수로의 특성을 파악하여 하도계획에 반영하는 것이 필요하다. 이러한 하도계획과 관리를 위한 주요한 도구로서 하도특성조사가 제시되고 있다. 우리나라에서는 수변 생태환경의 기능회복으로의 하천환경에 관심을 기울이기 시작한 단계에 머물러 있다. 국내에서도 일본 등 선진 외국과 같이 홍수시 재해를 크게 경감하고, 자연환경을 실질적이고 체계적으로 배려하면서 경제적 하도계획 및 관리에 역점을 두어야 할 시점에 이르렀다. 이를 위해서는 우선적으로 하천이 갖고 있는 고유 특성인 하도특성에 대한 조사가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 대상하천을 선정하고 측량, 하상재료 채취 및 분석, 유사량 채취 등의 기초조사를 수행하였으며, 이에 따른 하도특성량을 분석하였다. 대상하천은 금강유역의 지천 하류부의 약 2km 구간을 선정하였으며, 2003년${\sim}$2004년에 3회에 걸쳐 측량을 실시하고, 구간내 구룡수위표에서 유량 몇 유사량을 측정하였다. 또한 대상구간내 14개 지점에서 하상토를 채취하여 입도분석을 실시하였으며, 구룡수위표 자료를 이용하여 수문자료를 구축하였다. 수집된 기초자료를 이용하여 대상구간의 강턱유량, 특정재현기간유량, 유효유량을 산정하여 지배유량을 결정하였다. 산정된 지배유량을 이용하여 하상경사, 대표입경, 저수로내 평균수심, 에너지 경사, 마찰속도, 무차원소류력, 하폭-수심비, 수심-입경비 등의 하도특성량을 산출하여 하천환경정비를 위한 기초자료로서 활용 될 수 있도록 하였다.구에 맞는 작물 생산 및 농촌관광단지 조성을 통해 부가가치증대 및 소득증대를 꾀함으로 농촌문제 해결에 도움이 될 것으로 기대된다. 본 연구를 통해 GIS 와 RS의 기술이 농촌분야에 더 효율적으로 적용될 것으로 기대되며, 농업기술센터를 통한 정보제공을 함으로써 대농민 서비스 및 농업기관의 위상이 제고 될 것으로 기대된다.여 전자파의 공간적인 가시화를 수행할 수 있었다. 본 전자파 시뮬레이션 기법이 실무에 이용될 경우, 일반인이 전자파의 분포에 대한 전문지식을 습득할 필요 없이, 검색하고자 하는 지역과 송전선, 전철 등 각종 전자파의 발생 공간 객체를 선택하여 실생활과 관련된 전자파 정보에 예측할 수 있어, 대민 환경정보 서비스 질의 개선측면에서 획기적인 계기를 마련할 것으로 사료된다.acid$(C_{18:3})$가 대부분을 차지하였다. 야생 돌복숭아 과육 중의 지방산 조성은 포화지방산이 16.74%, 단불포화지방산 17.51% 및 다불포화지방산이 65.73%의 함유 비율을 보였는데, 이 중 다불포화지방산인 n-6계 linoleic acid$(C_{18:2})$와 n-3계 linolenic acid$(C_{18:3})$가 지질 구성 총 지방산의 대부분을 차지하는 함유 비율을 나타내었다.했다. 하강하는 약 4일간의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행

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FeO, $TiH_2$, Carbon 원료분말을 이용한 Fe-TiC 나노 복합분말 제조 및 소결

  • An, Gi-Bong;Kim, Ji-Sun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.10a
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    • pp.26-26
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    • 2011
  • Fe계 TiC 합금은 미량의 합금원소를 첨가시켜 경화능, 내식성, 내마모성 성질을 개선한 특수 공구용 재료로서 현재 절삭, 내마모성, 광산, 금형재료 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 금속과 세라믹의 복합재료인 초경합금은 비열처리용 공구강으로 WC, TiC 등의 4, 5, 6족 금속탄화물에 Co, Ni, Fe등의 철족이 결합금속으로 소결한 복합재료로 WC-Co계 초경합금이 주종을 이루고 있으나, 전략 소재로서 고가인 Co 원료를 대체하기 위한 재료로서 초경재료의 고경도와 공구강의 경제성 및 가공성의 장점을 이용한 Fe-TiC계 초경합금의 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe기지에 서브마이크론 크기의 미세한 TiC 입자가 균일하게 분산된 Fe-TiC 복합분말을 경제적으로 제조하기 위해 순수한 Fe, Ti 원료분말에 비해 단가가 낮고 미세 분쇄가 용이한 FeO, $TiH_2$ 분말을 고에너지 밀링 후 반응 열처리 시키는 유사 기계화학적 공정을 시도하였다. 조성비 Fe-30wt%TiC 복합분말을 제조하기위해 마이크론(micron) 크기의 FeO, $TiH_2$, C 분말을 사용하였고, 1단계로 FeO와 C을 고에너지 밀링으로 혼합 후 반응시켜 환원시키는 공정과 2단계로 이렇게 환원된 분말과 TiH2를 고에너지 밀링으로 다시 혼합, 분쇄한 후 반응열처리 하는 두 단계 공정을 사용하였다. FeO의 환원 단계에서는 $700{\sim}1,000^{\circ}C$ 온도 범위에서 1시간 유지하였고, 고에너지 밀링 시 밀링시간, 회전속도를 변수로 두고 실험하였다. 환원된 분말은 수평관상로를 이용해 아르곤분위기에서 $1,000{\sim}1300^{\circ}C$까지 1시간 유지하여 반응열처리시켜 Fe-TiC 복합분말을 제조하였다. 준비된 복합분말을 XRD와 FE-SEM, EDS, 입도분석기 (LPSA) 등을 이용해 분말의 형태와 특성, 상, 조성, 입도, 분산도 등을 조사하였다. 제조된 Fe-TiC 나노복합분말을 방전플라즈마소결(SPS) 과 상압소결 실험을 진행하였다. Fe-TiC 복합분말 제조공정의 첫 번째 단계인 FeO의 환원반응은 $800^{\circ}C$이상의 온도에서 Fe로 환원이 진행됨을 확인하였다. 두 번째 단계인 반응열처리공정에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상에서 TiC가 형성됨을 XRD 상분석을 통해 확인할 수 있었고, $1,100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 반응열처리를 했을 때 XRD 분석결과와 산소 조성 분석 결과로부터 반응의 완결성과 순도에서 최적 온도 조건임을 확인하였다. 온도를 $1,300^{\circ}C$로 증가시킬 경우 반응의 완결성에 큰 변화가 없는 반면 분말입자간의 목형성이 일어나 가소결 되는 것을 FE-SEM을 통해 관찰하였다. 또한 최적조건으로 제조된 Fe-TiC 복합분말의 입도분석과 FE-SEM/EDS 관찰/분석을 시행한 결과 평균 입도 0.6 ${\mu}m$의 미세한 Fe-TiC 복합분말 내에 Fe분말 주변과 내부에 나노크기의 TiC입자가 균일하게 분산되어 존재하는 것을 확인하였다.

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Overview of Zirconium Production and Recycling Technology (지르코늄의 제조(製造)와 재활용기술(再活用技術))

  • Park, Kyoung-Tae;Kim, Seung-Hyun;Hong, Soon-Ik;Choi, Mi-Sun;Cho, Nam-Chan;Yoo, Hwan-Jun;Lee, Jong-Hyeon
    • Resources Recycling
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    • v.21 no.5
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    • pp.18-30
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    • 2012
  • Zirconium is one of the most important material used as cladding of fuel rods in nuclear reactors because of its high dimensional stability, good corrosion resistance and especially low neutron-absorbing cross section. However, Hf free nuclear grade Zr sponge is commercially produced by only three countries including USA, France and Russia. So, Zr has been thoroughly managed as a national strategic material in Korea. Most of the zirconium is used for Korean nuclear industry as nuclear fuel cladding materials manufactured from Hf free Zr alloy raw material. Also, there are some other applications such as alloying element and detonator. In this review, zirconium production and recycling technologies have been reviewed and current industrial status was also analyzed. And recent achievements in innovative reduction technologies such as electrolytic reduction process and molten oxide electrolysis were also introduced.

A Comparison of Instruction Effectiveness between the Experiment of Precipitation and the Experiment with Ball and Stick Model Related to 'Law of Definite Proportions' (일정성분비의 법칙에 관련된 앙금생성실험과 모형실험수업의 효과 비교)

  • Paik, Seoung-Hey;Kim, Hyeong-Sam;Han, Yu-Haw;Kim, Seoung-Hey
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.54 no.3
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    • pp.338-349
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    • 2010
  • This study compared the instruction effectiveness between experiments of precipitation and a ball & stick model related to the 'Law of Definite Proportions' of 9th grade science in this study. The subjects were 250 students in the 9th grade. They were divided into two groups, an experimental group and a model group. The results showed that the ratio of thought in which the elements were divided in the solutions and the ratio of thought in which a new compound was created when the two solutions were mixed were higher in the precipitation experiment group than in the model group. The two groups were not different in terms of the ratio of thought related to the reason for the creation of the precipitate. The ratio of thought pertaining to incorrect answers was high, implying that the two strategies were not effective in correcting students' thoughts. However, the ratio of finding patterns from the measuring data in the model group was higher than in the experimental group. However, the ratios of 'definite proportions' inference in the bonding of the reactants were similar in the two groups. From these data, we concluded that the inference of the 'Law of definite proportion' from experiments or models was not suitable for middle school students.

Distribution and Food Source Analysis of Galerucella nipponensis Laboissiere (일본잎벌레 (Galerucella nipponensis Laboissiere)의 분포와 먹이원 분석)

  • Choi, Jong-Yun;Kim, Seong-Ki;Kwon, Yong-Su;Kim, Nam-sin
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.49 no.4
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    • pp.334-342
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    • 2016
  • In this study, we explain the environmental variables that mainly influence the spatial and seasonal pattern of Galerucella nipponensis in 38 wetland and stream located at mid-low Nakdong River. G. nipponensis were found at total of 32 wetland, was strongly positively correlated with the biomass of Trapa japonica (t=2.173, $r^2=0.013$, p<0.05). In result of seasonal distribution during 3 years, the largest density of G. nipponensis adult were observed in summer (7~8 months), egg and larva was recorded in only early spring (4~5 months). Rainfall were negatively related with the seasonal distribution of G. nipponensis. They were more abundant in dry season (2015 year) than rainy seasons(2013~2014 year). Stable isotope analysis showed that the G. nipponensis consumed as food source no submerged leaf of T. japonica than other plant. However, utilization of T. japonica on Galerucella nipponensis were not influence to plant biomass and/or species composition in vegetated bed. Those considered as adaptive strategies for sustainable habitat maintenance that because T. japonica use as not only food source but also their lives for G. nipponensis.

Soil CO2 Monitoring Around Wells Discharging Methane (메탄 유출 관정 주변의 토양 CO2 모니터링)

  • Chae, Gitak;Kim, Chan Yeong;Ju, Gahyeun;Park, Kwon Gyu;Roh, Yul;Lee, Changhyun;Yum, Byoung-Woo;Kim, Gi-Bae
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.55 no.4
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    • pp.407-419
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    • 2022
  • Soil(vadose zone) gas compositions were measured for about 3 days to suggest a method for monitoring and interpreting soil gas data collected around wells from which methane(CH4) is outflowing. The vadose zone gas samples were collected within 1 m around two test wells(TB2 and TB3) at Pohang and analyzed for CO2, CH4, N2 and O2 concentrations in situ. CO2 flux was measured beside TB2. In addition, gas samples from well head in TB2 and atmospheric air samples were collected for comparison. Carbon isotopes of CO213CCO2) of samples collected on the last day of the study period were analyzed in the laboratory. The two test wells (TB2 and 3) were 12.7 m apart and only TB3 was cemented to the surface. According to the bio-geochemical process-based interpretation, the relationships between CO2 and O2, N2, and N2/O2 of vadose zone gas were plotted between the lines of CH4 oxidation and CO2 dissolution. In addition, the CH4 concentrations of gas samples from the wellhead of the uncemented well (TB2) were 5.2 times higher than the atmospheric CH4 concentration. High CO2 concentrations (average 1.148%) of vadose zone gas around TB2 seemed to be attributed to the oxidation of CH4. On the other hand, the vadose zone CO2 around the cemented well(TB3) showed a relatively low concentration(0.136%). This difference indicates that the vadose zone gas(including CO2) around the CH4 outflowing well were strongly affected by well completion(cementing). This study result can be used to establish strategies for environmental monitoring of soil around natural gas sites, and can be used to monitor leakage around injection and observation wells for CO2 geological storage. In addition, the method of this study is useful for soil monitoring in natural gas storage and oil-contaminated sites.