• 자원환경지질
• /
• 제46권4호
• /
• pp.359-373
• /
• 2013

셰일은 입자의 크기가 매우 작은 쇄설성 퇴적물이 고화되어 형성된 퇴적암으로 암석화되는 과정에서 유기물을 잘 보전하는 특성을 가지고 있어 전통적으로 석유나 가스의 탐사 및 개발에서 탄화수소를 생성하는 근원암의 역할을 하였다. 또한 셰일층은 매우 낮은 투과율 때문에 불투과층으로 인식되어 트랩을 형성하는 덮개암의 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 최근 수평채굴과 수압파쇄 등 시추 기술의 획기적인 발달로 북미를 중심으로 셰일층 내에서 막대한 양의 가스를 발견하고 상업적으로 생산함에 따라 셰일을 석유나 가스를 생산하는 지층뿐만이 아니라 탄화수소를 저장하는 저류층으로 새롭게 인식하게 되었다. 셰일층의 지화학 평가 기술은 셰일 내에 함유된 유기물의 특성을 지화학 분석을 통해 파악하여 유기물의 석유 및 가스 생성 능력을 평가하는 기술인데 최근에는 셰일층내에 생성된 가스가 저장되어 있는 셰일 가스층을 평가하고 탐사하는 데에 적용되고 있다. 셰일 가스층을 정확하게 평가하기 위해서는 탄화수소의 생성과 집적 그리고 매장량 예측에 영향을 미치는 지화학적인 과정과 특성을 정확히 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 셰일층 내에서 탄화수소 생성 메카니즘을 살펴보고 셰일층 평가 및 특성화에 활용되는 지화학 분석 기술을 고찰하였다.

• 생태와환경
• /
• 제37권3호통권108호
• /
• pp.272-281
• /
• 2004

팔당호의 유기물 수지 산정을 위해 팔당호내 일차생산력을 측정하고 유입하천의 유입유기물량 및 방류유기물량을 측정하여 유기물부하에서 내부생성유기물의 기여도를 평가하였다. 식물플랑크톤에 의한 일차생산력은 지점과 시기에 따라 큰 차이를 보여 3회 조사결과 $101{\sim}2701\;mgC\;m^{-2}day{-1}$의 범위로 나타났으며, 체류시간이 길고, 수체내 클로로필 a농도가 높았던 6월에 모든 지점에서 높은 생산력을 보였다. 빈번한 강우로 체류시간이 짧고 조류현존량이 적었던 4월과 8월의 조사에서는 총 유기물유입량에서 내부생성유기물량은 약 7%를 차지하였고 이중 식물플랑크톤에 의한 내부생산기여도는 약 5%로 매우 낮았다. 그러나 조사일 전후로 강우가 없어 수체가 안정되었고 외부유입유기물량이 적었던 6월 조사에서는 식물플랑크톤에 의한 내부생산 기여도가 29.0%를 보였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
• /
• pp.177-186
• /
• 2005

미래의 친환경 에너지인 수소에너지 생산을 위해서 생물학적인 수소생산방법에 관한 관심이 증폭되고 있다. 생물학적인 수소생산 방법에는 여러 가지가 있으나 그중 유기물을 혐기발효하여 수소를 생산하는 방법에 관한 연구가 수행되었다. 본 연구에서 혐기성 미생물인 Enterobacter asburiae SNU-1이 쓰레기 매립지 토양에서 분리되어 수소생산 조건의 최적화 실험을 수행하였다. 본 실험에 이용된 미생물의 경우는 기존에 연구 된 적이 없는 새로운 종으로써 다른 미생물과는 다른 특징을 나타내며 수소생산 능력도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 미생물을 이용한 수소생산에 영향을 미치는 인자로는 pH, initial glucose concentration 등이 있으며 각각의 조건에서 수소생산량을 비교하였다. 실험 결과 strain SNU-1의 최적 pH는 7이었으며 최적 initial glucose concentration은 25 g/1이다 이와 같은 최적 조건에서 strain SNU-1은 6.87 mmol/l/hr의 productivity를 나타내었다. 또한 다른 미생물과 달리 미생물이 더 이상 자라지 않는 정지기에서 더 많은 수소생산량을 나타내는 특이한 거동을 보이는 것이 관찰되었다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.380-383
• /
• 1998

본 연구는 퇴비중의 유기물 함량으로부터 탄소함량을 구하기 위한 환산계수를 결정하기 위하여 수행하였다. 퇴비중의 유기물 함량은 회화법으로, 탄소함량은 원소 분석기를 사용하여 분석한 결과 유기물 함량과 탄소함량의 관계는 "탄소함량(%)=$1.995+0.484{\times}$유기물 함량(%)"의 직선 회귀식을 따랐고, 분산분석에 의한 회귀직선의 유의성 검정은 고도로 유의하게 나타났다(P < 0.001). 기존의 토양 유기물 환산계수 1.724나 1.8을 적용할 경우, 퇴비중의 유기물 함량으로부터 환산한 탄소함량은 실제보다 10% 이상 높게 평가되어 우리 나라에서 생산, 판매되는 퇴비의 탄소함량을 구할 때는 상기 회귀식을 적용하는 것이 타당하리라 생각된다.

• 환경생물
• /
• 제33권1호
• /
• pp.83-91
• /
• 2015

본 실험은 왕우렁이를 대상으로 대발생한 식물플랑크톤을 제어할 수 있는 가를 파악하기 위해 섭식율 (grazing rate, GR) 및 유기물 생산 (pseudofaeces production)을 조사하였다. 섭식 효율을 조사하기 위해 시간 (12시간), 개체크기, 개체밀도, 먹이농도 조건 등의 조건을 달리하여 실험하였다. 왕우렁이는 투입 후 2시간 후에 2.5 L. $gAFDW^{-1}h^{-1}$의 최고 GR를 보이다가 12시간까지 일정한 섭식 경향을 나타내었다. 유기물 생산량은 4시간 후에 15.3 mg $AFDW^{-1}$로 가장 많은 양을 나타냈다. 서로 다른 크기조건에서 각고가 1.5 cm 미만의 섭식율 변화가 크고 6시간 후에 비슷하였으며, 중간 크기(2.5 cm)가 3.0 cm 이상인 것보다 섭식율이 높았다. 밀도가 5 indiv. $L^{-1}$ 에서 엽록소 ${\alpha}$ 농도감소율이 가장 높았으며, 그 외의 밀도에서는 비슷한 변화를 나타내었다. 유기물 생산 역시 밀도가 높은 실험군에서 4시간에 최대로 증가하였다. 먹이농도가 $600{\mu}g$ $L^{-1}$일 때 0.54 L. $gAFDW^{-1}h^{-1}$의 가장높은 섭식율과 유기물 생산을 나타내었다. 본 연구에서 왕우렁이뿐만 아니라 논우렁이를 이용하여 식물플랑크톤 대발생을 제어 가능함을 본 연구를 통해 확인하였지만, 이들이 배설한 유기물의 제거 및 배설물의 분해에 다른 2차 문제에 대한 철저한 연구가 필요하다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제14권2호
• /
• pp.80-89
• /
• 2009

동해의 독도 사면 지역에서 퇴적물 선상 배양과 $^{15}N$ isotope pairing technique를 이용하여 측정한 퇴적물 산소요구량과 탈질소화율은 각각 $1.04{\sim}9.08\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$와 $7.06{\sim}37.67\;{\mu}mol\;m^{-2}\;d^{-1}$로 유사한 수심의 다른 심해 지역에 비해 모두 높게 측정되었다. 퇴적물 산소요구량과 탈질소화율은 퇴적물 내 유기 탄소 함량이 높은 정점에서 높았으며, 표층 퇴적물 내 유기물 함량은 질산화에 의해 생성된 질산염을 이용하는 탈질소화(coupled nitrification-denitrification)와 높은 상관관계를 보였다. 이는 본 조사 지역의 퇴적물 산소요구량뿐만 아니라 탈질소화율 역시 표층 퇴적물 내 유기물에 가장 큰 영향을 받는 것을 시사한다. 독도 사면 지역의 표층 퇴적물 내 유기 탄소 함량은 $1.8{\sim}2.4%$로 다른 심해 지역보다 높게 측정되었으며, 이는 높은 일차생산량에 의해 내보내기 생산이 높기 때문으로 추정된다. 독도 사면 지역에서 표층 퇴적물 내 유기물 농도는 일차생산에 의한 내보내기 생산에 의해 조절되며, 내보내기 생산이 퇴적물에서 일어나는 퇴적물 산소요구량과 탈질소화율 같은 유기물 분해율의 가장 큰 조절 요인인 것으로 추정된다.

• 유기물자원화
• /
• 제25권1호
• /
• pp.35-45
• /
• 2017

본 연구는 하수슬러지의 혐기소화 효율 향상을 위하여 유기물 가용화를 위한 수열탄화 최적 온도조건을 규명하고자 170, 180, 190, 200, 210, $220^{\circ}C$의 수열탄화 반응에서 생성된 수열탄화액의 메탄퍼텐셜을 분석하였으며, 병열 1차 반응식(Parallel first order kinetics model)을 적용하여 수열탄화액의 유기물을 이분해성, 분해저항성, 난분해성 유기물로 분획하여 유기물의 구성 특성을 추정하였다. 하수슬러지의 누적 메탄생산곡선은 회분식 혐기반응기 운전 후기까지 지속적으로 증가하는 양상을 보였으며 병열 1차 반응식을 적용하여 합리적인 최종메탄퍼텐셜($B_u$)의 분석이 가능하였다. 하수슬러지 수열탄화액의 최종 메탄퍼텐셜은 수열탄화온도가 170, 180, 190, 200, 210, $220^{\circ}C$로 증가함에 따라 각각 0.39, 0.39, 0.40, 0.44, 0.45, $0.46Nm^3/kg-VS_{added}$로 증가하였으며, 수열탄화 반응온도의 상승은 하수슬러지의 유기물을 가용화 시켜 생분해성 유기물($VS_B$)의 함량을 증가시키는 것으로 나타났다. 이분해성 유기물($VS_e$) 함량은 수열탄화 반응온도 $200{\sim}210^{\circ}C$에서 가장 높게 나타나 하수슬러지의 유기물 가용화를 위한 최적 수열탄화 반응온도는 $200{\sim}210^{\circ}C$의 범위로 나타났다. 또한 수열탄화 반응으로 얻어지는 하수슬러지 수열탄화액에서 생분해성 유기물($VS_B$)과 이분해성 유기물($VS_e$)의 양은 수열탄화 반응온도 $200^{\circ}C$에서 가장 높게 나타나 $200^{\circ}C$의 수열탄화 반응온도가 하수슬러지의 가용화에 최적 온도조건으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제45권4호
• /
• pp.532-539
• /
• 2012

BMP 시험을 통한 최종메탄생산퍼텐셜 ($B_u$)의 측정은 바이오매스로부터 전환할 수 있는 바이오에너지 양을 추산하고 혐기소화조를 설계하는데 중요한 인자이다. 본 연구에서는 $B_u$의 측정에 있어 기질과 접종액의 비율 (S/I ratio)이 미치는 영향을 분석하기 위하여 기질의 유기물 특성이 다른 양돈 슬러리의 탈수여액 (LF), 양돈슬러지 탈수케이크의 열가수분해액 (TH), 탈수여액과 열가수분해액의 혼합액 (Mix)을 이용하여 BMP 시험을 실시하였으며, 각각의 시료의 이론적 메탄생산퍼텐셜 ($B_{th}$)과 혐기적 유기물 분해율을 구하여 비교하였다. TH 시료의 $B_u$는 S/I 비율 0.1, 0.3, 0.5에서 각각 0.27, 0.44, $0.46Nm^3\;Kg^{-1}-VS_{added}$로 나타났으며, 이론적메탄생산퍼텐셜 ($B_{th}$) 대비 최종메탄생산퍼텐셜 ($B_u$)의 비율 ($B_u/B_{th}$)로 나타낸 혐기적 유기물 분해율은 S/I 비율 0.1, 0.3, 0.5에서 각각 50.04, 82.46, 86.47%이었으며, LF 시료의 경우 S/I 비율 0.1, 0.3, 0.5에서 $B_u$은 각각 0.64, 0.53, $0.40Nm^3\;Kg^{-1}-VS_{added}$이었으며, 혐기적 유기물 분해율은 각각 152.07, 122.67, 95.71%로 나타났다. Mix 시료의 경우 최종 메탄생산 퍼텐셜과 혐기적 유기물 분해율에서 LF 시료와 유사한 경향을 보였다. 본 연구에서는 양돈슬러리의 BMP시험에서 S/I비율에 따라 상이한 최종 메탄생산 퍼텐셜이 나타나며, 낮은 S/I 비율에서 최종 메탄생산 퍼텐셜이 과대평가되었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.200-204
• /
• 1998

상하수처리과정에서 다량 발생하는 슬러지를 소성처리에 의해 생산한 인공토양의 자연에 안전한 환원가능성을 검토하기 위하여 인공토양의 이화학적 특성을 분석하여 밭토양과 비교하였다. 사용한 하수슬러지는 경기도지역의 하수종말처리장에서 그리고 상수슬러지는 경남지역에서 각각 수거하여 인공토양을 생산하였으며, 생산한 인공토양의 분석결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 인공토양의 입도분석에 의하면 모두 모래로 분류되었으며, pH는 첨가제인 석회의 영향으로 높아서 알카리성을 띠었고, 투수성은 매우 우수하였다. 이러한 특성들은 인공토양을 적절히 혼합사용할 경우에 산성토양의 중화나 배수불량지역의 투수성개선등의 토양개량효과를 기대할 수 있을 것이다. (2) 저온소성시킨 인공토양은 유기물성분, 질소성분, CEC등이 밭토양에 비하여 높았으며 인성분은 약간 높은 정도이었다. 입장의 크기는 굵은 모래정도이었으며 비중은 밭토양에 비하여 낮은 편이었다. 저온소성한 인공토양은 조경분야의 토양개량재나 매립장의 복토재등으로 사용을 검토중이다. (3) 고온소성시킨 인공토양은 소성과정에서 유기물과 질소성분등이 연소되어 유기물성분, CEC, 비중, 질소성분이 밭토양에 비하여 모두 낮았다. 입자의 크기는 조절이 가능한데 본 연구에서 생산한 크기는 난석(蘭石)정도의 굵기이었다. 고온소성한 인공토양은 난석(蘭石)이나 오염물질의 흡착재등으로 사용을 검토중이다. (4) 중금속성분의 분석결과에 의하면 저온소성한 인공토양에서 구리성분이 토양환경기준을 약간 상회하나 나머지는 모두 엄격한 농경지에 대한 기준치보다 낮았다. 따라서 인공토양만을 사용하여 농경지를 조성하여도 중금속에 의한 오염가능성이 작은데, 기존의 토양에 토양개량재로서 일부 혼합하였을 경우에는 기존토양의 낮은 중금속농도에 의하여 희석되어 중금속에 의한 환경오염 우려는 거의 없을 것으로 판단된다. (5) 본 연구방법에 의한 슬러지의 인공토양생산방법을 본격적으로 적용하기 위해서는 경제성 개선, 다양한 성분의 슬러지에서도 신뢰할 만한 안정성 확보, 그리고 작물실험을 통한 안정성 검증등의 추가연구가 계속되어야 할것으로 생각된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.347-356
• /
• 2013

수생식물의 수처리 기능을 고려한 습지관리에 대한 정보를 제공하기 위하여 시화호 인공습지에서 유입수의 수질특성이 다른 2개의 습지(동화천과 반월천 습지)를 대상으로 갈대와 애기부들의 생장특성, 유기물 생산량과 분해속도를 조사하였으며, 또한 유기물생산량과 분해량을 토대로 습지내로의 유기물 부하량을 추정하였다. 갈대와 애기부들의 길이생장은 기온이 상승하는 3월에 증가하여 7~8월에 최고치(갈대 340cm, 부들 320cm) 를 보였다. 경엽부의 밀도는 갈대가 100~170 개체/$m^2$의 범위로 애기부들의 밀도(최대 78 개체/$m^2$)보다 큰 것으로 나타났다. 갈대의 경엽부 최대 현존량은 $1,350{\sim}1,980gDM/m^2$의 범위로 반월천고습지에서 가장 컸고, 저습지에 비해 고습지에서 큰 것으로 나타났다. 한편 애기부들의 현존량은 $1,940gDM/m^2$로서 반월천고습지 갈대의 최대 현존량과 비슷한 값을 보였다. 갈대의 유기물생산력은 반월천고 습지 $2,050gDM/m^2/yr$ > 동화천저습지 $1,840gDM/m^2/yr$ > 반월천저습지 $1,570gDM/m^2/yr$ ${\fallingdotseq}$ 동화천고습지 $1,540gDM/m^2/yr$의 순으로 나타났으며, 애기부들은 $2,210gDM/m^2/yr$로서 갈대보다 생산력이 높게 나타났다. 시화호 인공습지 갈대와 애기부들의 연간 총 유기물 생산량은 845 ton DM/yr (423 ton C/yr)이었으며, 이중 갈대에 의한 생산량이 90%를 차지했다. 수생식물의 낙엽분해 속도(k)는 갈대와 애기부들 모두 잎이 줄기보다 빠른 것으로 나타났다(갈대: 잎 0.0062/day, 줄기 0.0018/day; 애기부들: 잎0.0031/day, 줄기 0.0018/day). 그리고 줄기 낙엽의 분해속도는 갈대와 애기부들이 같은 반면 잎의 분해속도는 갈대가 애기부들보다 약 2배 빠른 것으로 나타났다. 수생식물의 연간 총 낙엽 분해량(285 ton C/yr, 연간 총 유기물생산량의 67.3%)으로부터, 수생식물의 의해 생산된 유기물의 32.7%는 습지내에 퇴적되는 것으로 추정되었다.