• 한국산림과학회지
• /
• 제103권3호
• /
• pp.431-438
• /
• 2014

본 연구는 탄소흡수원이며 재생가능한 자원인 산림 바이오매스 자원량 및 에너지로서의 잠재량을 산정하고, 이를 지도화 및 프로그램화 하고자 하였다. 2010년말 기준 우리나라 전체 산림의 총 바이오매스 자원은 804백만톤이며, 이 중 임상별로는 침엽수 265백만톤, 활엽수 282백만톤, 혼효림 257백만톤이 점유하고 있었고, 지역별로는 산림축적량에 비례하여 강원도가 가장 많은 바이오매스 양을, 다음이 경상북도, 경상남도 순이었다. 우리나라 산림에서 매년 상업적으로 벌채하여 제재목 등으로 이용되고 남은 목질부 바이오매스는 707천톤/년 정도가 되며, 숲가꾸기를 하여 원목으로 이용되는 양을 제외한 바이오매스 양은 592천톤/년으로 나타났다. 따라서 우리나라에서 연간 시장으로 공급 가능한 산림 바이오매스 자원은 약 1,300천톤/년 정도가 될 것으로 추정된다. 이를 석유환산량으로 전환하면 약 585천 toe/년이 된다. 본 연구에서 분석한 결과를 토대로 바이오매스 자원 지도 프로그램을 만들었다. 프로그램 개발하기 위해 사용된 시스템은 Microsoft Office Excel, Microsoft Office Access ArcGIS, Microsoft Visual Basic 6.0 이었으며, 공간정보를 활용할 수 있도록 ESRI MapObjects2.1 개발 도구를 이용하였다. 바이오매스 자원 지도(BiomassMap V2.0) 프로그램은 축적, 바이오매스 총 저장량, 시업지 연간 바이오매스 생장량, 상업적 벌채에 의한 바이오매스 생산량, 숲가꾸기에 의한 바이오매스 생산량 등을 지도로 나타내고, 이들 정보를 관리할 수 있는 프로그램이다. 바이오매스 자원 지도는 시도별, 임상별도로 확인할 수 있으며 이용자의 사용 목적에 따라 작성될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 향후 본 바이오매스 지도는 산림이용 관리자들에게 유익한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.194-200
• /
• 2000

고농도의 질소를 함유하는 축산폐수에 대한 문헌고찰 및 실제 운전사례를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 전국의 축산농가에서 하루 발생하는 축산폐수발생량은 약 197천$m^3$로서 이중 법적규제대상 미만 축산폐수가 50%를 차지하고 인근하천으로 직방류시 부영양화의 원인이 되고 있다. 2. 축산폐수의 특성중 가축의 분과 뇨에 따라 유기물 및 질소${\cdot}$인의 농도차가 크기 때문에 축산폐수처리시는 반드시 분과 뇨의 분리가 이루어져야하고 또한 축산폐수공공처리시설의 계획에 있어서 처리대상 축산폐수의 정확한 오염농도의 산정이 필요하다. 3. 기존 처리장에 화학적처리공정인 응집반응조와 질소제거를 위한 혐기${\cdot}$호기조를 설치하여 운영한 K시의 실제 운전사례 결과 유입수의 총질소 농도가 $1,500{\sim}3,000mg/l$인 것을 120mg/l 이하로 방류하므로써 $92{\sim}96%$의 제거효율을 나타내었고 유입수의 총인농도가 $131{\sim}156mg/l$인 것을 $0.15{\sim}1.00mg/l$로 처리하므로써 99%이상의 제거효율을 나타내었다. 4. 혐기조에서 탈질 미생물의 원활한 대사활동을 위해서는 지속적인 유기탄소원 공급과 pH의 영향이 중요하데 조사기간동안 혐기조의 pH는 평균 9.0정도를 유지하였다. 5. 질소${\cdot}$인제거 공법들의 현장적용을 위해서는 적절한 적응성 및 처리성 실험 그리고 각 공정의 올바른 운전과 유지관리의 기술이 확립되어야 한다. 6. 정부에서는 축산폐수의 적정처리 및 관리대책 방안으로 법규 및 수질기준강화, 개별 축산농가에 대한 지원, 지도${\cdot}$점검 및 홍보강화와 기술지원 등 장차의 엄격한 방류수수질기준을 안정적으로 유지할 수 있는 기술보급과 이의 적정 관리방안에 대한 적극적 검토가 요구된다.

• 유기물자원화
• /
• 제25권1호
• /
• pp.103-110
• /
• 2017

우리나라 양돈 농장 내 돈사의 대부분은 고밀도 사육에 적합한 피트형 구조를 가지고 있다. 피트형 돈사는 돼지의 배설물이 바닥의 공간에 장기간 저장되는 구조로서 기존의 돈사에 비해 분뇨 처리를 위한 노동비용이 크게 절감되는 장점이 있다. 그러나 피트에 저장된 분뇨슬러리는 암모니아를 비롯하여 다양한 냄새물질을 지속적으로 배출하여 돼지와 근로자의 건강을 위협하게 된다. 축산업의 역사가 오래된 축산 선진국에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 슬러리 첨가제, 스크러버, 바이오필터 등을 개발하였으며 우리나라 역시, 점차 고밀도 사육 방식이 확산됨에 따라 냄새저감 수단에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. 특히 최근에는 돈사 피트에 직접 투여하는 미생물제의 보급이 빠르게 확대되고 있다. 미생물제는 구매 비용이 높다는 단점에도 불구하고 운반, 저장, 사용이 편리하고 상대적으로 유지비가 저렴하여 소규모 양돈 농가에서 많이 선택되고 있다. 이러한 미생물제와 비교하여 유사한 효과를 발휘하면서도 비용이 훨씬 저렴한 냄새저감 수단으로서 수용성 탄수화물이 있다. 수용성탄수화물이란 설탕, 포도당, 당밀과 같이 분자량이 적은 단당류 또는 이당류 등을 포함하며 분뇨슬러리에 용해된 이후 빠르게 미생물에 의해 이용될 수 있는 탄소화합물을 의미한다. 분뇨 내 미생물은 투여된 수용성 탄수화물을 분해하여 이산화탄소 및 각종 유기산을 생산함으로 슬러리를 산화시키는 효과를 발휘한다. 산화된 슬러리 내에서 비이온성인 암모니아는 이온성인 암모늄 이온으로 전환되어 휘발성을 잃게 된다. 본 연구에서 대표적인 수용성 탄수화물인 설탕을 돈분뇨 슬러리(120kg)에 0.1%(w/w) 투여함으로서 슬러리의 pH를 8.2 수준으로 유지하였고 암모니아의 휘발은 10일 평균 33% 저감하는 효과를 얻었다. 결론적으로 본 연구의 결과를 돈사 현장에서 활용한다면 미생물제에 비해 보다 저렴한 비용으로 피트 슬러리의 암모니아 휘발을 저감할 수 있을 것으로 예상된다.

• 유기물자원화
• /
• 제16권1호
• /
• pp.62-69
• /
• 2008

최근 우리나라에서는 생활폐기물중 가연성폐기물의 처리방법으로 소각이나 매립처분을 가능한 한 지양하고, 고형연료화(RDF) 등을 통한 자원회수를 도모하기 위해 폐기물의 기계적-생물학적 전처리(MBT, Mechanical Biological Treatment)시설 건설을 활발히 추진하고 있다. 이러한 생활폐기물의 MBT시설에 대한 적정 건설과 운영을 위해서는 먼저 처리 대상이 되는 폐기물의 물리 화학적 성상에 대한 정확한 분석이 이뤄져야 한다. 특히 폐기물의 MBT시설의 주된 프로세스인 파쇄, 선별장치의 적정 설계를 위해서는 폐기물의 입도특성에 대한 정확힌 자료가 제공되어야 하나, 아직 폐기물의 입도특성에 관한 자료는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 생활폐기물중 가연성폐기물을 대상으로 그들의 입도특성과 입도별 폐기물의 물리화학적 특성을 평가하는데 목적이 있다. 생활폐기물의 시료채취는 수도권 소재 A시의 단독주택, 공동주택, 상가지역 및 업무지역으로 구분하여 실시하였다. 분석결과 발생지역에 관계없이 습윤 기준으로 종이가 29.78~60.02%로 가장 많은 비율을 차지하였다. 원소조성으로는 탄소(C)가 34.77~44.39%로 가장 많은 비율을 차지하였으며, 다음으로 산소(O)가 19.46~33.71%를 차지하는 것으로 나타났다. 고형연료 품질지표인 염소의 경우 0.39~0.83%의 함량을 나타내고 있어 기준치인 2.00% 이하(건조기준)를 만족하고 있었으며, 황(S)함유량도 기준치인 0.60%를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 입도분석결과 가연분에서는 50~80mm 입도가 가장 많은 비율을 차지하고 있으며, 불연분의 경우 30~50mm가 가장 많은 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권9호
• /
• pp.923-931
• /
• 2005

팔당호 표층퇴적물의 오염 특성을 파악하기 위해 경안천을 중심으로 팔당호 전반에 걸쳐 40개 지점에 대해 입도, 유기물 함량, 총질소, 총인, 중금속의 분포 특성을 분석하였다. 입도(Mz, mean grain size)의 분포 특성은 유입량 및 유속이 강한 북한강과 남한강 합류지점부터 팔당댐 지역에 걸쳐 사질(Mz, $1{\sim}3\;{\phi}$)로 분포하며, 경안천 하부 및 팔당호 하부 지역에서는 세립한 silt(Mz, $5{\sim}10\;{\phi}$)로 구성되어 이 지역의 수리 특성을 반영한다. 입도(Mz)와 유기물 함량(LOI)의 상관관계는 습지 근처인 St. 36을 제외하고, $r^2\;=\;0.88$로 세립토일수록 유기물 함량이 높아지는 경향을 보였다. 퇴적물 내 T-N과 T-P의 농도 역시 입도와 유기물 함량이 높은 지역에서 높은값을 나타내었다. 특히, T-P의 농도 분포는 $216{\sim}1,623\;{\mu}g/g$(Avg. $769\;{\mu}g/g$)의 범위로 팔당호 퇴적물내 인(phosphorus)의 오염이 심각한 것으로 나타났다. Fractionated-P를 통해 환경 변화에 의해 수체로 용출될 가능성이 큰 Adsorbed-P와 NAI-P(Non-apatite inorganic P)가 약 20%로 나타났다. 또한, 20개 항목의 결과를 토대로 통계학적 기법인 주성분 분석(Principle Component Analysis, PCA)을 실시한 결과, 입도가 세립하고, 유기물 함량이 높은 지역에서 T-N, T-P, 친유기성 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)이 높게 분포하는 것으로 나타났다. 그러나 중금속 오염 정도는 입도를 고려한 $I'_{geo}$(Geoaccumulation Index)로 분석한 결과 상대적 오염도가 0 이하 및 Class 1에 속하는 것으로 나타나 중금속 오염은 없는 것으로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권12호
• /
• pp.1087-1093
• /
• 2010

독립영양탈질은 추가적인 질소 제거를 위해 메탄올과 같은 고가의 외부탄소원을 필요로 하지 않는다는 면에서 효과적이고 경제적인 방법이다. 본 연구에서는 고농도 질소 농도를 함유한 하수에 대한 황탈질 평가를 통해 설계 및 운영인자의 도출에 필요한 기초자료를 확보하고자 하였다. 입상황으로 충진된 황탈질조는 유동형 스폰지 담체를 이용하여 영양염류를 제거하는 고도처리 공정 후단에 파일럿 규모로 설치되었다($Q=18\;m^3/day$). 외부 알칼리 주입 없이 황탈질조 유입수 내 알칼리(평균 $169.4{\pm}20.8\;mg$ $CaCO_3/L$)만을 활용하였고, 2.45시간의 체류시간으로 운영된 황탈질조 내 추가적인 질산성 질소의 제거를 통해 최종 처리수의 총질소가 7.0 mg T-N/L 이하로 도출되었다. 파일럿 설비 평가를 통해 동절기 저수온($15^{\circ}C$ 이하)에서도 60~80%의 안정적인 황탈질 제거효율을 나타내었으며, 2.78 ppm 이내의 Alum 주입 시 황탈질 성능에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 황탈질조에서 제거된 질산성 질소 대비 소모된 알칼리도는 $4.09{\pm}1.29\;g$ $CaCO_3/g$ ${NO_3}^-$-N로 도출되었고(이론값 4.57 g $CaCO_3/g$ ${NO_3}^-$-N), 황탈질조 유입수 내 질산성 질소의 전환에 필요한 알칼리도 이상을 포함하였다. 입상황의 소모량은 943.8 g S/day로서, 구형입상황의 마모 및 역세 시의 유실 등에 의해 이론적 소모량인 400.1 g S/day 대비 2.4배 정도 높게 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권7호
• /
• pp.699-705
• /
• 2010

3가지 재질의 생물활성탄 부착 박테리아들을 부리 동정한 결과 총 9종류의 부착 박테리아가 동정되었다. Pseudomonas 속이 차지하는 비율이 평균 56.5%로 나타나 가장 높은 우점비율을 나타내었고, 다음으로 Pasteurella속 18.9%, Chryseomonas 속 4.0%, Agrobacterium속 3.5%, Aeromonas속 2.0% 순으로 검출되었다. 순수 분리된 9종의 박테리아들의 성장곡선을 조사한 결과 24~96시간 내에 최대의 생체량을 나타내어 geosmin을 유기탄소원으로 활용하는 능력이 뛰어난 것으로 조사되었다. $4^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$의 운전조건에서 geosmin에 대한 생분해능을 조사한 결과 Pseudomonas vesicularis, Pseudomonas fluorescens, Agrobacterium radiobacter 및 Stenotrophomonas maltophilia 등이 뛰어난 생분해율을 나타낸 반면 Chryseomonas luteola, Spingomonas paucimobilis, Spirillum spp. 등은 비교적 낮은 geosmin 생분해능을 나타내었다. Geosmin의 생분해능은 수온이 $4^{\circ}C$일 경우 생분해율 속도상수가 $0.00006{\sim}0.00020\;hr^{-1}$의 범위에서 $25^{\circ}C$에서는 $0.0043{\sim}0.0046\;hr^{-1}$의 범위로 나타나 수온 상승에 따라 큰 폭으로 증가하였으며, 또한 투입된 geosmin의 농도가 10~10,000 ng/L로 증가할수록 생분해율 속도상수도 $0.0003{\sim}0.0882\;hr{-1}$로 증가하였다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제43권4호
• /
• pp.424-429
• /
• 2010

질소 비료 과용에 의한 토양 무기태 질소의 과다 축적과 그에 따른 염류 집적이 심각한 시설원예 토양의 문제점을 해결하기 하여, C/N율이 높은 이분해성 탄수화물의 시용이 토양 무기태 질소 함량과 전기전도도 감소에 미치는 영향을 실내 실험을 통하여 검토하였다. sucrose의 처리는 토양 ${NH_4}^+$-N 함량을 크게 감소시켰는데, 감소량은 sucrose 처리량이 많을수록 컸으며, ${NH_4}^+$-N 함량을 최저점 (약 10 mg $kg^{-1}$ 이하)에 도달하게 할 수 있는 sucrose 처리량은 최초의 ${NH_4}^+$-N 함량에 관계없이 C/N율로 약 10부근이었다. sucrose 처리는 토양 ${NH_4}^+$-N 함량을 매우 빠르게 감소시켰는데, 최초 ${NH_4}^+$-N 함량 50~250 mg $kg^{-1}$을 1/2로 감소시키는데 15~36시간이 걸렸으며, 최저점 (약 10 mg $kg^{-1}$ 이하)으로 감소시키는 데에는 36~69시간이 걸렸다. sucrose 처리는 토양 ${NO_3}^-$-N 함량을 큰 폭으로 감소시켰는데, 감소량은 처리량이 많을수록 컸으며, sucrose 처리량이 C/N율로 10 이상인 경우에는 최초 348 mg $kg^{-1}$ 이었던 ${NO_3}^-$-N 함량이 최저 14~21 mg $kg^{-1}$으로 감소하였다. sucrose 처리는 토양 ${NO_3}^-$-N 함량을 매우 빠르게 감소시켰는데, 토양 ${NO_3}^-$-N 함량을 최저점으로 감소시키는데 걸리는 시간은 sucrose 처리량이 C/N율로 10이상인 경우에는 36~60시간이 걸렸으며, 처리량이 C/N율 5로 적었던 경우에는 3주로서 상대적으로 긴 시간이 걸렸다. sucrose 처리에 의한 토양 EC의 감소는 ${NO_3}^-$-N 함량의 감소와 같은 양상을 보였다. 이 논문의 결과를 응용함에 있어서 명심해야될 사항이 있다. 설탕은 인류에게 에너지와 탄소 원 (原)을 공급하는 매우 중요한 자원이므로 특별한 경우가 아니면 토양에 시용하는 것을 피해야 한다. 토양의 염류집적을 막는 최선의 방법은 시비량을 줄이는 일이며, 염류가 집적된 후에 여러 대응방안을 강구하는 것은 사후약방문 (死後藥方文)에 불과하다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제99권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2010

본 연구는 인도네시아 칼리만탄 지역의 유칼립투스 및 아카시아 조림지에 대해 임분수확표를 조제하고 이를 토대로 이용가능한 목재생산량을 추정하기 위해 수행되었다. 임분수확표 조제를 위한 생장모델로는 직경급 모델인 Weibull 확률밀도함수를 적용하였으며, 지위별 임령별 임목생장량을 추정하기 위하여 모수 추정, 복구, 예측의 단계를 거쳐 임분 생장식을 도출하였다. 각 단계별로 흉고직경, 수고, 흉고단면적, 최소 및 최대직경 등에 대한 생장식들이 도출되는데, 도출된 각각의 생장식들에 대해서 적합성지수를 산출한 결과, 유칼립투스 조림지의 경우에는 65~89%의 적합성을 보였으며, 아카시아 조림지의 경우에는 72~95%의 적합성을 보여 대체로 높은 적합성을 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 토대로 두 수종의 임분수확표를 조제하였으며, 조제된 수확표를 이용하여 지위 '중' 인 10년생 임분의 수확량을 추정하였다. 그 결과 최고 연년 생장량에서 유칼립투스는 21.25 $m^3$/ha, 아카시아는 27.5 $m^3$/ha로 나타나, 아카시아 조림지의 연년 생장량이 더 높은 것으로 나타났다. 이용가능한 목재생산량의 산출을 위해서, 벌채 된 임목의 재장을 2.7 m로 먼저 절동하고 남은 부분은 1.5 m로 절동하는 것으로 가정하여 추정한 결과, 유칼립투스 조림지의 경우에는 총 203.2 $m^3$/ha 중 68.0 $m^3$/ha(33%)가 이용가능 한 것으로 나타났으며, 아카시아 조림지의 경우에는 총 232.9 $m^3$/ha 중 96.7 $m^3$/ha(42%)가 이용가능한 것으로 나타났다. 본 연구결과는 유칼립투스와 아카시아의 생장에 대한 정보를 제공함으로써 상업적 조림이나 탄소배출권 확보를 위한 해외조림을 시행하거나 준비 중에 있는 사업자에게 유용한 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제14권3호
• /
• pp.18-31
• /
• 2001

인장 및 압축 하중하에서 electro-pullout 시험법과 음향방출법을 이용하여, 표면 처리된 steel fiber. 탄소 그리고 유리 섬유/시멘트복합재료의 계면 물성과 미세파괴구조를 평가하였다. 기계적 interlocking을 증가시킨 steel fiber 복합재료의 계면전단강도가 미처리 또는 neoalkoxy zirconate (Zr) 처리된 steel fiber 복합재료보다 더 향상되었음을 보여주었다. 이것은 존재 가능한 수소결합 또는 공유결합에 비해 기계적 interlocking이 계면 물성에 더 많은 영향을 주기 때문으로 고찰된다. 시멘트복합재료를 경화하는 동안에, 접촉 저항도는 초기에는 급격히 감소하였으나, 이후 증가치가 둔화되는 현상을 보였다. Zr-처리 및 기계적 interlocking을 향상시킨 steel fiber 복합재료의 접촉저항은 미처리의 경우에 비해 더 나중 단계에서 무한대로 증가하였다. 기계적 interlocking이 향상된 steel fiber 복합재료의 계면 파괴에 의한 음향방출 신호의 수가 미처리 또는 Zr 처리된 복합재료에 비해 휠씬 많이 나타났다. 기계적 맞물림이 향상된 복합재료의 pullout과 마찰신호에 대한 응향방출 파형이 미처리에 비해 크게 나타났다. Dual matrix composite (DMC)에서, 압축하중 하에서의 음향방출 에너지와 파형이 인장하중 하에서의 에너지와 파형에 비해 더 크게 나타났는데, 이것은 시멘트 복합재료가 압축응력을 잘 견디는 세라믹 성질에 기인한 것으로 고찰된다. 유리섬유 복합재료의 인장 시험에서는 수직균열이 나타났고, 반면에 압축 시험에서는 buckling 균렬현상이 관찰되었다. Electro-micromechanical 시험법과 음향방출법은 전도성 섬유가 보강된 불투명한 취성기지 복합재료의 계면 물성과 미세 파괴구조를 평가하기 위한 효율적인 비파괴시험법으로 사용될 수 있다.5}$ 이상의 수준으로 가장 높게 나타났고, 그 외 다른 나라들의 경우는 $10^{4}$이상의 수준으로 유사한 수준을 나타내었다. 대장균군의 경우 미국산과 한국산, 중국산이 다소 높은 경향을 보였다.다.농도와 세포의 건조질량이 각각 $0.98$\times$10^{6}$ / cell /mL 와 0.2 g/L astaxanthin의 농도는 1.92 mg/L 단위 세포당 astaxanthin 농도는 9.6 mg/g cell 로 관찰되었다결론적으로 질소원과 peptone이 고갈되면 세포의 생장은 억제되나 astaxanthin의 생산은 촉진됨을 알수 있었으며 세포 생장을 촉진하는 광도 60$\mu$E/($\m^2$s)와 HKM 배지 이용의 1단계와 높은 광도와 MBBM배지를 이용한 색소 생산의 2단계 배양을 최적조건으로 수립하였다.내어 생채내의 free radical에 의한 간보호 작용이 있는 생리활성 물질을 함유하고 있음이 추정되며, 아울러 이 분획물을 더욱 분리하여 물질의 구조와 반응 기전 제시와 함께 간 손상의 예방 및 치료에 도움이 될 수 있는 물질을 개발할 가치가 있다고 사료된다을 공급한 대조구에 비해 높았다. 어미의 성 성숙 및 산란은 두 번의 실험에서 대조구보다 저염분구에서 원만히 이루어졌다. 암컷 성숙 개체의 경우 1차 실험은 대조구 6마리, 저염분구 12마리였으며, 2차 실험은 대조구 5마리, 저염분구 12마리였으며, 2차 실험은 대조구 5마리, 저염분구 14마리로서 성숙유도에 있어 염분의 조절에 의한 성숙이 이루어진 것을 알 수 있다. 산란 시기는 1차 실험에서 대조구나 저염분구의 산란 개시 시점이 거의 동일한 데 비해, 2차 실험에서는 저염분구가 대조구에 비해 대략 20일 정도 빠르게 나타났다. 또한 산란에 가입한 암컷 어미의 개체수도 두 차례의