• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.968-974
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• 2010

본 연구에서는 토양의 가시 근적외선 스펙트럼의 피크중첩에 의한 분석오차를 감소시킴으로써 토양유기물 추정의 정확도 향상을 위해 이산 웨이블릿 변환 (DWT) 신호처리기법의 적용을 검토하고 공간정보모델링을 통해 토양유기물의 분포도를 작성하고자 하였다. 토양유기물 함량에 따른 스펙트럼의 정량적 변화의 강조를 위해 Continuum 제거, 도함수 변환과 함께 Haar, Daubechies DWT 변환된 스펙트럼을 PLSR 모델에 대입하여 산출한 토양유기물 추정식들은 거의 비슷한 결과를 도출하였고 $R^2$ > 0.6, RPD > 1.5 의 '대략적인' 추정 결과를 보였다. 잡음을 줄이고 신호값을 향상시키기 위해 이산 웨이블렛 변환을 적용한 결과에서 오히려 약간 낮은 성능을 나타내었는데 성긴 근사값 (Coarser approximation) 스펙트럼으로 변환되어 추정식의 유의성이 낮아졌을 가능성이 있다. 따라서 토양의 분광스펙트럼에 더 적합한 이산 웨이블렛 필터와 수준 등의 DWT 조건을 찾고 적용함으로써 추정식의 유의성을 향상시킬 수 있을 것으로 본다. 또한, 유기물에 의한 에너지의 흡수, 반사를 일으키는 주요 파장대의 상관성을 분석하여 선택적으로 해당 영역의 스펙트럼이나 파라미터 값을 산출하여 추정모델에 적용하는 시도도 필요할 것으로 사료된다. 이러한 토양유기물의 추정값과 실측값을 이용해 구역 크리깅을 수행하여 분포지도를 작성하였다. 토양 샘플의 유기물 분석값은 평균값을 중심으로 정규분포를 나타내었는데 크리깅 지도에서도 전반적으로 유사한 패턴의 값이 분포하였다. 추정값을 이용한 크리깅 결과도 실측값을 이용한 분포지도와 유사한 공간적 패턴을 나타내었다. 지도의 우하단부와 중앙 부분에서 실측값 분포보다 추정값 분포지도에서 약간 더 높은 경향을 보였는데 이는 토양 유기물의 추정치와 실측치 간의 오차에 의한 것으로 판단된다. 분광 스펙트럼을 이용한 추정 모델은 정확도 제고가 필요한 단계이나 신속성, 용이성 면에 있어서 토양 특성에 대해 광역 단위에서 다량의 시료 분석에 유용할 것으로 보이고, 또한 지역, 세계 규모의 디지털 토양 매핑, 토양 분류 및 원격탐사 자료와의 연계 분석에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권2호
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• pp.125-131
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• 2016

도심지 건물의 증가는 친환경 공간에 대한 요구를 발생시키고, 이에 따라 옥상 및 인공지반 녹화의 보급이 급속히 증가되고 있다. 본 연구는 녹화시스템의 보급 확대를 위해 공법의 단순화, 일체화, 프리훼브화 개념을 적용, 연속 토양층 형성 박스 유닛형 녹화시스템을 개발하고, 이 시스템의 주요 성능으로 부착성, 내풍성, 단열성을 평가하여 적용 가능성을 검토하였다. 부착성 및 내풍성 시험결과, 설계 풍압 및 풍속과 비교하면 100m 높이의 건물에 설치해도 안전한 것을 확인하였고, 단열성 평가를 위해 120일간 측정한 내부 온도의 변화를 분석한 결과, 개발 시스템이 연속된 토양층을 형성하여 기존 유닛박스 시스템보다 주간은 17%, 야간은 45% 우수한 단열성능을 보여 주었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권5_1호
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• pp.665-679
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• 2019

면 단위의 고해상도 토양 수분 측정이 가능한 Cosmic-Ray Neutron Probe(CRNP)를 이용한 토양수분 관측 데이터는 위성기반의 큰 공간해상도를 지닌 토양 수분 자료와 지점 관측 토양 수분 자료를 연결하는 통로의 역할을 수행할 것으로 기대된다. 이러한 CRNP 센서를 이용하여 토양 수분을 산출하기 위해서는 측정된 중성자 강도의 교정이 필요한데 기존의 교정 방법은 관측 기간의 단일 교정 중성자 강도($N_0$)를 이용하여 장기간의 토양 수분 관측에 어려움이 있다. 또한 기존 방법을 이용한 $N_0$는 시간에 따라 변동하는 인자들에 의해 영향을 고려하지 못하며 이로 인해 CRNP 센서를 이용한 토양 수분 관측 값에 불확실성을 초래한다. 이를 극복하기 위해 새로운 교정 방법(Dynamic-$N_0$ 교정 방법)을 제시한다. Dynamic-$N_0$ 교정 방법은 시간에 따른 $N_0$의 변동을 고려함으로써 토양 수분 관측 값을 개선하는 방법으로 비선형 회귀 모델을 이용하여 $N_0$의 시계열 자료를 구하여 토양 수분 산출에 이용한다. 본 연구에서는 Dynamic-$N_0$ 교정 방법을 이용하여 산출된 토양 수분을 지점 기반 토양 수분 및 기존의 교정방법을 이용한 토양 수분 산출 값과 비교하였으며 결과적으로 상관계수를 0.7에서 0.72로 개선하였다. RMSE와 Bias는 각각 $0.036m^3m^{-3}$에서 $-0.026m^3m^{-3}$으로, $-0.006m^3m^{-3}$에서 $-0.001m^3m^{-3}$으로 개선되었다. Dynamic-$N_0$ 교정 방법의 기존의 방법 대비 탁월한 성능은 CRNP 센서 주변의 수소 공급원에 의하여 $N_0$의 변동이 발생했음을 시사한다. 그러나 몇몇 중성자 강도에 영향을 미치는 수소 공급원들에 대한 고려가 구체적으로 이뤄지지 않았는데 이는 향후 연구를 통해 Cosmic-Ray를 이용한 토양 수분 관측이 보다 개선될 수 있음을 보여준다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.1-12
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• 2006

HOCs(hydrophobic organic chemicals)로 오염된 토양을 복원하기 위해 적용한 토양세척 공정에서 발생한 계면활성제 용액을 재사용하는 기술로 활성탄을 사용하였으며 이때 계면활성제와 HOCs 의 분배를 예측 할 수 있는 모델을 개발하였다. 모델은 활성탄이 주입된 계면활성제/HOC 계에서 평형 상태의 농도 분배를 바탕으로 하였다. 본 연구에서 사용한 계면활성제는 Triton X-100, HOC는 phenanthrene, 활성탄은 Darco 20-40, 12-20, 4-12 메쉬 이다. 개발 된 모델을 통해 계면활성제의 농도, HOC의 농도, 활성탄 주입량 그리고 활성탄 입자의 크기에 따른 영향을 살펴보았다. 전산 모사를 통해 각 물질들의 분배결과를 얻었으며 이를 바탕으로 계산된 선택도는 활성탄을 이용한 계면활성제 재사용 기술의 평가에 사용되었다. 본 모델의 전산모사 결과 CMC(s)를 전후하여 서로 다른 분배 양상을 보였으며 모든 경우에서 선택도 값이 1보다 커서 활성탄을 이용한 기술이 적절한 방법임을 알 수 있었다. 모델은 계면활성제를 재사용하기 위한 복잡한 실험 이전 단계에서 간단한 전산 모사를 통해 공정의 성능을 평가할 수 있는 모델로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권6호
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• pp.367-375
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• 2003

본 연구는 농촌지역에 많이 보급되어 있는 50 마력급 트랙터의 견인 및 작업성능을 우리나라의 주요 수도 포장을 대상으로 컴퓨터 모의실험을 통해 예측하기 위해 수행되었다. 모의실험은 트랙터의 견인력에 영향을 미치는 토양인자와 차량인자를 포함하는 수학적 모델을 이용하였다. 토양의 물리적 특성은 우리나라 수도재배의 대표적인 지역 중의 일부라고 볼 수 있는 이리, 남양간척지, 아산만지역, 평택, 밀양, 상주, 김해, 김포, 안동, 안성, 음성, 강화지역 등에서 서로 다른 면 단위 지역을 선택하여 총 40개 지역에서 측정하였다. 40개 조사지역의 토성은 미사질양토(SiL)지역이 26곳으로 가장 많았으며 양토(L)가 5곳, 사질양토(SL)가 4곳, 미사질식양토(SiCL)가 3곳 등으로 조사지역의 대부분의 토양은 양질계통이었다. 이들 지역에서 경운정지 시기의 토양수분함량은 주로 20-40%의 범위이었으며, 드물게 20% 이하 지역과 50%가 넘는 지역이 한 두 곳 있었다. 용적밀도는 대부분의 조사지역에서 $1,500-1,700kg\;m^{-3}$의 범위이었다. 원추지수는 2부터 $12kg\;cm^{-2}$까지 넓은 범위에 걸쳐 나타났다. 전체 조사지역에서 시뮬레이션에 의해 예측된 트랙터의 견인력은 63-1,469 kgf까지 매우 넓은 범위에 걸쳐 분포하였으며, 아주 연약한 지역을 제외하고는 대부분의 지역에서 1,000 kgf 이상을 나타내었다. 한편, 시뮬레이션에 의해 트랙터의 경운작업 가능성을 조사한 결과, 대부분의 지역에서 트랙터에 의한 원활한 경운작업이 가능한 것으로 조사되었으나 안동과 남양만의 일부 지역에서는 트랙터에 의한 원활한 경운작업이 어려울 뿐만 이니라 경우에 따라서 는 트랙터 자체의 이동성 문제도 발생할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권11호
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• pp.63-75
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• 2010

중금속으로 오염된 부지는 다양한 공법으로 복원이 가능하나 오염부지가 비교적 넓은 경우 중금속을 부지로부터 제거하는 적극적 공법은 기술적 어려움과 비용의 문제로 쉽게 사용할 수 없다. 그러므로 토양에서 중금속의 용출을 차단 및 지연하는 안정화 공법이 보다 현실적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 국내의 비교적 큰 규모의 중금속 오염토양인 제련소 오염토양을 대상으로 magnetite, hematite, zeolite-A, zeolite-X, zeolite-Y, zinc oxide, calcium oxide, carbon trioxide, manganese oxide, manganese dioxide, fish bone, sodium phosphate 등의 다양한 안정화제의 적용성실험을 수행하였다. 비소, 납, 구리, 니켈, 아연 등의 다중 중금속으로 오염된 토양의 경우 1종의 안정화제로 안정화가 어려우며 기존 연구에서 보고된 특정 중금속의 안정화에 우수한 성능을 갖는 안정화제의 경우에도 다른 중금속의 안정화에 기여하지 못하거나 용출을 촉진하는 경향을 보였다. 시간이 경과함에 따라 안정화 효율이 증가하였다. 니켈과 납의 경우 calcium oxide, carbon trioxide, manganese oxide 등의 안정화제가 효과가 있으며 특히 연속추출에서 물에 의한 추출부분에서 안정화 효율이 높았다. 구리의 경우 manganese oxide, zeolite 등이 효과가 크며 연속추출에서 exchangeable 추출부분에서 안정화 효율이 높았다. 비소의 경우 magnetite에 의한 안정화 효과를 보이며 대부분의 metal oxide와 phosphate 에 의해 용출이 촉진되는 부작용을 보였다. 그러므로 다양한 중금속으로 오염된 토양의 경우 2종 이상의 안정화제를 사용하여야 하며 역효과를 일으키는 안정화제의 사용을 배제하고 중금속의 농도에 따라 사용량 및 안정화 기간을 달리하여야 할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제19권2호
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• pp.41-48
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• 2011

본 연구에서는 미생물활성화제를 토양경작법에 적용하였을 경우 토양을 복원함에 있어 타 공법에 비해 장시간 걸리는 단점을 최소화하고, 빠른 시일 내에 친환경적으로 복원이 가능한지에 대한 타당성 조사와 더불어 석유계총탄화수소(TPH)의 저감 능력을 확인하였다. Pre-test의 개념으로 미생물활성화제의 성능과 분해 효율을 lab-test를 통해 확인하였으며, 유류오염 토양의 지표인 석유계총탄화수소(TPH)의 효과를 확인하였다. 석유계총탄화수소(TPH)의 처리 효과를 확인한 결과, 20일 정도까지는 자연분해와 미생물활성화제의 차이가 미미하게 발생하였으나, 20일 경과 후에는 처리 효과가 대조군에 비해 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 각층에 따른 제거율을 살펴본 결과, 상층 85.8 %, 중층 84.4 %의 제거율을 나타냈으나, 하층에서는 66.10 % 제거율을 나타냈다. 대조군에서 자연적으로 줄어드는 석유계총탄화수소(TPH)의 저감율이 평균 71.1 %임을 근거로 봤을 때 미생물활성화제가 하층까지 충분하게 전달되지 않은 상태로 볼 수 있었으며, 이는 토양 더미의 문제로 판단된다. 현장 실험에서는 토양 더미가 1 m 로 진행되었기 때문에 더미 높이를 0.6 m 이하로 낮추게 되면 석유계총탄화수소(TPH)의 처리효율은 더 높아질 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.72-72
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• 2017

국내 농업에서 토양의 반전, 쇄토, 배토, 가능한 복합작업기인 무동력 디스크해로우 방식의 경운과 배토 고효율 복합작업기의 수요가 증가 하고 있다. 경운작업에서 일련의 과정은 작물의 생육과 관리차원에서 큰 의미를 지니며 작물재배의 첫 단계로 중요시 다루어져야할 과정이다. 이러한 작업기의 성능 시험에서 포장시험을 통해 복합기의 신뢰도와 실제 필드에서 발생하는 문제들을 포괄적으로 해결 할 수 있는 방안이 필요하다. 토양 경작을 위한 농업기기의 작업 저항은 식물 생산에서 유용성을 평가하는 가장 중요한 지표중 하나이다. 작업 저항(수평, 수직 방향의 힘)은 트랙터의 힘에 의해 생성된 동작을 방해하므로 토양 경운 시 에너지 소비를 결정하고 설계 매개 변수 측면에서 최적의 작업 조건을 결정하는 데 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 경상대학교 내 위치한 실험동에서 Soil-bin에 이송장치를 설치한 후, 이송장치에 디스크 해로우 (Multidisc Vario, Tulip Agri., Netherlands)를 부착하여 실험을 진행하였다. 디스크 해로우의 원주 평면과 수직 평면 사이의 각 a(토양 표면에 수직)와 디스크의 해로우의 원주 평면과 작업 방향 사이의 각 b의 값을 독립 변수로 두고 a, b를 변화 시키면서 발생하는 이송장치의 견인력을 측정하여 농가 및 효율적인 경운작업 시 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.29-38
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• 2013

본 논문에서는 생분해 배수재를 이용한 오염토양 정화기술의 현장적용성을 평가하기 위하여 생분해 배수재의 물리적 특성시험을 수행하였으며, 이를 이용한 현장실험을 통하여 중금속 오염토양의 정화효율을 분석하였다. 두 종류(실린더 코어형, 하모니카형)의 생분해 배수재에 대한 시험결과, 실린더 코어형 배수재의 경우, 한국산업규격 표준시방에서 제시하는 기준치를 모두 만족하였으며, 하모니카형 생분해성 배수재는 실린더 코어형 배수재에 비해 배수성능이 상당히 낮은 결과를 나타내었다. 또한 오염토양 복원시 사용한 세정제로는 자체독성이 적어 생태계에 미치는 영향을 최소화하며, 생물학적 재순환시스템과의 최적인 조건을 지니고 있는 시트르산(ctric acid)을 선정하여 중금속 중 Cd, Cu, Pb을 현장실험 대상 오염물질로 선정 후 실험을 수행하였다. 현장실험은 3가지 설치조건을 고려하여 정화효율을 분석하였으며, 반응물질이 도포된 생분해 배수재를 이용하여 세척제를 주입 추출을 동시에 수행한 경우가 복원효율이 가장 높은 것으로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권11호
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• pp.758-763
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• 2014

토양 내에서 유기성 오염물질은 혐기성 미생물에 의해 분해되지만 전자수용체의 부족으로 상당량이 토양에 잔류하게 된다. 토양미생물연료전지(soil microbial fuel cells, SMFC)는 전극을 통해 전자 소비를 증진시켜 유기물 분해를 촉진시키고 동시에 전력도 생산하기 때문에, 다양한 유기성 오염원으로 오염된 토양을 환경 친화적으로 복원시킬 수 있는 기술로서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 전극간 거리와 전극 크기가 SMFC의 전기적 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 유기물이 풍부한 토양과 인공폐수 혼합물을 이용하여 SMFC를 단일반응조로 구성하였다. SMFC에서 발생된 전력량은 전극간 거리가 멀어지거나 전극 크기가 작아질수록 내부저항이 증가하여 감소하였다. 전극 크기는 $64cm^2$로 고정하고 전극간 거리는 4~9 cm로 변화를 주었을 때, 전극간 거리가 4 cm 조건에서 최대전압 326 mV, 최대전력밀도 $19.5mW/m^2$가 얻어졌고 거리가 멀어질수록 전압발생량은 19~32% 감소하고 최대전력밀도는 56~69% 감소하는 것으로 나타났다. 전극 크기 변화 실험에서는 전극간 거리를 4 cm로 고정하고 전극 크기를 $16{\sim}64cm^2$로 변화를 주었다. 두 전극 크기가 $64cm^2$ 조건에서 최대전압 291 mV, 최대전력밀도 $0.34mW/m^3$로 측정되었으며 산화전극 크기가 작아지면, 최대전압은 19~29% 감소하였고, 환원전극의 경우는 3~12% 감소하였다. 최대전력밀도는 산화전극이 작아지면, 49~68% 감소하였고, 환원전극이 작아지는 경우에는 29~47% 감소하였다. SMFC는 인공폐수와 토양 혼합물질을 반응기 내부물질로 사용하기 때문에, 전자 및 이온전달속도가 느려 환원전극 크기에 비해 산화전극 크기에 더 많은 영향을 받는 것으로 판단된다.