• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.539-546
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• 2019

지구온난화가 국제 문제로 언급되면서 온실가스 저감에 관한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 지구온난화의 가속화를 막기 위해 지구온난화의 주된 원인으로 언급되는 이산화탄소 저감에 관한 기술 개발의 중요성이 증가하게 되었고 이로 인해 이산화탄소 포집, 저장 및 재이용기술(CCUS, Carbon Capture, Utilization and Storage)의 발전을 요구하고 있다. 다양한 이산화탄소 포집, 저장 및 재이용기술 중에서 광물탄산화 기술의 경우에는 적은 에너지를 통해 많은 이산화탄소를 고부가가치 물질로 전환할 수 있다. 기존 연구에서는 고형 폐기물에서 이온을 용출해 사용해왔으며 이는 처리 과정이 복잡하다. 하지만 해수를 사용하게 되면 고농도의 금속 양이온이 해수 속에 용해되어 있어 고형 폐기물을 이용할 때보다 공정이 단순하다. 이 연구는 해수담수화 농축수를 금속양이온공급원으로써 사용하기 위한 기초연구로, 3 M 모노에탄올아민(Monoethanolamine, MEA)을 흡수제로 사용하여 이산화탄소를 우선적으로 포집하였다. 또한 해수농축수를 모사하기 위해, 해수모사파우더를 사용하여 다양한 농도의 해수농축수를 제조하였다. 해수농축수와 포집된 이산화탄소 용액을 반응시켜 탄산염을 생성하였으며 이를 XRD (X-ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscopy), TGA (Thermalgravimetric Analysis)를 통해 탄산염의 생성 경향 및 흡수제의 재이용 가능성을 파악하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.134-135
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• 2000

에어로졸은 인위적으로 발생하거나 자연적으로 발생하는 먼지(토양 발생인 먼지, 생물학적 비해염입자, 유기입자 둥)로 나뉘어지는 데 자연적으로 발생하는 먼지의 대표적인 사례로 황사를 들 수 있다. 이는 시정악화나 해수성분의 변화, 강수의 pH 변화 등 여러 가지 방면에서 영향을 주고 있는 것으로 나타나고 있다(Parungo et al., 1995). 동북아시아 지역의 지역적인 특수성으로 인해 미네랄 에어로졸 표면에서의 화학반응 활성화가 황산염이나 질산염의 생성을 유발한다는 여러 가지 보고가 있다. (중략)

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.23-30
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• 2011

이 연구는 콘크리트의 내구성 저하요인인 해수침식 및 동결융해 반복작용을 받은 콘크리트의 성능저하 정도를 실험적으로 고찰하기 위하여 포틀랜드 및 혼합시멘트를 사용하여 콘크리트 공시체를 제조한 후 상대동탄성계수, 압축강도 변화 및 기기분석을 통하여 성능저하 원인을 구명하였다. 동결융해 520싸이클까지의 결과 보통포틀랜드 및 저열포틀랜드시멘트는 75% 이상의 상대동탄성계수와 압축강도가 내황산염포틀랜드시멘트 약 44%의 값을 나타내어 상대적으로 낮은 저항성을 나타내었으며, 고로슬래그미분말을 50% 대체하여 사용한 콘크리트가 혼합시멘트계 콘크리트 중 가장 우수한 동결융해 저항성을 나타내었다. 혼합시멘트계 콘크리트의 해수침식 유 무에 따라 비교한 결과, 고로슬래그미분말 콘크리트의 잠재수경성 촉진으로 동결융해 저항성이 우수하였으나, 실리카퓸을 혼합한 콘크리트는 해수침식에 의한 성능저하가 발생하여 동결융해 저항성이 낮아지는 경향을 나타내었고, 해수침식 및 동결융해 작용을 받은 보통포틀랜드 콘크리트는 동결융해 작용에 의한 쏘마싸이트 피크와 해수침식에 의한 석고 및 프리델 염분 피크가 주로 검출되고, 고로슬래그미분말을 혼합한 콘크리트는 해수침식의 유 무에 상관없이 좋은 결과를 나타내었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권4호
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• pp.248-254
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• 2009

영산강 하구해역에서 계절별로 물질순환과 영양염 플럭스 특성을 파악하기 위해 단순 박스모델을 이용하여 담수수지, 염분수지, 영양염 물질수지를 산정하였다. 외해, 시스템영역으로 유입되는 계절적 평균담수의 양은 $36.481{\times}10^6{\sim}663.634{\times}10^6m^3/month$로 나타났다. 염분수지에 의해 계산된 담수존재량은 $2.515{\times}10^6{\sim}5.812{\times}10^6m^3$이었고 평균 체류시간은 0.26~2.03일로 계산되었다. 평균체류시간은 계절별로 큰 차이를 보였는데 강우가 집중된 하계 풍수기에는 0.26일의 짧은 체류시간을 보인 반면 추계 갈수기에는 2.03일의 평균체류시간을 나타내었다. 해수교환량은 $1,248{\times}10^6{\sim}9,489{\times}10^6m^3/month$으로 하계 풍수기에 해수교환량이 가장 크게 나타났다. 영양염의 부하량은 DIP과 DIN가 각각 2.9~61.22 ton/month, 76.63~1,149.91 ton/month로 계산되었다. 영양염의 체류시간은 DIP의 경우 0.45~1.10일의 범위를, DIN의 경우 0.28~1.92일의 범위를 보였고, 담수체류시간과 비교하면 DIP과 DIN는 하계를 제외한 전 계절에서 담수 체류시간 보다 짧은 체류시간을 보여 영양염이 빠르게 순환되는 것을 알 수 있었다. 특히 DIP는 동계에 외해에서 상대적으로 높은 농도를 보이고 같은 시기에 해수교환에 의한 플럭스가 시스템 영역내로 유입되는 결과를 보여 외부 유입원 존재를 추정하게 하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제24권3호
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• pp.177-184
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• 1991

여름철 한국 남해 50m 이심층에 나타나는 각종 수괴들의 물리$\cdot$화학적 특성과 이들 수괴의 분포에 대해 연구하였다. 그 결과를 요약하면, 제주도를 중심으로 북서쪽해역 중$\cdot$저층에는 비교적 영양염이 풍부하고, 수온 $12^{\circ}C$ 이하의 총해저층냉수계의 해수가 넓게 분포하고 있다. 또한, 남동쪽 해역에서는 수온 $16^{\circ}C$ 이상이고, 염분 $34.0{\%_{\circ}$ 이상인 대마난류수가 50m 수층에서 제주도 연안 약 15km까지 나타난다. 그러나, 남서쪽 외해역에서는 $13^{\circ}C$ 이하의 황해저층냉수 기원의 해수가 분포하고 있으나, 북서쪽 해역에 비해 그 면적도 좁고, 질산염 농도도 현저히 낮다. 이처럼 질산염 농도가 낮은 이유는 남서쪽 외해역까지 남하한 황해저층냉수가 북상하는 대마난류수와 마주치면서 질산염이 거의 고갈된 표층의 해수와 수직혼합이 잘 이루어졌기 때문이라고 판단된다. 한편, 제주도 남쪽해역에서 수층별 수온의 수평분포로부터 황해저층냉수와 대마난류수의 주류는 각각 50m 수층과 그 상부수층으로 유입되는 반면, 수온이 $13-15^{\circ}C^로서 위 두 수괴의 혼합수인 황해난류수는 주로 75m 이심층에서 보다 넓게 분포하고, 제주도 연안해역에서는 50m 수층에도 황해난류수가 존재함을 알 수 있다. 즉, 이들 각 수괴의 분포는 해역별 또는 수심에 따라 다르며, 각 수괴의 영양염 농도는 수층별 해수 체류시간의 차이보다는 물리적 혼합의 세기에 의해 결정되는 것 같다. 그리고, $\Delta Si/\Delta P$비로 볼 때 남쪽해역 중$\cdot$저층에 존재하는 해수는 동해 표$\cdot$중층수 보다 훨씬 젊다고 생각된다.

• 한국해양학회지
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• 제27권3호
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• pp.250-258
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• 1992

남극 브렌스필드 해협의 표층 수괴 특성을 파악하기 위하여 수온, 염분 및 영양염 류와 더불어 결빙이나 해빙의 영향을 받지 않는 산소 동위원소비를 측정하였다. 염분, 수온, $\delta$/SUP 18/O은 각각 34.0~34.5$\textperthousand$, -0.5~2.1$^{\circ}C$, -0.50~ -0.26$\textperthousand$의 분포 범위 를 보이며, 이들의 지역적 분포는 대체로 해협의 북쪽에 저염, 고온의 해수가 남쪽에 고염, 저온의 해수가 존재한다. T-S diagram은 일정한 경향성이 분산된 결과를 보이는 데, 이는 증발, 강우, 결빙 및 해빙의 복합적인 원인에 의한 것으로 보이며, 염분과 $\delta$/SUP 18/O의 관계로 미루어 증발, 강우에 의한 영향보다는 결빙, 해빙에 의한 영향 이 큰 것으로 나타났다. 영양염의 분포는 해협의 북쪽에서 낮고, 남쪽으로 가면서 높 아지는 분포를 보인다. 해협의 북쪽에 고온, 저염 및 저영양염의 수괴가 분포하는 것 으로 보아 브랜스필드 해협의 북쪽에서 얼음 녹은 물이 해협으로 유입되는 것으로 판 단된다. 또한 N/P 비를 비교하여 보면 해협의 해수는 높은 N/P비(19.4)와 낮은 N/P비 (16.7), 2개의 N/P으로 나뉘어 지는데, 높은 N/P비는 해협의 북쪽에, 낮은 N/P비는 남 쪽에 분포한다. 얼음이 녹으면서 표층해수에서 의 질산염의 농도가 인산염의 농도보다 빨리 감소하며, peak ice 근처에서의 N/P비가 특히 높은 것으로 보고되어 이러한 N/P 비의 분포도 해협의 북쪽에서 유입되는 얼음 녹은 물의 증거가 될 수 있을 것으로 생 각된다. 엽록소 a 분포는 대체로 Weddell Sea쪽에서 남동쪽으로 가면서 증가하며, 영 양염 농도가 낮은 얼음 녹은 물의 유입이 얼룩소 a의 농도를 감소시키는 것으로 사료 된다.

• 한국습지학회지
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• 제8권4호
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• pp.41-47
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• 2006

전 지구적 기후변화로 인하여 습지에서 일어나는 다양한 종류의 생지화학적인 순환에 큰 변화가 관측되고 있다. 특히, 갯벌의 경우 온도변화에 의한 직접적인 환경변화 뿐 아니라 해수면의 상승과 강수량의 변화라는 요인에 의해 간접적인 영향도 받을 것으로 예측된다. 본 논문에서는 온도와 해수의 염도 변화에 따라 갯벌에서 발생하는 메탄양의 변화를 실험실 규모의 실험을 통하여 규명하고자 했다. 시료는 겨울철 강화도 동검도 갯벌에서 채취하여 2 종류의 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험에서는 0-5 cm, 5-10 cm 깊이의 토양을 자연 상태의 염도와 50 % 희석한 염도 조건 하에서 20 일간 배양하며 2일 간격으로 메탄 발생량을 측정하였다. 두 번째 실험에서는 5-10 cm 깊이의 토양을 $5^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ 에서 자연 상태의 염도와 50 % 희석한 염도 조건 하에서 31일간 배양하며 발생하는 메탄의 양을 하루 간격으로 측정하였다. 첫 번째 실험의 결과 5-10 cm 깊이의 토양에서 메탄이 더 많이 발생하며 염도의 영향은 배양 후반부로 가면서 크게 나타남을 알 수 있었다. 두 번째 실험 결과에서는 $15^{\circ}C$에서 $5^{\circ}C$에서 보다 더 많은 메탄이 발생하였고, 50 % 희석한 염도 조건에서 자연 상태의 염도 조건에서 보다 많은 메탄이 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 갯벌에서의 메탄 생성율은 온도 상승과 해수의 화학적 특성의 변화에 따라 많은 영향을 받음을 보여준다. 또한 전 지구적 기후변화로 야기될 온도나 해수 염도의 변화가 메탄의 발생에 영향을 미쳐, 생물학적 되먹임 기작에도 변화가 일어날 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지
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• 제17권2호
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• pp.41-50
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• 1982

수평적으로 무한히 넓은 천해에 시간에 따라 크기와 방향이 바뀌는 바람이 불 때의 해수의 유량transports)에 대한 이론적인 계산을 할 수 있는 모델을 만들 었다. 이 모델에서 사용하는 선형화된 이론식은 가속력, 편향력(Coriolis force), 바람의 응력(wind stress) 및 저면 마찰력을 포함하고 있으며, 이 모델로부터 해수 유량에 대한 다음과 같은 결과를 얻었다. 일정한 바람이 계속 불 때의 해수유량은 해저면 마찰로 인하여 바람 오른쪽 방향 90 보다 작다. 바람이 불기 시작한 후의 천이상태(transient state)의 유량은 정상류적(steady)인 에크만류( Ekman current) 에다가 시간이 지남에 따라서 크기가 감소하는 관성진동(inertial oscillation)과의 합성으로 나타난다. 바람의 크기가 정현적(sinrsoidal)으로 바뀌는 경우는 유량 벡터 는 바람 변화의 주기와 같은 시간동안 일주회전을 하는 유량타원(transport ellipse) 을 그린다. 바람의 방향이 바뀔 경우 해수유량은 자유관성진동(free inertial oscillation)과 강제진동의 합으로 나타나는데, 이 경우 강제진동의 주기는 바람 방향의 회전주기(rotation period)와 같다. 이 이론적인 해수유량모델은 해에서 시간에 따라 바람이 바뀔 경우 해수와 영양염의 이동에 대한 해석을 하는데 유용 하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.273-273
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• 2022

혼합층(Mixed layer)은 온도가 일정한 수심층으로, 해수표면에 작용하는 바람의 영향으로 인하여 해수가 위아래로 섞여 형성된다. 이러한 혼합층은 영양염의 순환과 산소의 공급 등과 함께 일차생산량을 결정하는 중요한 요인이 될 수 있으며 혼합층 두께의 변동은 양식 산업에 영향을 미칠 수 있다. 최근에는 기후변화로 인한 해수면 상승 및 해수온 상승 등이 지속되고 있으며, 이러한 현상은 해양생태계의 변화를 초래하여 수산업의 피해를 유발할 수 있다(강원연구원, 2017). 이에 국립수산과학원, 기상청, 국립해양조사원 등 유관기관에서는 정선해양 수온 관측 및 해수순환모델을 이용하여 혼합층의 분석을 수행하고 있으나 격자 구축 및 초기·경계장 설정의 한계가 존재하여 정밀하고 정확한 혼합층 분석에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 비정형격자를 사용하여 격자 구축에 제약이 없는 SCHISM (Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model)을 이용하여 우리나라 연안해역의 계절변화 및 기후변동성에 따른 혼합층 두께의 변화를 검토하고자 한다. 연구대상지는 서해·동해·남해를 포함한 우리나라 전체 연안 해역(위도: 32°N ~ 39°N, 경도: 124°E ~ 132°E)으로 선정하였으며, 격자크기 100 ~ 3,000 m인 삼각격자로 격자를 구축하였다. 혼합층을 분석하기 위하여 수직격자 층은 50층으로 SZ(Sigma Z coordinate system)좌표계를 사용하였다. 초기·경계장은 FES(Finite Element Solution)2014, HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model) 및 대기모델 결과를 이용하여 설정하였다. 수치모형 검증을 위하여 수온관측소에서 수심별 측정한 수온 값과 SCHISM 결과 값을 비교하였고, 상대오차가 약 10% 이내로 나타나 모형의 정확도를 확인하였다. 최종적으로 해수면 상승 및 해수온 상승 시나리오를 고려하여 계절별 연안해역의 혼합층 두께의 변화 양상에 대하여 검토하였다. 향후에는 보다 정밀한 대기모델과의 혼합모형 구축 및 다양한 수심 별 관측자료를 활용한다면 실무에서 적용 가능한 혼합층 분석 및 수산업 피해 발생 지역에 대한 피해저감 대책 수립이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지
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• 제24권2호
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• pp.96-108
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• 1989

동해의 해수 순환에 영향을 주는 요인들 가운데 대기와의 열 염교환과 바람에 대한 순환계의 반응을 Semtner(1974)의 3차원 수치모델을 이용하여 규명하였다. 동해와 북태평양을 연결하는 해협을 막아 유출입이 배제된 상태에서 구해진 한국 동안을 따라 북상하는 흐름과 동해 북동부의 반시계방향 순환 등의 표층 해수 순환은 Uda(1934) 및 Naganuma(1972)에 의한 해류모식도와 유사하다. 또한 100-200m 층에서 Kim and Kim(1983)이 지적한 북한한류와 비슷한 남향류가 한국 동안을 따라 나타났고, 동해 고유냉수가 형성되는 것과 유사한 형태로 동해 북동부 해역에서 상대적으로 고염인 해수의 침강현상이 나타났다.