• 제목/요약/키워드: BIOMASS EQUATION

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우리나라 산림 바이오매스 추정 (Estimation of Forest Biomass in Korea)

  • 손영모;이경학;김래현
    • 한국산림과학회지
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    • 제96권4호
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    • pp.477-482
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    • 2007
  • 지구환경문제 등의 대두 및 친환경 에너지원으로 산림 바이오매스 자원에 대한 관심의 증폭에 따라 현재 우리나라 산림 바이오매스에 대한 정확한 추정 및 정보 관리프로그램 제작을 위하여 본 연구가 수행되었다. 2005년 말 현재 우리나라 총 산림 바이오매스량은 520,852천톤이며, 이들 중 실제 바이오매스 생산이 가능한 시업지를 대상으로 바이오매스량을 산정한 결과 402,795천톤이었고, 목재이용 가치가 가장 높은 경제림단지에 대한 바이오매스량은 200,768천톤으로 추정되었다. 또한 국내 산림에서 연간 임목의 생장에 의해 생산가능한 바이오매스량을 계산한 결과 20,340천톤이었고, 이를 화석연료로 대체할 수 있는 척도인 발열량으로 전환하여 보면 94,290Gkal로서, 이를 당시의 실내등유가로 환산하면 약 90억원에 달하는 양이다. 산림 바이오매스의 주기별 변화 추이는 '85년 말부터 '05년 말 현재까지 10년 주기로 4.95%, 5.30%, 4.46%로 '95년을 정점으로 바이오매스 생장율이 감소추세에 있음을 알 수 있었다. 한편 산림축적을 바이오매스로 전환하는 현재의 계수들이 임상별로 되어 있기에 수종별로는 계산이 곤란하므로 이에 대한 계수 개발이 요구되며, 아울러 직경 및 수고 인자 등을 이용하여 바이오매스를 추정하기 위한 함수식 개발도 필요한 시점이다.

Comparative Analysis of Gross Calorific Value by Determination Method of Lignocellulosic Biomass Using a Bomb Calorimeter

  • Ju, Young Min;Ahn, Byung-Jun;Lee, Jaejung
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권6호
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    • pp.864-871
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    • 2016
  • This study was conducted to compare and analyze gross calorific values from measurement methods of lignocellulosic biomass and calculation data from calorific value prediction models based on the elemental content. The deviation of Liriodendron tulipifera (LT) and Populus euramericana (PE) was shown 7.7 cal/g and 7.4 cal/g respectively in palletization method, which are within repeatability limit 28.8 cal/g of ISO FDIS 18125. In the case of Thailand charcoal (TC), nontreatment method and palletization method was satisfied with repeatability limit as 22.8 cal/g and 8.8 cal/g respectively. Seowon charcoal (SC) was shown deviation of 11.4 cal/g in nontreatment method, because the density and chemical affinity of sample increases as the carbon content increases from heat treatment at high temperature in the case of TC and SC. In addition, after applying the elemental content of each of these samples to the calorific value prediction models, the study found that Model Equation (3) was relatively consistent with measured calorific values of all these lignocellulosic biomass. Thus, study about the correlation between the density and size of particle should be conducted in order to select the measurement method for a wide range of solid biofuels in the future.

KINETICS OF AUTOTROPHIC DENITRIFICATION FOR THE BIOFILM FORMED ON SULFUR PARTICLES : Evaluation of Molecular Technique on Monitoring Biomass Growth

  • Kim, Sung-Youn;Jang, Am;Kim, I-Tae;Kim, Kwang-Soo;Kim, In-S.
    • Environmental Engineering Research
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    • 제10권6호
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    • pp.283-293
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    • 2005
  • Characteristics of sulfur-based autotrophic denitrification in a semi-continuous type reactor and the kinetic parameters were studied. Enriched autotrophic denitrifying culture was used for the reactor operation. Biomass growth on sulfur particles and in the liquid medium was monitored using the DAPI staining method. From the result of ion concentration changes and the biomass growth, maximum specific growth rate, ${\mu}_{max}$, and the half velocity constant, $K_M$, were estimated as $0.61\;d^{-1}$ and 3.66 mg/L, respectively. Growth yield coefficient, Y values for electron acceptor and donor were found as 0.49 gVSS/g N and 0.16 gVSS/g S. The biomass showed specific denitrification rate, ranging 0.86-1.13 gN/g VSS-d. A half-order equation was found to best simulate the denitrification process in the packed bed reactor operated in the semi-continuous mode.

잣나무림의 수관연료량 추정을 위한 상대생장식 개발 (Allometric Equations for Crown Fuel Biomass of Pinus koraiensis Stands in Korea)

  • 김성용;장미나;이병두;이영진
    • 한국산림과학회지
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    • 제104권1호
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    • pp.104-110
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 우리나라 35년생 잣나무림을 대상으로 수관층 연료량을 추정하기 위한 상대생장식을 개발하고자 하였다. 경기도 가평군, 강원도 홍천군, 정선군 국유림 내 잣나무 조림지를 대상으로 총 24본의 표본목을 벌채하여 분석에 이용하였다. 수관연료량 추정을 위해 수간, 잎, 가지로 분류하여 중량을 측정하였으며, 가지는 고사여부와 직경 크기별로 세분화하여 구분하였다. 각 부위별 수관층 연료량을 보면 가장 높은 비율을 차지하는 부위는 잎(16.6 kg, 34.7%)으로 나타났으며, 2~4 cm 가지(9.0 kg, 18.9%), 1~2 cm 가지(6.6 kg, 13.8%), 0.5 cm 이하 가지(5.1 kg, 10.6%), 0.5~1 cm 가지(4.9 kg, 10.3%), 고사 가지(3.2 kg, 6.8%), 4 cm 이상 가지(2.4 kg, 4.9%) 순으로 나타났다. 대부분의 수관 부위에서 $lnWt={\beta}_0+{\beta}_1lnD$ 식이 조정결정계수가 가장 높고($R^2_{adj}=0.6021{\sim}0.9742$) 표준추정오차가 가장 낮은 것으로 나타났다(S.E.E. = 0.2018~0.7271). 한편, 수관화 확산 시 연소가능한 수관연료(잎과 직경 1 cm 이하 가지)의 비율은 총 수관에서 55.6%로 매우 높게 나타났다.

항공사진과 Lidar 데이터를 이용한 산림지역의 바이오매스 추정에 관한 연구 (Study of Biomass Estimation in Forest by Aerial Photograph and LiDAR Data)

  • 장안진;김형태
    • 한국지리정보학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.166-173
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    • 2008
  • 최근 지구환경 문제가 국제적 이슈로 떠오르는 가운데, 친환경적이면서 재생 가능한 바이오매스 에너지원에 대한 관심이 주목되고 있다. 특히 우리나라는 기후변화 협약 및 교토의정서 발효 등에 따라 탄소배출량을 조절해야 하는 시점이기에 산림 바이오매스에 대한 중요성이 더욱 커지고 있다. 산림지역이 전체국토의 약 2/3을 차지하는 국내의 경우 넓은 지역을 포함하고, 일률적인 데이터 처리가 가능한 원격탐사 자료를 이용하여 바이오매스를 추정하는 것이 보다 경제적이고 효율적인 방법이다. 본 연구에서는 원격탐사 자료 중 개체목 구분 및 수고 추출이 가능한 LiDAR 데이터와 항공사진을 이용하여 산림지역의 바이오매스를 추정하고, 현장실측 자료와 비교를 통해 정확도 평가를 수행하였다. 총 3종류의 바이오매스 산출식을 사용하여 조사구 내 개체목의 평균 바이오매스와 조사구 내 전체 바이오매스를 계산하여 현장조사 자료와 비교하였다. 개체목 평균 바이오매스의 회귀분석 $R^2$는 모두 0.8이상으로 높계 추정되었고, 조사구 내 전체 바이오매스의 $R^2$도 0.65이상의 값을 나타내었다. 이를 통해 기존의 현장조사를 통한 방법보다 원격탐사 자료를 이용하여 보다 효율적이고 경제적으로 관측할 수 있음을 확인하였다.

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충남 청양, 보령지역 소나무림의 지상부와 지하부 바이오매스 및 순생산량에 관한 연구 (Above-and Belowground Biomass and Net Primary Production for Pinus densiflora Stands of Cheongyang and Boryeong Regions in Chungnam)

  • 서연옥;이영진;표정기;김래현;손영모;이경학
    • 한국산림과학회지
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    • 제99권6호
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    • pp.914-921
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    • 2010
  • 본 연구는 충남지역에서 소나무림 분포가 가장 넓은 청양군과 보령시 국유림 내의 소나무임분을 대상으로 지상부와 지하부 바이오매스, 순생산량, 줄기밀도, 바이오매스 확장계수 등을 조사 분석하였다. 청양지역과 보령지역 소나무림의 임목 전체 건중량과 단위면적당 지상부 건중량은 각각 122.36 kg, 137.68 kg으로 나타났고, 72.23 Mg/ha, 143.27 Mg/ha으로 나타났으며, 지하부를 포함한 임목전체 건중량은 91.77 Mg/ha, 178.98 Mg/ha으로 나타났다. 또한 청양지역의 지상부 순생산량은 8.69 Mg/ha로 임목전체에서는 10.03 Mg/ha으로 나타난 반면에, 보령지역은 16.00 Mg/ha와 18.66 Mg/ha으로 나타났다. 두 지역의 바이오매스와 순생산량의 차이는 임분밀도와 지위의 차이에 의한 것으로 판단되었다. 줄기밀도(g/$cm^3$)는 각각 0.457, 0.421로 나타났고, 바이오매스 확장계수는 지상부와 지하부를 포함하여 각각 1.394~1.662, 1.324~1.639의 범위로 나타났다. 따라서 본 연구 결과로 얻어진 줄기밀도와 바이오매스 확장계수 값들은 충남지역 소나무림의 바이오매스 및 탄소흡수량을 추정하는데 기초적인 정보를 제공할 것으로 사료된다.

윤충류 생체량 계산과 적용에 관한 고찰 및 제언: Polyarthra의 체장 분포를 이용한 길이-무게 관계식 및 생체량 비교 분석 (Calculation and Applicability of Rotifers Biomass (Polyarthra spp.) based on Length-Weight Relationship and Spatial Distribution of Body Length)

  • 오혜지;서동환;최문정;정현기;김현우;오종민;장광현
    • 생태와환경
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    • 제51권3호
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    • pp.205-211
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    • 2018
  • 본 연구에서는 다른 환경에서 채집된 윤충류 개체의 체장을 측정하고 기존에 제시된 윤충류 생체량 측정 방법에 적용하여, 생체량 값의 분포 검증 및 비교를 실시하였다. 이를 바탕으로 적절한 윤충류 생체량 계산 방법에 대해 고찰하고, 체장 측정 없이 종별 생체량의 대푯값을 사용하는 것이 가능한지에 대한 여부를 판단했다. 검증을 위한 대상으로 국내외적으로 우점하고 단순한 형태를 가지는 Polyarthra 속을 선정, 한강, 낙동강 및 팔당호에서 시료를 채집, 분석하였다. 지점에 따른 Polyarthra spp. 개체의 체장은 통계적으로 유의한 차이를 나타내어, 지점별 체장의 차이가 생체량 대푯값을 이용하는데 발생하는 오차의 원인이 될 수 있는 것으로 분석되었다. 보다 정확한 생체량 계산을 위해 윤충류 개체의 체장 측정은 필수적인 것으로 판단되며, 생체량 계산 시 오차가 5% 이하일 확률을 99% 이상으로 높이기 위해서는 44개체 이상의 체장을 측정해야 하는 것으로 나타났다. 측정한 체장을 이용한 생체량 계산에는 EPA 계산식 대비 McCauley (1984)의 계산식을 사용하는 것이 보다 적합할 것으로 보이지만, 기술 검증이 어려운 항목이기 때문에 향후 본 조사에서 보여진 지점 간 변이 이외에 윤충류의 복잡한 형태 및 다양한 부속지의 변화 등을 고려하여 다양한 종을 대상으로 한 추가적인 분석이 필요할 것으로 판단된다.

공주(公州), 포항(浦港), 그리고 양양(襄陽) 지역(地域) 굴참나무 천연림(天然林) 생태계(生態系)의 물질생산(物質生産)에 관(關)한 연구(硏究) (Biomass and Net Primary Production of Quercus variabilis Natural Forest Ecosystems in Gongju, Pohang, and Yangyang Areas)

  • 박관수;이승우
    • 한국산림과학회지
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    • 제90권6호
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    • pp.692-698
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    • 2001
  • 충청남도 공주, 경상북도 포항, 그리고 강원도 양양 지역에서 생육하는 평균수령 41년, 45년, 그리고 54년생 굴참나무 천연림 생태계의 지상부 현존생물량 및 연순생산량을 추정하기 위해 2000년 7-8월에 각 지역별 10주씩 총 30주의 표본목을 선정 벌목하였다. 수식 $Wt=aD^b$를 사용하여 추정한 지상부 총 현존생물량은 공주지역에서 91.31ton/ha, 포항지역에서 207.6ton/ha, 그리고 양양지역에서 71.39ton/ha으로 나타났다. 포항지역에서의 현존생물량 207.6ton/ha은 국내에서 보고된 굴참나무림의 현존생물량 중 가장 높은 값을 보이는 것으로 사료된다. 부위별 구성비는 모든 조사지역에서 수간목부, 수피, 생지부, 그리고 잎의 순으로 높았다. 총 연순생산량은 공주지역 7.81ton/ha, 포항 11.5ton/ha, 그리고, 양양 6.40ton/ha으로 포항지역에서 가장 높게 나타났다. 다른 조사 지역에 비해 평균 연령이 비슷하거나 낮았던 포항지역에서 지상부 현존생물량이 최소 2배 이상 높게 나타난 것은 조사지역간 기후특성 차이에 기인하는 것으로 사료된다.

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혐기성 고정상 생물반응기에서 담체의 종류에 따른 Biogas 생성 및 미생물 부착 특성에 관한 연구 (The Characteristics of Attached Biomass and Biogas Production in an Anaerobic Packed Bed Bioreactor with Several Carriers)

  • 안재동;강동수;장인용
    • 한국환경보건학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.75-81
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    • 1992
  • An experimental investigation has been carried out to evaluate the characteristics in wastewater treatment using an anaerobic packed bed bioreactor with ceramics, rubber sponge, soft stone A, and soft stone B as carrier. The results of the work have shown that soft stone A as a carrier was superior to other carriers in methane production, then the content of methane for soft stone A was about 70%. First of all, soft stone A had higher efficiency of the COD removal than the others in response of passing the operation, as well as it had a low volatile acid in reactor. In addition, the slope of methane production with respect to the removal of COD ($m^{3}CH_{4}$/kgCOD) was 0.58 for soft stone A. In biomass hold-up equation for each carriers, the equation of soft stone A was m$_{p}$=714 ($C_{o}/0.41+C_{o}$) and it was the largest in this experimented carriers. Based upon the results obtained, it is suggested that the major effective carrier in wastewater treatments within the packed bed bioreactor used in this experimental work by soft stone A.

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Biosorption of Lead $(Pb^{2+})$ from Aqueous Solution by Rhodotorula aurantiaca

  • Cho, Dae-Haeng;Yoo, Man-Hyong;Kim, Eui-Yong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제14권2호
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    • pp.250-255
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    • 2004
  • The aim of this work was to investigate the adsorption isotherm and kinetic model for the biosorption of lead $(Pb^{2+})$ by Rhodotorula aurantiaca and to examine the environmental factors for this metal removal. Within five minutes of contact, $Pb^{2+}$ sorption reached nearly 86% of the total $Pb^{2+}$ sorption. The optimum initial pH value for removal of $Pb^{2+}$ was 5.0. The percentage sorption increased steeply with the biomass concentration up to 2 g/l and thereafter remained more or less constant. The Langmuir sorption model provided a good fit throughout the concentration range. The conformity of these data to the Langmuir model indicated that biosorption of $Pb^{2+}$ by R. aurantiaca could be characterized as a monolayer, single-site type phenomenon with no interaction between ions adsorbed in neighboring sites. The maximum $Pb^{2+}$ sorption capacity $(q_{max})$ and Langmuir constant (b) were 46.08 mg/g of biomass and 0.04 l/mg, respectively. The pseudo second-order equation was well fitted to the experimental data. The correlation coefficients for the linear plots of t/q against t for the second-order equation were 0.999 for all the initial concentrations of biosorbent for contact times of 180 min. The theoretical $q_{eq}$ value was very close to the experimental $q_{eq}$ value.