May Thi Tuyet Do;Min Ho Yeon;Young Hun Kim;Gi Ha Lee
한국수자원학회:학술대회논문집
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한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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pp.167-167
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2023
Soil organic carbon (SOC) is a critical component of soil health and is crucial in mitigating climate change by sequestering carbon from the atmosphere. Accurate estimation of SOC storage is essential for understanding SOC dynamics and developing effective soil management strategies. This study aimed to investigate the factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea, using bulk density (BD) prediction to estimate SOC stock. The study utilized data from 393 soil series collected from various land uses across South Korea established by Korea Rural Development Administration from 1968-1999. The samples were analyzed for soil properties such as soil texture, pH, and BD, and SOC stock was estimated using a predictive model based on BD. The average SOC stock in South Korea at 30 cm topsoil was 49.1 Mg/ha. The study results revealed that soil texture and land use were the most significant factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea. Forested areas had significantly higher SOC storage than other land use types. Climate variables such as temperature and precipitation had a relative influence on SOC storage. The findings of this study provide valuable insights into the factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea.
생태계는 탄소순환에 있어 매우 중요한 탄소 저장고이다. 기후변화가 점점 심화됨에 따라, 생태계의 이러한 기능을 활용하여 기후변화를 완화하려는 노력들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 생태계를 대상으로 생태계 유형(산림, 농경지, 습지, 초지, 정주지) 및 탄소저장고별(지상부·지하부 생체량, 고사목, 낙엽, 토양유기탄소 및 생태계 전체) 탄소 저장 및 거동과 관련된 연구를 목록화 하고 분석하였다. 또한, 선행연구 결과를 모아 각 생태계 유형과 탄소저장고를 대상으로 탄소 저장 및 거동량의 평균값을 산정하였다. 그 결과, 대부분의(66%) 국내 탄소 저장·거동 관련 연구가 산림에서 수행된 것을 확인할 수 있었다. 산림에서 수행된 연구 결과를 토대로 탄소저장고별 저장량을 분석한 결과, 식생의 지상부(4,166.66gC m-2)와 지하부(3,880.95gC m-2)와 토양(4,203.16gC m-2)에 많은 양의 탄소가 저장되어 있는 것을 확인하였다. 특히 산림 지하부에 많은 탄소가 저장되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 다른 생태계 유형의 경우, 데이터의 제한으로 탄소저장고별 저장·거동량은 확인이 불가능하였다. 다만, 토양유기탄소 저장의 경우 산림과 초지의 데이터가 비교 가능하였는데, 두 생태계가 상대적으로 비슷한 탄소의 양을 저장하고 있는 것으로 나타났다(각각 4,203.16 gC m-2, 4,023.23 gC m-2). 본 연구를 통하여, 상대적으로 다양한 생태계 유형에서의 탄소 연구가 필요함을 확인할 수 있었다.
In recent years, the importance of Carbon Capture and Storage (hereafter CCS) is growing bigger and bigger. The development and commercialization of CCS technology are concerned for reducing carbon dioxide($CO_2$) emissions. For the most studies, the technology of $CO_2$ storage is known as the geological storage, ocean sequestration, mineral carbonation, industrial utilization, and so on. The geological storage is adjudged the most reasonable technology from economic and environmental aspects. Generally, the $CO_2$ geological storage is comprised of compression - transportation - drilling/injection - storage/management process. The critical problem is a leakage of $CO_2$ in all process. For resolving a leakage problem, it is necessary to predict and build a monitoring system. Those systems are proved safety of a leakage and received positive social perceptions of $CO_2$ geological storage. For those reasons, a risk assessment of $CO_2$ geological storage is required. A risk assessment is an estimated process of the possible effects when spilling $CO_2$. Although numerous studies of risk assessment have studied, it is incomplete to evaluate a risk and disaster quantitatively. The risk assessment will be developed for domestic application and safe $CO_2$ geological storage considering characteristics of Korea.
CA 저장 중 후지 사과의 내부 기체 농도에 의한 저장 조건의 적합성을 신속하게 판단하기 위한 지표를 얻기 위하여 과실 내부 에틸렌과 이산화탄소의 농도에 따른 과육경도, 적정산도 및 과피 녹색의 유지정도를 조사하였다. 저장 중 사과의 내부 에틸렌 농도가 10ppm 이하에서는 과육경도, 적정산도 및 과피의 녹색이 거의 손실되지 않았으나 약 10ppm 이상에서는 급격하게 손실되었다. 저장 중 사과의 내부 이산화탄소 농도는 낮을수록 높은 과육경도, 적정산도 및 과피의 녹색을 유지하였는데 특히 내부 이산화탄소 농도가 2% 이하인 사과에서 높은 품질특성을 유지하였다 따라서 후지 사과의 CA저장에 적합한 저장조건은 사과의 내부 에틸렌과 이산화탄소 농도를 각각 약 10 ppm과 약 2% 이하로 유지할 수 있는 조건으로 판단되고, 사과의 내부 에틸렌과 이산화탄소 농도는 저장조건의 적합성을 판단하는 지표로 사용 가능하였다.
본 연구는 레드키위 과실의 수확 후 숙성반응에 미치는 이산화탄소와 외부 에틸렌처리 효과를 구명하기 위하여 수행되었다. 저장온도 $10^{\circ}C$에 75일 저장 기간 중 레드키위의 숙성과정에 영향을 미치는 이산화탄소와 에틸렌 처리 효과를 구명하기 위하여 과실의 생체 중, 경도, 가용성 당 함량, 유기산 및 시장성 품질 등 물리 화학적 특성을 분석하였다. 레드키위의 생체중은 이산화탄소 처리로 저장 75일후 까지 무 처리와 에틸렌 처리에 비하여 가장 적게 감소된 반면 에틸렌 처리된 과실은 가장 빠르게 감소되었다. 에틸렌 처리과실의 경도는 $10^{\circ}C$ 저온저장 27일 후 4.2kg에서 1.2kg으로 감소된 반면, 이산화탄소 처리된 레드키위 과실은 저장 54일 후까지 1.8kg을 유지하였다. 가용성 당 함량(%)은 에틸렌처리로 $10^{\circ}C$ 저장 27일 후 가장 높은 값을 보인 반면 이산화탄소 처리된 과실에서는 64일 저장 후 가장 높게 나타났다. 레드 키위 과실의 유기산함량은 이산화탄소 처리에서 대조 구와 에틸렌 처리된 과실에 비하여 $10^{\circ}C$에 41일 저장 동안 통계적으로 유의성 있는 높은 값을 유지하였다. 당산 비는 75일 저장 기간 동안 대조 구와 에틸렌 처리된 과일에 비하여 이산화탄소 처리된 키위 과실이 가장 낮은 값을 보였다. 본 연구에서 이산화탄소 처리가 수확 후 레드 키위 과실의 숙성지연과 시장성 품질유지에 매우 효과적으로 나타나 향후 키위 산업에 상업적인 목적으로 이용 가능할 것으로 밝혀졌다.
이산화탄소 포집 및 지중 저장을 위해 유망한 지질학적 구조로는 대수층, 폐유전 및 가스전 등이 존재한다. 이 중 대수층은 다른 지질학적 구조에 비해 많은 양의 이산화탄소 저장이 가능한 것으로 판단됨에 따라 그 관심이 증가하고 있으며, 대수층의 특성을 반영하여 이산화탄소 저장 효율 향상을 위한 기술 개발이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 음이온성 계면활성제를 활용하여 공극수가 존재하는 마이크로모델 내 계면활성제 선 주입 후 초임계 이산화탄소 후속 주입에 따른 이산화탄소 저장 효율 평가를 수행하였다. 그 결과 선 주입되는 계면활성제 수용액의 농도가 증가함에 따라 이산화탄소 저장 효율이 개선되며, 농도가 낮을수록 이산화탄소 저장 효율 개선을 위한 더 많은 계면활성제의 주입이 필요한 것으로 나타난다. 또한 동일한 계면활성제 농도 조건에서 선행 연구의 계면활성제-초임계 이산화탄소 치환보다 계면활성제 선 주입 방식에서 이산화탄소 저장 효율은 약 30% 낮은 값을 나타내며, 본 연구의 최대 농도 조건에서 선행 연구와 유사한 이산화탄소 저장 효율을 나타낸다. 이러한 결과는 향후 대수층 내 이산화탄소 저장 효율 향상을 위한 계면활성제 적용 시 농도 결정에 활용될 것으로 기대된다.
The concentration of atmospheric carbon dioxide (CO2), which is one of the major greenhouse gases, continues to rise with the increase in fossil fuel consumption. In order to mitigate global warming the amount of CO2 discharge to the atmosphere must be reduced. Carbon dioxide capture and storage (CCS) technology is now regarded as one of the most promising options. To complete the carbon cycle in a CCS system, a huge amount of captured CO2 from major point sources such as power plantsshould be transported for storage into the marine or ground geological structures. Since 2005, we have developed technologies for marine geological storage of CO2,including possible storage site surveys and basic design of CO2 transport and storage process. In this paper, the design parameters which will be useful to construct on-shore and off-shore CO2 transport systems are deduced and analyzed. To carry out this parametric study, we suggested variations in thedesign parameters such as flow rate, diameter, temperature and pressure, based on a hypothetical scenario. We also studied the fluid flow behavior and thermal characteristics in a pipeline transport system.
본 연구에서는 실리카 주형을 사용하여 중형기공성 탄소 재료인 CMK-3와 CMK-5를 제조하였으며 이의 수소 저장량을 측정하였다. 비교 물질로는 탄소 재료 중 수소 저장에 관해 가장 많은 연구가 이루어진 다중벽 탄소나노튜브를 사용하였다. 실험 결과, 탄소체에 흡착되는 수소의 양은 탄소 물질의 표면적과 매우 밀접한 관계가 있으며 표면적이 증가될수록 수소 저장량이 증가함을 확인할 수 있다. 본 연구에서 사용된 탄소 재료 중 CMK-5가 가장 높은 수소 저장량을 나타내었으며 CMK-3, MWCNT 순으로 높은 수소 저장량을 보였다. CMK-5의 경우, 팔라듐을 도핑하였을 때 수소 저장량이 매우 크게 증가하였으며 이는 hydrogen spill-over 효과에 의한 것으로 생각되며 이와 같은 현상은 팔라듐이 도핑된 CMK-5의 수소 저장량을 결정하는데 가장 큰 역할을 하는 것으로 나타났다.
Based on mussel-inspired polydopamine (PDA), a novel technique to fabricate carbon nanowire (CNW) arrays is presented for a possible use of porous carbon electrode in electrochemical energy storage applications. PDA can give more porosity and nitrogen-doping effect to carbon electrodes, since it has high graphitic carbon yield characteristic and rich amine functionalities. Using such outstanding properties, the applicability of PDA for electrochemical energy storage devices was investigated. To achieve this, the decoration of the CNW arrays on carbon fiber surface was performed to increase the surface area for storage of electrical charge and the chemical active sites. Here, zinc oxide (ZnO) nanowire (NW) arrays were hydrothermally grown on the carbon fiber surface and then, PDA was coated on ZnO NWs. Finally, high temperature annealing was performed to carbonize PDA coating layers. For higher energy density, manganese oxide ($MnO_x$) nanoparticles (NPs), were deposited on the carbonized PDA NW arrays. The enlarged surface area induced by carbon nanowire arrays led to a 4.7-fold enhancement in areal capacitance compared to that of bare carbon fibers. The capacitance of nanowire-decorated electrodes reached up to $105.7mF/cm^2$, which is 59 times higher than that of pristine carbon fibers.
This study was carried out to investigate the surface soil organic carbon fractions affecting by different land use types, including needle-leaf forest (FN), broad-leaf forest (FB), pasture, annual upland cropping land (upland), and paddy rice land (paddy). We chose seven regions across Korean inland, considering sea level altitude, and measured soil organic carbon content and physico-chemical properties such as bulk density at a depth of 0~15 cm using core samples in April for the each land use type. In addition, labile organic carbon fractions in soil including light fraction and hot water extractable carbon were investigated. From this study, organic carbon storage (Mg C per ha) in the upper 15-cm soils was highest in FB (37.8), and decreased in the order of pasture (29.1), FN (28.8), paddy (21.9), and upland crop (19.9). In forest, more than 20% of soil organic carbon existed as light fraction, the free organic matter. Hot-water extractable carbon contents of soils in five land use types were lower than 7% of their soil organic carbon content.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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