• 한국환경과학회지
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• 제13권12호
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• pp.1089-1102
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• 2004

Seasonal variation of biogeochemical characteristics was determined in Lake Shihwa from October 2002 to August 2003. When the lake was artificially constructed for the freshwater reservoir in 1988, the development of the strong haline density stratification resulted in two-layered system in water column and hypoxic/anoxic environment prevailed in the bottom layer due to oxidation of accumulated organic matters in the lake. Recently, seawater flux to the lake through the sluice has been increased to improve water quality in the lake since 2000, but seasonal stratification and hypoxic bottom layer of the lake still developed in the summer due to the nature of artificially enclosed lake system. As the lake is still receiving tremendous amount of organic matters and other pollutants from neighboring streams during the rainy summer season, limited seawater flux sluicing into the lake may not be enough for the physical and biogeochemical mass balance especially in the summer. The excess of accumulated organic matters in the bottom layer apparently exhausted dissolved oxygen and affected biogeochemical distributions and processes of organic and inorganic compounds in the stratified two-layered environment in the summer. During the summer, ammonia and dissolved organic carbon remarkably increased in the bottom layer due to the hypoxic/anoxic condition in the bottom layer. Phosphate also increased as the result of benthic flux from the bottom sediment. Meanwhile, dissolved organic carbon showed the highest value at the upstream area and decreased along the salinity gradient in the lake. In addition to the sources from the upstream, autochthonous origin of particulate organic carbon from algal bloom in the lake might be more important for sustaining aggravated water quality and development of deteriorated bottom environment in the summer. The removal of trace metals could be attributed to scavenging by strong insoluble metal-sulfide compounds in the hypoxic/anoxic bottom layer in the summer.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.29-38
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• 2005

It is important to understand groundwater conditions such as recharge, flow and hydrochemical process occurred within an aquifer for groundwater protection and groundwater resource management. Groundwater from the Triassic Sherwood Sandstone aquifer of North Yorkshire has been used for industrial purposes and domestic water supply. Tn order to understand the processes affecting groundwater chemistry and identify the sources of high chloride, sulphate and nitrate concentrations hydrochemical and isotopic measurements were carried out. Hydrochemical and isotopic measurements indicated that five groundwater types exist within the Sherwood Sandstone aquifer of study area. The results of hydrochemical and isotopic measurements showed that older groundwaters have different hydrochemical and isotopic characteristics from recent recharge water. It was also found that water-rock interactions are the dominant mechanism controlling the ${\delta}^{13}C$ composition of dissolved inorganic carbon, the ${\delta}^{34}S\;and\;{\delta}^{18}O$ composition of dissolved sulphate and the strontium isotope ratios ($^{87}Sr/^{86}Sr$) in recent recharge water and old groundwater. Several abstraction boreholes within the Selby wellfield have been contaminated by saline water. The isotopic data of saline groundwater samples taken from these abstraction boreholes indicate that saline waters are derived from the dissolution of the Triassic evaporites within the Mercia Mudstone.

• ALGAE
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• 제31권4호
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• pp.351-362
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• 2016

We investigated a possible reduction in $CO_2$ uptake rate by phototrophic red tide dinoflagellates arising from mixotrophy. We measured the daily ingestion rates of Prorocentrum minimum by Prorocentrum micans over 5 days in 10 L experimental bottles, and the uptake rates of total dissolved inorganic carbon ($C_T$) by a mixture of P. micans and P. minimum(mixotrophic growth), and for the predator P. micans (phototrophic growth; control) and prey P. minimum (phototrophic growth; control) alone. To account for the effect of pH on the phototrophic growth rates of P. micans and P. minimum, measurements of $C_T$ and pH in the predator and prey control bottles were continued until the pH reached the same level (pH 9.5) as that in the experimental bottles on the final day of incubation. The measured total $C_T$ uptake rate by the mixture of P. micans and P. minimum changed from 123 to $161{\mu}mol\;C_T\;kg^{-1}\;d^{-1}$ over the course of the experiment, and was lower than the $C_T$ uptake rates shown by P. micans and P. minimum in the predator and prey control bottles, respectively, which changed from 132 to $17{\mu}mol\;C_T\;kg^{-1}\;d^{-1}$ over the course of the experiment. The reduction in total $C_T$ uptake rate arising from the mixotrophy of P. micans was 7-31% of the daily $C_T$ uptake rate seen during photosynthesis. The results suggest that red tide dinoflagellates take up less $C_T$ during mixotrophy.

• 한국해양학회지:바다
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• 제11권4호
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• pp.165-171
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• 2006

본 연구는 비교적 저농도로 오염된 하천수를 대상으로 phytoremediation 기법으로 정화방안을 제시하고자 수행되었다. 온실에 식물 반응조를 설치하여 해바라기 일종인 Heilianthus annuus의 성장에 따라 영양염의 처리량을 산정하였다. 또한 현장 적용성을 검토하기 위하여 H. annuus을 식재한 인공부도(artificial floating island)를 관개수로에 설치하여 식물의 질소, 탄소 및 수소 함유량 증가를 확인하였다. 실험결과 7월부터 9월에 이르기까지 유입수 용존 무기질소(DIN)의 농도를 $28.5\sim199.2mg/l$, 유입수 용존무기인(DIP)의 농도를 $13.3\sim25.4mg/l$ 까지 변동 시켰을 때, 농업용수 기준보다 매우 높은 고농도임에도, 식물체의 성장장해는 나타나지 않았다. 이때 DIN 제거율은 평균 3일의 체류시간에서 $81.7\sim98.6%$였으며, DIP 제거율은 $81.9\sim98.4%$로 나타났다. 또한 효율적인 처리기간은 48시간으로 확인되었다. 인공부도에 식재한 H. annuus의 질소, 탄소 및 수소의 함유량을 보면 질소의 경우 줄기에서 $3.2\sim7.8%$, 뿌리에서 $3.0\sim6.3%$를 보였다. 탄소는 줄기에서 $40.1\sim57.7%$, 뿌리에서 $43.4\sim53.8%$의 함유량을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권6호
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• pp.634-640
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• 2015

Chelating agents have been proposed to improve the efficiency of phytoextraction of heavy metal hyperaccumulator. However, little studies to elucidate mechanism of chelating agents to increase cadmium (Cd) extractability have been conducted. The objectives of this study were to evaluate effect of different chelating agents on Cd extractability and to determine mechanism of Cd mobilization affected by these agents. An arable soil was spiked with inorganic Cd ($CdCl_2$) to give a total Cd concentration of $20mgCdkg^{-1}$. Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and citric acid (CA) were selected and mixed with the arable soil at the rates of 0 and $5mmolkg^{-1}$. The mixture soils were incubated at $25^{\circ}C$ for 4 weeks in dark condition. Concentration of F1 Cd fractions (water soluble) significantly increased with addition of EDTA but did not changed with addition of CA. Especially; concentration of F5 Cd fractions (residual) significantly increased with addition of CA. Increase in water soluble with EDTA might be attributed to complexation of Cd and EDTA. Dissolved organic carbon concentration significantly increased with EDTA addition, but did not with CA implying that considerable amount of CA was decomposed to inorganic carbon by microorganism. Log activity of carbonate ($CO_3{^{2-}}$) which might be generated from CA increased with addition of CA. Increase in residual Cd fraction might be due to precipitation of Cd as $CdCO_3$. As a result, EDTA was effective in increasing Cd extractability, by contrast CA had significant effect in reducing Cd extractability.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.320-326
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• 2018

본 연구에서는리튬이온전지음극활물질로 Graphite의 전기화학적특성을향상시키기 위하여 Graphite/Silicon/Carbon (G/Si/C) 복합소재를 제조하였다. 제조된 G/Si/C 합성물은 XRD, TGA, SEM을 사용하여 물성을 분석하였다. 또한 $LiPF_6$ (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%) 전해액에서 리튬이차전지의 충 방전 사이클, 율속, 순환전압전류 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 성능을 조사하였다. G/Si/C 전극을 사용한 리튬이온전지는 Graphite 전극을 사용한 전지보다 우수한 특성을 나타내었으며 Silicon 함량이 늘어날수록 용량은 높아지나 안정성이 저하됨을 확인하였다. 또한 $25{\mu}m$ 이하의 Silicon을 사용하였을 때 용량과 안정성 모두 향상되는 것을 나타내었다. Silicon (${\leq}25{\mu}m$) 10 wt%인 경우 G/Si/C 복합소재는 495 mAh/g의 초기 방전 용량, 89%의 용량 보존율과 2 C/0.1 C에서 80%의 속도 특성을 보였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권4호
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• pp.194-210
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• 2022

동중국해 북부와 경계를 이루는 황해 남동부 해역에 대해 무기탄소의 월별 재고와 변동을 초래하는 플럭스들을 상자 모형으로 모의하였다. 월별 용존무기탄소의 자료는 네 차례 계절을 대표하는 관측 결과에 최근 발표된 논문의 자료를 발췌하여 구성하였다. 연간 용존무기탄소(C_T)의 재고가 정상상태에 있으며 표층에서 이류에 의한 변동이 무시할 정도로 작다고 가정하고 표층과 심층의 2-상자 모형을 사용했다. 모의 결과 월별 표층과 심층 사이의 재고는 혼합층 두께의 변동에 따른 혼합 플럭스가 -40~35 mol C m^-2 month^-1의 규모로 주도했다. 대기로부터 유입되는 CO₂ 플럭스는 약 2 mol C m^-2 yr^-1 이고, 혼합 플럭스의 1/100 미만으로 작았다. 생물 펌프 플럭스는 4~5 mol C m^-2 yr^-1 범위로 추정되었는데 이는 현장 실측 자료에 비해서 절반가량 수준이다. 물기둥의 C_T 재고는 동계 혼합이 끝나는 4월에 최대를 보이며 성층기에 조금씩 줄어든다. 따라서 C_T 총량은 성층기에 혼합기보다 높게 나타나는데 정상상태가 유지되려면 최대와 최소의 차분인 18 mol C m^-2 yr^-1 (= 216 g C m^-2 yr^-1)이 동중국해로 송출되어야 한다. 이를 황해 남부 경계 전체에 대해 외삽하면 4 × 10⁹ g C yr^-1 규모이다. 이 플럭스는 개념상 대륙붕 펌프에 해당한다. 실제로 태평양 외양역에 도달하려면 동중국해를 거쳐야 하므로 실제로 대륙붕 펌프로 기여하는 플럭스의 크기는 이보다 현저하게 낮을 것으로 전망된다. 자료 부족과 계산에 필수적인 가정에 수반되는 오류 때문에 추정값은 상당한 크기의 오차를 포함하지만 모의를 통해 C_T의 변동을 초래하는 플럭스 사이의 상대적인 기여도와 범위를 제약할 수 있었고 향후 연구에서 주목해야 할 사항을 도출할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제12권4호
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• pp.284-289
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• 1999

지하수 중에 용존된 무기탄소 화합물을 기체 방출 법을 이용하여 정량적으로 추출하였다. 기체 방출법은 직접 침전법에 비하여 소요시간이 적으며, 대기중의 이산화탄소 및 수중에 존재하는 황산이온의 영향도 무시할 수 있어 보다 효과적임을 알 수 있었다. 기체 방출법에 의한회수율 측정 결과 분당 4리터의 유량 율로 2시간 방출시켰을 때 99% 정도의 회수율을 나타내었다. 포집 시간에 따른 동위원소 분별효과를 측정하기 위하여 방출 초기 1시간과 이후 30분 간격으로 2회 포집 분석한 결과, 각각의 ${\delta}^{13}C$는 각각 -7.9‰, -3.0‰, +0.4‰로 측정되어 기체 방출법을 이용한 수중의 무기탄소 회수시 방출 초기에는 보다 가벼운 탄소의 방출이 우세하며, 보다 무거운 탄소의 방출은 후기에 이루어지는 것을 나타내었다. 그러나 이러한 동위원소 분별효과는 탄소화합물의 거의 완전한 회수에 의해 무시될 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권1호
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• pp.17-32
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• 2022

2020년 8월 한국 남부해역 해양 조사를 통해 수집된 수온, 염분, 용존무기탄소(DIC), 총알칼리도(TA) 자료를 사용해서 표층수의 완충역량을 정량화하였다. 기존의 Revelle 인자의 문제점을 보완한 여섯 가지 완충 인자의 지리적 분포와 변동성을 분석하고, 수문학적 요인인 수온, 염분과의 관계를 논의하였다. 모든 완충인자들은 수괴에 따른 공간적 분포를 보였다: 완충역량은 용승이 발생했던 동해표층혼합수(ESMW)와 남해표층혼합수(SSMW)에서 낮았으며, 황해표층수(YSSW)에서는 중간값을 보였다. 또한 고온인 대마난류수(TWC)와 장강희석수(CDW) 순으로 크게 나타났다. 이는 하계의 장강유출수가 연구해역의 완충역량을 강화하는 것을 의미하며, 높은 수온과 생물학적 생산력, 하계의 성층화에 의한 혼합 약화가 원인으로 판단된다. 수온-완충역량은 수괴와 상관없이 유의한 양의 상관관계(R²=0.79)를 보였으나 염분-완충역량은 약한 음의 상관관계(R²=0.30)를 보였다. 높은 수온은 열역학적 과정인 기체 교환과 탄산계 화학종 분배를 통해 완충역량을 강화한다. 염분의 경우는 연구해역의 표층 염분이 증발이나 강수가 아닌 국지적인 담수의 유입과 용승수와의 혼합에 의해 변하므로 염분과 완충역량의 관계가 역전된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권4호
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• pp.196-205
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• 2011

국내 해조류 양식종인 다시마(Saccharina japonica (Laminaria japonica Areschoug))의 영양염 및 무기탄소 흡수율과 광합성 특성을 살펴보기 위해, 부산시 기장군 일광해역 양식장에서 2011년 l월부터 5월동안 시료를 채집하여 실내 배양하였다. 배양 시료의 엽장과 엽폭 범위는 각각 46~288 cm, 4.8~22.0 cm였으며, 이들의 용존산소 평균 생산율은 $6.9{\pm}5.8{\mu}mol\;g^{-1}$ fresh weight(FW) $h^{-1}$, 질산염과 인산염 흡수율은 각각 $175.6{\pm}161.1\;nmol\;g^{-1}\;FW\;h^{-1}$, $12.7{\pm}10.1\;nmol\;g^{-1}\;FW\;h^{-1}$ 그리고 용존무기탄소 흡수율은 $8.9{\pm}7.9{\mu}mol\;g^{-1}\;FW\;h^{-1}$이었다. 다시마 엽장에 따른 이들 성분의 생산/흡수율은 로그함수 관계를 보여, 엽장 100~150 cm 이상부터는 다시마의 광합성 및 생장율이 다소 둔화되는 것으로 나타났다. 용존 산소 생산율과 질산염, 인산염, $TCO_2$ 흡수율은 각각 음의 선형관계를 보였으며, 특히 용존산소 생산율과 $TCO_2$ 흡수율은 높은 상관관계 ($r^2$=0.94)를 나타내어 서로에 대한 간접 지표가 될 수 있음을 의미한다. 다시마의 최대양지수율($F_v/F_m$)과 용존산소 및 무기탄소 생산/흡수율사이에 선형관계가 나타났으며, 양자수율이 높을수록 활발한 광합성작용으로 용존산소 생산이 활발함을 증명하였다. 광합성 형광특성 중 최대상대전자전달률은 비교적 엽체가 생장할수록 증가하였으며, 엽체의 부착부에 비해 상부 말단으로 갈수록 증가하였다. 이는 다시마가 생장할수록 광합성활성 조직 비(단위 면적당 습중량)가 증가하여 나타난 결과로 사료된다. 기장해역에서 다시마에 의한 연간 무기탄소 흡수량은 $1.0\sim1.7{\times}10^3C$ ton으로 추정되며, 이는 부산시 이산화탄소 배출량의 0.02~0.03%에 해당한다. 따라서 해조류에 의한 연안의 탄소 및 물질순환과 지구시스템에서의 역할을 파악하기 위해 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.