• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.395-409
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• 2022

기존 암반 굴착공법이 갖는 한계점을 극복하기 위해 최근 연마재 워터젯 공법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 연마재 워터젯 암반굴착 공법은 암반에 연속적인 자유면을 형성하여 발파 시 발생하는 진동을 저감하고 굴착효율을 증진시키는 효과가 있다. 그러나 연마재 워터젯 절삭성능은 암반의 물리적 성질에 따라 변화한다. 따라서, 다양한 물리적 성질을 가진 암반이 혼재하는 굴착현장 특성상 효과적인 워터젯 활용을 위해서는 다양한 암종의 절삭성능을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 현무암과 화강암을 대상으로 수압, 이격거리, 이송속도를 변화시키며 절삭실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 실험결과, 현무암은 화강암보다 평균적으로 약 41% 깊게 절삭되고, 절삭 폭은 약 18.5% 좁게 형성되었다. 본 연구결과는 향후 현무암과 같은 강도가 낮고 공극이 큰 암반 굴착현장에서 연마재 워터젯을 적용할 시 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.45-53
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• 2023

본 연구에서는 축산 분야에서 배출되는 암모니아를 효과적으로 회수할 수 있는 흡착기술의 연구개발 동향 및 향후 전략에 대해 논의하였다. 적절한 암모니아 흡착제는 표면의 산성기나 수소결합기를 가지며 높은 비표면적과 암모니아 흡착에 적절한 표면구조를 지니어야 한다. 일반적인 암모니아 흡착제로는 활성탄이나 제올라이트 등의 광물질이 널리 쓰이나 대체로 흡착효과가 낮아 표면 개질 등을 통한 개선이 필요하다. 일례로 금속염화물이 다공성 흡착제에 포함되었을 때, 활성탄이나 제올라이트의 표면에 흡착 시보다 암모니아 흡착량이 더 증가하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 MOFs (Metal-Organic Frameworks)나 POPs (Porous Organic Polymers) 같은 새로운 종류의 흡착제가 개발 및 적용되고 있으며 조절가능한 높은 비표면적과 다공성으로 매우 높은 암모니아 흡착용량을 보였다. 그 외에 프러시안 블루가 높은 암모니아 흡탈착성능 및 선택성을 보였는데. 이는 축산폐기물 배출 암모니아 회수에 관련하여 상대적으로 유리한 측면으로 보인다. 향후 다양한 흡착제를 이용, 축산현장에 맞는 조건에서 암모니아 흡탈착 효율 및 순도를 평가하는 연구가 더 활발히 진행되어야 할 것이다. 아울러 암모니아 회수를 극대화하기 위한 효과적인 전/후처리 공정도 병행되어야 한다.

• 센서학회지
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• 제33권1호
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• pp.40-47
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• 2024

The creation of vertically aligned one-dimensional (1D) nanostructures through the decoration of n-type tin oxide (SnO₂) on p-type chromium oxide (Cr₂O₃) constitutes an effective strategy for enhancing gas sensing performance. These heterostructures are deposited in multiple stages using a glancing angle deposition technique with an electron beam evaporator, resulting in a reduction in the surface porosity of the nanorods as SnO₂ is incorporated. In comparison to Cr₂O₃ films, the bare Cr₂O₃ nanorods exhibits a response 3.3 times greater to 50 ppm H₂S at 300℃, while the SnO₂-decorated Cr₂O₃ nanorods demonstrate an eleven-fold increase in response. Furthermore, when subjected to various gases (CH₄, H₂S, CO₂, H₂), a notable selectivity toward H₂S is observed. This study paves the way for the development of p-type semiconductor sensors with heightened selectivity and sensitivity towards H₂S, thus advancing the prospects of gas sensor technology.

• 한국유기농업학회지
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• 제32권1호
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• pp.75-90
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• 2024

바이오차란 바이오매스를 산소가 제한된 조건에서 열분해하여 만든 탄소함량이 높은 고형물로서 토양환경 개선 효과로 탄소중립을 위한 친환경 토양개량제로 주목받고 있다. 본 실험에서는 멜론 시설재배지 바이오차의 시용량별 토양 이화학성 및 미생물 군집의 변화를 평가 하였고 이에 따른 멜론의 생육 특성 및 수량성을 조사하였다. 토양의 물리성은 바이오차 시용량이 증가함에 따라 용적밀도는 감소하고 공극률이 증가하여 토양의 통기성이 개선되는 효과가 있었다. 토양의 화학성은 바이오차 시용량이 증가할수록 pH가 증가하고 유기물 및 유효인산 함량이 증가하는 경향이었다. 멜론의 생육은 무처리 대비 바이오차 10,000 kg/ha 처리까지 시용량이 증가할수록 멜론의 만장, 엽장, 엽폭이 증가하는 경향이었다. 또한 멜론의 생산량도 시용량에 따라 증가하여 바이오차 10,000 kg/ha 처리에서 무처리 대비 13~16% 높았다. 바이오차 시용에 따른 토양 미생물 군집의 차이를 비교해 본 결과, 우점 유익균의 비율이 증가하는 결과를 보였다. 본 연구는 멜론 시설재배지 바이오차의 처리가 토양의 이화학적 특성 및 미생물군집 개선의 결과를 나타내며 효과적인 토양개량제로서의 가능성을 보여주었다.

• 한국작물학회지
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• 제63권1호
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• pp.64-71
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• 2018

간척지 토양 환경을 개선하기 위하여 절단케나프, 팽연왕겨, 볏짚, 펠릿퇴비 등 유기물원을 10a당 3,000 kg씩 투입하였다. 투입 결과 간척지 토양 염농도(EC)는 1.2 dS/m에서 0.5 dS/m로 58%로 감소하였으며 토양 유기물 함량은 6.7 g/kg에서 16.0 g/kg으로 1.4배 증가하였다. 토양 공극은 유기물 투입 평균 47.9%로 비투입에 비해 10.2%p 증가하였다. 토양 경도는 20.2 mm에서 17.9 mm로 11.4% 감소하였으며 작토심은 19.8 cm에서 26.8 cm로 35% 깊어졌다. 간척지 토양 이화학성 개선 효과에 의하여 작물 생육이 향상 되었는데 간척지에 유기물을 투입하고 재배한 케나프의 초장이 비투입 처리에 비해 18.8% 더 성장하였으며 펠릿퇴비와 볏짚 처리에서의 성장 효과가 뚜렷하였다. 생육 향상에 의해 수량도 증가하였는데 간척지에서 유기물을 투입하고 케나프를 재배한 결과 평균 수량이 9,218 kg/10a로 무투입 4,368 kg/10a의 2.1배 까지 증가하였다. 수량 증가를 위해 가장 적절한 유기물원은 펠릿퇴비이었는데 10a당 수량이 10,848 kg/10a로 무투입 대비 148% 높았으며, 볏짚($120%{\uparrow}$), 절단케나프($95%{\uparrow}$) 순으로 수량 증가 효과가 있었다. 간척지 토양 이화학성 개선 효과를 강화시키기 위하여 펠릿형, 분말형, 액비형태로 퇴비 투입 형태를 달리하여 처리한 결과 토양 이화학성 개선에 가장 효과적인 형태는 펠릿형 이었다. 퇴비 투입 형태중 케나프 생육 및 수량 향상에 적합한 퇴비 형태는 액비형과 펠릿형 이었는데 펠릿형 처리시 케나프 초장은 41% 커지고 수량은 122% 증가하였으며 액비형은 38%의 생육 촉진과 무투입 대비 127% 수량 증가효과를 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.23-39
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• 2014

인공 빗물 저류조는 도심지에 설치되어 빗물의 재활용이 가능하도록 한 친환경 우수유출 저감시설이나 지면에 내린 빗물을 직접 이용하기 위해서는 도심지의 초기강우에 포함된 고농도의 비점오염원을 정화할 수 있는 시설이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 인공 빗물 저류조에 적용할 수 있는 비점오염원 정화시설로서 경제성과 정화효율이 우수한 토양여과시설을 채택하여 실제 비점오염물질에 대한 모래 정화층의 입도분포에 따른 폐색특성을 연구하였다. 이를 위해 일련의 실내 챔버시험을 수행하고 폐색이론에 의한 비점오염원 제거 예측 모델을 제시하였다. 우선, 실내 챔버시험은 미세입자로 구성된 점토와 서울시내 도로에서 채집된 실제 비점오염원으로 제조된 인공 오염수를 이용하여, 5종류의 다양한 입도로 구성된 모래 정화층을 대상으로 수행되었다. 실내 챔버시험에서는 모래 정화층에 유입 및 유출된 인공 오염수의 TSS(총 부유물질)와 COD(화학적 산소 요구량)를 측정하여 오염입자의 크기에 따른 모래 정화층의 정화효율을 평가하였고, 정화층 간극에 폐색되는 비점오염입자의 누적무게를 산출하였다. 다음으로, 모래 정화층의 폐색특성을 이론적으로 규명하기 위해 비점오염원 제거 예측모델을 모래 정화층의 입도와 구성에 따른 특성과 투수계수 및 간극률의 변화 조건을 고려하여 제시하였다. 실내 챔버시험과 예측 모델로부터 산정한 모래 정화층에 폐색된 입자의 누적무게를 비교하여 폐색특성 지표인 Lumped parameter ${\theta}$를 추정하였으며, ${\theta}$는 모래 정화층에 폐색되는 오염입자의 양에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 모래 정화층의 폐색 예측모델로부터 현장 인공 빗물 저류조에 적합한 최적의 비점오염 제거 시스템으로 유효입경 1.49mm(상부)와 유효입경 0.93mm(하부)의 모래로 구성된 이중 정화층을 제시하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권6호
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• pp.600-604
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• 2001

대부분이 비료 또는 용해도가 낮은 단순 분말상태로 이용되고 있는 갑오징어갑을 탁도가 문제가 되지 않는 유기산 칼슘의 형태로 제조하여 효율적으로 이용할 목적으로 갑오징어갑으로부터 유용 칼슘의 회수를 위하여 소성조건 ($700^{\circ}C$: 10시간, $800^{\circ}C$: 3시간, $900^{\circ}C$: 1시간 및 $1,000^{\circ}C$: 30분 동안 시간별)을 검토하였고, 아울러 최적조건에서 추출한 갑오징어갑 분말의 특성에 대하여 살펴보았다. 소성 중 일정 소성처리시간 ($700^{\circ}C$: 8시간, $800^{\circ}C$: 2시간, $900^{\circ}C$:45분 및 $1,000^{\circ}C$: 20분) 동안 수율은 감소하였고, 총 칼슘함량, 백색도, 관능적 색도 및 가용성 칼슘은 증가하였다. 그러나, 그 이상의 소성처리 시간에는 이들의 값이 변화 없었다. 이러한 결과들로 미루어 이들의 최적처리 시간은 $700^{\circ}C$에서 8시간, $800^{\circ}C$에서 2시간, $900^{\circ}C$에서 45분, $1,000^{\circ}C$에서 20분이었고, 온도에 따른 이들의 차이는 인정되지 않았다. $800^{\circ}C$에서 2시간 처리한 갑오징어갑 분말의 경우 총 칼슘량이 약 $70\%$이었고, 주성분은 산화칼슘이었으며, 구조는 가용화 하기 용이한 다공성의 결정을 이루고 있었다. 갑오징 어갑 분말의 탈이온수에 대한 용해도는 소성 처리 전의 경우 약 38 ppm이었으나 소성처리 후의 경우 830ppm으로 소성 처리 전에 비하여 소성 처리 후에 22배정도 개선되었다. 그러나 소성처리 갑오징어갑 분말은 pH의 경우 식용하기 곤란한 강알칼리성인 12.9 부근이었다 이상의 결과로 미루어 보아 소성처리 갑오징어갑 분말의 경우 식용으로 이용되기 위하여는 반드시 산처리 등과 같은 화학적 수식처리에 의해 pH를 조절 ($pH\;2\~9$)하여야 하리라 판단되었다.

• 원예과학기술지
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• 제32권4호
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• pp.499-506
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• 2014

국내에서 유통되고 있는 각종 분쇄부숙수피(GAPB)와 분쇄수피(GRPB)를 포함한 혼합상토를 개발하기 위해 본 연구를 수행하였다. 연구목적을 달성하기 위해 두 종류 수피의 물리 화학성을 분석한 후 피트모쓰(PM) 또는 코이어 더스트(CD)와 다양한 비율로 혼합하였다. 혼합물 중 물리성이 적합하다고 판단한 두 종류 상토의 pH 및 EC를 측정한 후 기비를 혼합하고 다시 화학성을 분석하였다. GAPB는 공극률 78.7%, 용기용수량 39.4%, 기상률 38.3%, 가비중 $0.15g{\cdot}cm^{-3}$, GRPB는 공극률 74.7%, 용기용수량 41.2%, 기상률 33.4%, 가비중 $0.19g{\cdot}cm^{-3}$로 측정되었다. 쉽게 이용할 수 있는 수분(EAW)과 완충수(BW)의 비율은 GAPB는 12.7% 및 8.5%, GRPB는 13.5% 및 8.8%로 각각 분석되었다. 화학적 특성에서 GAPB는 pH 5.26, EC $0.61dS{\cdot}m^{-1}$, 양이온교환용량(CEC) $0.32cmol{\cdot}kg^{-1}$, GRPB는 pH 5.19, EC $0.32dS{\cdot}m^{-1}$, CEC $9.32cmol{\cdot}kg^{-1}$로 분석되었다. 치환성양이온 함량을 분석한 결과 GAPB는 Ca 0.32, K 0.05, Mg 0.27 및 Na $0.12cmol{\cdot}kg^{-1}$, GRPB는 Ca 0.28, K 0.08, Mg 0.25 및 Na $0.09cmol{\cdot}kg^{-1}$로 분석되었다. 질소 및 인산함량은 GAPB는 $PO4$-P 485.8, $NO_3$-N 0.91, $NH_4$-N $0.62mg{\cdot}L^{-1}$, GRPB는 $PO_4$-P 578, $NO_3$-N 0.82, $NH_4$-N $1.00mg{\cdot}L^{-1}$로 분석되었다. PM + GAPB(8:2, v/v) 혼합상토의 공극률, 용기용수량, 기상률은 각각 89.3, 76.3 및 13.0%였지만 CD + GRPB(8:2)는 각각 88.2, 68.2 및 20.0%로 측정되었다. 혼합 후 측정한 pH와 EC는 PM + GAPB는 3.8 및 $0.24dS{\cdot}m^{-1}$로 CD + GRPB 혼합상토의 5.8 및 $0.65dS{\cdot}m^{-1}$보다 낮았다. 그러나 두 종류 상토에 기비를 혼합한 후 측정한 pH는 기비 혼합 전과 큰 차이를 보이지 않았는데, 이는 pH를 상승시키기 위해 혼합된 고토석회의 용해도가 낮은 것이 주요 원인이라고 판단하였다. 이상의 연구를 통해 도출된 결과는 추후 각종 수피를 이용한 혼합상토 개발에 유효하게 활용될 것이라고 생각한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제12권4호
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• pp.169-178
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• 1980

가비중과 경도(硬度)가 높고 공극량(孔隙量)이 적으며 우수계수(透水係數)가 낮은 불량(不良)한 물리성(物理性)을 가진 산지토양(山地士壤)을 개량(改良)하여 과수재배(果樹栽培)에 적합(適合)한 토양환경(土壤環境)을 만들 수 있는 방법(方法)을 구명(究明)하고저 보곡식양토(甫谷埴壤土)(Fine Aquic Fragiudalfs:Planosols)에 인력(人力) 및 폭약(爆藥)(혈당(穴當) 초안폭약(硝安爆藥)3개(個))을 사용(使用)하여 심토파쇄처리(深土破碎處理)를 하고 7개월후(個月后)에 물리성(物理性) 및 생육조사(生育調査)를 한 결과(結果) 다음과 같은 개량효과(改良效果)를 얻었다. 1. 인력(人力) 및 폭파(爆破)에 의(依)한 심토파쇄처리(深土破碎處理)는 가비중 경도(硬度)를 크게 감소시키고 공극량(孔隙量), 투수계수(透水係數) 및 토양(土壤)의 유효수분범위(有效水分範圍)를 증가(增加)시켰다. 2. 물리성(物理性)을 적정수준(適正水準)으로 개량(改良)하는 효과범위(效果範圍)는 4m 간격으로 폭파처리(爆破處理)를 할 경우 토심(土深) 0~60cm에서 반경(半徑) 70cm 까지, 토심(土深) 60~100cm에서 반경(半經) 50cm 까지 였다. 3. 2m 간격으로 폭파처리(爆破處理)를 하는 경우 토심(土深) 0~60cm에서는 주간전역(株間全域), 토심(土深) 60~100cm에서는 반경(半經) 50cm까지 효과(效果)가 있었다. 4. 인력(人力)에 의(依)한 방법(方法)은 처리부분(處理部分)에만 개량효과(改良效果)가 나타나서 단독혈(單獨穴)의 경우 반경(半經) 50cm까지, 연적조구혈(連績條溝穴)의 경우 주간전역(株間全域)에서 효과(效果)가 인정(認定)되었다. 5. 충분(充分)한 강우(降雨)가 있은 72시간후(時間后)에 채취(採取)한 시료(試料)로써 측정(測定)한 포장용수량(圃場容水量)은 개량효과(改良效果)가 적거나 없는 가비중 1.4 이상인 부위(部位)의 토양시료(土壤試料)(Disturbed soils)를 사용(使用)하여 측정(測定)한 1/3 기압(氣壓)의 수분함량(水分含量)보다 낮은 값을 나타내었다. 6. 초년도(初年度) 과수(果樹)의 수고(樹高), 생체중(生體重), 신초장(新梢長)등(等)은 통계적(統計的)인 유의성(有意性)은 없으나 전반적(全般的)으로 볼때 폭파처리(爆破處理)가 인력(人力)에 의한 심토(深土) 파쇄처리(破碎處理)보다 양호(良好)한 편이였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1230-1236
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• 2012

전기동력학적인 기술 처리가 시설재배 토양의 염류제거에도 효과를 보이는가를 검증하기 위하여 토양의 물리성, 화학성 및 작물생산성을 조사한 포장시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. EK처리는 농가포장에 220 V 농가용 교류를 직류화하여 약 0.8 V $cm^{-1}$의 정전압으로 동전기 처리 하였다. 양전극의 길이는 20 cm로서 고규소철 (HSCI; High Silicon Cast Iron), 음전극은 철판 (Fe Plate)을 바닥에 깔았다. 하단부 흙 속에는 직경 10 cm 정도의 유공 PVC파이프를 매설하고 음 (-)극으로 몰려온 양 (+)이온들을 모아서 배출시켰다. EK처리에 따른 토양 물리성은 토양입단의 경우 파괴 효과가 크고 물의 침투 속도는 증가되었으나, 용적밀도와 공극율의 변화는 적었다. 한편, 토양의 화학성을 보면, 무처리구보다 EK처리구의 EC, $NO_3{^-}$-N, $K^+$, $Na^+$ 등의 주요 이온들이 급격히 감소되었고, pH, $P_2O_5$, $Ca^{2+}$ 등은 EK의 영향력이 적은 성분이었다. EK처리에 따른 작물재배 작기별로 토양화학성 감소율을 비교한 결과 $NO_3{^-}$-N 78.3 % > $K^+$ 72.3 % > EC 71.6 % $$\geq_-$$ $Na^+$ 71.5 % > $Mg^{2+}$ 36.8 %순 이었다. EK를 작물재배 이전 즉 휴경을 하면서 처리한 시험구와 작물을 재배하면서 EK를 처리한 시험구의 화학성 감소효과를 비교한 결과 작물재배 중 처리효과가 더 높았다. EK처리 후 양분의 감소가 뚜렸한 $NO_3{^-}$-N, EC 등은 처리효과가 분명하였으나, 1회의 EK처리만으로는 염류감소 지속효과가 분명하지 않으므로 2회 이상 EK처리 후 토양화학성 검정을 계속하면서 토양검정 시비를 실시하는 것이 바람직하였다. EK처리에 따른 배추생육을 보면 1차 처리 - 2차 처리- 3차 처리구의 무처리 대비 증수율은 225.5 % - 181.0 % - 124.2%로 각각 나타났다. 1차 처리 (2011.4)시 고추는 130.0 %, 2차 처리 시 상추는 248.1 %, 3차 처리 시 열무는 125.4 % 각각 증수됨으로서 공시되었던 모든 작물에서 증수효과가 인정되었다.