• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1421-1432
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• 2018

본 연구에서는 바이오매스로서 코코넛 폐기물을 $600^{\circ}C$에서 열분해하여 생성된 수상오일(water soluble oil)을 얻었다. 선박유로 사용되는 MDO(Marine Diesel Oil)와 바이오매스로서 코코넛 폐기물을 열분해하여 생성된 수상오일을 MDO에 15~20% 까지 혼합 후 유화시켜 제조된 바이오에멀젼 연료의 연소 특성에 대하여 연구 하였다. 엔진 배출가스 및 온도, 출력을 측정하기 위하여 엔진 다이나모메터를 사용하였다. 바이오에멀젼 연료는 수분이 함유되어 있어서 연소실내의 기화잠열을 빼앗아가 배출가스의 온도를 낮춰주는 것으로 나타났다. 바이오에멀젼 연료에 함유된 수분이 연소실내에서 미세폭발을 일으켜 연료를 잘게 쪼개어 주어 매연을 감소시키는 것으로 나타났다. 바이오에멀젼 연료의 사용으로 연소실내의 온도 감소는 질소산화물 배출을 저감하는 것으로 나타났다. 바이오오일 함유량이 증가 하면 수분함량도 증가하여 전체 발열량이 줄어들게 된다. 따라서 출력이 바이오에멀젼 연료 사용량에 비례하여 감소하는 특성을 나타내었다. 선박용 연료로 사용되는 중질유는 매연과 질소산화물을 많이 배출한다. 선박용 연료로 바이오에멀젼 연료를 사용하면 매연과 질소산화물 배출을 줄여줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.75-83
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• 2019

파리기후협정에 따른 온실가스 자발적 감축 의무 이행을 위해 세계적으로 석탄발전과 원자력발전의 비중을 줄이고 태양광 발전을 비롯한 재생에너지의 보급에 국가적 노력을 기울이고 있다. 우리나라도 법령을 도입하여 2040년까지 재생에너지의 발전비중을 30~35%까지 늘리고자 하고 있다. 또한 국외에서는 태양광 발전을 보도 및 도로에 적용하고자 하고 노력하고 있으나 국내의 경우 관련 연구가 전무한 실정이다. 따라서 태양광발전 도로를 개발하기 위한 선행연구로서 보도 및 광장에 적용가능한 태양광 발전 콘크리트 블록을 개발하였으며 이를 현장에 시공하여 적용성을 평가하였다. 실내실험결과 압축강도는 25.5~35.7MPa이 측정되었고 휨강도는 5.1~10.5MPa이 측정되어 국내 기준은 모두 만족하는 것으로 나타났으나 단위시멘트량이 많을수록 부순잔골재의 혼입에 따라 강도가 낮게 측정되었다. 흡수율은 최대 5.7%로 나타나 국내 기준인 7%이하를 만족하였으며 동결융해시험 결과 100싸이클 후 압축강도 감소율은 최대 6.3%로 나타나 양호한 수준으로 측정되었다. 시공 후 침하량을 측정결과 최대 2.498mm가 측정되었으며 전면적에 대해 불규칙한 침하가 발생하였는데 이는 시공시 모래층의 다짐이 불량하였거나 우수에 의한 모래 유출로 인한 것으로 판단된다. 초기발전량의 경우 일사량을 고려하면 적정량이 측정되었다. 태양광 패널과 콘크리트 블록의 유지관리 기법은 추후 연구를 통하여 보다 효율적으로 확립할 필요가 있다.

• 환경분석과 독성보건
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• 제21권4호
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• pp.220-228
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• 2018

$PM_{2.5}$-bound mercury (PBM) was monitored at weekly intervals for three years (from 2014 to 2016) at an urban (Seoul) and rural site (Baengnyeong) in South Korea. The average PBM concentrations in $PM_{2.5}$ samples over the entire sampling period were $12{\pm}11pg/m^3$ and $36{\pm}34pg/m^3$ for Baengnyeong and Seoul, respectively. Seasonal differences were pronounced, with concentrations being highest in winter due to local meteorological conditions (high gas-particle coefficient due to low temperature and low mixing layer height in winter) as well as seasonal factors, such as coal combustion for heating purposes in China. In Baengnyeong, the significant positive correlation of PBM with $PM_{2.5}$, air pollutants, and heavy metals suggested that coal combustion in China might be the most important source of ambient mercury in Korea. In winter, no correlation of PBM with $PM_{2.5}$, air pollutants, and heavy metals was seen in Seoul. Furthermore, Seoul showed higher $PBM/PM_{2.5}$ and $Pb/PM_{2.5}$ ratios in winter due to the strong atmospheric oxidation-reduction reaction conditions as well as local and regional PBM sources. We conclude that immediate attention must be given to addressing PBM levels in Korea, including considering it as a key component of future air quality monitoring activities and mitigation measures.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.39-46
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• 2021

4 HP, 80 LPM 급 초미세기포수 발생장치를 탑재한 도로 구조물 세척차량을 이용하여 도시 내 아파트 단지 주변 차량 통행이 많은 터널 내 콘크리트 표면과 타일 벽면을 세척하였다. 초미세기포 생성은 대기 중 공기를 2 ~ 3 LPM 으로 기액혼합 자흡펌프로 가압된 공기를 임펠러 회전력을 이용하여 마이크로 크기의 미세기포(fine-bubble)를 생성한다. 생성된 기포를 다단충돌판과 회전 노즐을 통과하면서 평균 직경 크기는 164.5 nm, 6.81 × 107 particles mL-1의 초미세기포(ultrafine bubble)를 생산하였다. 생산된 초미세기포를 함유한 세척수는 압력 150 bar, 토출량 30 LPM 으로 도로 구조물 표면에 흡착된 분진을 고압세척 분사하여 제거하였다. 분석실험은 세척 전과 후로 구분하여 표면에 흡착한 분진을 ISO 8502-3의 표면 오염 측정방법을 적용하였으며, 테이프 흡착으로 분진 입자를 채취하였다. 수집된 테이프는 중량법과 소프트웨어 ImageJ를 적용하여 분진의 무게와 입자 개수에 대한 제거율을 산정하였다. 실험 결과, 타일 벽면 표면에 흡착된 분진 입자 개수는 세척 전과 후로 각각 3,063 ± 218 particles mL-1, 20 ± 5 particles mL-1, 중량은 580 ± 82 mg, 13 ± 4 mg 으로 나타났다. 콘크리트 구조물 표면에서의 입자개수는 세척 전과 후로 각각 8,105 ± 1,738 particles mL-1, 39 ± 6 particles mL-1이었으며, 중량은 1,448 ± 190 mg, 118 ± 32 mg으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.61-68
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• 2021

선택적 촉매 혼합법은 대용량의 화력 발전시스템에서 질소산화물을 제거하는 방법으로 많이 사용되고 있다. 분사된 암모니아와 유입된 배기가스의 균일한 혼합은 촉매 층에서의 탈질 환원 과정에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 탈질설비의 암모니아 분사시스템 설계과정에 전산해석 기법을 적용하였다. 적용 모델은 현재 가동되고 있는 800 MW급 석탄 화력 발전소의 탈질설비이다. 유동 해석 범위는 암모니아 분사 시스템 입구에서 촉매 층 후단부이다. 2차원 유동장을 선택하였고 비압축성으로 가정하였다. 상용 소프트웨어인 ANSYS-Fluent를 사용하여 정상 상태의 난류 유동을 해석하였다. 설계 변수로는 암모니아 분사 시스템에서의 노즐 배치 간극과 분사 유량으로 4가지 경우에 대해 결과를 분석하였다. 촉매 층 입구에서의 몰 비에 의한 평균제곱근오차 값을 최적화 변수로 선정하였고 실험계획법을 기반으로 한 최적화 알고리즘을 도입하였다. 노즐 피치와 유량을 동시에 조절한 경우가 유동 균일성 관점에서 가장 우수하였다.

• 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.

• 한국주조공학회지
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• 제43권3호
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• pp.107-136
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• 2023

주강품 사형주조에는 천연규사가 보편적으로 사용되었고, 규사의 열적특성 부족에 의한 소착결함 억제를 위해, 크로마이트사가 사용되기도 하였으나, 반복 사용에 의한 골재 열화, 시스템샌드 혼입 문제, 분리 제거의 어려움, 높은 밀도에 따른 조형 시 하중증가, 크롬 함유 폐기물이 되는 단점이 있다. 최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 및 대기환경 개선이 부각되고 있다. 종래의 주물사 사용 시 발생되는 문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해서, 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 소개되고 있다. 인공사는 용융분사법으로 제조된 인공사와 조립소결법으로 제조된 인공사 및 분쇄법으로 제조된 인공사로 분류할 수 있으며, 원료광물의 종류, 제조공법에 따라 상이한 물리적 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 각종 주물사의 물성, 주형강도, 물리적 내구성, 열적 내구성, 소착시험편 주조 등의 비교 평가시험을 하였다. 밀도에 따른 주물사 실사용량, 주물사 형상에 따른 주형강도, 주물사의 물리적 및 열적 내구성, 주물사의 내열특성을 종합적으로 고려하였을 때, 아크용사법으로 제조된 용융인공사 A1 또는 분말식화염용사법으로 제조된 용융인공사 B가 대형주강품 주조에 가장 적합한 구형의 인공사로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.329-343
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• 2001

국내에서 가장 높은 용출온도를 보이는 경남 부곡 지열수에 대하여 Yun et al.(1998)에 의하여 기존에 발표된 수리화학 및 동위원소 자료를 토대로 지열수의 심부환경과 지화학적 진화과정을 재해석하였다. 부곡 지열수는 지화학적 특성에 따라 3가지 유형으로 구분되어 진다(지열수I,II,III형). 지열수I형과II형은 높은 온도(55.2~$77.2^{\circ}C$)를 보이며, 화학적으로 Na-$SO_4$형에 속하지만, pH와 Eh가 다소 차이가 나며, $SO_4$함량이 크다는 것이 특징이다. 지열수 중심지역으로부터 외곽부에서 산출되는 지열수 III형은 29.3~$47.0^{\circ}C$의 용출온도를 보이며, Na-$HCO_3SO_4$형을 나타낸다. 지열수 I형에 대하여 다성분계 지질온도계의 적용결과는 심부저장지의 온도가 115~$130^{\circ}C$인 것으로 추정되었다. 다양한 지화학적 특성을 보여주는 부곡 지열수의 지화학적 진화과정은 다음과 같이 해석될 수 있다. 첫째, 부곡지역보다 높은 지형에서 함양된 지하수가 심부로 순환하게 되면서, 퇴적암 또는 심부의 화강암과 물-암석 반응이 진행된다. 이때 퇴적층에 함유되어 있던 황산염 광물의 용해반응으로 지하수는 다량의 $SO_4$를 함유하게 된다. 둘째, 지하수가 계속 심부로 순환하는 과정에서 환원환경에 접하게 되어 $H_2$S가 생성되고, 심부열원에 의하여 약 13$0^{\circ}C$까지 가열되어 규산 염광물과의 반응정도가 높아진다. 이 때 pH는 상승하고 SO$_4$함량은 감소하게 되며, 방해석이 침전조건에 놓이게 됨으로써, 결국 지열수는 Na-SO$_4$형을 띠게 된다. 셋째, 이렇게 형성된 지열수가 유동로를 따라 상승하는 과정에서 덜 깊게 순환하는 지하수와 혼합과정을 거치게 된다. 지열수와 혼합되는 지하수는 퇴적층내 황철석의 산화반응에 의해 다량의 SO$_4$를 함유한 것으로 사료된다. 이렇게 형성된 지열수는 계속 상승하면서 천부환경의 지하수와 혼합되어 부곡지역내 다양한 지화학 특성을 보이는 지열수를 형성하게 된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권3호
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• pp.163-170
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• 2011

본 시험은 돈분뇨 액비에서 발생하는 온실가스 ($CH_4$, $N_2O$) 발생량을 조사하기 위해 수행하였으며, 처리구별로 메탄 및 아산화질소의 발생량을 비교한 결과는 다음과 같다. 돈분뇨 액비에서 발생하는 메탄량은 단순 저장, 폭기 1.0, 폭기 2.5, 폭기 $5.0m^3$/톤/시간 처리구에서 각각 315.6, 13.9, 17.9, $9.6{\mu}g/m^2/s$, 아산화질소량은 각각 0.173, 0.157, 0.131, $0.241{\mu}g/m^2/s$로 나타났으며, 이를 이산화탄소 발생량으로 환산하면, 각각 6,618.4, 340.8, 416.0, $276.4{\mu}g/m^2/s$였다. 또한 폭기처리 시 전기 사용에 따른 이산화탄소 발생량은 각각 0, 81.6, 204.0, $407.9g/m^2$/일로 나타났다. 따라서 전기사용량을 고려한 돈분뇨 액비화 과정의 폭기처리 수준에 따른 총 이산환탄소 발생량은 각각 577.3, 111.0, 239.9, $431.8g/m^2$/일로서 돈분뇨 액비화 처리과정시 호기적 처리를 하게 되면 단순저장에 비해서 메탄 및 아산화질소 등의 온실가스 발생량이 저감되는 것으로 조사되었으며 적절한 폭기량은 $1.0{\sim}2.5m^3$/톤/시간으로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권sup호
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• pp.7-20
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• 2011

본 연구는 친환경 한우생산을 위해 다양한 원료사료의 선택 및 구성비율 변경을 통해 메탄 저감용 사료배합비의 작성 및 적정 사육밀도에 관한 연구를 규명하기 위하여 실시하였다. 본 연구의 메탄 저감용 사료배합에 활용한 원료사료는 파쇄 옥수수와 알팔파 외 21종이었다. 또한 적정 사육밀도를 조사하기 위한 공시동물은 평균 체중 150 kg의 한우 송아지 12두를 선정하여 4개월간 실험을 수행하였다. TMR 1, 2, 3에 비해 TMR 4에서 약 3~4배정도 낮은 메탄가스 발생량을 보였으며, 사료가격에서도 저렴한 결과를 보였다. TMR 4는 TMR 1, 2 및 3에 비해 건물 소실율에서 낮은 경향을 보였으며, 메탄생성량은 24~37%정도 감소하는 결과를 보였다. 한편, 한우 육성우의 적정 사육밀도 실험에서 저밀도 ($18m^2/head$) 및 일반 처리구 ($9m^2/head$)는 과밀도 처리구 ($6m^2/head$)에 비해 총 증체량, 일당증체량 및 사료요구율이 개선되는 결과를 보였다. 또한 건강과 질병에 관련된 혈액성분에서 저밀도 및 일반 처리구는 영양대사 및 건강에 관련된 total protein, glucose, AST, ALT 및 GGT 농도가 과밀도 처리구에 비해 효과적으로 개선되는 결과를 보였다. 체위 발육(development of body size)의 경우 저밀도 및 일반 처리구의 체중, 흉폭, 요각폭 및 곤폭은 고밀도 처리구에 비해 현저하게 증가하였으며, 특히, 저밀도 처리구는 일반 처리구보다 체위발육이 우수한 결과를 보였다. 그리고 저밀도 및 일반 처리구는 고밀도 처리구에 비해 깔짚의 수분 함량, 대장균 및 콕시듐의 조절에서도 긍정적인 결과를 보였다. 이와같이 한우 육성우의 적정 사육밀도는 두당 $6m^2$ 이상이 바람직한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 원료사료의 선택 및 구성비율 변경을 통해 메탄 생성량을 저감시킬 수 있는 가능성을 사료자원의 배합비 조정으로 메탄 저감용 사료생산의 가능성을 제시하였으며, 사육밀도는 한우의 성장과 발육에 중요한 요인임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 적절한 원료사료의 선택 및 구성비율 변경을 통해 메탄 발생량 조절의 가능성을 제시하였으며, 사육밀도는 한우의 성장과 발육에 중요한 요인임을 확인할 수 있었다.