• 한국토양비료학회지
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• 제36권4호
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• pp.256-262
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• 2003

밭벼와 콩 재배지에서 메탄과 아산화질소 배출을 측정하였다. 2001년 4월 28일 폭 30 cm 간격으로 대진벼를 파종하였다. 포장의 물관리는 스프링클러 관개와 천연강우 관개로 하였다. 콩 품종 장엽콩, 태광콩, 황금콩을 2001년 6월 16일에 $60{\times}15cm$ 간격으로 한 구멍에 2알씩 파종하였다. 기체시료는 주 2회씩 채취하여 메탄과 아산화질소를 분석하였다. 밭벼 작기중 메탄 배출은 스프링클러 관개구에서 $3.5kg\;CH_4\;ha^{-1}$ 였었고 천연관개구에서 $-1.7kg\;CH_4\;ha^{-1}$ 였었다. 밭벼 작기중 아산화질소 배출은 스프링클러 관개구에서 $50.8kg\;N_2O\;ha^{-1}$ 였었고 천연관개구에서 $8.3kg\;N_2O\;ha^{-1}$ 였었다. 밭벼 재배지에서 배출하는 온실가스 GWP는 스프링클러 관개구와 천연관개구에서 각각 15,822 및 $2,216kg\;CO_2\;ha^{-1}$ 였었다. 콩 작기중 메탄 배출은 장엽콩 재배구에서 $-14.7kg\;CH_4\;ha^{-1}$ 였었고 태광콩 재배구에서 $-4.3kg\;CH_4\;ha^{-1}$, 황금콩 재배구에서 $4.8kg\;CH_4\;ha^{-1}$ 였었다. 콩 작기중 아산화질소 배출은 장엽콩 재배구에서 $4.7kg\;N_2O\;ha^{-1}$, 태광콩 재배구에서 $4.6kg\;N_2O\;ha^{-1}$, 그리고 황금콩 재배구에서 $3.0kg\;N_2O\;ha^{-1}$ 였었다. 콩 작기중 배출하는 온실가스 GWP는 장엽콩, 태광콩, 황금콩 재배구에서 각각 1,152, 1,323 및 $1,027kg\;CO_2\;ha^{-1}$ 였었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.722-727
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• 2010

보리생산체계의 탄소성적을 평가하기 위하여 쌀보리, 겉보리, 맥주보리로 구분하여 LCI database 구축하고 전과정 영향평가를 통한 잠재적 환경영향을 평가하였다. LCI 구축을 위한 영농 투입물과 산출물에 대한 데이터 수집결과 맥주보리의 경우 전반적인 투입량이 맥종 중 가장 높았으며, 특히 비료투입량이 9.52E-01 kg $kg^{-1}$ two-rowed braley로 다른 품종에 비해 월등히 높았으며, 이에 따른 포장에서의 직접대기배출량 ($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$)도 9.74E-02 kg $kg^{-1}$ two-rowed braley로 가장 높게 나타났다. LCI 분석 결과 쌀보리, 겉보리, 맥주보리의 탄소성적 값은 각각 1.25E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ naked braley, 1.09E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ hulled braley, 1.71E+00 $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ two-rowed barley였다. 영농투입량이 가장 많은 맥주보리의 탄소성적이 가장 높았다. $CO_2$는 주로 비료생산공정과 보리생산에서 발생하며, 품종 중에서 맥주보리의 $CO_2$ 발생이 1.09E+00 kg $CO_2$ $kg^{-1}$ barley으로 가장 높았다. $N_2O$는 질소시비에 의한 재배 포장의 배출량이 가장 많았고, 특히 질소시비량이 가장 많은 겉보리가 재배 중 직접배출량이 가장 많았고 값은 7.55E-04 kg $N_2O\;kg^{-1}$ barley였다. 전과정 영향평가 수행결과 GWP의 특성화 값은 쌀보리, 겉보리, 맥주보리가 각각 1.25E+00, 1.09E+00, 1.71E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$이었고, GWP 값에 영향을 주는 보리생산체계의 주요 요인는 비료생산과 보리재배 작업이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.728-733
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• 2010

작형별로 봄감자, 가을감자로 구분하고 전과정평가를 통하여 감자생산체계를 원단위탄소성적과 이를 위한 LCI database 구축하였다. LCI 구축을 위한 영농 투입물 산출물에 대한 데이터 수집결과 봄감자는 특히 농약투입이 가을감자에 비하여 매우 높은 값을 나타내었고, 가을감자는 무기질비료 투입이 봄감자보다 많았다. 포장에서의 직접대기배출 ($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$)은 봄감자와 가을감자가 각각 2.17E-02 kg $kg^{-1}$ potato 2.47E-02kg $kg^{-1}$ potato였다. 원단위 탄소성적은 봄감자가 8.38E-01 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ potato고, 가을감자가 8.10E-01kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ potato였다. $CO_2$의 주요 발생요인은 비료생산공정이었고 (약 90%), 그 다음이 감자생산 (약6%)이었다. $N_2O$ 발생은 비료생산이 약 76%, 감자생산이 약 23%를 차지하였다. 평가 결과 봄감자의 GWP 특성화값은 8.38E-01 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$이고, 가을감자는 8.10E-01 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$였다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권1호
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• pp.24-30
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• 2011

유채 재배 전과정이 환경에 미치는 영향을 전과정평가 기법으로 분석하였다. 유채재배 과정을 평가하기 위해 비료, 농약, 농기계 사용에 따른 에너지 소비량, 작업시간 등을 조사하여 평가의 기능 단위인 유채 1톤을 기준으로 분석하였다. Eco-Indicator 95방법으로 8개 영향범주에 대해 전과정영향을 평가한 결과 유채 1톤을 생산하는데 온실가스 216 kg $CO_2$-eq., 오존층 고갈 3.98E-05 kg CFC-11-eq., 산성화 1.78 kg $SO_2$-eq., 부영양화 0.28 kg $PO_4$-eq., 중금속 5.23E-03 kg Pb-eq., 발암 물질 2.51E-05 kg B(a)p-eq., 스모그 1.24 kg SPM-eq., 에너지자원 6,460 MJ LHV의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 중 90%가 화학비료에서 기인하는 것으로 분석되었다. 유채 생산량이 1 톤 증가하였을 경우에 대한 민감도 분석에서는 배출량은 동일하였으나 단위 면적당 생산량이 증가하여 유채 1톤에 대한 환경 부하는 22% 감소하는 것으로 평가되었다. 따라서 친환경농업 또는 자원순환농업을 통하여 화학비료의 사용량을 줄이면 유채 재배에 있어 농업부문 온실가스 배출량이 상당부분 감소될 것으로 판단되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권5호
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• pp.623-634
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• 2000

본 연구에서는 전남 무안지역을 중심으로 1995년 8월부터 1997년 12월의 총 884일 기간 동안 관측된 CO$_2$ 농도자료와 국외 주요 배경대기관측지점에서 관측된 농도자료를 토대로, CO$_2$의 단주기적 변화경향성에 대한 지역적 차이를 비교 해석하였다. 동기간 동안 무안지역에서 관측된 이산화탄소의 전체적인 일평균 농도는 374.5${\pm}$6.6ppm으로, 그리고 계절별로는 378${\pm}$5.2 (봄: N= 181), 372${\pm}$10.2 (여름: N=210), 372${\pm}$7.2 (가을: N=243), 376${\pm}$5.4ppm (겨울: N=206)의 평균치로 나타났다. 무안지역을 중심으로 관측된 일주기 경향성을 포인트 배로우(Point Barrow)를 위시한 주요 외국 관측점들과의 결과와 비교하였을 때, 단순히 일주기 중심의 경향성 (주야간대의 농도차이)에 덧붙여, 계절적 요인의 작용으로 인한 일주기의 계절별 변화요인 (진동폭 변화, 최고농도의 형성 시점 등)이 지역별로 다양하게 나타난다는 점을 확인하였다. 특히 무안지역은 주야간대의 주기를 중심으로 볼 때, 여타 지역과는 정반대로 주저야고의 경향이 뚜렷하였다. 그리고 일주기를 다시 계절적으로 비교하였을 때, 일일 내내 비교적 고농도가 지속되거나 (봄, 겨울철), 상대적으로 낮은 농도가 24시간동안 지속되는 경향 (여름, 가을철)으로 뚜렷하게 구분되었다. 이는 겨울철 연료의 과배출, 중국대륙으로부터 오염물질의 유입여부 등 연구지역 주변환경의 계절별 오염양상, 공기순환, 기상변화, 식생의 변화 등이 복합적으로 작용하여 나타나는 결과로 보인다. 이러한 결과들을 토대로 볼 때, 여타 요인들에 비해 무안지역은 인위적 오염원의 영향이 강하게 작용하는 것으로 사료된다. 따라서 무안지역을 중심으로 한 농도변화의 경향성에 대한 해석은 여타 외국의 주요 관측점에 대한 결과와 달리, 한반도를 포괄하는 광역적인 차원의 배경농도를 대표하는 것이 아니라, 무안지역을 중심으로 보다 국부적인 차원에서 진행되는 농도변화를 반영하는 경향이 큰 것으로 추정된다. 그렇지만 이러한 경향이 한반도에 광역적으로 나타나는 현상일 가능성도 배제할 수 없다. 이에 대한 판단은 안면도를 중심으로 후속적으로 진행된 연구결과들에 대한 면밀한 검토가 수반되어야 할 것으로 보인다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권4호
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• pp.181-190
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• 2008

기후변화 및 교토의정서상의 온실가스 의무감축요구에 대응하기 위하여 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서부터 포집한 $CO_2$를 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하고, 이를 해저 지질구조내 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장 및 관리하는 $CO_2$ 해양지중저장기술이 국내외적으로 주목 받고 있다. $CO_2$ 해양지중저장 처리 시스템 설계를 수행하는데 있어 전산모사를 통한 공정 설계는 필수적이다. 즉, 수치 모델링을 통하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리에 필요한 일련의 공정을 열역학 상태방정식 등을 이용하여 모사하는 것이다. 본 논문에서는 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계에 사용되는 열역학 상태방정식들을 비교 분석하였다. 또한, 상태방정식 계산결과의 정확성을 평가하기 위하여 실험으로부터 구해진 데이터와 비교를 수행하였다. 이상기체 상태방정식과 SRK식은 $29.85^{\circ}C$, 60 bar 이상에서 밀도를 전혀 예측하지 못하였으며, 고온 고압의 초임계 상태에서 100% 내외의 오차를 보였다. BWRS 식은 임계온도 근처인 $29.55^{\circ}C$, 임계압력 근처인 $60{\sim}80\;bar$ 사이의 영역에서 실험값을 전혀 예측하지 못하고 최대 100%의 차이를 보였다. $CO_2$ 해양지중저장 처리의 저장지 조건인 온도 $31.1^{\circ}C$ 이상, 압력 73.9 bar 이상의 초임계 상태에서 PR 식과 PRBM 식은 실험값을 비교적 잘 예측하였다. 따라서 $CO_2$ 해양지중저장처리 공정 중 고온, 고압 영역에서는 상기 상태방정식을 이용한 공정 설계가 유용하다고 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.24-34
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• 2008

지구 온난화를 완화하기 위한 온실가스 대량 감축 기술의 하나로써 이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon dioxide Capture and Storage; CCS)이 최근 국제적으로 주목받고 있다. 본 논문에서는 CCS 기술 중 대규모의 $CO_2$를 해양의 퇴적층에 저장하고자 하는 $CO_2$ 해양지중저장기술을 중점으로 하여 국내외 관련 연구개발동향을 분석하고 이를 토대로 향후 국내 실용화 방안을 제안하고자 한다. '해저 지질구조내 $CO_2$ 저장기술은 $CO_2$ 해양지중저장기술)'은 지구 온난화 주범인 $CO_2$의 40% 가량이 배출되는 대규모 발생원 (발전소 등)에서 포집된 $CO_2$를 초임계상태나 액체 상태로 가압하여 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송한 후, 최종적으로 해양의 퇴적층에 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장 및 관리하는 기술을 말한다. $CO_2$ 해양지중저장 기술개발을 위해서는 저장후보지 탐색 및 저장공간내 $CO_2$ 거동 모니터링과 관련한 $CO_2$ 해양지중저장 기반기술, 포집된 $CO_2$를 선박 또는 파이프라인으로 수송하여 저장지에 주입시키는데 요구되는 제반 플랜트 및 설비구축과 관련한 $CO_2$ 해양플랜트 설비기술, 그리고 주입과정 또는 사후에 발생할 수 있는 $CO_2$노출 가능성과 환경에의 잠재적 영향을 평가하여 환경안정성이 담보된 $CO_2$저장이 되도록 하는 $CO_2$해양환경평가기술 등 3개 세부분야에 대한 연구가 요구된다. 국내에서 $CO_2$ 저장기술은 2005년부터 해양수산부 연구사업으로 한국해양연구원이 본격적으로 연구개발을 추진하였으며, 본 사업에서는 2005년부터 2009년까지 핵심 기반기술을 개발하고, 2010년부터 2014년까지 1만톤급 파일롯 저장을 통한 개발기술의 실증을 목표로 하고 있다. 이를 토대로 2015년부터 발전소 또는 제철소 $CO_2$ 포집기술과 연계하여 민간주도로 동해가스전 등을 대상으로 하여 보급형 100만톤급 $CO_2$ 저장을 추진할 필요가 있다. 이를 통해 향후 2050년까지 연간 1억톤 $CO_2$를 처리하여 매년 2조원 이상의 환경비용을 절감하는 국내 실용화 방안을 모색하고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.432-440
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• 2015

유기물의 열분해로 생성되는 바이오차는 토양 탄소 저장량을 증가시킴으로써 기후변화를 완화할 수 있는 전략으로 소개되고 있다. 또한 바이오차는 토양의 흡착능을 증대시켜 중금속으로 오염된 토양을 정화할 수 있다고 보고된다. 본 연구는 두 종류 바이오차의 토양 중금속 제거 효과와 함께 기후변화 완화효과를 동시에 알아보기 위해 수행되었다. 두 종류의 바이오차는 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스를 열분해 하여 준비했다. 납으로 오염된 농경지 토양은 바이오차 및 바이오매스와 혼합되어 60일 동안 배양하였다. $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 배양 기간 동안 주기적으로 측정되었고 토양 분석은 배양 종료 후 아세트산을 이용한 납 추출량을 비롯한 생화학적 요소에 대해 수행하였다. 그 결과, 배양 후 납의 양은 BC_Ch에서 71% 만큼 감소했다. 배양 중 $CO_2$와 $N_2O$ 발생은 BC_Ch, TW_Ch에서 각각 BC_Bm, TW_Bm 대비 약 24%, 34% 감소하였다. $CH_4$ 발생은 바이오차 처리에 의한 유의한 차이를 나타내지 않았다. GWP 계산 과정에서 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$), 토양에 처리한 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스와 바이오차, 토양 내 총 탄소량을 고려하였으며, 바이오차 투입으로 토양 내 납의 농도가 감소한 BC_Ch를 제외한 나머지 처리구와 대조구에 제올라이트를 투입하였다고 가정하여 GWP 계산을 수행하였다. BC_Ch가 GWP 측면에서 가장 유리한 것을 보였는데, 이는 가시박 바이오차가 높은 납 흡착과 토양 내 탄소 격리 효과를 나타냈기 때문으로 사료된다. 결론적으로, 가시박으로부터 생성한 바이오차를 투입하는 것이 토양 오염 저감과 기후변화 완화 효과를 동시에 기대할 수 있는 전략임을 시사한다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권12호
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• pp.913-921
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• 2011

본 연구는 저탄소 녹색마을을 Y군의 협조를 얻어 A, B, C마을에 설치한다는 전제에서 환경성, 경제성, 에너지자립도 등을 분석하여 종합적인 타당성을 검토하였다. 대상 바이오매스의 종류 및 양은 가축분뇨 28톤/일, 과수전정지 2톤/일로 하루 30톤 규모로 시설용량을 설정, 시설은 습식계(가축분뇨) 바이오매스를 이용한 바이오가스화 시설과 건식계(전정가지) 바이오매스를 이용한 화목보일러 시설, 열병합발전기, 퇴비화시설 등으로 구성하였다. 구성된 시스템을 운전하였을 때, 전기생산량은 540,540 kWh/년, 열에너지 생산량은 1,762 Gcal/년으로 분석되었다. 대상마을 가구(129가구)에서 기존에 사용하고 있는 전기에너지는 309,600 kWh/년으로 시설에서 생산된 전기에너지를 공급하면 대상지역의 전기에너지 자립률은 100%가 되며, 잉여전력은 230,940 kWh/년이었다. 또한 열에너지는 대상마을의 비닐하우스에서 소요되는 양을 산정하였으며, 기존 사용량 1,415 Gcal/년으로 열에너지 자립률 역시 100%가 되며, 잉여량은 347 Gcal/년이 되었다. 경제성은 시설설치비용 504,000만원, 운영비 48,509만원, 수익 33,712만원으로 연간 약 1억 4천만원 적자, 15년 동안 약 22억원의 적자이나, 환경성 분석에서 원유대체효과 약 178백만원, 온실가스감축효과 약 92백만원으로 연간 총 2억 7천만원의 환경적 편익이 발생되어, 종합적으로는 연간 약 1억 3천만원 정도의 편익이 발생되었다. 정부 및 지자체의 예산지원을 통하여 진행되더라도 경제성, 환경성, 에너지자립도를 종합하여 볼 때, 충분한 타당성이 있는 사업이라고 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권2호
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• pp.87-91
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• 2015

기후변화에 따른 부정적 영향이 가시화되고, 직접적인 경제적 피해가 현실화되면서 온실가스 배출을 줄여 기후변화에 대응하기 위한 범지구적 노력이 가속화되고 있다. 특히 국가의 온실가스 감축에 기여하고 기업의 지구 온난화 방지를 위한 노력을 소비자에게 보여줄 수 있는 효과적인 수단으로 탄소성적표지 제도가 주목을 받고 있으며, 탄소배출량이 상대적으로 적은 저탄소제품에 대한 관심이 점차 증가하고 있는 추세다. 본 연구에서는 제품의 기존 원료물질을 환경부하가 상대적으로 적은 물질로 대체하여 탄소배출량을 줄인 주방세제의 탄소배출량에 대해 전과정평가(LCA) 기법을 활용하여 산출하였다. 전 과정 평가기법은 환경부의 탄소성적표지 작성지침을 적용하여, 사용단계를 제외하는 제조 전 단계와 제조단계 및 폐기단계를 조사하였다. 그리고 친환경 제품 설계 도입이 제품 온실가스 배출에 미치는 영향을 파악하기 위해 주방세제의 주요 원료물질에 대한 변경 전후를 비교하였다. 그 결과 대상 주방세제 주요 원료물질의 온실가스 배출량이 $0.47kgCO_2eq/kg$-제품에서 $0.38kgCO_2eq/kg$-제품으로 개선됨을 알 수 있었으며, 이는 제품 주요 원료물질의 탄소배출량이 약 9.4% 감소되는 것으로 이를 통해 연간 약 916톤의 온실가스가 감축되는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.