This research summarizes the generating factors of greenhouse gas (carbon dioxide, methane, nitrous oxide) in hydropower dams and related domestic/foreign researches. Microorganisms and eutrophication are the main factors in greenhouse gases in hydropower dam reservoirs. The greenhouse gas emission from the hydropower dam is affected by meteorological factors and dam operation periods, and greenhouse gases are also emitted from the outlets. The fluxes of greenhouse gas emission from the hydropower dams were -926~180,806 mg CO2 m-2d-1, -0.19~3800 mg CH4 m-2d-1, and 0.01~16.1 mg N2O m-2d-1. In South Korea, the study on the greenhouse gas emission from Korean hydropower dams has been rarely, and therefore it is inquired. This research suggested the methods on the greenhouse gas emission from Korean hydropower dams and flux calculation.
The dynamics of nitrogen compounds and RNA-based functional genes were characterized in the nitrification-denitrification coupling process. For the removal of residual ammonium, intermittent aeration was introduced in the denitrification reactor. N2O production was not observed in both reactors. In both reactors, the nitrifying genes (achaeal-amoA, bacterial-amoA and hor) and denitrifying genes (narG, nirK, norB and nosZ) had a copy number of 3.92 × 102-7.25 × 105 and 2.85 × 102-3.06 × 104 per ng of DNA, respectively. These results suggest that denitrification and nitrification reactions occur in both the nitrification and denitrification reactors, respectively. Therefore, the coupling process is a promising one for the conversion of ammonium to nitrogen without generating N2O.
Nitrogen applied to soil is highly prone to leaching and volatilization leading to gaseous emissions of nitrous oxide (N2O) and ammonia (NH3) which are of great environmental concern. Usage of biochar to reduce the discharge of nitrogen to the environment has attracted much interest in the recent past. Biochar is produced by pyrolyzing various biomasses under oxygen-limited conditions. Biochar is a carbonized material with high adsorptive powers for not only plant nutrients but also heavy metals. The objective of this study was to investigate the adsorption characteristics of NH4-N onto biochar made from pine needles. The biochar was produced at various pyrolysis temperatures including 300, 400 and 500℃ and holding times of 30 and 120 minutes. The Langmuir isotherm was used to evaluate the adsorption test results. The chemical properties of the biochar varied with the pyrolysis conditions. In particular, the pH, EC and total carbon content increased with the increasing pyrolysis conditions. The rate of adsorption of NH4-N by the biochar decreased with the increasing pyrolysis conditions. Of these conditions, biochar that was pyrolyzed at 300℃ for 30 minutes showed the highest adsorption rate of approximately 0.071 mg·g-1. Thus, the use of biochar pyrolyzed at low temperatures with a short holding time can most efficiently reduce ammonia emissions from agricultural land.
한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.4-4
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2017
Atmospheric carbon dioxide enrichment ($eCO_2$) often increases soil nitrous oxide ($N_2O$) emissions, but the underlying mechanisms are not fully understood. Emerging evidence suggests that $eCO_2$ alters plant N preference in favor of ammonium ($NH_4{^+}-N$) over nitrate ($NO_3{^-}-N$). Yet, whether and how this attributes to the enhancement of $N_2O$ emissions has not been investigated. We examined the effects of $eCO_2$ on soil $N_2O$ emissions in the presence of two N forms ($NH_4{^+}-N$ or $NO_3{^-}-N$), using wheat (Triticum aestivum L.) as a model plant. Our results showed that N forms dominated $eCO_2$ effects on plant and microbial N utilization, and thus soil $N_2O$ emissions. Elevated $CO_2$ significantly increased the rate and the sum of $N_2O$ emissions by three to four folds when $NO_3{^-}-N$, but not $NH_4{^+}-N$, was supplied. Enhanced $N_2O$ emission was related to the reduced plant $NO_3{^-}-N$ uptake in wheat. We propose a new conceptual model in which $eCO_2$-inhibition of plant $NO_3{^-}-N$ uptake and/or $CO_2$-enhancement of soil labile C enhances the N and/or C availability for denitrifiers and increases the intensity and/or the duration of $N_2O$ emissions. Together, these findings suggest that to enhance plant N use efficiency and reduce $N_2O$ emission, crop breeding and management need to consider altered plant preference of N sources under future $CO_2$ scenarios.
석탄 연소기술에서 타 연소로에 비해서 유동층 연소는 황산화물과 질소산화물 배출을 줄이는 기술이다. 석회석의 소성으로 생성되는 CaO에 의한 황산화물의 제거와 저온 연소와 공기 다단계 주입에 의한 NOx를 줄일 수 있다는 것이 유동층 연소로의 큰 장점이지만, 상대적으로 $N_2O$의 배출은 매우 높다. $N_2O$는 지구온난화 가스일 뿐만 아니라 성층권내의 오존층을 파괴하는 물질이기도 하다. CaO는 $N_2O$ 분해를 위한 촉매 물질로 알려져 있다. 본 연구는 CaO를 충진시킨 고정층 반응기에서 CaO에 의한 $N_2O$의 분해특성에 관하여 수행하였으며, 유동층 연소온도와 가스조성에서 온도변화에 대한 $N_2O$의 분해특성, CaO 충진량의 변화와 $CO_2$, NO, $O_2$ 농도변화에 따른 $N_2O$ 분해특성에 관하여 수행하였다. 또한 실험 결과로부터 CaO표면에서 $N_2O$분해반응에 대한 반응속도식을 나타낼 수 있었다. 결과로서 온도가 증가함에 따라 $N_2O$ 분해반응이 증가하였으며, $CO_2$의 농도를 변화시킬 경우 $CO_2$ 농도가 증가할수록 $N_2O$ 분해반응이 감소하였다. NO 존재시와 비교하였을 때 $N_2O$의 분해반응이 감소함을 알 수 있었다. 반응속도론적으로 해석한 결과 $CO_2$ 농도에 대한 $N_2O$ 분해반응의 반응속도식을 다음과 같이 나타내었다. 본 연구 결과 CaO는 $N_2O$분해 반응에서 좋은 촉매 기능을 지니고 있음을 알 수 있었다. $\frac{d[N_2O]}{dt}=\frac{3.86{\times}10^9{\exp}(-15841/R)K_{N_2O}[N_2O]}{(1+K_{N_2O}[N_2O]+K_{CO_2}[CO_2])}$
아산화질소/에탄올 추진제 조합을 사용하는 50 N급 추력기 분사기 인접부에서 shadowgraph 기법을 사용하여 연소 유동장을 가시화하였다. 설계 작동조건에서 폭발성 점화가 일어났으며, 급격히 팽창하는 연소가스에 의해 순간적으로 소염되는 현상이 관찰되었다. 최초 점화로부터 약 83 ms 뒤 추진제 분무는 재점화 되었으며, 그로부터 약 23 ms 후 화염이 안정화되는 것이 관찰되었다. 동일한 시퀀스에서 설계 조건보다 산화제 유량을 증가시킨 경우, 소염 현상 없이 완만한 연소 압력 과도 특성을 보였으며 최초 점화로부터 약 17 ms이내에 화염 안정화가 이루어졌다. 이는 점화 직전의 연소기 내부 미연 추진제 혼합 향상에 의한 것으로 생각되었다.
답전윤환지(畓田輪換地) 토양(土壤)에서 작부체계(作付體系)를 달리했을때 작물(作物)의 생육시기별(生育時期別) 토양(土壤)에서 방출(放出)되는 지구온난화원인(地球溫暖化原因)가스 -이산화탄소(二酸化炭素)($CO_2$), 메탄($CH_4$) 및 아산화질소(亞酸化窒素)($N_2O$) -양(量)을 조사(調査)한 결과(結果)를 보면 다음과 같다. 1. 작물재배기간중(作物栽培期間中) 이산화탄소(二酸化炭素)의 방출량(放出量)은 벼 연작재배시(連作栽培時) 가장많고 벼와 콩의 윤작재배시(輪作栽培時) 가장 적은 양(量)을 방출(放出)했으며, 답전윤환(畓田輪換) 방법별(方法別)로는 벼 연작토양(連作土壤)이 가장 많았고 매년윤환(每年輪換) 및 이년윤환(二年輪換)은 비슷했으며, 전전환시(田轉換時) 가장 적은 방출량(放出量)을 보였다. 2. 메탄의 방출량(放出量)은 벼 연작재배토양(連作栽培土壤)에서 가장많은 방출량(放出量)을 보였으며 답전윤환(畓田輪換) 및 벼와 콩 혹은 감자와 배추 등(等)을 윤작재배(輪作栽培)하므로써 방출량(放出量)의 뚜렸한 감소를 보였다. 3. 아산화질소(亞酸化窒素) 방출량(放出量)은 감자와 배추를 이년(二年)마다 윤환재배(輪煥栽培)하므로써 가장많은 방출량(放出量)을 보였으며 다음은 벼 윤작재배구(輪作栽培區)에서 많았다. 그러나 답전윤환구(沓田輪換區)의 벼와 콩 및 감자와 배추를 윤작재배(輪作栽培)하므로써 뚜렷한 감소(減少)를 보였다. 4. 토양(土壤) 공기중(空氣中) 산소(酸素) 및 이산화탄소(二酸化炭素) 구성비율(構成比率)은 작물(作物)의 생육시기(生育時期)에 따라 대단히 상이(相異)했으며 작물재배기간중(作物栽培期間中) 산소(酸素)는 4~10%로 대기(大氣)보다 낮고 이산화탄소(二酸化炭素)는 1~22%로 대기(大氣)보다 수십 내지 수백배로 높았으며 변이(變異) 폭(幅)이 대단히 컸다. 5. 작물재배기간중(作物栽培期間中) 이산화탄소(二酸化炭素)($CO_2$), 메탄($CH_4$) 및 아산화질소(亞酸化窒素)($N_2O$) 등(等) "지구(地球) 온난화(溫暖化) 원인(原因)가스"의 방출(放出)은 작물재배지(作物栽培地) 토양(土壤)의 수분(水分), 온도(溫度), 산소농도(酸素濃度) 및 양분(養分) 등(等)의 변화(變化)와 작물생육시기(作物生育時期)에 따라 크게 영향(影響)되었다.
In this study, the $N_2O$, emitted from combustion facility, were analyzed by using simulated gas and field samples to find out how long samples can be stored in Tedlar bag. According to the results of the experiment using simulated gases (1 ppm, 5 ppm, 10 ppm) in Tedlar bag, After 144hr, $N_2O$ concentration of simulated gases changed that 1 ppm is 5.3%, 5 ppm is 12.8%, and 10ppm is 10.5%. The higher initial concentration of simulated gas was, the larger rate of $N_2O$ concentration was changed. In case of high concentration samples, it need to be careful when it was analyzed after 144 hr. Stability evaluation in Tedlar bag was carried out through field samples such as combustion facility of bituminous coal, B-C oil and LNG. The concentration rate of field samples, which is under 1 ppm of average initial concentration, was evaluated using statistical method. As a result, $N_2O$ concentrations were changed to field samples in the bag even when 96 hr had passed. And after sampling, it is necessary that sample analysis should be quickly as soon as possible.
아산화질소(Nitrous oxide, N2O)는 지구온난화 물질의 하나로 이산화탄소에 비해 지구온난화효과가 310배 강하고 분해하는데 120년이 소요되기 때문에 오존층 파괴에 주범으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 N2O를 저감하기 위해 고온 열분해 기술을 적용하여 N2O 저감 공정에서 발생하는 NOx 배출 특성에 대해 조사하였다. 고온 유동장을 형성하기 위해 동축 분젠 예혼합 화염을 열원으로 채택하였으며 실험 변수로는 노즐출구속도, 동축류 속도 및 N2O 희석률로 설정하였다. 실험 결과, NO 생성률은 노즐출구속도 및 동축류 유량에 관계없이 N2O 희석률이 증가함에 따라 증가하였다. N2O의 경우에는 연소 불안정성(Kelvin Helmholtz 불안정)이 억제된 안정된 예혼합 화염에서 다량으로 배출되었는데, 이는 화염 면 부근에서 감소된 N2O의 체류시간으로 인해 열분해 시간이 충분하지 않기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 N2O의 저감 효율을 증진시키기 위해서는 K-H 불안정성이 발생되는 노즐출구속도를 선정하여 화염 면 부근에서 발생되는 와류(toroidal vortex) 형태의 유동 구조를 형성하는 것이 N2O의 체류시간을 증가시키는데 효과적인 것으로 판단된다.
이 후향적 연구는 chloral hydrate, hydroxyzine 및 N2O/O2 조합을 이용한 진정 치료를 시행한 149명 환아의 188회 진정 치료의 효과와 부작용에 대해 알아보고, 효과와 부작용에 영향을 미칠 수 있는 요소를 확인하고자 하였다. 진정 치료의 효과는 Houpt 분류법을 이용하여 측정하였고, excellent와 good의 경우 효과적으로 분류하였다. 진정 치료 시간을 15분 간격으로 나누어 효과와 부작용을 분석한 결과, 치료 시간이 증가할수록 효과는 감소하고 부작용은 증가하는 것으로 나타났다. 60분 동안의 진정 치료 효과는 57.4% 이었으며, 전체 부작용 발생률은 18.1%이었다. 진정 치료의 효과는 Body mass index(BMI)가 증가할수록 증가하였으며, 술식 시작 시 진정이 되어있는 경우 진정 치료 효과가 높은 것으로 나타났다. 부작용은 나이가 증가할수록 증가하였다. 진정 치료가 2회로 나누어 시행되었을 때, 진정 치료의 횟수는 효과와 부작용에 영향을 미치지 않았다. 진정 치료 시간을 무리하게 연장하는 것은 효과 감소와 부작용 증가를 불러일으킬 수 있으므로 진정 치료를 2회에 나누어 시행하는 것이 필요할 것으로 생각된다. 또한 BMI, 술식 시작 시 진정 여부 및 나이와 같은 진정 효과를 감소시키고 부작용을 증가시키는 요소에 대한 충분한 고려가 선행된 후 진정 치료를 시행하여야 할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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