• 한국토양비료학회지
• /
• 제49권1호
• /
• pp.30-35
• /
• 2016

Rice cultivation in paddy field affects the global balance of methane ($CH_4$) as a key greenhouse gas. To evaluate a potential use of by-product gypsum fertilizer (BGF) in reducing $CH_4$ emission from paddy soil, $CH_4$ fluxes from a paddy soil applied with BGF different levels (0, 2, 4 and $8Mg\;ha^{-1}$) were investigated by closed-chamber method during rice cultivation period. $CH_4$ flux significantly decreased (p<0.05) with increasing level of BGF application. $8Mg\;ha^{-1}$ of BGF addition in soil reduced $CH_4$ flux by 60.6% compared to control. Decreased soil redox potential (Eh) resulted in increasing $CH_4$ emission through a $CO_2$ reduction reaction. The concentrations of dissolved calcium (Ca) and sulfate ion (${SO_4}^{2-}$) in soil pore water were significantly increased as the application rate of BGF increased and showed negatively correlations with $CH_4$ flux. Decreased $CH_4$ flux with BGF application implied that ${SO_4}^{2-}$ ion led to decreases in electron availability for methanogen and precipitation reaction of Ca ion with inorganic carbon including carbonate and bicarbonate as a source of $CH_4$ formation under anoxic condition. BGF application also increased rice grain yield by 16% at $8Mg\;ha^{-1}$ of BGF addition. Therefore, our results suggest that BGF application can be a good soil management practice to reduce $CH_4$ emission from paddy soil and to increase rice yield.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제34권1호
• /
• pp.81-90
• /
• 2001

동역학적 홍수빈도분석 모형은 미계측유역에서의 빈도분석을 위해 제안되었다. 본 연구에서는 이와 같은 동역학적 홍수빈도분석 모형을 평창강유역 내 총 6개 소유역에 적용하여 보았다. 보통 동역학적 홍수빈도분석 모형은 크게 강우 모형, 강우손실 모형, 그리고 유출 모형으로 이루어져 있으며 본 연구에서는 Rectangular Pulse 모형-SCS 유효유량 산정방법-지형 기후학적 순간단위도(GcIUH)방법으로 이루어진 동역학적 홍수빈도분석 모형을 이용하였다. 입력자료로 대상 유역의 L-moment법에 의한 통계학적 빈도분석 결과를 이용하였고 모형에의 적용결과 산정된 재현기간 값을 통계적 분석에 의한 재현기간과 비교하였다. 그 결과 전체적으로 동역학적 홍수빈도 분석의 결과가 크게 산정되고 있음을 알 수 있었으나 평창강유역의 관측자료 부족과 유역의 물리적 특성만으로 빈도분석이 수행될 수 있다는 점을 고려하면 동역학적 홍수빈도분석 모형이 미계측유역에서 소규모 수공구조물의 설계 홍수량 산정 시 대체방법으로 이용될 수 있음을 판단할 수 있었다. 또한 해상도의 영향 분석 결과 그다지 큰 영향을 주고 있지 않음을 확인할 수 있었으며 따라서 동역학적 홍수빈도분석 모형이 보다 보편적으로 이용 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 광물과산업
• /
• 제26권
• /
• pp.1-12
• /
• 2013

In this study, an accelerated carbonation process was applied to stabilize hazardous heavy metals of industrial solid waste incineration (ISWI) bottom ash and fly ash, and to reduce $CO_2$ emissions. The most commonly used method to stabilize heavy metals is accelerated carbonation using a high water-to-solid ratio including oxidation and carbonation reactions as well as neutralization of the pH, dissolution, and precipitation and sorption. This process has been recognized as having a significant effect on the leaching of heavy metals in alkaline materials such as ISWI ash. The accelerated carbonation process with $CO_2$ absorption was investigated to confirm the leaching behavior of heavy metals contained in ISWI ash including fly and bottom ash. Only the temperature of the chamber at atmospheric pressure was varied and the $CO_2$ concentration was kept constant at 99% while the water-to-solid ratio (L/S) was set at 0.3 and $3.0dm^3/kg$. In the result, the concentration of leached heavy metals and pH value decreased with increasing carbonation reaction time whereas the bottom ash showed no effect. The mechanism of heavy metal-stabilization is supported by two findings during the carbonation reaction. First, the carbonation reaction is sufficient to decrease the pH and to form an insoluble heavy metal-material that contributes to a reduction of the leaching. Second, the adsorbent compound in the bottom ash controls the leaching of heavy metals; the calcite formed by the carbonation reaction has high affinity of heavy metals. In addition, approximately 5 kg/ton and 27 kg/ton $CO_2$ were sequestrated in ISWI bottom ash and fly ash after the carbonation reaction, respectively.

• 한국재료학회지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.586-591
• /
• 2010

Solar cells have been more intensely studied as part of the effort to find alternatives to fossil fuels as power sources. The progression of the first two generations of solar cells has seen a sacrifice of higher efficiency for more economic use of materials. The use of a single junction makes both these types of cells lose power in two major ways: by the non-absorption of incident light of energy below the band gap; and by the dissipation by heat loss of light energy in excess of the band gap. Therefore, multi junction solar cells have been proposed as a solution to this problem. However, the $1^{st}$ and $2^{nd}$ generation solar cells have efficiency limits because a photon makes just one electron-hole pair. Fabrication of all-silicon tandem cells using an Si quantum dot superlattice structure (QD SLS) is one possible suggestion. In this study, an $SiO_x$ matrix system was investigated and analyzed for potential use as an all-silicon multi-junction solar cell. Si quantum dots with a super lattice structure (Si QD SLS) were prepared by alternating deposition of Si rich oxide (SRO; $SiO_x$ (x = 0.8, 1.12)) and $SiO_2$ layers using RF magnetron co-sputtering and subsequent annealing at temperatures between 800 and $1,100^{\circ}C$ under nitrogen ambient. Annealing temperatures and times affected the formation of Si QDs in the SRO film. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed that nanocrystalline Si QDs started to precipitate after annealing at $1,100^{\circ}C$ for one hour. Transmission electron microscopy (TEM) images clearly showed SRO/$SiO_2$ SLS and Si QDs formation in each 4, 6, and 8 nm SRO layer after annealing at $1,100^{\circ}C$ for two hours. The systematic investigation of precipitation behavior of Si QDs in $SiO_2$ matrices is presented.

• 청정기술
• /
• 제17권1호
• /
• pp.41-47
• /
• 2011

순수한 $MnO_2$ 산화물을 과망간산칼륨과 망간아세테이트를 사용하여 침전법으로 제조하였고 소성온도를 달리하여 CO 산화반응을 수행하였다. 촉매의 물리화학적 특성을 알아보기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착, $H_2-TPR$, CO-TPD 등의 특성분석을 수행하였다. $MnO_2$-300 촉매는 9nm 크기 근처의 좁은 기공크기 분포로 존재하며 $181m^2/g$의 높은 비표면적을 보였다. XRD와 $H_2-TPR$ 분석으로 $MnO_2$ 촉매는 $Mn^{4+}$와 $Mn^{3+}$의 산화상태임을 확인하였다. CO-TPD 분석으로 소성온도가 높아질수록 탈착되는 $CO_2$의 양이 감소하는 것을 확인하였다. $MnO_2$ 촉매의 소성온도에 따른 최적 활성에서는 $300^{\circ}C$에서 소성한 촉매가 가장 좋은 활성을 나타냈으며, $200^{\circ}C$ 이하에서 100%의 CO 전환율을 보였다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 $H_2O$와 CO의 경쟁 흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 수분제거 시 활성이 건조조건과 동일하게 회복되었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.231-238
• /
• 2008

본 연구에서는 철가공 산업에서 배출되는 폐산화철을 활용하여 인 흡착특성을 평가하였다. 또한 도시하수 대상으로 폐산화철 접촉조를 적용한 생물반응조 공정의 운전 가능성을 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 폐산화철의 표면특성은 inverse spinel 결정구조인 $Fe_3O_4(FeO{\cdot}Fe_2O_3)$가 주된 형태인 것으로 확인되었다. 2. 폐산화철의 인 흡착특성은 용액의 알칼리도에 따라 다소 차이를 보이나 Freundlich 과 Langmuir 등온흡착 이론식이 잘 적용되었다. 폐산화철의 인 흡착은 알칼리도에 영향을 받는다. 3. 폐산화철의 재생 횟수가 증가할수록 폐산화철의 흡착 특성은 상이하였으며, Freundlich 등온흡착식이 Langmuir 등온흡착식 보다 더 높은 상관성 및 유의성을 보였다. 또한 재생이 반복될수록 흡착능은 감소하였다. 4. 단일 BAF 시스템 운전시보다 폐산화철 접촉조를 적용한 BAF 시스템이 인 처리효율을 약 40%정도 향상시켰으며, 유출수는 총인(TP) 2 mg/L, 용존 인(SP) 1 mg/L 이내로 방류수 법적 기준치를 만족시킬 수 있었다. 5. 상기의 연구결과 폐산화철을 적용할 경우 인 제거가 안정적이며 제거효율이 높은 것으로 판단되며, 대체 흡착제로 활용 가능성이 높을 뿐만 아니라 폐자원의 활용이라는 환경 경제적인 측면에서도 그 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권11호
• /
• pp.610-616
• /
• 2020

최근 미세먼지 및 배기가스로 인한 환경문제를 해결하고자 도로구조물의 광촉매 적용이 시도되고 있다. 이에 본 연구에서는 폐수슬러지에서 제조 후 재활용된 저비용 고성능 광촉매(GST)의 혼합 및 분산방안을 검토하고, 질소산화물(NOx) 제거 성능을 최종 평가하여 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제를 개발하고자 한다. 광촉매적용을 위한 분산방안을 검토하기 위해 분산된 시료를 4주간 옥외폭로하여 분리유무를 통한 안정성을 평가한 결과, 분산형 증점제 사용량 20 % 적용시 층분리 및 침전현상 없이 안정적인 상태를 보였다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 거푸집에 도포시켜 탈형한 시편의 NO 및 NOx 제거율은 Plain 대비 200~400 %의 우수한 효과를 나타내었다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제의 성능을 증진시키기 위해서는 나노사이즈인 광촉매의 분산성 향상 및 사용량 증가가 필요할 것으로 사료된다. 또한, 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 도로구조물 및 노출 콘크리트에 사용하게 되면 NOx 제거효율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제31권1호
• /
• pp.11-20
• /
• 1998

카올리나이트에 의한 세슘-137 및 스트론튬-90 흡착에 대한 지하수의 주요 양이온 ($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Na^+$ 및 음이온 ($SO_4{^{2-}}$, $HCO_3{^-}$)의 영향을 그리고 pH의 영향을 뱃치실험을 통하여 알아보았다. 세슘 및 스트론튬 흡착에 대한 지하수 양이온들의 농도, 전하, 이온반경사이의 상대적인 영향을 알아보기 위하여 통계적 방법으로 디자인된 3차원적인 Kd 모델링 방법이 시도되었다. 모델링결과 흡착에 미치는 정도는 양이온의 수화반경이 가장 큰 영향을 미치며, 그다음 이온들의 전하, 농도의 순서임이 밝혀졌다. pH변화에 따른 카올리나이트의 제타전위를 측정하고 amphoteric 반응측면에서 Cs, Sr 흡착 특성을 설명하였다. 카올리나이트의 Cs 및 Sr 흡착에 대한 경쟁양이온들의 이온강도가 pH 보다는 더 큰 영향을 미친다. 탄산수소이온의 농도는 스트론튬의 흡착거동에 상당한 영향을 미친다. 이는 탄산수소이온 ($HCO_3{^-}$)의 농도변화에 다른 pH의 변화에 기인하는 것 뿐만아니라, WATWQ4F 프로그램을 이용한 열역학적 계산에 의하면 Strontianite ($SrCO_3$)의 침전에 의한 것으로 해석된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권11호
• /
• pp.2007-2016
• /
• 2000

Kaolin clay 토양을 $Sr^{2+}$로 오염시킨 후 동전기적 방법으로 수일간 토양제염실험을 수행했다. 첫 번째 실험으로, 컬럼 내의 전기장을 높이기 위해 전해물질로 NaCl용액을 사용하였다. 토양제염결과 0.8일 경과 후 토양컬럼의 음극쪽에서의 pH는 초기의 4.0으로부터 약 11.7로 상승하면서 음극쪽 토양컬럼에서는 $Sr(OH)_2$가 형성되기 시작했다. 6.7일 동안의 실험결과 토양컬럼 14cm지점에 앞에서 이동된 $Sr^{2+}$들이 침전을 형성하며 계속 쌓이고 거의 이동되지 않기 때문에 제염효율은 32%에 불과했다. 두번째 실험으로, pH의 상승을 억제하기 위해 토양컬럼내에 초산완충액을 넣고, 음극저수조에는 0.1 M $CH_3COOH$을 연속적으로 주입했다. 컬럼의 14cm 뒤쪽 부분의 pH는 초기에는 4.0이었으나 실험이 끝나는 3.8일까지는 약 6.0으로 상승하여 컬럼 내에 $Sr(OH)_2$는 형성되지 않았다. 토양제염실험 결과 0.6일 후에는 토양컬럼 내의 초기 총농도의 21%가 제염되었고, 0.9일 후에는 33%가 제염되었다. 또한 1.6일 경과 후에는 84%가 제염되었고, 2.5일 후에는 92%, 그리고 3.8일 후에는 97%가 제염되었다. 또한 개발된 모델에 의해 계산된 토양컬럼 내의 잔류농도와 토양제염실험 후에 측정한 잔류농도는 상당히 일치했다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.19-27
• /
• 2007

추출크로마토그래피법과 액체섬광계수법을 이용하여 고체 시료중의 $^{55}Fe$와 $^{63}Ni$ 방사능을 측정할 수 있는 분석법을 확립하고 연구로 2호기의 해체시 발생되는 방사화된 콘크리트 폐기물을 분석하였다. 침전법과 추출크로마토그래피법으로 화학분리를 하면, 경우 Fe의 화학적 회수율은 대부분의 시료에서 90%이상이었으나 Ni의 회수율은 43.6과 46.5%를 나타낸 시료가 있으며 나머지는 62% 이상을 나타내었다. Spiked 시료를 이용하여 분리과정과 액체섬광계수법의 과정을 확인한 결과 $^{55}Fe$의 경우는 3.7% 오차내의, $^{63}Ni$의 경우는 0.7% 오차내의 결과가 얻어졌다. 연구로 2호기의 해체 콘크리트 시료중 $^{55}Fe$ 방사능은 MDA이하의 값도 있으나 TC3시료의 경우는 362Bq/g의 값이 얻어졌다. 그리고 $^{63}Ni$의 경우는 모든 시료에서 MDA이하 값이 얻어져 $^{63}Ni$이 존재하지 않음을 알 수 있었다. 그리고 콘크리트 벽의 해체시 표면의 시료는 $^{55}Fe$의 방사능이 높다가 표면으로부터 깊은 시료일수록 $^{55}Fe$의 방사능이 급격히 줄어들었다.