• 한국환경농학회지
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• 제41권4호
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• pp.230-235
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• 2022

BACKGROUND: Ammonia gas emitted from nitrogen fertilizers applied in agricultural land is an environmental pollutant that catalyzes the formation of fine particulate matter (PM2.5). A significant portion (12-18%) of nitrogen fertilizer input for crop cultivation is emitted to the atmosphere as ammonia gas, a loss form of nitrogen fertilizer in agricultural land. The widely practiced method for fertilizer use in agricultural fields involves spraying the fertilizers on the surface of farmlands and mixing those with the soils through such means as rotary work. To test the potential reduction of ammonia emission by nitrogen fertilizers from the soil surface, we have added N, P, and K at 2 g each to the glass greenhouse soil, and the ammonia emission was analyzed. METHODS AND RESULTS: The treatment consisted of non-fertilization, surface spray (conventional fertilization), and soil depth spray at 10, 15, 20, 25, and 30 cm. Ammonia was collected using a self-manufactured vertical wind tunnel chamber, and it was quantified by the indophenol-blue method. As a result of analyzing ammonia emission after fertilizer treatments by soil depth, ammonia was emitted by the surface spray treatment immediately after spraying the fertilizer in the paddy soil, with no ammonia emission occurring at a soil depth of 10 cm to 30 cm. In the upland soil, ammonia was emitted by the surface spray treatment after 2 days of treatment, and there was no ammonia emission at a soil depth of 15 cm to 30 cm. Lettuce and Chinese cabbage treated with fertilizer at depths of 20 cm and 30 cm showed increases of fresh weight and nutrient and potassium contents. CONCLUSION(S): In conclusion, rather than the current fertilization method of spraying and mixing the fertilizers on the soil surface, deep placement of the nitrogen fertilizer in the soil at 10 cm or more in paddy fields and 15 cm or more in upland fields was considered as a better fertilization method to reduce ammonia emission.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.171-178
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• 2014

From now on, in order to meet more stringer diesel emission standard, diesel vehicle should be equipped with emission after-treatment devices as NOx reduction catalyst and particulate filters. Urea-SCR is being developed as the most efficient method of reducing NOx emissions in the after-treatment devices of diesel engines, and recent studies have begun to mount the urea-SCR device for diesel passenger cars and light duty vehicles. That is because their operational characteristics are quite different from heavy duty vehicles, urea solution injection should be changed with other conditions. Therefore, the number and diameter of the nozzle, injection directions, mounting positions in front of the catalytic converter are important design factors. In this study, major design parameters concerning urea solution injection in front of SCR are optimized by using a CFD analysis and Taguchi method. The computational prediction of internal flow and spray characteristics in front of SCR was carried out by using STAR-CCM+7.06 code that used to evaluate $NH_3$ uniformity index($NH_3$ UI). The design parameters are optimized by using the $L_{16}$ orthogonal array and small-the-better characteristics of the Taguchi method. As a result, the optimal values are confirmed to be valid in 95% confidence and 5% significance level through analysis of variance(ANOVA). The compared maximize $NH_3$ UI and activation time($NH_3$ UI 0.82) are numerically confirmed that the optimal model provides better conversion efficiency of $NH_3$. In addition, we propose a method to minimize wall-wetting around the urea injector in order to prevent injector blocks caused by solid urea loading. Consequently, the thickness reduction of fluid film in front of mixer is numerically confirmed through the mounting mixer and correcting injection direction by using the trial and error method.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.474-481
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 디젤엔진은 이산화탄소 배출량이 적고 강력한 파워와 연료의 경제성을 가지고 있으며, 상용차뿐만 아니라 승용차에서도 시장의 수요가 증가하고 있다. 디젤 연료 특성으로 인하여 질소산화물은 국부적인 고온연소 영역에서 생성되며, 입자상물질은 확산연소 영역에서 생성된다. 희박한 LNT(질소산화물 흡장촉매)와 urea-SCR(선택적인촉매환원장치)는 디젤엔진에서 질소산화물을 저감시키기 위한 후처리장치로 개발되어져왔다. 이 연구는 가혹해지고 있는 배기가스 규제 대응을 위해 선택적인촉매환원장치의 촉매에 포함됨 조촉매의 영향을 파악하는 것이다. 망간-선택적인촉매환원장치의 질소산화물 저감 성능이 가장 우수하였으며, 망간 이온과 Zeolyst의 Al과의 이온교환이 잘 되었고, 활성화 에너지가 낮아 반응 속도가 빨라짐에 따라 질소산화물 저감 성능이 향상되었다. 7Cu-15Ba/78Zeolyst SCR 촉매의 질소산화물 저감 성능은 200도에서 32%, 500도에서 30%를 나타내며 가장 높은 성능을 나타내었고, 조촉매로 첨가된 산화바륨의 질소산화물의 흡장 물질이 Cu-SCR 촉매에 잘 분산되어 있고 Cu-SCR 촉매의 환원 반응과 더불어 산화바륨의 추가적인 질소산화물 저감 성능이 영향을 끼쳤기 때문이다. 7Cu-15Ba/Zeolyst SCR 촉매는 3종 촉매 중 열적 열화에서 내구성이 강하였다. 열적 열화에 따른 동종 성분 산화구리가 이동하여 응집되는데, 산화바륨이 주촉매 산화구리 입자의 응집을 감소시켰기 때문이다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.11-20
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• 2016

천연자원의 고갈과 온실가스의 감축은 우리가 당면하고 있는 현안이다. 이러한 이유로 폐기물의 재활용은 국제사회적으로도 큰 관심사이며, 국내에서도 비용 대비 효과적인 처리 및 재활용 기술의 개발이 지속적으로 이루어져야 하는 과제를 안고 있다. 본 연구에서는 유기성 폐기물의 처리 및 재활용에 따른 비용원단위 등을 비교 분석 함으로써 효과적인 자원화 방안에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서 조사된 유기성 폐기물은 폐수처리오니류, 공정오니, 동 식물성 잔재물 등이며, 해당 폐기물을 배출하는 80개 사업장을 대상으로 처리현황 및 처리비용을 조사하였다. 유기성 폐기물의 경제성 있는 적정 처리방법은 퇴비화와 시멘트 부원료로 사용되는 것으로 나타났다. 유기성 폐기물의 성상, 유해물질 등에 따라 경제성 분석이 다를 수 있겠지만, 조사대상 업체로부터 현실적인 폐기물의 처리결과를 바탕으로 분석하였다. 특히, 유기성 폐기물을 퇴비화 제품으로 재활용한다면, 비료의 원료가격 등이 상승됨에 따라 비료가격은 증가 추세로 보이기 때문에 경제적인 효과가 있을 것으로 판단된다. 유기성 폐기물의 안정적인 처리 및 재활용을 위해서는 폐수처리오니 등 유해특성을 갖고 있는 폐기물과 유기성 폐기물의 재활용 처리시 기술적 어려운 점인 악취, 침출수, 이물질에 대한 기술적인 노력을 기울여야 할 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권6호
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• pp.812-817
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• 2012

Nitrate can serve as a terminal electron acceptor in place of carbon dioxide and inhibit methane emission in the rumen and nitrate reducing bacteria might help enhance the reduction of nitrate/nitrite, which depends on the type of feed offered to animals. In this study the effects of three levels of sodium nitrate (0, 5, 10 mM) on fermentation of three diets varying in their wheat straw to concentrate ratio (700:300, low concentrate, LC; 500:500, medium concentrate, MC and 300:700, high concentrate, HC diet) were investigated in vitro using buffalo rumen liquor as inoculum. Nitrate reducing bacteria, isolated from the rumen of buffalo were tested as a probiotic to study if it could help in enhancing methane inhibition in vitro. Inclusion of sodium nitrate at 5 or 10 mM reduced (p<0.01) methane production (9.56, 7.93 vs. 21.76 ml/g DM; 12.20, 10.42 vs. 25.76 ml/g DM; 15.49, 12.33 vs. 26.86 ml/g DM) in LC, MC and HC diets, respectively. Inclusion of nitrate at both 5 and 10 mM also reduced (p<0.01) gas production in all the diets, but in vitro true digestibility (IVTD) of feed reduced (p<0.05) only in LC and MC diets. In the medium at 10 mM sodium nitrate level, there was 0.76 to 1.18 mM of residual nitrate and nitrite (p<0.01) also accumulated. In an attempt to eliminate residual nitrate and nitrite in the medium, the nitrate reducing bacteria were isolated from buffalo adapted to nitrate feeding and introduced individually (3 ml containing 1.2 to $2.3{\times}10^6$ cfu/ml) into in vitro incubations containing the MC diet with 10 mM sodium nitrate. Addition of live culture of NRBB 57 resulted in complete removal of nitrate and nitrite from the medium with a further reduction in methane and no effect on IVTD compared to the control treatments containing nitrate with autoclaved cultures or nitrate without any culture. The data revealed that nitrate reducing bacteria can be used as probiotic to prevent the accumulation of nitrite when sodium nitrate is used to reduce in vitro methane emissions.

• 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.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.45-52
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• 2023

최근 온실가스에 의한 기후변화가 심화하고 있어, 국제사회는 UN 기후변화협약을 통해 온실가스 감축 노력을 경주하고 있다. 본 연구는 해외 탄소저감 사업에 투자함에 있어 고려해야할 위험요소 및 투자 판단의 방법론을 제시함을 목적으로 한다. 이를 위해 2건의 실제 해외 프로젝트 사례를 연구 대상으로 선정하였다. 분석 방법으로는 주요 위험요소의 데이터를 확률분포로 정의하고 이를 경제성 분석 모델에 적용하여 몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션 방법으로 사업의 순현재가치를 확률적으로 추정하였다. 또한, 정책적 변화에 따른 순현재가치의 변동 범위를 분석하였다. 그 결과 A 프로젝트의 순현재가치는 기본 가정하의 확정적 값보다 평균값이 19% 하향하였고, 음(-)의 순현재가치를 나태낼 확률이 12.2%로 나타났다. B 프로젝트의 경우 평균값이 12.5% 하향, 음(-)의 순현 재가치 확률은 1% 미만으로 나타났다. 정책적 변화를 고려하면 A 프로젝트는 총 탄소배출권 발생량 대비 72.9% 이상을 획득하여야 경제적 이득을 취할 수 있으며, B 프로젝트의 경우 49.5% 이상을 획득하면 경제성이 있는 것으로 나타났다. 이러한 분석 결과로써 A 프로젝트 사례는 기본가정 하의 확정적 순현재가치보다 평균값이 현저히 하향하여, 주요 위험요인의 변동에 따라 투자결정에 유의가 필요하며, 정책적 변화를 고려하면 탄소배출권 분배 비율을 프로젝트 규모에 따라 차등 적용해야한다는 정책적 시사점을 구체적으로 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권8호
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• pp.755-760
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• 2010

본 연구는 승용 디젤엔진의 입자상 물질 배출특성에 관한 것으로써, 엔진에서 배출된 입자상 물질이 배기관 및 후처리장치인 디젤산화촉매와 매연여과장치를 통과할 때의 특성 변화를 파악하기 위하여 후처리장치 각각 전 후단 및 배기관에서 직접 측정하였다. 또한 다양한 엔진회전속도 및 부하조건에서 측정함으로써 입자상 물질 배출 맵을 구축하였으며, 디젤산화촉매 및 매연여과장치의 입자상 물질 저감효과에 대해 평가하였다. 뿐만 아니라 배기재순환율과 연료분사시기를 변경시켜 입자상 물질의 배출특성 변화를 파악하였다. 모든 시험에서 입자상 물질을 5~1000nm 크기까지 측정할 수 있는 DMS500을 이용하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권2호
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• pp.225-238
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• 2021

옥수수(Zea mays)와 톨페스큐(Festuca arundinacea) 근권 토양을 접종원으로 사용하여 농화배양을 통해 CH₄ 산화컨소시움과 N₂O 환원 컨소시움을 얻었다. Illumina MiSeq 염기서열 분석법으로 접종원과 컨소시움의 세균 군집 특성을 비교하였고, 컨소시움의 CH₄ 산화와 N₂O 환원 활성에 미치는 뿌리삼출물의 영향을 규명하였다. 접종원이 다름에도 불구하고 옥수수와 톨페스큐 유래 CH₄ 산화 컨소시움 사이의 유사성이 높았고, 2종의 N₂O 환원 컨소시움도 서로 유사성이 높았다. 2종의 CH₄ 산화 컨소시움에서 우점도가 높은 metanotrophs는 Methylosarcina, Methylococcus 및 Methylocystis이었다. 2 종의 N₂O 환원 컨소시움에서 대표적인 N₂O 환원 세균은 Cloacibacterium, Azonexus 및 Klebsiella이었다. 옥수수 근권 유래 N₂O 환원 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 옥수수 뿌리삼출물 첨가에 의해 1.6배, 톨페스큐 유래 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 톨페스큐 뿌리삼출물 첨가에 의해 2.7배 향상되었다. 그러나 CH₄ 산화 컨소시움의 활성은 뿌리삼출물 첨가에 의해 향상되지 않았다. 본 연구의 옥수수 및 톨페스큐 근권 유래 CH₄ 산화 및 N₂O 환원 컨소시움은 유류 오염 정화과정에서 non-CO₂ 온실가스배출을 저감하는데 활용 가능하다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.153-160
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• 2019

디젤 선박 운행 횟수의 증가로 인한 대기오염이 심각해짐에 따라 선박의 유해배출가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 따라서 선박용 디젤 배기 후처리 장치의 개발이 요구되고 배기 처리 장치는 유동 균일도가 높을수록 처리효율이 증가된다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 기존 저감장치, 저감장치 내부의 Baffle 설치시, 배기가스 유량에 따른 배압과 유동 균일도를 시뮬레이션 하였다. 기존 장치조건에서는 시스템 배압이 38 ~ 40 mbar로 나타났으며, 유동 균일도는 DOC 입구와 출구에서 약 84 ~ 92%로 나타났다. 시스템 내부에 Baffle을 설치한 경우 압력이 상승되고 유속 증가로 인해 유동 균일도가 낮아진다. 배기가스 유량을 $7,548kg\;h^{-1}$에서 $3,772kg\;h^{-1}$로 50% 감소했을 때, 낮은 유속에 의해 DOC 입구와 출구의 유동 균일도는 약 1 ~ 3% 증가했다. DPF의 경우 불균일한 유동이 DOC를 균일하게 거쳐 흐른 후 유입되기 때문에 유동 균일도가 98 ~ 99%로 높게 나타났다.