제주도 고산지역에서 2010~2011년에 대기 에어로졸을 입경별로 채취하여 산성화와 중화 특성을 조사하였다. 인위적 기원의 $NH_4{^+}$와 nss-$SO_4{^{2-}}$은 일반적으로 $0.7{\sim}1.1{\mu}m$의 극미세 입자에서 높은 농도를 보였으나, 황사 시에는 $4.7{\sim}5.8{\mu}m$의 조대입자 범위에서도 함께 농도가 높은 이산형 분포를 나타내어 황사와 비황사 간에 서로 다른 분포 패턴을 보였다. nss-$Ca^{2+}$과 $NO_3{^-}$은 $3.3{\sim}4.7{\mu}m$의 조대입자에서 높은 농도를 보였으며, 특히 $NO_3{^-}$은 미세입자와 조대입자 영역에서 농도가 높은 이산형 분포를 나타내었다. 고산지역 대기 에어로졸의 산성화는 황산과 질산 등 무기산에 의한 영향이 대부분이며, 유기산인 포름산과 아세트산은 1.6~6.4% 정도 산성화에 기여하는 것으로 확인되었다. 또한 암모니아, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등이 대기 에어로졸의 산성 물질 중화에 주로 관여하고 있으며, 특히 암모니아에 의한 중화는 비황사와 황사 기간 모두 미세입자 영역에서 훨씬 더 높은 기여도를 보였으나, 탄산칼슘은 조대입자 영역에서 더 큰 중화 기여도를 보였다.
강수의 대표적인 산성 오염물질은 주로 화석연료의 연소 과정에서 발생하는 황산화물과 질소산화물이며 이들을 강한 산성물질로 전환시키는 과정에서 오존, 과산화수소, 과산화물, 탄화수소 등이 크게 기여하고 있다. 이외에도 유기산, MSA 등이 강수의 산성화에 기여하고 있으나 이들의 기여도는 대체적으로 황산화물과 질소산화물에 비해 비교적 낮다. 반면에 암모니아나 토양의 칼슘화합물 등의 염기성 물질들은 강우의 산성 물질을 중화시키는 역할을 하는 것으로 조사되고 있다. 특히 토양입자에 의한 중화과정은 최근 빈번해진 황사의 영향 때문에 조사의 필요성이 크게 부각되고 있다. (중략)
The environmental impacts of a 1 kW polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) system are quantitatively assessed by performing a Life Cycle Assessment (LCA) study. A PEMFC system produces electricity and heat simultaneously, so an appropriate allocation of associated inputs and outputs is performed between the electricity and heat produced. The environmental impacts of the PEMFC system on the impact categories such as global warming (GW), abiotic depletion (AD), acidification (AC), and eutrophication (EU) are assessed from the life cycle impact assessment. The impact indicator results of the impact assessment on these impact categories are obtained as $3.70E-01kg\;CO_2\;eq./kWh$, 1.86E-03 kg Sb eq./kWh, $4.09E-04kg\;SO_2\;eq./kWh$, and $1.88E-05kg\;PO_4{^{3-}}/kWh$, respectively. For all impact categories studied the most influential stage is the operation stage, which accounts for 98.8%, 98.7%, 70.3%, and 62.3% of the total impact on GW, AD, AC, and EU, respectively. For the impact categories of AD, AC, and EU, most of the environmental impacts during the operation stage is attributed to the production of city gas. However, for the impact category of GW, $CO_2$ emission from the reforming process of city gas is the main reason for the largest contribution of the operation stage to the total impact results.
The collection of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ samples was made at Gosan site of Jeju Island. Their ionic compositions of both inorganic and organic phases were then analyzed to examine their acidification and neutralization characteristics in atmospheric aerosols. The mass concentrations of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ at Gosan site were $37.6{\pm}20.1$ and $22.9{\pm}14.3{\mu}g/m^3$, respectively, showing the content ratio of $PM_{2.5}$ to $PM_{10}$ as 61.0%. In the evaluation of ionic balance, the correlation coefficients (r) between the sums of cationic and anionic equivalent concentrations were excellent with 0.982 ($PM_{10}$) and 0.991 ($PM_{2.5}$). The concentration ratios of $PM_{2.5}/PM_{10}$ derived for nss-$SO_4^{2-}$, $NO_3^-$, and $NH_4^+$ were 0.94, 0.56, and 1.02, respectively, indicating the relative dominance of fine fractions. The acidifying capacity of inorganic anions ($SO_4^{2-}$ and $NO_3^-$) in $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ were 96.5% and 97.3%, while those of organic anions ($HCOO^-$ and $CH_3COO^-$) in each fraction were 2.9% and 2.0%, respectively. On the other hand, the neutralizing capacity of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ by $NH_3$ were 72.8% and 82.3%, while their $CaCO_3$ counter parts were 22.5% and 13.3%, respectively.
본 연구는 새만금지역에서 재난관리 및 우수이용을 목적으로 강우를 채취하여 pH 측정과 이온성분을 분석하고 강우의 특성 파악과 용수부족에 따른 수자원 대체 가능성 등을 파악하기 위한 기초 자료를 제공하고자 한다. 새만금지역의 강우시료 채취를 위해 안정적 시료 채취와 장비관리의 효율성, 접근성이 높은 지점을 선정하여 1개소의 측정소(수동형 우수채취기(R-100형) 2기 설치)를 운영하였다. 시료채취의 기간은 강수량이 풍부한 2009년 3월부터 2009년 9월까지로 7차에 걸쳐 월별로 1회 이상의 시료를 채취하였다. 강우시료의 음이온 분석결과, 음이온은 $SO{_4}^{2-}$>$NO_3{^-}$>$Cl^-$ 순으로 강우의 pH에 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 양이온은 $Ca^{2+}$>$K^+$>$NH_4{^+}$>$Na^+$>$Mg^{2+}$ 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났으며, $Mg^{2+}$이온은 영향이 거의 없는 것으로 분석되었다. 강우중 이온성분의 농도는 초기강우에서 높게 나타났고, 강수량이 증가함에 따라 대기중 이온성분이 감소되어 중기 이후 강우는 농도가 감소되는 것으로 나타났다. 강우의 월별 pH는 5월이 가장 낮고 다음은 3월로 나타났으며, 황사가 발생한 4월과 강우량과 강우빈도가 높은 6월, 7월 8월과 건조한 9월의 pH는 모두 유사한 분포특성을 나타내었다. 새만금지역의 강우는 외부에서 유입되는 대기오염물질의 영향으로 pH 5.6이하로 약산성을 나타내는 것으로 분석되었다.
2009~2014년에 제주지역의 강수시료(n=284)를 채취하여 주요 이온 성분을 분석하였다. 분석 정확도 확인을 위해 이온수지, 전기전도도, 산분율 비교법으로 회귀분석을 실시한 결과, 이들의 상관계수는 0.927~0.983의 범위로 양호한 직선성을 나타내었다. 강수의 부피가중평균 pH 4.9, 전기전도도는 22.7 µS/cm, 이온세기는 0.27±0.38 mM로 시료 중 약 35.9 %가 순수한 빗물 수준을 보였다. 강수 이온성분의 부피가중 평균농도(µeq/L)는 Na+ > Cl− > nss-SO42− > NO3− > NH4+ > Mg2+ > H+ > nss-Ca2+ > PO43− > K+ > HCOO− > CH3COO− > NO2− > F− > HCO3− > CH3SO3− 순이었다. 강수의 산성화 기여율은 황산과 질산의 기여율이 각각 54.5 %, 36.5 %인 반면에 유기산 음이온인 HCOO− 와 CH3COO− 의 기여율은 각각 4.8 %, 4.2 %를 나타내어 제주지역 강수의 산성화는 유기산보다는 주로 무기산에 의해 일어나고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 중화인자를 확인한 결과, NH3에 의한 중화인자는 33 %를 나타내었고 CaCO3에 의한 중화인자는 20 % 이었다.
Plants dissipate excess excitation energy from their photosynthetic apparatus by a process called non-photochemical quenching (NPQ). The major part of NPQ is energy dependent quenching (qE) which is dependent on the thylakoid pH and regulated by xanthophyll cycle carotenoids associated with photosystem (PS) II of higher plants. The acidification of the lumen leads to protonation and thus conformational change of light harvesting complex (LHC) proteins as well as PsbS protein of PSII, which results in the induction of qE. Although physiological importance of qE has been well established, the mechanistic understanding is rather insufficient. However, recent finding of crystal structure of LHCII trimer and identification of qE mutants in higher plants and algae enrich and sharpen our understanding of this process. This review summarizes our current knowledge on the qE mechanism. The nature of quenching sites and components involved in this process, and their contribution and interaction for the generation of qE appeared in the proposed models for the qE mechanism are discussed.
Total 438 precipitation samples were collected in Jeju City between 1997 and 2005, and their major ionic components were analyzed. The comparison tests using ion balance, electric conductivity and acid fraction were performed. It was found their correlation coefficients were in the range of 0.977$\sim$0.994, indicating the good quality of collected dam. The volume-weighted mean pH and electric conductivity were 4.8 and 23.0 $\mu$S/cm, respectively. with the ionic strength of 0.23$\pm$0.20 mM. The marine ($Na^+$, $Mg^{2+}$, and $CI^-$), anthropogenic (nss$SO_4{2-}$, $NO_3^-$, and $NH_4^+$) and soil (nss-$Ca^{2+}$) species have contributed to the ionic components of precipitation samples with 43$\sim$74%, 16$\sim$37% and $\sim$5%, respectively. The seasonal variations of $NO_3^-$ and nss-$SO_4^{2-}$ showed a distinct seasonality with higher concentrations in winter than summer, indicating an increase of fossil fuel consumption and a possibility of long-range transport of those pollutants from continental area along the dominant winter westerly. The levels of nss-$Ca^{2+}$ also were appeared the highest in winter and increased comparatively in spring season. possibly due to the soil influences including the Asian Dust. The acidification contribution of nss-$SO_4^{2-}$ and $NO_3^-$ showed 88$\sim$96%, and the free acidity was in the range of 6.0$\sim$40.1%. Interestingly, the backward trajectories for the case of upper 10% nss-$SO_4^{2-}$ and $NO_3^-$ levels have passed through the China continent before their arrival to Jeju. The precipitation of pH below 4.5 has been occurred frequently when the trajectory's path lied over the China continents. On the other hand, the air masses from the North Pacific area were characterized by lower 10% of nss-$SO_4^{2-}$- and $NO_3^-$ concentration, which demonstrated that air mass from the North Pacific was the cleanest among air masses moved to Jeju.
The chemical characteristics of precipitation was investigated in Pusan area. Samples were collected from January to November in 1996 at 4 sites, and analyzed pH, major soluble ionic components(C $l^{[-10]}$ , N $O_3$$^{[-10]}$ , S $O_4$$^{2-}$, N $a^{+}$, $K^{+}$, N $H_4$$^{+}$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$). The order of anion and cation concentrations for the initial precipitation were C $l^{[-10]}$ > S $O_4$$^{2-}$ > N $O_3$$^{[-10]}$ , and $Ca^{2+}$ > N $a^{+}$ > N $H_4$$^{+}$ > $Mg^{2+}$ > $K^{+}$, respectively. At coastal sites(P1 and P2) C $l^{[-10]}$ and N $a^{+}$ of maritime sources (seasalt) were high, but at inland sites(P3 and P4) nss-C $a^{2+}$ and nss-S $O_4$$^{2-}$ were high. Calcium ion for the initial precipitation showed high value of enrichement factor(EF) relative to seawater composition. The contribution of seasalt to the composition of precipitation was higher at bite P1 (53.5%) than those of the other sites. Throughout the year the concentrations of major ions for the initial precipitation were low in the heavy rain season. The mean pH for the initial precipitation was 5.4 and showed the negative relationship with the precipitaion amount. The S $O_4$$^{2-}$ and N $O_3$$^{[-10]}$ do not play an important role in rain acidification due to the high(97%) neutralizing effect of amonia and calcium species.and calcium species.
본 연구에서는 유리병 재사용에 대한 환경영향을 알아보기 위하여 전과정평가를 수행하였다. 연구범위로는 제품제조 및 원료수송 단계로 한정지었으며 360 mL 유리병 한 개를 기능단위로 사용하였다. 고려된 환경영향 범주는 6개로 자원고갈, 산성화, 부영양화, 지구온난화, 오존층파괴 및 광화학산화물 생성 등이었다. 전과정평과 결과, 자원고갈이 48.63%, 지구온난화가 46.27%로 두 범주가 가장 큰 환경영향을 보였으며 나머지 범주들은 상대적으로 미미한 영향을 보였다. 전체 공정 중 신병제조공정에 사용되는 화학약품에 의한 환경영향이 71.24%로서 주요인으로 나타났고 전력사용은 16.74%, 수송은 11.8%로 다음을 차지하고 있다. 또한 신병제조공정에 투입되는 화학약품 중 규산나트륨에 의한 환경영향이 45.68%를 차지하고 있어 자원고갈 및 지구온난화에 대한 기여도가 가장 큰 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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