• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.18-29
• /
• 2010

기후온난화에 대처하기 위한 방안 중, $CO_2$ 해양지중저장은 성공가능성이 높은 수단중의 하나로써 각광받고 있다. $CO_2$ 해양지중저장은 대량 발생원으로부터 $CO_2$를 포집하여 저장지로 수송한 후, 가스 저장층 이나 염대수층 등과 같은 해저 지질구조 내에 $CO_2$를 저장하는 공정 전체를 아울러 지칭한다. 우리는 2005년부터 $CO_2$ 해양지중저장 관련 기술들을 개발해왔으며, 주요 기술 개발 분야에는 $CO_2$ 저장후보지 탐색과 $CO_2$ 수송 및 저장 공정을 위한 기본 설계가 포함된다. 신뢰성 있는 $CO_2$ 해양지중저장 시스템설계를 위해, 가상시나리오를 개발하였으며 수치해석 프로그램을 이용하여 전체공정을 분석하였다. $CO_2$ 포집원으로 부터 주입저장지로 $CO_2$를 수송하는 공정은 열역학 상태방정식으로 모사 가능하다. 본격적인 설계공정에 대한 수치해석을 수행하기에 앞서 관련 열역학 상태방정식들을 비교 및 분석하였다. 분석된 상태방정식들의 정확도를 평가하기 위해 참조문헌의 실험데이터와 수치계산결과를 비교하였다. 현재까지 진행된 $CO_2$ 해양지중저장 공정설계는 주로 순수한 $CO_2$를 대상으로 하였다. 하지만 포집된 $CO_2$ 혼합물은 질소, 산소, 아르곤, 물, 황화수소 등의 불순물을 포함하고 있다. 작은 양의 불순물이 포함될 시에도 열역학적 물성치가 바뀔 뿐 만 아니라, 압축, 정제, 수송 공정 전체에 막대한 영향을 미치게 되므로 간과되어서는 안 된다. 본 논문에서는 해상 및 육상 $CO_2$ 수송에 영향을 미치는 주요 설계 인자들을 분석하였으며, 가상 시나리오의 매개변수에 관한 연구를 수행한 다음, 유량, 직경, 온도, 압력 등의 설계 인자들의 변화 범위를 제시하고자 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.235-243
• /
• 2007

동해중남부 해역의 수괴 분포특성을 구명하고자 2005년 4월 최대 약 2000 m까지 수심별 수온, 염분의 관측과 용존 무기영양염류의 농도 분포를 조사하였다. 수온과 염분의 분포에서 나타난 동해의 수괴는 고온 저염을 나타내는 표층과 일정한 수온분포를 보이는 표면혼합층, 그리고 저온저염을 나타내는 수온약층을 경계로 수층간의 환경의 현저한 차이를 나타내었다. 300 m 이심에서는 수온 $1^{\circ}C$ 미만, 염분은 34.06으로 동해고유수의 특성을 보였다. 울릉분지를 중심으로 동서를 연결한 해역에서의 용존무기영양염은 최저 농도 분포를 나타내는 표층 수괴를 포함한 표면혼합층과 $100{\sim}200$ m에서는 농도가 점차 증가하는 비교적 안정된 수괴의 상태로 나타났다. 그리고 200 m에서 급격히 농도가 증가하여 수온약층을 경계로 수층간의 뚜렷한 농도의 차이를 보였으며, 심해수층에서 높은 농도의 분포를 나타내었다. 동해남부에서 울릉 북동쪽을 연결하는 해역에서는 정점별 나타나는 수괴의 분포에 차이를 나타내었는데, 대마난류의 북상과 함께 표면혼합층의 두께와 농도의 급변화층(nutricline)이 감소하는 경향으로 나타났다. 이는 동해남부에서 울릉분지 북동쪽으로 대마난류가 북상하면서 그 세기가 점차 감소하였음을 시사한다. 해수중에서 생물에 의한 소비와 생산에 관여하는 화학성분의 조성비를 Redfield ratio(N:P=16:1)를 지표로서 수괴별로 구분하여 보면 상부 수온약층을 경계로 하여, 수심 100m 까지는 질소 부족으로 16보다 낮은 값을 나타내었고, $100{\sim}200$ m 이 심에서는 16이상으로 높게 나타나 생물에 의한 영양염의 재생산활동이 비교적 느리게 일어남을 알 수 있었으며, 이는 Chlorophyll a의 200 m 이심에서 보인 낮은 농도분포와도 일치하였다.

• 자원환경지질
• /
• 제54권5호
• /
• pp.535-547
• /
• 2021

골재는 필수적인 건설자재로 골재의 수요는 매년 증가하는 추세이다. 각 시군에 따라 부존 특성이 다르며, 골재 자체의 사용물량과 그 중량으로 인해 원거리에서 조달이 힘들다는 특성으로 인해 1993년부터 지역별 골재자원조사가 시행되고 있으며 이를 통해 골재수급의 안정화를 추진하고 있다. 이번 연구는 매년 실시하는 시군단위 골재자원조사의 일환으로 2020년 경기도 고양시를 조사지역으로 선정하고 시추조사를 수행하여 골재의 분포 특성을 파악하였다. 고양시는 동쪽으로 높은 지대를 형성하고 남서부 일대는 한강을 따라 넓은 평지가 발달하는 지형을 보이며, 국가하천인 한강과 18개의 지방하천이 발달하고 있다. 시추조사를 통해 고양시의 충적층의 심도는 남쪽으로 갈수록 깊어지는 경향을 보이며, 골재 부존량은 비교적 많은 편이지만 부존 심도가 깊은 것으로 나타났다. 고양시의 충적층 심도의 변화 및 골재 부존량의 변화는 18개의 소규모 하천의 상류에서 하류로 이어지는 퇴적특성의 영향보다는 한강의 활동과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 이러한 특성은 서해안에 인접한 시군에 대한 골재분포와 비교적 유사한 경향을 보여준다. 따라서 서해안과 접하는 지역은 전반적으로 서해로 유입되는 비교적 큰 하천을 주변에서 골재 부존 가능성이 크다고 할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권1호
• /
• pp.93-99
• /
• 2022

초소형, 웨어러블 기기 기술의 빠른 발전에 따라, 전자기기 구동을 위한 시공간적인 제한이 없는 지속적인 전기 공급을 필요로 한다. 이에 따라, 두 가지 다른 재료의 접촉과 분리로 만들어지는 정전기를 활용하는 마찰대전 나노발전기(Triboelectric nanogenerator, TENG)는 간단한 원리 덕분에, 복잡한 과정 및 설계 없이도 자연에서 버려지는 다양한 형태의 에너지들을 효과적으로 수확하는 수단으로 활용되고 있다. 하지만, TENG의 실생활의 적용을 위해서는 전기적 출력의 증가가 필요하다. 또한, 전기적 출력의 증가뿐만 아니라 전기적 출력의 안정적인 발생은 TENG의 상용화를 위해서 해결해야 될 과제이다. 본 연구에서는 TENG의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 향상된 출력을 안정적으로 나타낼 수 있는 방법을 제안하였다. 출력의 향상 및 안정성을 위해서 TENG 구성 요소 중 하나인 접촉층을 일렉트렛으로 사용하였다. 활용된 일렉트렛은 Fluorinated ethylene propylene (FEP) 필름에 코로나 차징과 열처리 과정을 순차적으로 진행함으로써 제작되었다. 코로나 차징으로 인해 인위적으로 주입된 전하가 열처리 과정에 의해서 깊은 트랩으로 들어가게 되어 전하의 이탈 현상이 최소화된 일렉트렛을 제작하고 이를 TENG 제작에 활용하였다. 제작된 일렉트렛의 출력 성능은 수직 접촉 분리 모드 TENG의 전압 출력을 측정함으로써 검증되었고, 코로나 차징 과정을 거친 일렉트렛은 어떠한 처리도 되지 않은 FEP 필름에 대비 12배 높은 출력 전압을 나타냈다. 일렉트렛의 시간 및 습도 안정성은 일반 외부 환경 및 극한의 습도 환경에 일렉트렛을 노출시킨 후, TENG의 출력 전압을 측정함으로써 확인되었다. 또한, 박수를 모티브로 한 Clap-TENG에 일렉트렛을 적용하여 LED를 작동시킴으로써 실생활에 적용할 수 있음을 보여주었다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.86-93
• /
• 2023

얼록동사리(Odontobutis interrupta)의 생태적 특징을 연구하기 위해 2021년 1월부터 2021년 12월까지 금당천에서 조사를 실시하였다. 본 종의 서식지 하상구조는 모래(sand)와 진흙(mud)이 풍부하였다. 수심은 평균 48(21~124)cm로 다소 깊었으며, 유속이 0.24(0.08~0.36)m/sec로 느렸다. 암수 성비는 1 : 0.98 이었고, 채집된 개체의 전장 범위는 23mm에서 162mm 이었다. 전장빈도분포도에 따른 연령은 5월 기준 전장이 23~59mm는 만 1년생, 60~99mm는 만 2년생, 100~139mm는 만 3년생, 140~162mm는 만 4년생 이상으로 추정되었다. 2차성징으로 생식적 유두(genital papilla)는 암컷의 경우 원통형 모양으로 끝의 안쪽이 비어 있으며 직경이 수컷에 비해 컷으며 수컷은 끝이 뾰족하여 원뿔 모양이었다. 성적성숙이 이루어진 수컷은 혼인색으로 복부와 몸통 전체가 검은색을 띄었다. 암컷의 경우 60~69mm에 해당하는 일부 개체만 성적성숙을 하였고 70mm 이상이면 모두 성적성숙을 하였다. 수컷은 70~79mm에 해당하는 개체 중 일부만 성적성숙을 하였고 80mm 이상에서 모두 성적성숙이 이루어졌다. 산란시기는 5월부터 시작되어 7월에 끝났으며(수온 19.6~29℃) 산란 성기는 6월로 추정되었다(수온 26℃). 포란수는 평균 2,473(883~4,955)개 이었고 성숙란은 짙은 노란색 구형으로 직경이 1.42(1.20~0.54)mm 이었다. 전장-체중과의 상관관계식은 BW=0.0000006TL^3.21로 상수 a는 0.0000006를, 매개변수 b는 3.21 이었다. 비만도 지수는 평균 K=1.67(1.18~2.43) 이었고 기울기(Slope)는 0.116로 양의 값을 나타내었다.

• 지능정보연구
• /
• 제28권1호
• /
• pp.329-352
• /
• 2022

미세먼지는 폐나 혈관에 침투해 각종 심장 질환이나 폐암 등의 호흡기 질환을 일으키는 것으로 보고되고 있다. 지하철은 일 평균 천만 명이 이용하는 교통수단으로, 깨끗하고 쾌적한 환경조성이 중요하나 지하터널을 통과하는 지하철의 운행 특성과 터널에 갇힌 미세먼지가 열차 풍으로 인해 지하역사로 이동하는 등의 문제로 지하역사의 미세먼지 오염도는 높은 것으로 나타나고 있다. 환경부와 서울시는 지하역사 공기질 개선대책을 수립하여 다양한 미세먼지 저감 노력을 기울이고 있다. 스마트 공기질 관리 시스템은 공기질 데이터 수집 및 미세먼지 농도를 예측하여 공기질을 관리하는 시스템으로 미세먼지 농도 예측 모델이 중요한 구성 요소이다. 그동안 시계열 데이터 예측에 관한 다양한 연구가 진행되어왔지만, 지하철 역사의 미세먼지 농도 예측과 관련해서는 통계나 순환신경망 기반의 딥러닝 모델 연구에 국한되어 있다. 이에 본 연구에서는 시공간 트랜스포머를 포함한 4개의 트랜스포머 기반 모델을 제안한다. 서울시 지하철 역사의 대합실을 대상으로 한 시간 후의 미세먼지 농도 예측실험을 수행한 결과, 트랜스포머 기반 모델들의 성능이 기존의 ARIMA, LSTM, Seq2Seq 모델들에 비해 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다. 트랜스포머 기반 모델 중에서는 시공간 트랜스포머의 성능이 가장 우수하였다. 데이터 기반의 예측을 통하여 운영되는 스마트 공기질 관리 시스템은 미세먼지 예측의 정확도가 향상될수록 더욱더 효과적이고 에너지 효율적으로 운영될 수 있다. 본 연구 결과는 스마트 공기질 관리 시스템의 효율적 운영에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.297-306
• /
• 2023

새만금호는 우리나라 최대의 인공호수로 호수의 수질은 갈수록 악화되어 가고 있어 호수의 특성에 맞는 새로운 수질관리 대책이 필요하다. 이에 새만금호의 국가수질측정망 자료를 이용하여 통계분석 기법에 의한 새만금호의 시공간적 수질특성을 분석하였다. 수질항목간의 상관성에서 수온과 TP는 상관성이 있고, 염분과 TN, 그리고 pH와 COD가 상관성이 높았다. 그 외 항목들 간에는 낮은 상관성을 나타내어 관련성이 낮았다. 주성분 분석을 이용한 새만금호의 공간적 수질특성을 보면, 크게 4개의 그룹으로 구분되었는데, 담수 영향구역과 해수 영향구역, 해수와 담수가 혼합되는 중간 수역이 2개 그룹으로 구분되어 각각 다른 수질특성을 나타내었다. 주성분분석을 이용한 시간적 수질특성은 계절적으로 4가지 그룹으로 구분되었다. 그룹I은 늦봄과 초여름에 해당되는 5, 6월이고, 그룹 II는 계절적으로 초봄(3, 4월)과 늦가을(11, 12월)에 해당되는 시기로 나타났으며, 그룹 III은 낮은 수온에 의한 용존산소의 증가가 나타나는 계절인 겨울철(1, 2월)의 수질 특성을 보였고, 그룹 IV는 하계(7, 8, 9, 10월) 성층의 발달로 저층 퇴적물의 높은 인농도와 하계 고수온의 상관성을 가지는 그룹으로 구분되었다. 이는 새만금호가 인위적으로 조성된 호수로써 상류 만경강과 동진강의 유입 영향을 받는 것과 동시에 새만금 방조제에 설치된 가력과 신시갑문을 통한 외해수 유입의 영향을 받음으로써 수질의 변동요소가 달라진 것으로 평가된다. 새만금호의 목표수질을 달성하기 위해서는 상류 유역의 오염원 관리 대책과 함께 새만금호의 수질관리 대책을 수립할 필요가 있다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.148-155
• /
• 2024

동사리(Odontobutis platycephala)의 생태적 특징을 연구하기 위해 2022년 1월부터 2022년 12월까지 자호천에서 조사를 실시하였다. 본 종의 서식지 하상구조는 작은돌(cobble)과 조약돌(pebble)이 풍부하였다. 수심은 평균 64(22~153)cm로 깊었으며, 유속이 0.89(0.42~1.46)m/sec로 빨랐다. 암수 성비는 1 : 1.02 이었고, 채집된 개체의 전장범위는 38mm에서 156mm 이었다. 전장빈도분포도에 따른 연령은 5월 기준 전장이 38~69mm는 만 1년생, 70~99mm는 만 2년생, 100~139mm는 만 3년생, 140~156mm는 만 4년생 이상으로 추정되었다. 2차성징으로 생식적 유두(genital papilla)는 암컷의 경우 원통형 모양이며 수컷은 끝이 뾰족하여 원뿔 모양이었다. 암컷의 경우 60~69mm에서 일부 개체만 성적성숙을 하였고 70mm 이상이면 모두 성적성숙을 하였다. 수컷은 70~79mm에 해당하는 개체 중 일부만 성적성숙을 하였고 80mm 이상에서 모두 성적성숙이 이루어졌다. 산란시기는 5월부터 시작되어 7월에 끝났으며(수온 17~28℃) 산란 성기는 6월로 추정되었다(수온 24℃). 포란수는 평균 988(284~2,722)개 이었고 성숙란은 짙은 노란색 구형으로 직경이 1.46(1.19~1.71)mm 이었다. 전장-체중과의 상관관계식은 BW=0.00000006TL^3.12로 상수 a는 0.00000006를, 매개변수 b는 3.12 이었다. 비만도 지수는 평균 K=1.44(0.96~2.26) 이었고 기울기(Slope)는 -0.0007로 음의 값을 나타내었다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.55-62
• /
• 2024

본 연구는 식물공장에서 아쿠아포닉스와 수경재배에서 재배된 딸기의 무기양분 흡수율, 생육, 수량을 비교하고자 수행되었다. 양어는 비단잉어(Cyprinus carpio) 12마리를 수조(W 0.7m × L 1.5m × H 0.45m, 472.5L)에 367.5L 물을 채운 후 입식하였고 5.44kg·m^-3 밀도로 사육하였다. 딸기 모종 30개체는 펄라이트를 채운 포트에 정식하여 아쿠아포닉스 시스템 베드(W 0.7m × L 1.5m × H 0.22m)에 장착하였고, 모종 30개체는 네트포트에 정식한 후 담액수경(DFT)시스템 베드(W 0.7m × L 1.5m × H 0.22m)의 아크릴판(140 cm × 60 cm, Ø80 mm)에 장착하였다. 재배기간 동안 아쿠아포닉스 수조액의 pH와 EC는 각각 4.3-6.9, 0.32-1.14dS·m^-1 수준이었고, 수경재배는 각각 5.1-7.5, 1.0-1.8dS·m^-1이었다. 아쿠아포닉스 수조액의 NO₃-N와 NH₄-N 농도는 수경재배보다 각각 약 3.6, 2.2 me·L^-1 높았다. P, Ca, Mg, S 농도는 수경재배보다 각각 약 0.76, 3.1, 0.8, 0.9me·L^-1 높았으며, K와 Fe는 각각 약 0.8me·L^-1, 0.5mg·L^-1 낮았다. 딸기 잎의 무기이온 함량은 두 재배 처리 간 유의차가 없었으며 엽내 K 함량은 적정 범위를 보였다. 정식 후 58과 98일 사이에 아쿠아포닉스에서 재배된 딸기의 T-N와 P 흡수율은 수경재배보다 각각 1.5, 1.9배 높았고 K 흡수율은 유의차가 없었다. 개체당 과실수는 아쿠아포닉스에서 수경재배보다 유의하게 많았으며, 상품과 생체중, 건물중, 과실의 과장과 과폭은 수경재배에서 아쿠아포닉스보다 높았다. 결과를 종합하면, 아쿠아포닉스에서는 수조액의 물고기 배설물과 먹이 잔여물에 의한 고체 입자의 비료성분을 지속적으로 가용하여 활용한다는 것을 알 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-12
• /
• 2008

이 연구는 한반도 동해안 일대에 분포하고 있는 주요 온천에 대하여 화학성분, 안정동위원소, 삼중수소 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천유형별 온천수의 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 동해안 일대의 6개 온천지에서 11개의 온천수 시료와 14개의 가스시료를 채취하여 분석하였다. 온천수의 수리화학적 특성을 보면 오색탄산온천수를 제외한 모든 온천수의 pH는 $7.0{\sim}9.1$ 범위의 약알카리성 내지 알카리성을 보이며 오색탄산온천의 pH는 5.7의 약산성의 특성을 보였다. 온천수의 토출온도는 $25.7{\sim}68.3^{\circ}C$ 범위를 보였으며 전기전도도는 $202{\sim}7,130{\mu}S/cm$의 넓은 범위로 해운대와 동래온천은 평균 $3,890{\mu}S/cm$으로 높은 값을 보인다. 온천을 용존성분에 따른 분류하면 오색, 척산, 백암, 덕구온천은 소량의 유황가스 함유한 알카리성의 Na-$HCO_3$형으로 분류되고, 해운대와 동래온천은 높은 TDS(총용존고형물질)의 해수형 Na-Cl형을 보인다. 그리고 오색탄산온천은 약산성으로 탄산을 함유한 Na-$HCO_3$형으로 분류된다. 연구지역 온천수의 ${\delta}^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 $-7.8{\sim}-11.7%o$과 $-57.3{\sim}86.4%o$의 범위를 보여 온천수가 순환수 기원임을 지시한다. 위도가 높아질수록 낮은 동위원소 조성 값을 보이는 위도효과가 잘 나타난다. 일부 해수형온천수의 삼중수소 함량은 거의 0 TU에 가까운 값을 보여 최소 약 50년 이상 체류한 물임을 알 수 있다. 오색탄산온천수를 제외한 온천수의 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.1{\times}10^{-6}{\sim}1.1{\times}10^{-6}$ 범위를 보여, 대기-지각 혼합선보다 상위에 분포한다. 이는 온천수내 He 가스가 대부분 대기와 지각기원이며, 일부는 맨틀기원의 He 가스가 부분적으로 존재한다는 것을 의미한다. 판 경계부에 위치한 일본의 온천수내 He가스는 대부분이 맨틀기원으로 알려져 있어 판 경계부에서 떨어진 우리나라의 경우와 뚜렷한 차이를 보인다. 그러나, 오색탄산온천에서는 대기기원 He 동위원소비보다 2.4배 높은 값인 $3.3{\times}10^{-6}$을 보여주어 지하 심부의 맨틀기원의 가스가 지각상부 대수층까지 공급된 것으로 해석된다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.