• 제목/요약/키워드: investigation and design

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과학적 모델과 모델링에 대한 중등 과학 교사의 인식 탐색 (An Investigation into the Secondary Science Teachers' Perception on Scientific Models and Modeling)

  • 조은진;김찬종;최승언
    • 한국과학교육학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.859-877
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    • 2017
  • 과학 교육의 궁극적 목표인 학생들의 과학적 소양을 배양하는데 있어 이하 모델과 모델링이 차지하는 핵심적 역할을 고려할 때, 중등 과학 교사의 모델과 모델링에 대한 인식을 조사하는 것은 모델 기반 교수 학습을 실제 과학 수업에 적용하기 위한 토대를 마련하기 위해 필수적이라고 할 수 있다. 모델 기반 교수 학습이란 학생들이 자신의 모델을 생성(generating), 평가(evaluating), 수정(modifying)하는 모델링을 통해 과학적 내용 지식을 학습하고 나아가, 과학의 본성에 대한 바람직한 이해를 구축하도록 모델과 모델링 과정에 대하여 학습하는 것을 의미하며, 그러한 모델링 수업의 안내자로서 과학 교사는 모델과 모델링에 대하여 튼튼한 이해를 소유하여야 한다. 이에 본 연구자는 현재 학교 현장에서 과학 교과를 가르치는 50명의 중등 과학 교사를 대상으로, 10개의 개방형 문항을 사용하여 다음과 같은 두 가지 범주의 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 인식, 첫째, 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 이해, 즉 정의, 예시, 목적, 다양성, 변화성, 설계와 구성, 평가 기준, 둘째, 교수도구로서의 모델과 모델링 활용의 중요성과 교수 의사를 조사하였다. 수집된 자료에 대한 질적 분석을 통하여 다음과 같은 결론에 도달하였다. 첫째, 대부분의 과학 교사들은 모델이 갖는 교수도구로서의 기능적 측면에 집중하여, '실제의 단순화된 표상'이라는 모델 개념을 소유하지만, 과학 내용 전달 측면의 효용에만 집중하기 때문에, 과학에 있어서 모델과 모델링의 역할을 파악하지 못 하고 있다. 둘째, 대부분의 과학 교사들은 하나의 자연 현상을 표상하기 위해 다양한 모델이 구성될 수 있다는 사실과, 그러한 모델의 변화 가능성에 대하여 비교적 잘 인식하고 있으나, 모델의 설계와 구성이나 평가 기준 측면의 이해는 수정을 필요로 하는 제한적 수준에 머물러 있다. 셋째, 많은 교사들이 모델과 모델링에 대하여 가르치는 것의 중요성을 인식하지만, 여러 교육 과정 상의 현실적 어려움과, 교사의 지식 부족을 토로하여 모델과 모델링의 실제 현장 적용에 대해 부정적 시각을 견지하는 교사들이 상당하였다. 넷째, 물리, 화학, 지구과학 전공 교사들에 비하여, 생물 전공 교사들은 전공 또는 과목 의존적 이해의 양상, 즉 생물교과에 자주 등장하는 기능적, 실물 모델에 국한된 모델 개념을 소유하였고, 그러한 관점은 교수도구로서 모델과 모델링을 활용하는 것에 대한 부정적 견해로 나타나, 모델에 대한 지식과 신념 사이의 상호관련성이 일견 탐지되었다. 본 연구에서 중등 과학 교사들이 모델과 모델링에 대하여 무엇을 알고, 어떻게 가르치는가에 대한 기존의 인식을 탐색하여 분석한 결과는 과학 교사의 모델과 모델링에 대한 이해의 제고를 위한 적극적인 개입에 대하여 큰 시사점을 갖는다.

중학교 자유학기제에 적합한 과학 탐구 중심의 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용 (Development and Application of Scientific Inquiry-based STEAM Education Program for Free-Learning Semester in Middle School)

  • 정현도;이효녕
    • 과학교육연구지
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    • 제41권3호
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    • pp.334-350
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    • 2017
  • 이 연구의 목적은 첫째, 자유학기제에 적합한 과학 탐구 중심의 융합인재교육 프로그램을 개발하고 둘째, 자유학기제 교육과정의 중학생에게 적용하여, 학생들의 과학, 기술/공학, 수학에 대한 흥미, 자기효능감 및 관련 진로 선택에 미치는 효과를 살펴보는데 있다. 프로그램 개발을 위해 문헌 조사와 선행 연구를 바탕으로 개발의 방향을 과학 탐구 중심으로 정하고 프로그램 주제 및 개발 모형을 선정하였다. 개발된 프로그램 초안의 적절성을 위해 2회에 걸쳐 예비 적용과 전문가 집단의 컨설팅을 통해 수정 보완하였다. 연구의 대상은 2015년부터 자유학기제가 전면 시행된 광역시 소재 G중학교 1학년 92명이며, 프로그램 적용 전 후에 학생들에게 나타나는 흥미, 자기효능감 및 진로 선택 변화를 알아보고자 단일집단 사전 사후 대응표본 t-검정을 실시하였다. 프로그램의 적용은 2015년 10월 첫째 주부터 10월 셋째 주까지 진행되었으며 사전 검사 및 사후 검사는 프로그램 처치 전 후 1주일 이내에 각각 실시하였다. 또한 학생들의 구체적인 반응을 알아보고자 14명을 선택하여 심층 면담을 실시하였다. 이에 따른 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 분석(Analysis)-설계(Design)-제작(Build)-평가(Assessment)의 4단계로 구성된 ADBA 모형을 적용하여 'RC 비행기' 주제의 융합인재교육을 개발하였다. 개발된 프로그램은 학생들의 흥미와 관심사에 기반을 둔 체계적 전문적 프로그램으로 학생들의 학습 동기를 유발한다는 점과 능동성을 갖춘 자기주도적 학습 경험을 제공할 수 있다는 점에 의의가 있다. 둘째, 개발된 융합인재교육 프로그램은 자유학기제 교육과정 내 중학생의 과학, 기술/공학, 수학에 대한 흥미, 자기효능감, 관련 진로 선택의 모든 정의적 영역에서 통계적으로 유의미한 효과를 미쳤다. 흥미 영역은 과학, 기술/공학, 수학 교과에 대한 학생들의 인식 변화에 기인하며, 자기효능감 영역은 과학, 기술/공학, 수학 교과에 대해 학생들의 성공적인 경험을 통해서 상승하였으며, 진로 선택 영역은 과학, 기술/공학, 수학이 실생활에 유용하고 해당 직업을 가지면 재미있을 것이라는 인식의 변화로 상승하였다. 이 연구로 개발된 융합인재교육 프로그램은 자유학기제 정책의 교육 목적에 적합하며 자유학기제와 융합인재교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 중학생들의 '행복교육'과, '창의 융합형 인재' 양성에 기여할 것이다.

중등단계 직업교육에서의 발명.지식재산 교육내용 반영 실태 및 요구 분석 연구 (A study on invention.intellectual property education content reflection status and needs analysis in secondary vocational education)

  • 이병욱;이찬주;이상현
    • 대한공업교육학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.1-18
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    • 2014
  • 본 연구에서는 중등단계 직업교육에서 활용되고 있는 기존 발명 지식재산 관련 교과서를 대상으로 '발명 지식재산 핵심 학습 요소'의 반영 비율에 대한 편성 실태를 분석하고, 앞으로 중등단계 직업교육에서 요구되는 적정한 발명 지식재산 교육내용별 편성 비율을 제안하고자 하였다. 이를 위해서 현재 특성화고 및 마이스터고에서 사용되고 있는 발명 지식재산 교과서의 교육내용에 '어떤 종류의 발명 지식재산 핵심 학습 요소가, 얼마나 있는지와, 향후 어떤 학습 요소를 얼마나 편성하는 것이 바람직한가'를 연구 문제로 설정하였다. 이를 해결하기 위해서 내용분석 방법을 활용하여 발명 지식재산 교육내용의 반영 실태를 분석하고, 델파이 조사로 앞으로 요구되는 발명 지식재산 교육내용별 반영 비율을 제시하였다. 본 연구를 통해서 얻어진 결과를 제시하면 다음과 같다. 첫째, 중등단계 직업교육에서 활용되고 있는 기존 발명특허 인정도서에 포함된 발명 지식재산 핵심 학습 요소를 분석한 결과 모든 핵심 학습 요소가 교과서에 분포하고 있었으나 일부 교과서에서는 D(문제 해결과 활동)영역이 집중되어 있는 경향이 있었다. 둘째, 중등단계 직업교육에서 활용되고 있는 발명특허 인정도서에 제시되어 있는 발명 지식재산 교육내용의 영역별 반영 비율을 분석한 결과 대부분의 교과서가 창출영역에 치중되어 있는 경향이 있었으며, 일부 교과서에서는 보호영역과 활용영역을 다루고 있었다. 그러나 대체적으로 활용영역에 대한 반영 비율이 미흡한 실정이었다. 성취유형별로는 모든 교과서에서 지식영역이 주를 이루고 있었다. 또한 발명특허기초, 발명과 문제해결, 발명과 디자인 교과서에서만 기능영역을 일부 다루고 있었으며, 태도영역은 대부분의 교과서에서 없거나 미흡하게 다루고 있었다. 셋째, 전문가 델파이 조사를 통해 얻어진 중등단계 직업교육에서 요구 되는 발명 지식재산 교육 핵심 학습 요소 영역 중에서 D(문제 해결과 활동) 17.7%, E(발명 융합 지식) 2.9%, K(특허출원) 6.9%, L(특허정보 조사) 9.6%를 줄여야 하는 것으로 나타났다. 발명 지식재산 교육내용 중에서 발명 소양영역 3.1%, 지식재산 창출영역 4.5%, 지식재산 보호영역 10.6%를 줄여야 하고, 지식재산 활용영역은 17.7%를 늘려야 하는 것으로 나타났다. 또한 성취유형의 적정 반영 비율은 지식영역은 52%를 줄여야 하고, 기능영역 32.3%, 태도영역 19.6%를 늘려야 하는 것으로 나타났다.

차세대 과학 교과서와 기존 과학 교과서의 STS 교육내용 비교 분석 -지구과학 영역을 중심으로- (Comparative Analysis of STS contents on the Next Generation Science Textbook and High School Science Textbooks Focused on the Earth Science)

  • 현지영;박신규;김중욱;정원우
    • 과학교육연구지
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    • 제32권2호
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    • pp.1-16
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    • 2008
  • 이 연구의 목적은 제7차 교육과정에 따라 편찬된 고등학교 과학 교과서와 차세대 과학 교과서를 STS적 교육내용을 중심으로 비교 분석하기 위한 것이다. STS의 내용들은 Yager의 STS 토픽과 Piel의 기준 그리고 학생들의 SATIS 활동 유형 등에 의해 분석 되었다. 연구결과, 차세대 과학 교과서는 Yager의 기준에 의한 STS 포함 비율은 20.9%로 기존 교과서의 평균인 11.3% 보다 증가한 것으로 나타났다. STS 구성요소 분석 결과 차세대 교과서의 경우 '지역사외와의 관련성'(59%), '과학의 응용성'(18.2%), '실제 문제에 대한 협동 작업'(13.6%) 순이었다. 차세대 과학 교과서는 '지역사회와의 관련성'요소가 기존 과학 교과서 보다 증가하였고 '과학과 관련된 직업에 대한 인식' 요소가 감소한 것이 큰 특징이다. '과학의 다차원성에 대한 인식', '정보의 선택 및 이용에 대한 평가' 등의 요소에 대해서는 차세대 과학 교과서는 포함되지 않은 반면에 기존 과학 교과서의 경우 낮은 비율이지만 어느 정도의 내용을 포함하는 것을 알 수 있다. Piel의 기준에 의한 STS 주제 영역에 관한 비교 분석에서 차세대교과서는 '환경의 질' 문제와 '우주개발과 국방' 문제를 다루고 있는 반면 기존 교과서의 경우 '기술발달의 영향', '천연자원' 등을 다루고 있다. SATIS 교수-학습 활동 영역에서 차세대 과학 교과서의 주된 활동은 '조사 연구', '모의실험', '자료 분석'등이며, 기존 교과서에서는 '역할 놀이', '연구고안', '모의실험'등의 활동은 거의 찾아 볼 수 없다. 따라서 차후 개발될 교과서에서는 '역할 놀이', '연구 고안', '모의실험'등의 활동이 포함되어야 할 것으로 생각된다.

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탑골공원의 장소 정체성에 대한 연구 - 성역화사업 이후 현상을 중심으로 - (A Study on the Place Identity of Tapgol Park - Focused on the Phenomena after Sacralization Project -)

  • 한성미
    • 한국조경학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.25-36
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    • 2016
  • 탑골공원은 우리나라 최초의 공원, 3.1 만세운동의 발상지, 대표적인 노인들의 여가공간이라는 다양한 층위의 상징성과 의미를 포함하고 있다. 2001년 시행된 탑골공원 성역화 사업은 그 중, 일제 강점기 독립만세운동의 발상지로서의 상징성을 채택하였고, 기존에 탑골공원 내에서 이루어졌던 음주가무, 연설, 바둑 장기, 붓글씨와 같은 취미활동 등 대부분의 행위와 이용시간을 제한하였다. 또한, 자판기 등의 편의시설을 없애고, 여유 공간을 녹지로 조성하여 축소시켰으며, 나무벤치를 화강석으로 바꾸는 등 전체적으로 공원의 설계를 변경하였다. 본 연구는 성역화 사업이후 나타나고 있는 탑골공원의 현상에 주목하고, 현재 혼란을 겪고 있는 탑골공원의 정체성에 대하여 논하였다. 성역화 사업 이후의 대표적 현상으로 노인 이용자들이 탑골공원보다 비교적 자유로운 여가활동이 가능한 종묘공원으로 대거 이동하였고, 하루 평균 2,000명을 초과하던 탑골공원의 이용자수는 급격히 감소하였다. 이러한 현상과 함께 관찰조사 및 심층 인터뷰 조사결과, 첫 번째 탑골공원의 정체성으로서 대부분 경제적 하위계층의 노인들이 공원에서 만나는 비슷한 형편의 또래들과 어울리며 위안을 얻으며, 행위규제로 인한 소극적 행태의 여가공간으로 나타났다. 이는 외부 공공공간, 즉, 공간적 차원에서의 사회적 배제의 공간이라는 점과, 기존 노인 이용자들의 이동이라는 현상을 보여주고 있다. 두 번째로, 성역화 사업이 시행된 지 15년이 지난 지금까지도 독립운동의 발생지로서 다양한 계층의 활발한 이용은 이루어지지 않고 있는데, 이는 성역화 사업이 우리나라 최초의 공원이라는 상징성과 '공원'으로서의 기능이 간과되어 있음을 보여주고 있다. 결론적으로, 탑골공원은 현재 기념공간으로서도, 일상성이 강조된 공원으로서 뚜렷한 특징을 보이지 않는 모호한 정체성의 공간임을 보여주고 있다. 이에, 성역화 사업에서 의도하고 있는 기념성은 반드시 성스러워야 할 필요는 없으며, 좀 더 다양한 이용을 이끌어 낼 수 있는 융통성 있는 기념공원으로서의 정체성확립을 제안하였다.

패션제품 유형에 따른 소비자 상표전환동기 차이 (Consumer Motivation for Brand-Switching According to Types of Fashion Products)

  • 임은진;황춘섭
    • 한국의류학회지
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    • 제33권12호
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    • pp.1991-2001
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    • 2009
  • 본 연구는 상표전환 관련 마케팅전략 수립에 필요한 기초정보를 제공하고자, 패션제품 소비자의 상표 전환동기를 품목별로 고찰 비교하였다. 질문서를 이용한 조사연구법에 의해 이루어졌으며, 자료수집 기간은 2008년 5월~6월이었고, 총 4개 패션품목에 대한 184부의 응답자료가 요인분석, Cronbach's alpha coefficients, ANOVA 및 Duncan test에 의해 이루어졌다. 패션제품의 기능/미적 동기 및 상황적 동기와, 소비자의 사회/정서적 호기심 동기 측면에서의 상표전환동기가 패션제품 품목에 따라 유의한 차이가 있음이 확인되었다. 전체적으로, 기능/미적 요인들이 상표전환에 기여하는 정도는 청바지와 재킷의 경우가 구두와 운동화보다 더 높았다. 기능/미적 측면의 동기와 관련된 모든 변수 중 사이즈의 영향력이 가장 높게 나타나, 패션제품 소비자의 상표전환 관련 마케팅전략에는 제품 사이즈에 대한 관심이 매우 필요함을 시사하였다. 대체로 상황적 요인도 신발보다 의복의 경우에 상표전환동기로 더 많이 작용하였다. 그러나 디스카운트/쿠폰 제공 등의 촉진전략 변수가 상표전환동기로 기여하는 정도는 청바지가 운동화와 구두 및 재킷보다 낮게 나타났다. 한편 판매자의 조언능력이나 품절상황이 상표전환동기로 가장 높게 기여하는 품목은 재킷인 것으로 나타났다. 친구의 조언이나 변화에 대한 욕구 및 타 브랜드에 대한 호기심 등의 소비자 특성 관련 변수가 상표전환동기로 기여하는 정도는 신발류의 경우가 의류에서보다 더 높은 것으로 나타났다. 이러한 상표전환동기의 차이는 패션제품 품목에 따라 차별화된 상표전환 관련 마케팅전략의 필요성을 보다 구체적으로 보여주고 있다고 판단된다. 아울러, 본 연구의 한계점으로 남은 연령과 성별에 따른 각 제품의 상표전환동기에 대한 연구가 뒤따라야 할 것으로 사료된다. 또한 상표전환의 정도를 보다 효율적으로 측정할 수 있는 도구의 개발이 이루어져서 보다 다양한 측면의 상표전환동기 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

신갈나무 약산 전처리 공정 중 반응표면분석법을 이용한 액상 가수분해물의 furfural 수율 탐색 (Investigation of Furfural Yields of Liquid Hydrolyzate during Dilute Acid Pretreatment Process on Quercus Mongolica using Response Surface Methodology)

  • 류가희;정한섭;장수경;홍창영;최준원;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권1호
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    • pp.85-95
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    • 2016
  • 본 연구에서는 약산 전처리 공정을 통해 신갈나무의 액상 가수분해물로부터 유용 화합물인 furfural을 생산하였고 반응표면분석법을 이용하여 고수율의 furfural을 생산할 수 있는 최적 전처리 조건을 구명하였다. 전처리 공정은 반응표면분석법 중 중심합성계획에 의하여 설계되었으며, 독립변수는 furfural 수율에 영향을 주는 반응온도($X_1$), 산 농도($X_2$), 반응시간($X_3$)으로 지정하였다. 종속변수(Y)는 약산 전처리로부터 생성된 furfural의 농도로 설정하였고 수율(Z)은 초기 시료 중량 대비 Y를 백분율로 나타내었다. 반응표면분석 결과, 반응온도($X_1$)가 furfural 수율에 가장 큰 영향을 주는 단일 독립변수로 나타났고, 두 변수의 영향을 보았을 때는 반응온도($X_1$)-산 농도($X_2$)의 상호작용이 furfural 수율에 가장 유의적인 인자로 확인되었다. 또한 반응표면분석법을 통해 예상된 약산 전처리의 최대 furfural 수율 조건은 반응온도($X_1$) $184^{\circ}C$, 산 농도($X_2$) 1.17%, 반응시간($X_3$) 5분이었으며 예상되는 최대 furfural 수율은 초기 시료 중량 대비 6.37%로 나타났다. 상기 최적 조건에서 실제 전처리를 수행한 결과, 생산된 furfural은 6.21%로 예상 수율과 근접하였으며 이를 통해 반응표면분석법을 이용하여 약산 전처리한 신갈나무의 액상 가수분해물로부터 생산된 furfural의 최적 수율 모델을 구축할 수 있었다.

토모테라피 치료 시 MVCT Image의 Slice Thickness 차이에 따른 선량 비교 (Extra Dose Measurement of Differential Slice Thickness of MVCT Image with Helical Tomotherapy)

  • 이병구;강수만
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.145-149
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    • 2013
  • 의료용 선형가속기 (linear accelerator)와 나선형 컴퓨터 단층 촬영 장치 (helical computed tomography scanner)의 결합 장치인 토모테라피는 세기 변조 방사선 치료 (intensity modulated radiation therapy(IMRT))의 큰 혁신을 이끌었다. 토모테라피 치료 과정에서, Megavoltage computed tomography (MVCT) 영상획득은 치료 환자의 정확한 자세 정렬을 위해 치료 전 또는 후에 이용된다. 그러나 이는 환자의 총 선량을 증가시키는 결과를 만들며, 본 연구는 이처럼 MVCT 영상 획득 시 증가되는 선량을 Cylindrical "Cheese" Phantom을 이용하여 측정, 비교하였다. 각각의 pitch 별로 (1, 2, 3 mm) 동일한 개수의 slice (10 slice), 그리고 동일한 length (약 9 cm)를 scanning하여, 이때의 선량 (MVCT Scanning Dose)을 A1SL ion chamber를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 동일한 Slice 개수 (각각의 pitch 당 10개)일 때, MVCT scanning dose의 평균값은 각각 (pitch 1, 2, 3mm) 2.24 cGy, 1.02 cGy, 0.81 cGy가 측정되었다. 동일한 length에서 MVCT scanning dose의 평균값은 각각 (pitch 1, 2, 3mm) 2.47 cGy, 1.28 cGy, 0.88 cGy가 측정되었다. 이는 할당된 pitch와 scanning length가 MVCT scanning dose에 큰 영향을 미치는 가장 중요한 매개 변수임을 말하며, pitch는 MVCT scanning dose와 역비례 관계를 나타냈다. 때문에 적절한 pitch와 scanning length의 선택으로 치료 선량 외의 추가 선량을 최소로 줄여야 하겠다.

업종별 산업폐수중 수질오염물질 배출 특성 및 개연성 평가 연구 (Study on Discharge Characteristics of Water Pollutants among Industrial Wastewater per Industrial Classification and the Probability Evaluation)

  • 안태웅;김원기;손대희;염익태;김재훈;유순주
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.14-24
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    • 2016
  • 업종별 수질오염물질 배출 목록은 산업폐수 배출시설을 인허가할 때, 해당 시설 또는 업종에서 관리해야 하는 배출 가능한 수질오염물질을 정확히 검토하기 위함은 물론이고, 오염방지시설의 설계에도 필수적인 가장 기초적인 자료이다. 본 연구에서는 우리나라 폐수배출시설 3개 업종을 대상으로 수질오염물질 배출목록을 작성하기 위하여 해당 사업장의 일반현황 및 처리시설 운영 등에 대한 기초자료 수집과 해당 사업장에서 배출하고 있는 산업폐수중 특정수질유해물질을 비롯한 수질오염물질에 대한 수질 분석을 수행하였다. 본 연구의 조사대상 업종별 수질오염물질 배출목록을 확정하기 위해서 정상적인 시설운영 과정에서 해당물질이 폐수중으로 실제 배출될 수 있는 개연성을 확인하였다. 이를 위해, 먼저 원폐수 및 최종 배출수의 시료 분석에서 검출된 모든 수질오염물질을 평가대상으로 하고, 검출되지 않은 물질은 대상에서 제외한다. 다음으로 이들 평가대상 수질오염물질에 대하여 제조공정상에서 사용하는 각종 원료, 부원료, 불순물 등에서 포함될 가능성을 확인하고, 여기에서 확인될 경우 수질오염물질 배출목록으로 확정한다. 본 연구에서는 3개 업종을 대상으로 하였으며, 석유화학계 기초화합물 제조시설은 조사대상 물질 42종 중 특정수질유해물질 16종을 포함한 31종, 기타 기초유기화합물 제조시설은 특정수질유해물질 14종을 포함한 30종, 화력발전시설은 특정수질유해물질 8종을 포함한 20종의 수질오염물질이 배출목록으로 확정되었다. 본 연구에서는 수질분석과 개연성 평가를 통해 보다 객관적이고 타당성 있는 업종별 수질오염물질 배출목록을 작성하였다.

논벼 장.단간품종의 증발산제계수와 건물량과의 관계에 대한 연구(I) (Studies on Relations between Various Coeffcients of Evapo-Transpiration and Quantities of Dry Matters for Tall-and Short Statured Varieties of Paddy Rice)

  • 류한열;김철기
    • 한국농공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.3361-3394
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    • 1974
  • The purpose of this thesis is to disclose some characteristics of water consumption in relation to the quantities of dry matters through the growing period for two statured varieties of paddy rice which are a tall statured variety and a short one, including the water consumption during seedling period, and to find out the various coefficients of evapotranspiration that are applicable for the water use of an expected yield of the two varieties. PAL-TAL, a tall statured variety, and TONG-lL, a short statured variety were chosen for this investigation. Experiments were performed in two consecutive periods, a seedling period and a paddy field period, In the investigation of seedling period, rectangular galvanized iron evapotranspirometers (91cm${\times}$85cm${\times}$65cm) were set up in a way of two levels (PAL-TAL and TONG-lL varieties) with two replications. A standard fertilization method was applied to all plots. In the experiment of paddy field period, evapotanspiration and evaporation were measured separately. For PAL-TAL variety, the evapotranspiration measurements of 43 plots of rectangular galvanized iron evapotranspirometer (91cm${\times}$85cm${\times}$65cm) and the evaporation measurements of 25 plots of rectangular galvanized iron evaporimeter (91cm${\times}$85cm${\times}$15cm) have been taken for seven years (1966 through 1972), and for TONG-IL variety, the evapotranspiration measurements of 19 plots and the evaporation measurements of 12 plots have been collected for two years (1971 through 1972) with five different fertilization levels. The results obtained from this investigation are summarized as follows: 1. Seedling period 1) The pan evaporation and evapotranspiration during seedling period were proved to have a highly significant correlation to solar radiation, sun shine hours and relative humidity. But they had no significant correlation to average temperature, wind velocity and atmospheric pressure, and were appeared to be negatively correlative to average temperature and wind velocity, and positively correlative to the atmospheric pressure, in a certain period. There was the highest significant correlation between the evapotranspiration and the pan evaporation, beyond all other meteorological factors considered. 2) The evapotranpiration and its coefficient for PAL-TAL variety were 194.5mm and 0.94∼1.21(1.05 in average) respectively, while those for TONG-lL variety were 182.8mm and 0.90∼1.10(0.99 in average) respectively. This indicates that the evapotranspiration for TONG-IL variety was 6.2% less than that for PAL-TAL variety during a seedling period. 3) The evapotranspiration ratio (the ratio of the evapotranspiration to the weight of dry matters) during the seedling period was 599 in average for PAL-TAL variety and 643 for TONG-IL variety. Therefore the ratio for TONG-IL was larger by 44 than that for PAL-TAL variety. 4) The K-values of Blaney and Criddle formula for PAL-TAL variety were 0.78∼1.06 (0.92 in average) and for TONG-lL variety 0.75∼0.97 (0.86 in average). 5) The evapotranspiration coefficient and the K-value of B1aney and Criddle formular for both PAL-TAL and TONG-lL varieties showed a tendency to be increasing, but the evapotranspiration ratio decreasing, with the increase in the weight of dry matters. 2. Paddy field period 1) Correlation between the pan evaporation and the meteorological factors and that between the evapotranspiration and the meteorological factors during paddy field period were almost same as that in case of the seedling period (Ref. to table IV-4 and table IV-5). 2) The plant height, in the same level of the weight of dry matters, for PAL-TAL variety was much larger than that for TONG-IL variety, and also the number of tillers per hill for PAL-TAL variety showed a trend to be larger than that for TONG-IL variety from about 40 days after transplanting. 3) Although there was a tendency that peak of leaf-area-index for TONG-IL variety was a little retarded than that for PAL-TAL variety, it appeared about 60∼80 days after transplanting. The peaks of the evapotranspiration coefficient and the weight of dry matters at each growth stage were overlapped at about the same time and especially in the later stage of growth, the leaf-area-index, the evapotranspiration coefficient and the weight of dry matters for TONG-IL variety showed a tendency to be larger then those for PAL-TAL variety. 4) The evaporation coefficient at each growth stage for TONG-IL and PAL-TALvarieties was decreased and increased with the increase and decrease in the leaf-area-index, and the evaporation coefficient of TONG-IL variety had a little larger value than that of PAL-TAL variety. 5) Meteorological factors (especially pan evaporation) had a considerable influence to the evapotranspiration, the evaporation and the transpiration. Under the same meteorological conditions, the evapotranspiration (ET) showed a increasing logarithmic function of the weight of dry matters (x), while the evaporation (EV) a decreasing logarithmic function of the weight of dry matters; 800kg/10a x 2000kg/10a, ET=al+bl logl0x (bl>0) EV=a2+b2 log10x (a2>0 b2<0) At the base of the weight of total dry matters, the evapotranspiration and the evaporation for TONG-IL variety were larger as much as 0.3∼2.5% and 7.5∼8.3% respectively than those of PAL-TAL variety, while the transpiration for PAL-TAL variety was larger as much as 1.9∼2.4% than that for TONG-IL variety on the contrary. At the base of the weight of rough rices the evapotranspiration and the transpiration for TONG-IL variety were less as much as 3.5% and 8.l∼16.9% respectively than those for PAL-TAL variety and the evaporation for TONG-IL was much larger by 11.6∼14.8% than that for PAL-TAL variety. 6) The evapotranspiration coefficient, the evaporation coefficient and the transpiration coefficient and the transpiration coefficient were affected by the weight of dry matters much more than by the meteorological conditions. The evapotranspiratioa coefficient (ETC) and the evaporation coefficient (EVC) can be related to the weight of dry matters (x) by the following equations: 800kg/10a x 2000kg/10a, ETC=a3+b3 logl0x (b3>0) EVC=a4+b4 log10x (a4>0, b4>0) At the base of the weights of dry matters, 800kg/10a∼2000kg/10a, the evapotranspiration coefficients for TONG-IL variety were 0.968∼1.474 and those for PAL-TAL variety, 0.939∼1.470, the evaporation coefficients for TONG-IL variety were 0.504∼0.331 and those for PAL-TAL variety, 0.469∼0.308, and the transpiration coefficients for TONG-IL variety were 0.464∼1.143 and those for PAL-TAL variety, 0.470∼1.162. 7) The evapotranspiration ratio, the evaporation ratio (the ratio of the evaporation to the weight of dry matters) and the transpiration ratio were highly affected by the meteorological conditions. And under the same meteorological condition, both the evapotranspiration ratio (ETR) and the evaporation ratio (EVR) showed to be a decreasing logarithmic function of the weight of dry matters (x) as follows: 800kg/10a x 2000kg/10a, ETR=a5+b5 logl0x (a5>0, b5<0) EVR=a6+b6 log10x (a6>0 b6<0) In comparison between TONG-IL and PAL-TAL varieties, at the base of the pan evaporation of 343mm and the weight of dry matters of 800∼2000kg/10a, the evapotranspiration ratios for TONG-IL variety were 413∼247, while those for PAL-TAL variety, 404∼250, the evaporation ratios for TONG-IL variety were 197∼38 while those for PAL-TAL variety, 182∼34, and the transpiration ratios for TONG-IL variety were 216∼209 while those for PAL-TAL variety, 222∼216 (Ref. to table IV-23, table IV-25 and table IV-26) 8) The accumulative values of evapotranspiration intensity and transpiration intensity for both PAL-TAL and TONG-IL varieties were almost constant in every climatic year without the affection of the weight of dry matters. Furthermore the evapotranspiration intensity appeared to have more stable at each growth stage. The peaks of the evapotranspiration intensity and transpiration intensity, for both TONG-IL and PAL-TAL varieties, appeared about 60∼70 days after transplanting, and the peak value of the former was 128.8${\pm}$0.7, for TONG-IL variety while that for PAL-TAL variety, 122.8${\pm}$0.3, and the peak value of the latter was 152.2${\pm}$1.0 for TONG-IL variety while that for PAL-TAL variety, 152.7${\pm}$1.9 (Ref.to table IV-27 and table IV-28) 9) The K-value in Blaney & Criddle formula was changed considerably by the meteorological condition (pan evaporation) and related to be a increasing logarithmic function of the weight of dry matters (x) for both PAL-TAL and TONG-L varieties as follows; 800kg/10a x 2000kg/10a, K=a7+b7 logl0x (b7>0) The K-value for TONG-IL variety was a little larger than that for PAL-TAL variety. 10) The peak values of the evapotranspiration coefficient and k-value at each growth stage for both TONG-IL and PAL-TAL varieties showed up about 60∼70 days after transplanting. The peak values of the former at the base of the weights of total dry matters, 800∼2000kg/10a, were 1.14∼1.82 for TONG-IL variety and 1.12∼1.80, for PAL-TAL variety, and at the base of the weights of rough rices, 400∼1000 kg/10a, were 1.11∼1.79 for TONG-IL variety and 1.17∼1.85 for PAL-TAL variety. The peak values of the latter, at the base of the weights of total dry matters, 800∼2000kg/10a, were 0.83∼1.39 for TONG-IL variety and 0.86∼1.36 for PAL-TAL variety and at the base of the weights of rough rices, 400∼1000kg/10a, 0.85∼1.38 for TONG-IL variety and 0.87∼1.40 for PAL-TAL variety (Ref. to table IV-18 and table IV-32) 11) The reasonable and practicable methods that are applicable for calculating the evapotranspiration of paddy rice in our country are to be followed the following priority a) Using the evapotranspiration coefficients based on an expected yield (Ref. to table IV-13 and table IV-18 or Fig. IV-13). b) Making use of the combination method of seasonal evapotranspiration coefficient and evapotranspiration intensity (Ref. to table IV-13 and table IV-27) c) Adopting the combination method of evapotranspiration ratio and evapotranspiration intensity, under the conditions of paddy field having a higher level of expected yield (Ref. to table IV-23 and table IV-27). d) Applying the k-values calculated by Blaney-Criddle formula. only within the limits of the drought year having the pan evaporation of about 450mm during paddy field period as the design year (Ref. to table IV-32 or Fig. IV-22).

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