• Journal of Ecology and Environment
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• 제29권3호
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• pp.305-321
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• 2006

대기 산성 강하물 : 삼림의 질소 포화 한국의 연평균 습성 질소 강하량은 12.78(범위: $7.28{\sim}21.05)\;kgN{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이고, 이것에 건성 질소 강하량(43%)을 합하여 추정한 총질소 강하량은 18.26(10.41-30.10) $kgN{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이 된다. 이 질소 강하량은 유럽과 북미 북동부의 질소 강하량과 비슷한 수준이다. 대기 질소 강하량이 많은 온대 삼림은 질소로 포화된다. 질소로 포화된 삼림은 계류수와 토양에 질산이온 ($NO_3^-$)과 질산태질소/암모늄태질소이($NO_{3}^{-}-N/NH_{4}^{+}-N$)의 비가 높아지고, 잎의 질소 농도가 높아지므로 N/P비, N/K비 및 N/Mg 비가 높아지는 것으로 보아 무기 영양소 교란이 일어나며, 상해와 병해에 걸리기 쉬워지고 세근과 근균의 활성이 낮아짐으로써 생산성이 낮아진다. 그러고 혐질소성 종이 호질소성 종에 의하여 대치된다. 질소로 포화된 토양에서는 온실가스인 메탄($CH_4$)의 흡수가 감소되고 일산화질소 (NO)와 아산화질소 ($N_{2}O$)의 배출이 증가되어 지구온난화를 촉진할 수 있다. 이 종설은 한국의 33장소에서 6년 동안 ($1999{\sim}2004$) 측정한 부피가중 연평균 습성 질소 강하량이 삼림의 질소 포화 수준에 달하고, 광릉시험림분수계와 그 밖의 삼림 계류수의 $NO_3$ 유출량으로 미루어 보아 한국의 삼림에 질소 포화의 징후가 나타났음을 제시하며, 문헌 자료를 통해서 외국의 삼림에서 일어나는 질소 포화의 징후를 체계적으로 논하는 데 목적이 있다.

• 생명과학회지
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• 제28권10호
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• pp.1244-1253
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• 2018

반추위 속에는 박테리아, 고세균, 프로토조아, 곰팡이 및 바이러스와 같은 다양한 미생물들이 편성의 혐기조건에서 공생하고 있다. 사료의 발효에 중요한 역할을 하고 있는 반추위 미생물은 위내 발효과정에서 에너지 손실에 영향을 주는 메탄의 발생을 제외하면 에너지와 단백질 대사에 필수적인 다양한 휘발성 지방산을 생산한다. 반추위내 미생물의 이용효율을 개선시키기 위해 사료배합비조절, 천연사료첨가제, 생균제첨가 등의 다양한 접근방법들이 사용되고 있다. 최근에 반추위 군집에 대한 메타유전체 또는 메타전사체와 같은 차세대 유전체 해독기술 또는 차세대 시퀀싱 기술의 적용으로 반추위 미생물의 다양성 및 기능에 대한 이해가 크게 증가하였다. 특히 메타단백질체와 메타대사체는 반추위 생태계의 복잡한 미생물네트워크에 대한 더 깊은 통찰력을 제공할 뿐만 아니라, 다양한 반추가축용 사료에 대한 반응을 제공함으로서 생산효율을 개선시키는데 기여하였다. 본 논문에서는 반추위내 사료의 발효와 이용을 향상시키기 위한 메타오믹스 기술, 즉, 메타유전체, 메타전사체, 메타단백질체 및 메타대사체의 최신 응용기술을 요약하고자 한다.

• 산학경영연구
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• 제19권2호
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• pp.69-94
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• 2006

매립된 패기물의 분해과정에서 생성되는 부산물로서의 매립가스는 악취와 환경오염을 유발하는 유해한 가스로 여겨져 왔다. 그러나 발열량이 $5,000kcal/m^3$에 달하는 매립가스의 특성은 에너지원으로써의 활용가치가 탁월한데다 지구온난화의 주범으로 떠오르면서 그 회수 필요성이 더욱 강조되고 있어, 재생에너지로서의 매립가스를 대체에너지 자원으로 이용하려는 추세는 매우 고무적인 현상이라 하겠다. 현재 우리나라의 매립가스자원화 사업은 가스엔진을 이용한 전력생산이 대부분을 차지하고 있으며, 부분적으로 중질가스와 고질가스의 활용에도 관심을 보이고 있다. 가스발전기의 가동률과 전력단가의 변동을 고려하여 매립가스의 경제성을 분석해본 결과, 초기 투자비 회수와 지속적인 수익성 확보를 위해서는 최소한 10년 이상의 발전사업 운영 및 전력판매 단가의 현실화가 요구되고 있다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.9-15
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• 2016

가스연료인 LPG와 CNG는 청정 대체연료로서 차량용 연료로 많이 사용되고 있다. 특히 CNG의 경우 저탄소 연료로서 온실가스 배출량 저감에 기여할 수 있다, LPG의 경우 가솔린 차량과 거의 동등한 성능을 가지면서도 연료가격이 저렴하여 택시에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 동일차량에서 LPG와 CNG를 사용하여 배출가스와 최근 문제가 되고 있는 입자상물질의 배출개수(PN; particle number)에 대하여 비교하였다. 차대동력계를 이용하여 FTP-75와 WLTC 모드에 대하여 시험을 진행하였다. PN은 두 대의 CPC(Condensation Particle Counter)를 이용하여 5 nm 이상과 23 nm 이상의 입자에 대하여 배출 개수를 측정하였다. 배출가스에 있어서는 CO2의 경우 LPG 차량이, 메탄의 경우 CNG 차량이 많이 배출되었다. PN의 경우 두 연료에서 배출되는 PN은 비슷한 수준이었으며, WLTC 에서 고속운전하는 동안 23 nm 이하 크기의 입자 배출 개수가 많았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제50권6호
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• pp.634-643
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• 2017

No-tillage is an effective practice to save labor input and reduce methane emission from the paddy. Effects of tillage and cultivation methods on carbon accumulation and soil properties were investigated in the treatments of tillage-transplanting (T-T), tillage-wet hill seeding (T-WS), minimum tillage-dry seeding (MT-S) and no-tillage dry seeding (NT-S) of rice. Soil carbon was higher in NT-S and MT-S, compared to T-T and T-WS. In NT-S and MT-S, soil carbon contents were the highest in the top soil (5 cm depth) and decreased with soil depth. In T-T and T-WS, however soil carbon contents showed no significant difference up to soil depth of 15 cm from the top. Carbon content was the highest in the soil particle size under $106{\mu}m$ and decreased as the soil particle size increased. Contents of water-stable aggregates in NT-S and MT-S were higher than those of T-T and T-WS. In NT-S and MT-S, contents of water-stable aggregates were the highest in the top soil and significantly decreased with soil depth while no significant difference up to the soil depth of 15 cm in T-T and T-WS. Available $SiO_2$ contents in the top soil were the highest in NT-S and MT-S while the lowest in T-T and T-WS. It is concluded that minimum or no disturbance of soil in rice cultivation can increase carbon accumulation in the soil, especially in the top layer, and subsequently contribute to the formation of the water-stable soil aggregates.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.81-86
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• 2019

금속산화물/그래핀 복합체는 고감도 가스센서 및 고용량의 이차전지와 같은 첨단 응용 분야에 활용될 수 있는 유망한 기능성 소재로 알려져 있다. 본 연구에서는 이산화주석($SnO_2$) 나노구조물을 두 영역 전기로 장치를 이용하여 화학적으로 합성된 그래핀 나노시트 위에 성장시켰다. 대면적의 그래핀 나노시트는 Cu foil 위에 열화학기상증착 장비를 이용하여 메탄가스와 수소가스로 합성하였다. 화학적으로 합성된 그래핀 나노시트는 PMMA를 이용하여 세척된 Si 기판위에 전사시켰고, $SnO_2$ 나노구조물은 그래핀 나노시트 위에 $424^{\circ}C$, 3.1 Torr 조건에서 3시간동안 성장시켰다. 합성된 그래핀의 품질과 성장된 $SnO_2$ 나노구조물의 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 확인하였다. 그래핀 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물의 표면형상은 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였다. 그 결과 합성된 그래핀 나노시트는 이중층 그래핀이었고, 그래핀 위에서 성장된 산화주석은 $SnO_2$ 상을 가지고 있었다. 그래핀 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물은 복잡한 표면형상을 나타내었는데, 이것은 Si 기판 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물이 nano-dots 형태인 것과 비교된다. 그래핀 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물이 복잡한 형상을 갖는 것은 그래핀 표면의 기능기의 영향인 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권3호
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• pp.141-148
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• 2021

솔라 쉐어링이라고도 불리는 영농형 태양광은 작물의 광포화점 이상의 태양광을 솔라 패널을 이용한 발전에 활용하는 개념으로, 잉여 태양광 차단에 따른 지면에 입사하는 태양복사 에너지의 감소로 인한 증발산량 감소와 함께 지면 냉각 효과로 메탄 배출량도 줄이는 효과를 가져올 수 있어 기후 스마트 농업을 구현할 수 있는 기술로 기대되고 있다. 본 연구에서는 파주 영농형 태양광 시설 하부 및 외부 논에 상/하향 장/단파 복사, 기온, 습도, 지온, 수온, 풍향, 풍속 등을 관측하는 자동기상관측장비를 설치하여 시설 하부와 외부의 농업환경을 관측하고 비교함으로써, 영농형 태양광이 농가에 태양광 발전을 통한 부가적인 수입을 안기면서 재배 시 발생하는 물 소비와 메탄 배출을 줄이는 기후 스마트 농업 실현에 적합한지 그 가능성을 확인해 보았다. 관측 기간 동안 영농형 태양광 시설 하부의 평균 일사량은 노지 일사량의 약 70% 정도였으며, 영농형 태양광 시설 하부 논과 노지 논에서 기온의 차이는 거의 없었지만 지온과 수온은 명확한 차이가 확인되었다. 실제로 이러한 환경의 차이가 물 소비량 및 온실가스 배출량 감소로 이어지는지 플럭스 실측을 통한 확인이 요구된다.

• 한국가스학회지
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• 제25권2호
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• pp.34-41
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• 2021

국내에서 사용되는 천연가스가 저열량화 되면서 발생할 수 있는 문제점에 대응하기 위해서는 국내 산업용 가스기기에 미칠 수 있는 문제점을 사전에 파악하고, 이를 기반으로 에너지의 효율적인 사용을 위한 대응방안이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 EURO-6 규제를 대응하는 희박연소방식의 천연가스 엔진을 이용할 경우, 저열량 가스의 도입으로 인한 엔진 출력성능과 효율의 저하 문제를 해결하기 위해, 실험을 토대로 한 구체적인 제어방안과 결과를 제시하고자 하였다. 전부하 운전조건인 1,400 rpm의 엔진 회전수에서 스로틀이 전부 개방된 전부하 조건과 정격운전조건의 엔진회전수인 2,100 rpm, 450 Nm의 토크 조건에서 점화시기로 대표되는 제어변수에 의한 개선효과 확인을 위해, 각 가스연료에 대해서 점화시기를 변경하여 열효율 및 배출가스특성을 파악하고 최적화하였다. 전부하조건에서 토크를 기준으로 가장 낮은 값을 보이는 순수메탄의 경우 기준 조건에서 약 2 CAD 정도 점화시기를 진각하면 NOx 배출의 큰 증가 없이 토크를 보상할 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1058-1064
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• 2012

녹비작물은 토양에 환원하여 이용하면 화학비료 절감, 토양의 물리화학적 특성 개량, 토양유실방지, 경관조성 등 다양한 역할을 수행한다. 녹비작물을 농경지에 환원하는 과정에서 발생될 수 있는 탄소 변화를 알아보고자 논토양에 녹비보리, 헤어리베치, 헤어리베치/보리, 화학비료구를 처리하였다. 겨울동안 녹비작물을 통하여 흡수된 탄소량은 헤어리베치는 1.22 ton $ha^{-1}$, 녹비보리는 1.24 ton $ha^{-1}$이었으며 헤어리베치/보리 혼파구는 1.54 ton $ha^{-1}$ 이었다. 토양 탄소함량은 벼 이앙 7일전에 가장 높았으며 이후부터 점차 낮아져 수확기까지 비슷한 경향이었다. 녹비종류별로는 헤어리베치와 녹비보리구에서 헤어리베치/보리 혼파구보다 높았다. 메탄 발생량은 모든 처리에서 이앙 후 7일에 가장 높았으며, 녹비 환원구에서 화학비료구보다 약 17 ~ 25배 더 많았다. 녹비종류별 메탄 발생량은 헤어리베치, 헤어리베치/보리, 녹비보리 순이었다. 벼 식물체의 탄소 흡수량은 벼 재배기간 동안 계속 증가하였으며 녹비종류별로는 차이를 보이지 않았다. 수확기의 정조와 볏짚 생산량은 녹비환원구에서 화학비료구보다 5 ~ 13% 많았으며 특히 헤어리베치/보리 혼파구에서는 14.07 ton $ha^{-1}$으로 가장 많이 생산되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.187-194
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• 2011

최근 국제법에 의해 하수처리장에서 발생되는 슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 하수처리 과정 중 발생된 슬러지의 처리방법이 문제가 되고 있다. 일반적으로 하수 및 슬러지는 혐기성조건에서 최종처리되며, 이과정 중 메탄$(CH_{4})$ 및 아산화질소$(N_{2}O)$가 배출되어 하수처리장은 지구온난화가스의 배출원으로 알려져 있다. 따라서, 하수처리장에서 발생하는 지구온난화 가스 배출량을 고려할 필요가 있으며, 지구온난화 가스 배출을 최소화할 수 있는 최적의 하수처리 공정 및 슬러지처리에 대한연구 필요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 주요생물학적 하수처리공정에 따른 온실가스 발생량 및 슬러지 배출량을 계산하며, 이에 따라 온실가스 배출을 최소화하는 하수 및 슬러지처리방법을 제시하고자 한다. 생물학적 하수처리공정으로는 Anaerobic/Anoxic/Oxidation$(A_{2}O)$, Bardenpho, Virginia Initiative Plant (VIP), University of Cape Town(UCT)을 이용하였으며, 동력학적 하수처리모델링 프로그램인 GPS-X를 이용해 본 공정의 모델링을 수행하였다. 이를 바탕으로 하수처리과정에서 발생하는 온실가스 및 슬러지 배출량을 계산하며, 이를 통해 온실가스 배출을 최소화하는 공정을 선택하였다. 온실가스 및 슬러지 배출량은 2006 IPCC 가이드라인에서 제시한 식을 통해 계산되었다. 또한 다양한 슬러지 처리 시나리오(퇴비화, 소각, 매립)에 대한 환경성평가를 수행하였으며, 이를 통해 각 시나리오의 결과를 하나의 지표로써 비교 평가하였다. 본 연구결과, 4가지 하수처리공법 중 Bardenpho 공법에서 환경성이 가장 좋은 것으로 나타났으며, 슬러지 처리 시나리오 중 퇴비화가 온실가스를 가장 적게 배출하였다.