• 제목/요약/키워드: photochemical reduction

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전과정평가를 통한 폐촉매 재활용 기술의 환경성 분석 (Environmental analysis on Waste Catalyst Recycling Technology using Life Cycle Assessment)

  • Ahn, Joong Woo;Pak, Jong-Jin
    • 자원리싸이클링
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    • 제27권1호
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    • pp.64-73
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    • 2018
  • 본 연구는 탈황 폐촉매 금속회수 재활용 기술에 대한 전과정평가 수행을 통해 해당 기술의 환경성 및 환경영향에 기여하는 주요 이슈를 규명하여 친환경적인 재활용 기술이 되도록 하는 개선안을 제시하고, 탈황 폐촉매 재활용 기술의 미적용 시 소각 처리되는 경우와의 비교를 통해 탈황 폐촉매 재활용 기술의 환경적 가치를 규명하고자 한다. 본 연구에서는 환경부의 환경성적표지인증제도의 영향평가 방법인 환경부 영향평가 방법론을 활용하여 지구온난화, 자원소모, 산성화, 부영양화, 광화학적산화물생성, 오존층파괴를 대상으로 환경영향을 도출하였다. 분석 결과, 탈황촉매 1 ton 처리 시 환경영향은 각각 지구온난화 3.53E+00 ton $CO_2-eq.$, 자원소모 1.73E-02 ton Sb-eq., 산성화 5.13E-03 ton $SO_2-eq.$, 부영양화 9.16E-04 ton $PO{_4}^{3-}eq.$, 광화학적산화물생성 1.94E-03 ton $C_2H_4-eq.$, 오존층파괴 1.11E-07 ton CFC-eq.로 나타났다. 전체 공정 중 용융환원 공정이 환경영향을 발생시키는 주요 공정이며, 투입 산출물 중 용융환원공정에서 사용되는 전기가 전체 환경영향에 기여하는 영향이 가장 큰 것으로 나타났다.

The effect on photosynthesis and osmotic regulation in Beta vulgaris L. var. Flavescens DC. by salt stress

  • Choi, Deok-Gyun;Hwang, Jeong-Sook;Choi, Sung-Chul;Lim, Sung-Hwan;Kim, Jong-Guk;Choo, Yeon-Sik
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제39권1호
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    • pp.81-90
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    • 2016
  • This study was to investigate the effect of salt stress on physiological characteristics such as plant growth, photosynthesis, solutes related to osmoregulation of Beta vulgaris. A significant increase of dry weight was observed in 50 mM and 100 mM NaCl. The contents of Chl a, b and carotenoid were lower in NaCl treatments than the control. On 14 day after NaCl treatment, photosynthetic rate (PN), the transpiration rate (E) and stomatal conductance of CO2 (gs) were reduced by NaCl treatment. On 28 day after NaCl treatment, the significant reduction in gs and E was shown in NaCl 200 mM. However, PN and water use efficiency (WUE) in all NaCl treatments showed higher value than that of control. Total ion contents (TIC) and osmolality were higher than the control. On 14 day after treatment, the contents of proline (Pro) increased significantly in 200 mM and 300 mM NaCl concentration compared with control, whereas on 28 day in all treatments it was lower than that of the control. The contents of glycine betaine (GB) increased with the increase of NaCl concentration. The contents of Na+, Cl-, GB, osmolality and TIC increased with the increase of NaCl concentrations. These results suggested that under severe NaCl stress conditions, NaCl treatment did not induce photochemical inhibition on fluorescence in the leaves of B. vulgaris, but the reduction of chlorophyll contents was related in a decrease in leaf production. Furthermore, increased GB as well as Na+ and Cl- contents resulted in a increase of osmolality, which can help to overcome NaCl stress.

저선량 $\gamma$선 조사가 참박의 초기 생육과 효소 활성 및 광합성 능에 미치는 영향 (Effects of Low Dose $\gamma$-Radiation on the Growth, Activities of Enzymes and Photosynthetic Activities of Gourd (Lagenaria siceraria))

  • 이혜연;김재성;백명화;이영근;임돈순
    • 환경생물
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    • 제20권3호
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    • pp.197-204
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    • 2002
  • 저선량 $\gamma선 조사가 참박의 초기생육과 생리활성에 미치는 효과를 알아보기 위하여 참박 종자에 $\gamma선을 0-2O Gy 수준으로 조사하여 생육을 관찰하였다. 저선량 $\gamma선에 의한 참박의 초기생육은 대조구에 비해 4-16Gy에서 다소 증가하였고, 생육 조사시 측정한 자엽의 경우 catalase와 Peroxidase 활성이 대조구에 비해 8 Gy 조사구에서 가장 높았으며 본엽은 peroxidase활성이 4 Gy 조사구에서 확연히 증가하였다. 저선량 $\gamma선을 조사한 박 식물체의 광 스트레스에 대한 반응효과는 광계II의 광화학적 효율이 대조구와 8 Gy의 경우 50% 정도 감소되었으나 4 Gy에서는 40% 정도의 감소를 보였다. 반면 Fo는 광저해가 진행됨에 따라 약간의 증가를 보였으나 대조구나 저선량 조사구사이의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 광계II의 광양자 수율, $\varphi_{PSII}$과 광계II 반응중심의 흥분 포획능, 1/Fo-l/Fm 또한 광저해가 진행되는 동안 감소하여 $\varphi_{PSII}$는 대조구와 8 Gy의 경우 20% 정도 감소를 보인 반면 4 Gy 조사구는 15%의 감소를 보였고, 1/Fo-lF/m은 대조구와 8 Gy는 55%, 4 Gy는 45%의 감소를 나타냈다. 비광화학적 소멸인 NPQ는 대조구와 저선량 조사구 모두 70% 정도 감소되는 경향을 보였다. 이러한 결과를 볼 때 종자의 종피를 투과한 저선량의 $\gamma선이 참박의 생육을 촉진시키고 4 Gy에서 광 스트레스에 대한 저해가 감소되었다.

서울시 도로변, 터널 및 주거지역 대기 중 유해 휘발성 유기화합물의 특성 (Characteristics of Hazardous Volatile Organic Compounds (HVOCs) at Roadside, Tunnel and Residential Area in Seoul, Korea)

  • 이제승;최유리;김현수;어수미;김민영
    • 한국대기환경학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.558-568
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    • 2011
  • Hazardous volatile organic compounds (HVOCs) have been increasingly getting concern in urban air chemistry due to photochemical smog as well as its toxicity or potential hazards. In this study, we investigated their concentrations and the properties in tunnel, urban roadside and residential area. As a result, among 36HVOCs measured in this study, BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) and dichlorodifluoromethane, 1,2,4-trimethylbenzene, trichlorofluoromethane were detected above the concentration of $1{\mu}g/m^3$ in every sampling site and the most abundant compound was toluene. The other compounds were detected at trace level or below the detection limit. In addition, we found that three CFCs (chlorofluorocarbons), such as CFC-12, CFC-11, CFC-113, were persistently detected because of the emission in the past. Toluene to benzene ratio (T/B) at tunnel and roadside were calculated to be 4.3~5.3 and at residential area 15.4, suggesting that the residential area had several emission sources other than car exhaust. The ratio of X/E (m,p-xylene to ethylbenzene) ratio was calculated to be 1.8~2.1 at tunnel, 1.7 at roadside and 1.2 at residential area, which means this ratio reflected well the relative photochemical reactivity between these compounds. Good correlation between m,p-xylene and ethylbenzene ($r^2$ > 0.85) were shown in every study sites. This indicated that correlation between $C_2$-alkylbenzenes were not severely affected by 3-way catalytic converter. In this study, it was demonstrated that the concentration of benzene was very low, compared with national air quality standard (annual average of $5{\mu}g/m^3$). Its concentration were $2.52{\mu}g/m^3$ in roadside and $1.34{\mu}g/m^3$ in residential area. We thought this was the result of persistent policy implementation including the reduction of benzene content in gasoline enforced on January 1, 2009.

Air Pollution Trends in Japan between 1970 and 2012 and Impact of Urban Air Pollution Countermeasures

  • Wakamatsu, Shinji;Morikawa, Tazuko;Ito, Akiyoshi
    • Asian Journal of Atmospheric Environment
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    • 제7권4호
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    • pp.177-190
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    • 2013
  • Air pollution trends in Japan between 1970 and 2012 were analyzed, and the impact of air pollution countermeasures was evaluated. Concentrations of CO decreased from 1970 to 2012, and in 2012, the Japanese environmental quality standard (EQS) for CO was satisfied. Concentrations of $SO_2$ dropped markedly in the 1970s, owing to use of desulfurization technologies and low-sulfur heavy oil. Major reductions in the sulfur content of diesel fuel in the 1990s resulted in further decreases of $SO_2$ levels. In 2012, the EQS for $SO_2$ was satisfied at most air quality monitoring stations. Concentrations of $NO_2$ decreased from 1970 to 1985, but increased from 1985 to 1995. After 1995, $NO_2$ concentrations decreased, especially after 2006. In 2012, the EQS for $NO_2$ was satisfied at most air quality monitoring stations, except those alongside roads. The annual mean for the daily maximum concentrations of photochemical oxidants (OX) increased from 1980 to 2010, but after 2006, the $98^{th}$ percentile values of the OX concentrations decreased. In 2012, the EQS for OX was not satisfied at most air quality monitoring stations. Non-methane hydrocarbon (NMHC) concentrations generally decreased from 1976 to 2012. In 2011, NMHC concentrations near roads and in the general environment were nearly the same. The concentration of suspended particulate matter (SPM) generally decreased. In 2011, the EQS for SPM was satisfied at 69.2% of ambient air monitoring stations, and 72.9% of roadside air-monitoring stations. Impacts from mineral dust from continental Asia were especially pronounced in the western part of Japan in spring, and year-round variation was large. The concentration of $PM_{2.5}$ generally decreased, but the EQS for $PM_{2.5}$ is still not satisfied. The air pollution trends were closely synchronized with promulgation of regulations designed to limit pollutant emissions. Trans-boundary OX and $PM_{2.5}$ has become a big issue which contains global warming chemical species such as ozone and black carbon (so called SLCP: Short Lived Climate Pollutants). Cobeneficial reduction approach for these pollutants will be important to improve both in regional and global atmospheric environmental conditions.

PEG농도에 따른 사시나무의 내건성과 광합성 특성의 변화 (Changes of Drought Tolerance and Photosynthetic Characteristics of Populus davidiana Dode According to PEG Concentration)

  • 오창영;한심희;김용율;이재천
    • 한국농림기상학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.296-302
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    • 2005
  • 건조 스트레스에 의한 광합성 기구의 피해 양상을 파악하기 위하여 사시나무를 대상으로 광합성 특성의 변화를 조사하였다. 사시나무의 뿌리를 채취하여 근 맹아를 유도하고 각 개체를 증식한 후 실험에 사용하였다. 건조처리는 PEG농도를 무처리구인 대조구와 $0\%,\;2\%,\;5\%,\;and\;10\%$ 처리구로 구분하여, 주1회 300ml씩 관수하여 4주 후 광합성 특성과 광화학계 및 탄소고정계를 분석하였다 수분스트레스의 강도가 증가함에 따라 사시나무의 광합성속도, 기공전도도 및 증산속도는 모두 감소하는 경향을 보였다. 광화학계에서 PEG 처리농도의 증가는 PSII의 양자수율을 감소시켰으며, 이러한 전자에너지 전달의 감소는 순양자수율도 감소시켰다. 한편 호흡속도는 PEG 처리 농도가 증가함에 따라 감소하였으나, 탄소고정계의 광호흡속도는 반대로 증가하였다. 결론적으로 사시나무는 건조스트레스를 받으면 광합성관련 기구가 매우 민감하게 반응하며, 그들의 민감성은 수분스트레스의 강도에 좌우된다. 한편 사시나무는 수분이용효율의 증가와 같은 수분스트레스에 대한 내성 조절 능력을 보여준다.

전과정평가를 이용한 석유화학 폐수처리슬러지의 매립처리에 대한 환경영향평가 (Environmental Impact Evaluation on Landfill Treatment of Petro-Chemical Wastewater Sludge by Life Cycle Assessment)

  • 김형우;박흥석
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.589-595
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    • 2016
  • 본 연구는 전과정평가 기법으로 석유화학업체에서 발생하는 폐수처리슬러지의 매립처리에 대한 잠재적인 환경영향을 평가하고 매립가스 활용에 의한 환경영향의 저감을 평가하였다. 본 연구의 기능단위는 '폐수처리슬러지 1 ton의 매립'이며, 시스템경계는 폐수처리슬러지가 매립장으로 투입 처리되는 과정을 포함하며 외부에너지 생산 및 이용까지 확장하였다. 환경영향은 매립공정 및 침출수처리공정에서 높게 나타났으며, 지구온난화 및 광화학적산화물생성은 매립공정에서, 자원고갈, 산성화, 부영양화, 오존층파괴는 침출수처리공정에서 높게 나타났다. 영향범주별 주요원인물질은 Crude oil(자원고갈), $NO_X$(산성화, 부영양화), $CH_4$(지구온난화, 광화학적산화물생성), $Cl_2$(오존층파괴) 이었다. 자원고갈, 산성화, 부영양화는 침출수처리과정 중 사용되는 전기의 생산에 의한 부하가 주원인으로 나타났으며, 지구온난화, 광화학적산화물생성은 포집되지 않는 매립가스에 포함된 메탄이 주원인이었다. 이에 매립가스에 의한 전기 생산, 공정개선 등으로 전기사용량을 저감하거나 메탄가스 회수율 향상, Flaring system, 매립가스의 연료대체 등으로 메탄배출량을 저감하는 것이 환경영향을 저감하는 방안이 될 수 있다. 한편, 영향범주별 환경영향은 지구온난화-자원고갈-광화학적산화물생성 순으로 나타나 지구온난화가 약 90% 이상의 절대적 환경영향을 미치는 것으로 나타났다. 이에 환경영향을 줄이는데 메탄의 배출량을 저감하는 것이 전기사용량을 저감하는 것보다 우선순위가 높은 것으로 나타났다. 매립가스의 연료대체에 의한 회피효과를 검토한 결과, B-C유 또는 LNG를 대체할 경우 각각 32.7%, 12.0%의 환경영향을 저감할 수 있는 것으로 나타났다.

저선량 γ선 조사가 고추의 광합성과 광 스트레스 경감에 미치는 효과 (Effects of Low Dose γ-Radiation on Photosynthesis of Red Pepper (Capsicum annuum L.) and the Reduction of Photoinhibition)

  • 이혜연;백명화;박순철;박연일;김재성
    • 한국환경농학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.83-89
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    • 2002
  • 고추 종자에 저선량 $\gamma$선을 조사시킨 고추 식물체의 생육과 광합성 능 및 광 스트레스 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 저선량 4 Gy가 조사된 고추 식물체에서 광합성에 의한 산소발생이 대조구에 비해 1.5배정도 높은 것으로 나타났다. 고추 잎에 900 ${\mu}mol/m^2/s$의 빛의 세기로 광저해를 4시간 유도하였을 때 최대 광합성능 (Pmax)이 대조구의 경우 20%정도 감소되는 반면 4 Gy 조사구는 3% 정도의 감소를 보였다. Fv/Fm는 광저해가 진행됨에 따라 감소되는 경향을 보이며 대조구의 경우 4시간 처리시 Fv/Fm 값이 50% 정도 감소되는 것을 볼 수 있었다. 반면 4 Gy 조사구는 Fv/Fm값이 대략 37%정도 감소되어 대조구에 비해 광 스트레스에 대해 덜 민감한 것으로 나타났다. Fo는 광저해가 진행됨에 따라 거의 변화가 없었으며 대조구나 4 Gy조사구 사이의 차이도 거의 없는 것으로 나타났다. 광계II의 광양자 수율인 $\Phi_{PSII}$과 광계II 반응중심에 의한 여기 포획률을 나타내주는 1/Fo-1/Fm 또한 광저해가 진행됨에 따라 감소되었으며 4시간을 처리했을 경우 각각 대조구는 47%, 4 Gy 조사구는 30%의 감소를 볼 수 있었다. 비광화학적 소멸인 NPQ는 광저해가 진행됨에 따라 감소되는 경향을 보였으나 대조구와 4 Gy 조사구간에 차이는 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 볼 때 종자의 종피를 투과한 저선량의 $\gamma$선이 식물의 광합성을 증대시키고 동시에 광 스트레스에 대한 저해를 감소시키는 것으로 보인다.

LCA를 이용한 고속철도 건설단계에서의 환경부하 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Environmental Impact in Construction Sector of High-Speed Railway using LCA)

  • 이철;이재영;정우성;황용우
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.178-185
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    • 2014
  • 본 연구에서는 국내 고속철도노선 전과정 중 건설단계에 대하여 각 분야별(토목, 궤도, 건축 및 전철전력/신호통신분야) 주요 건설자재 및 중장비 에너지 사용량을 토대로 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA) 방법론을 적용하여 주요 환경부하 특성을 분석하였다. 그 결과, 분야별 환경영향 기여도는 토목분야가 약 89%로 가장 높게 나타났으며, 궤도 7%, 건축 2%, 전철전력분야 2% 순으로 나타났다. 가장 기여도가 높은 토목분야의 경우, 주요 영향평가 범주는 지구온난화, 자원고갈, 광화학산화물생성으로 각각 54%, 25%, 8%로 나타났으며, 주요 영향인자는 레미콘과 시멘트인 것으로 분석되었다. 향후 철도 건설단계에서의 전과정평가 적용은 정량적인 환경부하 산정을 통해 효율적인 저감방법을 도입할 수 있다.

A Case Study of Risk Assessment of Ozone Impact on Forest Tree Species in Japan

  • Watanabe, Makoto;Yamaguchi, Masahiro;Matsumura, Hideyuki;Kohno, Yoshihisa;Koike, Takayoshi;Izuta, Takeshi
    • Asian Journal of Atmospheric Environment
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    • 제5권4호
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    • pp.205-215
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    • 2011
  • Ozone ($O_3$) is a main component of photochemical oxidants and a phytotoxic air pollutant. Although the current levels of tropospheric $O_3$ in East Asia could adversely affect productivity of forest tree species, risk assessments of $O_3$ impact were limited. In this paper, we summarize the methodology of risk assessment of $O_3$ on forest tree species based on our two previous studies, risk assessments of $O_3$ impact on the growth of Fagus crenata by Watanabe et al. (2012) and on the annual carbon absorption of three representative conifers, Cryptomeria japonica, Pinus densiflora and Larix kaempferi by Watanabe et al. (2010). $O_3$ sensitivity of each tree species obtained from an experimental study, $O_3$ exposure and atmospheric N deposition based on field monitoring and vegetation survey were integrated by geographic information system method. Based on the results, we conclude that the area with high risk of $O_3$ impact does not necessarily correspond to the area with high $O_3$ exposure. The varieties of tree habitat, tree sensitivity to $O_3$ and annual carbon absorption among the tree species, and N deposition-induced change in the $O_3$ sensitivity of F. crenata are raised as the factors of discordance between areas with high risk and those with high $O_3$ exposure. In the last part of this paper, we discuss the present uncertainty and perspectives of risk assessment for the future studies on the impact of $O_3$ on forest tree species in East Asia.