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모형 재이용관을 이용한 하수재이용수의 부식 및 수질영향 연구 (Characteristics of Corrosion and Water Quality in Simulated Reclaimed Water Distribution Pipelines)

  • 강성원;이재영;이현동;김지은;곽필재
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.473-479
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    • 2012
  • 하수재이용은 부족한 수자원 문제를 해결할 수 있는 대표적인 대안으로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 하수재이용수의 공급시 관망내에서 일어날 수 있는 관의 부식과 수질변화에 대한 연구를 모형관망을 이용하여 수행하였다. 관 재질은 아연도강관(GSP), 주철관(CIP), 스테인레스강관(STSP), PVC관(PVCP)을 이용하였고, 하수재이용수와 수돗물을 각각 공급하여 비교 및 평가하였다. 하수재이용수를 모형관망에 공급하는 루프테스트를 수행한 결과, 관 재질별 시편의 무게 감소량은 CIP > GSP > STSP ${\approx}$ PVCP의 순으로 나타났다. 또한, 하수재이용수는 수돗물과 비교하여 부식속도가 높게 나타났는데, CIP의 경우, 하수재이용수의 초기 부식속도가 3.511 mdd, 수돗물은 2.064 mdd를 나타내었고, 90일간의 부식속도는 하수재이용수 0.833 mdd, 수돗물 0.294 mdd를 나타내었다. 또한, GSP도 하수재이용수의 초기 부식속도가 2.703 mdd, 수돗물은 2.499 mdd를 나타내었고, 90일간의 부식속도는 하수재이용수 0.349, 수돗물 0.248 mdd로 CIP에서 나타난 경향과 유사하였으며, 시간이 지남에 따라 부식속도가 감소하는 경향을 나타내었다. 루프테스트를 수행하는 과정에서 관 재질별로 하수재이용수의 수질변화를 관찰한 결과, 암모니아성 질소의 경우, 부식이 크게 발생한 CIP 및 GSP에서 부식이 발생하지 않은 STSP 및 PVCP와 비교하여 질산염으로 전환되는 비율이 월등히 높았고, 부식생성물이 가장 많은 CIP에서 질산성 질소의 탈질이 가장 높게 일어나는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, CIP에서는 SRB (Sulfur Reducing Bacteria)에 의한 황산이온의 소모가 나타났으며, EDS (Energy Dispersive X-ray spectrometer System) 분석 결과 MIC (Microbiologically Induced Corrosion)가 있었음을 확인할 수 있었다.

다공성 $ZrTiO_4$ 재료의 제조 및 특성 (Fabrication and characteristics of porous ceramics from $ZrTiO_4$ based ceramic material)

  • 허근;명성재;이용현;전명표;조정호;김병익;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.5-9
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    • 2008
  • 코디어라이트는 낮은 열팽창계수를 가지나, 디젤 배기가스 담체로써 사용하기에는 기계적 강도가 낮고, 황에 대한 내산성이 취약한 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 $SiO_2,\;Al_2O_3$, MoOx, $Cr_2O_3$$Nb_2O_5$가 첨가된 $ZrTiO_4$의 물성을 XRD, SEM, UTM 및 열팽창계수 측정 장치를 사용하여 측정하고 분석하였다. $ZrTiO_4$$TiO_2$$ZrO_2$를 출발원료로 볼빌에서 혼합한 후 $1240^{\circ}C$ 이상의 온도에서 3시간 하소함으로써 monoclinic 구조로 합성되었다. 꺽임강도 및 열팽창계수 측정용 시편은 $ZrTiO_4$와 첨가제를 혼합 성형하고, $1300^{\circ}C$에서 3 시간 소성함으로써 얻어졌다. 소결된 시편의 기공율은 첨가제의 함량이 5%로 증가함에 따라 첨가제의 종류에 관계없이 감소하였으나, 첨가제의 함량이 10% 로 증가하면 기공율은 포화되었다. 꺾임강도는 $Al_2O_3$를 5, 10 wt% 첨가 시 큰 폭으로 증가하였으나, 나머지 첨가제에 대해서는 꺾임강도가 감소하였다. $ZrTiO_4$의 열팽창계수 $(1000^{\circ}C)$$Nb_2O_5$를 제외하고는 첨가제가 증가할수록 계속적으로 감소하였으며, 특히, $SiO_2$가 첨가된 경우 가장 낮은 열팽창계수를 나타내었다.

인공산성우(人工酸性雨)가 소나무 및 개나리묘(苗)의 식물체내(植物體內) 함유성분(含有成分)에 미치는 영향(影響) (Effects of Simulated Acid Rain on Nutrient Contents of Pinus densiflora S. et Z. and Forsythia koreana Nak. Seedlings)

  • 정용문
    • 한국산림과학회지
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    • 제77권3호
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    • pp.259-268
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    • 1988
  • 인공산성우(人工酸性雨)가 소나무(Pinus densiflora) 유묘(幼苗)와 개나리(Forsythia koreana) 삽목묘(揷木苗)의 식물체내(植物體內) 함유성분(含有成分)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 소나무 식재(植栽)와 개나리 삽목(揷木)은 1986년(年) 3월(月) 25일(日) 묘포토양(苗圃土壤)과 사양질(砂壤質)의 산림토양(山林土壤)을 1:l(v/v)로 혼합(混合)하여 채운 pot에 실시(實施)되고, 해당지역(該當地域)의 30년간(年間)의 강우양식(强雨樣式)에 모의(模擬)(simulation)해서, 황산(黃酸)과 질산(窒酸)의 비율(比率)을 3 : 2(규정(規正) 농도(濃度))로 혼합(混合)하여 지하수(地下水)로 희석(稀釋)한 pH 2.0, pH 4.0 및 pH 5.5(대조용(對照用))의 산성우(酸性雨)를 난괴법(亂塊法) 3반복(反復) 시험구(試驗區)에 천연강우(天然降雨)를 차단(遮斷)한 가운데, 동년(同年) 5월(月) 1일(日)부터 8월(月) 31일(日)까지 4개월(個月)에 걸쳐 산포(散布)하고, 묘목(苗木)의 생장(生長)이 멈춘 시기(時期)에 시료(試料)를 채취(採取)하여 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같았다 ; 1) 식물체내(植物體內) 전질소(全窒素) 함량(含量)은 산성우(酸性雨) 처리(處理)에 두 수종(樹種) 모두 증가(增加) 경향(傾向)이 있었으며, 소나무는 뿌리와 1년생(年生) 줄기에서, 개나리는 잎과 뿌리에서 각각 차이(差異)가 있었다. 2) 식물체내(植物體內) 인산(燐酸)의 함량(含量)은 산성우(酸性雨) 처리(處理)에 두 수종(樹種) 모두 감소(減少) 경향(傾向)이 있었으며, 소나무는 뿌리에서, 개나리는 잎과 뿌리에서 큰 차이(差異)를 보였다. 3) $K_2O$, CaO 및 MgO의 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 두 수종(樹種) 모두 감소(減少)하였으며, 개나리가 소나무에 비해, 그리고 잎과 뿌리가 줄기 및 가지에 비해 민감(敏感)한 반응(反應)을 보였다. 4) 유황(硫黃)의 함량(含量)은 pH 2.0 처리(處理)에서 두 수종(樹種) 모두 크게 증가(增加)하였으며, 소나무는 잎과 뿌리에서, 개나리는 잎, 줄기, 뿌리의 전부위(全部位)에서 각각 처리간(處理間)에 고도(高度)의 유의차(有意差)를 보였다. 5) 인공산성우(人工酸性雨)의 산도수준(酸度水準) 및 수종(樹種)에 대한 반응(反應)을 종합(綜合)하면, 산도수준별(酸度水準別)로는 산성우(酸性雨)의 pH값이 낮야짐에 따라, 그리고 수종별(樹種別)로는 개나리가 소나무에 비해 민감(敏感)한 반응(反應)을 보였다.

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분생포자수(分生胞子數) 및 영양상태(營養狀態)가 고추 탄저병균(炭疽病菌)(Colletotrichum dematium f. sp. capsicum)의 분생포자(分生胞子) 발아(發芽)에 미치는 영향(影響) (Effect of Conidial Number and Nutrition on the Germination of Conidia in Colletotrichum dematium f. sp. capsicum Causing Red Pepper Anthracnose)

  • 정봉구;이상범
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.41-46
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    • 1986
  • 고추 탄저병균(炭疽病菌)(Colletrichum denzatium f. sp. capsicum)의 발아(發芽)에 미치는 영양원(營養源) 및 환경요인(環境要因)의 영향(影響)을 구명(究明)코져 slide 발아법(發芽法)으로 실시(實施)하여 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 고추 탄저병균(炭疽病菌) 분생포자(分生胞子) 발아(發芽)의 온도범위(溫度範圍)는 $15{\sim}35^{\circ}C$ 이고 최적온도(最適溫度)는 $28^{\circ}C$, pH 범위(範圍)는 $4.5{\sim}8.0$이고 최적(最適) pH 는 5.5 였고 상대습도(相對濕度)는 포화(飽和)에 가까운 90% 이상(以上)의 상대습도(相對濕度)에서 발아율(發芽率)이 현저(顯著)히 좋았다. 2. 고추 탄저병균(炭疽病菌)의 포자발아(胞子發芽)는 PSB(potato sucrose broth), RPFD(red pepper fruit broth), GPFB(green pepper furit broth) 및 PLB (pepper leaf broth) 에서는 높은 발아율(發芽率)을 나타내었으나 살균증류수(殺菌蒸溜水)(D.W) 에서는 발아율(發芽率)이 현저(顯著)히 떨어지는 경향(傾向)이었다. 3. 탄소원(炭素源)과 질소원(窒素源)의 투여(投與)는 발아(發芽)에 절대적(絶對的)인 영향(影響)을 미치는 것으로 확인(確認)되었으며 K,P 및 S 등(等)의 무기염류(無機鹽類)는 뚜렷한 경향(傾向)을 보이지 않았다. 4. 탄소원(炭素源)이 발아(發芽)에 미치는 효과(效果)에서 단당류(單糖類)인 glucose 와 galactose 에서, 이당류(二糖類)인 lactose 에서 그리고 다당류(多糖類)인 가용성(可溶性) 전분(澱粉)에서 90% 이상(以上)의 높은 발아율(發芽率)을 나타내었다. 5. 현탁액(懸濁液)의 분생포자(分生胞子) 밀도(密度)가 $1{\times}10^4\;conidia/ml$ 일때 가장 높은 발아율(發芽率)을 나타내었고 $2{\times}10^4\;conidia/ml$ 이상(以上)일 때 발아율(發芽率)은 현저(顯著)히 감소(減少)되었으며 $5{\times}10^4\;conidia/ml$의 포자밀도(胞子密度)에서는 극(極)히 낮은 발아율(發芽率)을 보이는 것으로 미루어 포자밀도(胞子密度)의 증가(增加)가 self-inhibitor 로 작용(作用)하는 것으로 추측(推測)되며 기질(基質)을 제거(除去)한 분생포자(分生胞子)의 발아율(發芽率)은 기질(基質)을 제거(除去)하지 않은 분생포자(分生胞子)의 발아율(發芽率)보다 낮은 경향(傾向)을 보였으며 분생포자(分生胞子) 밀도(密度)가 증가(增加)할수록 더욱 현저(顯著)한 발아율(發芽率)의 감소(減少)를 가져왔다.

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Z-1-에칠-2-니트로-1-부텐일-(4'-메칠)-페닐 술폰의 구조 (Structure of Z-1-Ethyl-2-Nitro-1-Butenyl-(4'-Methyl)-Phenyl Sulfone)

  • 안중태;;박경배
    • 대한화학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.351-354
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    • 1993
  • Z-1-에칠-2-니트로-1-부텐일-(4'-메칠)-페닐 슬폰, C$_{13}$H$_{17}$NO$_4$S의 분자량은 283.4으로 a = 12.194(7), b = 7.290(4), c = 16.532(14)${\AA}$, ${\beta}$ = 103.4(2)$^{\circ}$, V = 1429.5 ${\AA}^3$, Z = 4, D$_c$ = 1.32 gcm$^{-3}$, ${\lambda}$(Mo K${\alpha}$) = 0.71069 ${\AA}$, ${\mu}$ = 2.2 cm$^{-1}$, F(000) = 600, T = 298 K으로 단사정계에 계속하여 P2$_1$/c의 공간군을 갖으며 1762rodml I > 1.0${\sigma}$(I)인 회절반점에 대하여 R=0.050이었다. 분자는 메칠벤젠고리에 결합된 S 원자와 NO$_2$기에 결합된 "치환된 부텐골격", C-C(S)=C(NO$_2$)-C으로 이뤄진 cis-형의 분자구조를 갖고 있다. 메칠벤젠고리와 치환된 부텐부분은 거의 평면으로 되어 있으며 그들 자신의 분자평면으로 부터의 각각의 최대편차는 벤젠기의 C(1) 원자의 0.018${\AA}$와 NO$_2$기의 N 원자의 0.045${\AA}$이다. 부텐골격의 평면은 메칠벤젠의 평면과 88.5$^{\circ}$를 또 NO$_2$기와의 평면은 78.6$^{\circ}$를 이루고 있다. 부텐평면으로부터의 NO$_2$기의 회전은 NO$_2$기가 가지고 있는 공명구조의 기여도를 감소하여 SO$_2$기의 O(2) 원자와 NO$_2$기의 O(3) 원자 사이에서 일어나는 반발로 그 거리가 2.8${\AA}$의 예상된 van der vaals 거리보다 긴 2.894 ${\AA}$로 되어 있다.

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대전광역시 양축농가의 축분뇨 관리 실태 및 VOCs 농도 조사 (Investigation on the Management of Livestock Wastes and VOCs Concentration of Farms in Daejeon Area)

  • 이봉덕;이수기;오홍록;허정민;정기철;김성복
    • 농업과학연구
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    • 제32권1호
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    • pp.43-51
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    • 2005
  • 본 조사는 대전광역시 양축농가의 축사 형태, 그리고 축분 및 축사주위의 악취물질의 농도를 측정하기 위하여 실시하였다. 한우사는 조사 농가 중 대부분(94.5%)이 톱밥 또는 왕겨를 축사 바닥에 깔아주고 있어서 분뇨가 축사 밖으로 유출되지 않았다. 돈사의 경우는 대부분이 슬러리식을 채택하고 있었으나 아직도 일부 농가는 바닥 충전재를 사용하고 있었으며 축사로부터의 오물 유출가능성은 없다고 판단되었다. 계사의 경우, 육계사는 전부 바닥 깔짚을 사용하고 있었고 산란계사는 스크레퍼를 이용하고 있었으며, 축사로부터의 오염물의 유출 가능성은 없다고 판단된다. 사슴사는 12개소 중 3개 소는 바닥 충전재를 사용하고 있었으며, 10개소는 재래식으로 관리되고 있었으며, 지붕설치 여부와 관련하여 볼 때 7개소는 우천 시 오물의 유출이 우려된다고 하겠다. 생분의 암모니아, 아민류 및 휘발성지방산 함량은 부숙분에 비하여 전반적으로 낮았으며, 함황 물질인 황화수소, 메틸메르캅탄 및 에틸메르 캅탄의 농도는 부숙분에 비하여 높게 나타났다. 축사내의 악취성분은 돈사와 육계사에서 암모니아와 황화수소가 미량 검출되었을 뿐 다른 성분은 검출한계 이하였다. 축사 외 부지경계선에서의 악취성분은 검출되지 않았다. 그리고 악취감 소용 사료첨가제에 대한 축산농가의 반응은 전반적으로 부정적으로 나타났다. 위와 같은 사실로 미루어 볼 때 축산 시설로부터의 오염물질 유출은 우려할 수준은 아니라고 생각되지만, 조사 시점이 동절기인 것을 감안하면 좀 더 세심한 배려가 있어야 할 것으로 생각된다. 그리고 악취저감 사료첨가제에 대해서는 제조기준을 설정할 필요가 있다고 생각된다.

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산가수분해한 유채대로부터 유리당의 분리 및 이의 잔사로부터 펠릿의 제조 (Separation of Reducing Sugars from Rape Stalk by Acid Hydrolysis and Fabrication of Fuel Pellets from its Residues)

  • 양인;안병준;김명용;오세창;안세희;최인규;김용현;한규성
    • 한국자원식물학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.60-71
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    • 2014
  • 본 연구는 유채의 바이오리파이너리 원료화 가능성을 확인하기 위하여 유채대를 DW, AA, OA, SA 및 SH 용액에 침지하였다. 먼저 침지 유채대의 원소를 분석한 결과, 침지를 통하여 질소, 황, 염소의 함량이 효과적으로 감소되는 것을 확인하였다. 이 외에 침지액의 농도와 침지시간을 실험인자로 침지액 내에 존재하는 glucose, xylose, arabinose와 같은 유리당의 양을 조사하였는데, DW- 및 SH-침지액에서는 각각 xylose와 sucrose만 그리고 SA- 및 OA-침지액에서는 소량의 glucose만 검출되었다. 그러나 AA-침지액에서는 많은 양의 glucose와 소량의 arabinose까지 분석되었다. 한편, 유채대 침지에 사용된 산용액의 종류와 농도(1%, 2%)에 따른 glucose 양을 분석한 결과, AA를 침지액의 조제를 위한 산으로 사용하고 AA의 농도를 1%로 조절하는 것이 유채대로부터 효과적으로 glucose를 가수분해할 수 있는 조건인 것으로 조사되었다. 침지시간의 영향을 보면, 72 hr-침지에서 가장 많은 양의 glucose가 검출되었으며, 120 hr까지의 침지시간 연장은 유리되는 glucose 양에 부정적인 영향을 미쳤다. 다음으로, DW, AA, OA 용액에 침지시킨 유채대를 이용하여 펠릿을 제조하였는데, 이 때 산의 농도 그리고 침지시간(24, 72, 120 hr)을 실험 인자로 사용하였으며, 이렇게 제조된 펠릿의 함수율, 겉보기밀도, 회분량, 발열량, 내구성을 측정하였다. 침지 유채대 펠릿의 겉보기 밀도와 발열량은 무침지 유채대 펠릿과 비교하여 크게 높았으며, 실험 인자와 상관없이 EN 규격의 A등급 기준($${\leq_-}600kg/m^3$$, $${\qeq_-}14.1MJ/kg$$)을 각각 상회하였다. 유채대의 침지는 무침지 유채대의 회분량(8.9%)과 비교하여 회분량을 크게 감소시켰으며, 특히 AA-와 DW-침지가 유채대의 회분량 감소에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 침지 유채대의 회분량은 EN 규격의 A등급 기준($${\leq_-}5.0%$$)을 만족하였다. 침지 유채대로 제조한 펠릿의 내구성은 전반적으로 무침지 유채대 펠릿(97.40%)보다 낮았으며, 특히 OA-2%에 120 hr 침지시킨 유채대 펠릿을 제외하고 나머지 조건은 EN 규격의 B등급($${\qeq_-}96.00%$$) 기준에 만족하지 않는 것으로 조사되었다. 침지 유채대의 원소 및 유리당 분석 그리고 펠릿의 품질 시험 결과를 종합하면, 1% 농도의 AA 용액에 유채대를 72 hr동안 침지시키는 것이 유채대의 바이오에탄올 및 펠릿 원료화를 위한 최적조건이라는 결론을 얻었다. 따라서 이 조건에서 1 kg의 유채대를 침지시켰을 경우, 산술적으로 바이오에탄올 생산용 원료인 50 g의 glucose를 얻을 수 있으며, 나머지 950 g의 잔사는 아그로펠릿의 원료로 사용이 가능할 것으로 생각한다. 그러나 AA-침지 유채대로 제조한 펠릿의 낮은 내구성 문제를 해결하기 위하여 세분화된 범위의 침지 조건 탐색, 목분과의 혼합 펠릿 제조, 바인더의 첨가 등과 같은 추가 연구가 수행되어야 할 것으로 생각한다.

고분자 분리막을 이용한 혼합가스($SF_6/N_2/O_2/CF_4$)로부터 $SF_6$의 회수 (Recovery of $SF_6$ gas from Gaseous Mixture ($SF_6/N_2/O_2/CF_4$) through Polymeric Membranes)

  • 이현정;이민우;이현경;최호상;이상협
    • 멤브레인
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    • 제21권1호
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    • pp.22-29
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    • 2011
  • 중전기의 유지 보수 및 교체 과정에서 절연체로 사용된 $SF_6$ 가스는 교체 충전과 정제과정에서 유입되는 공기와의 아크 방전에 의해 많은 종류의 부산물($N_2$, $O_2$, $CF_4$, $SO_2$, $H_2O$, HF, $SOF_2$, $CuF_2$, $WO_3$ 등)이 발생된다. 부산물 중에서도 대부분을 차지하는 것이 $N_2$, $O_2$, $CF_4$이며, $SF_6$가스를 재사용하기 위해서는 이들을 효과적으로 분리 회수하는 공정이 필요하다. 주요 부산물인 $N_2$, $O_2$, $CF_4$와의 분리 효율 측면에서 분리막법은 기존의 흡착, 심냉법에 비하여 상대적으로 높은 효율을 보이고 있어 이에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 중전기 산업에서 발생되는 $SF_6$ 가스 함유 농도 90 vol% 이상의 가스에 대하여 분리막법을 적용하여 $N_2$, $O_2$, $CF_4$$SF_6$ 가스의 온도와 배출유량의 변화에 따른 분리 회수 가능성을 관찰하였다. PSF와 PC 중공사 분리막을 이용하여 고농도 $SF_6$에 대한 분리 회수 실험 결과, PSF 분리막의 최대 회수율은 압력 0.3 MPa, 온도 $25^{\circ}C$, 배출유량 150 cc/min에서 92.7%를 나타내었으며, PC 분리막에서는 압력 0.3 MPa, 온도 $45^{\circ}C$, 배출유량 150 cc/min 일 때 74.8%의 최대 회수율을 나타내었다. 또한, 사용된 두 가지 분리막과 운전 조건에서 주요 부산물인 $N_2$, $O_2$, $CF_4$의 최대 제거율은 각각 약 80%, 74%, 그리고 58.9%가 관찰되었다. 이로부터 분리막 공정은 고농도 폐 $SF_6$ 가스에서 주요 부산물로부터 $SF_6$의 효과적인 분리 및 회수가 가능한 공정으로 적용할 수 있는 가능성을 파악 할 수 있었다.

한국 온천관광목적지의 수명주기 (The Life Cycle of Tour Destination Hot Spring in Korea)

  • 조성호;이경자
    • 한국지역지리학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.165-182
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    • 1998
  • 관광지는 관광객에 의하여 이용이 지속될 때 관광목적지로서 그 생명력과 가치를 유지할 수 있으며, 그렇지 못할 경우 그 관광지는 곧 쇠퇴해 버리게 된다. 따라서 본 연구는 버틀러에 의해 제시된 관광목적지 수명주기이론을 바탕으로 한국에 분포하는 온천관광지 중 현재 이용중에 있는 46개 온천지구를 대상으로 수명주기 단계와 분포특성 및 이용객의 행태를 분석하여 관광목적지가 쇠퇴하지 않고 더욱 활성화하는 방안을 모색하고자 하였다. 분석대상으로 삼은 46개 온천지구 중 개발단계가 29개지구로 가장 많은 비중을 차지하고 있으며 성장단계 4개지구, 성숙단계 5개지구, 침체 및 쇠퇴단계 5개지구, 재활단계 3개지구로 나타났다. 이러한 수명주기에 영향을 미치는 분포특성 및 이용객의 행태를 분석한 결과 지형적 위치, 접근도에 의한 분포특성이 수명주기에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 관광객들의 관광행태가 단일목적의 관장에서 다목적 관광으로 전환되고 있는 것으로 나타났다. 따라서 온천관장저의 활성화 방안으로는 온천지구의 확대지정과 온천수 보존, 장기체류형 관광지로의 복합개발, 도로망의 확충, 주변관광자원의 활용, 공동급수의 시행, 관광특구의 지정 등 관광객을 견인할 수 있는 새로운 관광매력물을 꾸준히 개발해야 할 것이다.

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한반도 지열수의 지화학적 연구: 환경동위원소 및 수문화학적 특성 I. 부곡 지역 (Geochemistry of Geothermal Waters in Korea: Environmental Isotope and Hydrochemical Characteristics I. Bugok Area)

  • 윤성택;고용권;김천수;소칠섭
    • 자원환경지질
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    • 제31권3호
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    • pp.185-199
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    • 1998
  • 1995~1996년중 부곡 지열수 지역에서 채수한 유형별 자연수를 대상으로 수문지구화학 및 환경동위원소 연구를 수행하였다. 연구 지역에는 물리화학적으로 뚜렷히 구분되는 세 유형의 자연수, 즉 (1) 군접 I (지열수 지역의 중심부에서 산출되고 최대 $77^{\circ}C$의 용출 온도를 갖는 $Na-SO_4$ 유형), (2) 군집 II(외곽부에서 산출되며 다소 낮은 온도를 갖는 $Na-HCO_{3}-SO_{4}$ 유형) 및 (3) 군집 III(지표수나 천층 냉각 지하수로서 $Ca-HCO_3$ 유형)이 함께 산출된다. 군집 I은 Ia 및 Ib로 세분된다. 수문지구화학적 진화는 수 암 반응의 증가에 따라 군집 III$\rightarrow$II$\rightarrow$I의 순으로 진행되었다. 군집 II 및 III의 자연수는 비교적 낮은 수-암 반응, 특히 방해석 및 Na-사장석의 용해 반응에 의해 형성되었지만, 군집 I은 사장석, K 장석, 백운모, 녹려석, 황철석 등과의 높은 수-암 반응에 의해 형성되었다. 용존 황산염의 농도 및 황동위원소 조성은 지열수의 기원 및 전화를 해석하는데 중요한 정보가 된다. 용존 황산염은 퇴적 기원 황철석의 산화에 의해 생성되거나 (군집 Ib의 경우), 또는 열수의 상승 통로인 단열대에 존재하는 마그마 열수기원 황철석의 용해에 의해 생성되었다 (군집 Ia의 경우). 지열 저장지의 온도 규명을 위한 알칼리 이온 지옹계의 적용성은 화학조성을 변화시키는 요인들, 특히 마그네슘이 풍부한 지표수와의 혼합에 의해 제한된다. 그러나 다성분 광물/물 평형계에 대한 열역학적 계산 및 유체포유물 설험 결과, 심부 지열 저장지 (냉각중인 화성암체?)의 온도는 $125^{\circ}C$에 이르는 것으로 판단된다. 환경동위원소 (산소-수소, 삼중수소) 연구에 의하면, 자연수는 모두 상이한 충진 특성을 갖는 강우로부터 기원하였다. 특히 군집 Ia의 물은 심부 지열 저장지까지 심부 순환한 오래된 (40년 이상) 강우로부터 기원하였으며 지표부 물과의 혼합 정도도 낮다. 본 논문에서는 황산염이 풍부한 국내 지열수의 성인 및 진화에 관한 모델을 제시한다.

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