• 한국대기환경학회지
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• 제29권6호
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• pp.789-800
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• 2013

$N_2O$ and $CH_4$, Greenhouse gas emission, Forest soil, Closed chamber technique, Soil uptake $N_2O$ and $CH_4$ are important greenhouse gases (GHG) along with $CO_2$ influencing greatly on climate change. Their soil emission rates are highly affected by bio-geo-chemical processes in C and N through the land-atmosphere interface. The forest ecosystems are generally considered to be net emission for $N_2O$; however, net sinks for $CH_4$ by soil uptake. Soil $N_2O$ and $CH_4$ emissions were measured at Mt. Taewha in Gwangju, Kyeonggi, Korea. Closed chamber technique was used for surface gas emissions from forest soil during period from May to October 2012. Gas emission measurement was conducted mostly on daytime (from 09:00 to 18:00 LST) during field experiment period (total 25 days). The gas samples collected from chamber for $N_2O$ and $CH_4$ were analyzed by gas chromatography. Soil parameters were also measured at the sampling plot. GHG averages emissions during the experimental period were $3.11{\pm}16.26{\mu}g m^{-2}hr^{-1}$ for $N_2O$, $-1.36{\pm}11.3{\mu}gm^{-2}hr^{-1}$ for $CH_4$, respectively. The results indicated that forest soil acted as a source of $N_2O$, while it acted like a sink of $CH_4$ on average. On monthly base, means of $N_2O$ and $CH_4$ flux during May (spring) were $8.38{\pm}48.7{\mu}gm^{-2}hr^{-1}$, and $-3.21{\pm}31.39{\mu}gm^{-2}hr^{-1}$, respectively. During August (summer) both GHG emissions were found to be positive (averages of $2.45{\pm}20.11{\mu}gm^{-2}hr^{-1}$ for $N_2O$ and $1.36{\pm}9.09{\mu}gm^{-2}hr^{-1}$ for $CH_4$); which they were generally released from soil. During September (fall) $N_2O$ and $CH_4$ soil uptakes were observed and their means were $-1.35{\pm}12.78{\mu}gm^{-2}hr^{-1}$ and $-2.56{\pm}11.73{\mu}gm^{-2}hr^{-1}$, respectively. $N_2O$ emission was relatively higher in spring rather than other seasons. This could be due to dry soil condition during spring experimental period. It seems that soil moisture and temperature mostly influence gas production and consumption, and then emission rate in subsoil environment. Other soil parameters like soil pH and chemical composition were also discussed with respect to GHG emissions.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제10권3호
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• pp.262-269
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• 1989

The gas phase thermal decomposition of 1-bromo-3-chloropropane in the presence of radical inhibitor was studied by using the conventional static system. The mechanism of unimolecular elimination channel is shown below. [...] In this scheme, the total molecular dissociation rate constant, ($k_1\;+\;k_2$), for the decomposition of $BrCH_2CH_2CH_2Cl$ was determined by pyrolyzing the $BrCH_2CH_2CH_2Cl$ in the temperature range of $380-420^{\circ}C$ and in the pressure range of 10∼100 torr. To obtain $k_3\;and\;k_4,\;and\;to\;obtain\;k_1\;and\;k_2$ independently, the thermal decompositions of allyl chloride and allyl bromide were also studied. The Arrhenius parameters for each step are as follows; $log\;A_{\infty}\;=\;14.20(sec^{-1}),\;E_a$ = 56.10(kcal/mol) for reaction path 1; $log\;A_{\infty}\;=\;12.54(sec^{-1}),\;E_a$ = 49.75(kcal/mol) for reaction path 2; $log\;A_{\infty}\;=\;13.41(sec^{-1}),\;E_a$ = 50.04(kcal/mol) for reaction path 3; $log\;A_{\infty}\;=\;12.43(sec^{-1}),\;E_a$ = 52.78(kcal/mol) for reaction path 4; Finally, the experimentally observed pressure dependence of the rate constants in each step is compared with the theoretically predicted values that are obtained by the RRKM calculations.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.407-419
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• 2022

메탄(CH₄)이 유출되는 관정 주변에서 토양(비포화대) 가스 모니터링과 자료 해석 방법을 제시하고자 토양 가스의 성분변화를 약 3일간 측정하였다. 이를 위해서 포항 지역의 시험 관정 2개(TB2, TB3)의 주변 1 m 이내에서 방사상으로 토양 가스를 채취하고 현장에서 CO₂, CH₄, N₂, O₂의 농도를 분석하였다. TB2의 관정 정두(wellhead)에서 30 cm 떨어진 지점에서 CO₂ 플럭스도 측정하였다. 아울러 TB2 관정 정두의 가스 시료와 대기 시료도 채취하여 분석하였다. 모니터링 마지막 날 채취한 시료는 실험실에서 CO₂의 탄소동위원소(δ¹³C_CO2)를 분석하였다. 서로 12.7 m 떨어져 있는 두 시험 관정 중 TB3는 시멘팅이 되어 있고, TB2는 시멘팅이 되어 있지 않았다. 생지구화학 반응 기반(process-based) 해석을 적용한 결과, 비포화대 가스의 CO₂, O₂, N₂ 농도와 N₂/O₂ 의 변화는 모두 CH₄의 산화를 지시하는 선과 가스의 용해에 의한 농도의 변화를 지시하는 선 사이에 위치하고 있었다. 또한 TB2 정두에서 측정된 CH₄은 대기의 CH₄에 비해서 5.2배 높은 값을 나타나고 있었다. 시멘팅이 되어 있지 않은 관정(TB2) 주변 비포화대에서 나타난 높은 CO₂ 농도(평균 1.148%)는 CH₄의 산화에 의해 증가한 것으로 판단된다. 반면, 시멘팅이 된 관정(TB3) 주변의 비포화대 CO₂는 상대적으로 낮은 농도(0.136%)를 나타내고 있었다. 따라서 CH₄가 산출되는 관정의 주변 토양가스(CO₂ 포함)는 관정의 완결 상태(시멘팅)에 크게 영향을 받는 것으로 판단된다. 본 연구는 천연가스 개발 관정 주변 토양의 환경 모니터링을 위한 전략 수립에 활용될 수 있으며, CO₂ 지중저장을 위한 주입정 및 관측정 주변 누출 감시에 활용될 수 있다. 또한 본 연구의 방법은 천연가스 저장소, 유류 오염 토양의 모니터링에 활용 가치가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.624-629
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• 2018

본 논문은 NDIR(Non Dispersive Infra Red) 방식을 적용하여 $CO_2$ 및 $CH_4$의 두 가지 가스를 하나의 휴대용 장치에서 측정이 가능하도록 제작된 복합 가스 측정 장치에 대한 연구이다. 측정 장치의 구성은 적외선램프에서 적외선이 방출되면 방출된 파장이 광학창을 거치면서 흡수로 인하여 빛이 줄어들게 되고 이 감소량(흡수도)을 검출기에서 검출하고 이를 전기적 신호로 변환 증폭하여(3.5V~6V) 정확한 측정이 가능함을 보여준다. 기존의 Single Sensor 방식은 적외선에서 특수파장을 흡수하여 상대 측정량을 검출하는 방식으로 가스의 경우 $4.26{\mu}m$파장의 빛만을 검출하여 측정하는 방식으로 센서의 값을 보정할 수 있는 기준센서가 없어 오차가 발생하는 문제가 발생하였다. 본 연구에 적용된 Dual Sensor 방식은 다른 가스의 영향을 받지 않는 $3.91{\mu}m$의 기준치와 가스의 $4.26{\mu}m$의 두 파장을 검출하여 비교측정 함으로써 오차가 적어 신뢰도가 높은 방식으로, 휴대형으로 소형화하여 저 전력화가 가능하며, $CO_2$ 및 $CH_4$의 2가지 가스농도를 복합적으로 측정 할 수 있다는 특징이 있다. 측정 범위는 $CO_2$의 경우 0ppm~5,000ppm이고 $CH_4$의 경우는 0~5%의 부피 농도로 실내 공기량 1,000ppm을 측정 할 수 있도록 제작되어 휴대용이나 주택의 Home automation과 연동하여 소화연동이 가능함으로 화재예방에 매우 효과적일 것으로 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.911-916
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• 2010

농업활동 중 경종분야인 벼재배와 작물잔사 소각은 온실가스인 메탄의 주 발생원이다. 이번 연구는 1990년부터 2008년까지 우리나라 경종분야에서 발생하는 메탄 배출량을 평가하기 위해 수행되었다. 우리나라에서 벼 재배에 의한 메탄 배출량은 1990년 395 천 톤에서 2008년 297 천 톤으로 벼 재배면적의 감소에 따라 지속적으로 감소하는 경향을 보였다. 작물잔사 소각에 의한 메탄 배출량은 1990년 2,502 톤에서 2008년 2,726 톤으로 작물별 차이는 있었으나 연도별 전체 배출량에는 큰 변화없이 일정한 값을 유지하였다. 작물잔사 소각에 의한 메탄 배출은 경종부분 전제 배출량에는 큰 영향을 미치지 않았다. 벼재배와 작물잔사 소각에 의한 총 메탄 배출량을 이산화탄소로 환산한 값은 1990년 8,356 천 톤 $CO_2$-eq.에서 2008년 6,287 천 톤$CO_2$-eq.로 나타났다. 농업부문의 온실가스 배출량 평가의 정확도 제고를 위해서는 활동자료의 신뢰성 확보가 무엇보다도 중요하다. 2010년부터 농촌진흥청과 통계청이 공동으로 활동자료의 공식적인 조사를 시작하였으며, 이러한 체계적인 활동량 조사는 농업부문 온실가스 배출량 평가의 신뢰도 향상과 불확도 저감에 크게 기여할 것으로 예상된다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.198-205
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• 2010

염화탄화수소 열분해와 생성물분포 특성을 고찰하기 위해 등온 관형 반응기를 이용해 두 가지 실험을 수행하였다. 첫 번째는 반응분위기에 따른 열분해 특성을 파악하기 위해 $H_2$ 또는 Ar 반응분위기에서 dichloromethane ($CH_2Cl_2$) 분해율과 생성물분포 특성을 고찰하였다. Ar 반응분위기($CH_2Cl_2$/Ar 반응계)에서 보다 $H_2$ 반응분위기($CH_2Cl_2/H_2$ 반응계)에서 $CH_2Cl_2$ 분해율이 더 높았다. 이는 반응성 기체인 $H_2$ 분위기에서 $CH_2Cl_2$ 분해를 촉진시키며 수소 첨가 탈염소반응을 통해 탈염소화된 탄화수소화합물을 생성시키며, 다환방향족탄화수소 (polycyclic aromatic hydrocarbon: PAH)와 soot 생성을 억제하기 때문이다. $CH_2Cl_2/H_2$ 반응계에서 주요생성물로 탈염소화합물인 $CH_3Cl,\;CH_4,\;C_2H_6,\;C_2H_4,\;HCl$ 등이 생성되었으며, 미량 생성물로 chloroethylene이 검출되었다. $CH_2Cl_2$/Ar 반응계에서는 탄소물질수지가 낮았으며 특히 반응온도 $750^{\circ}C$ 이상에서 탄소물질 수지가 더 낮게 나타났다. 주요 생성물로는 chloroethylene과 HCl이 검출되었으며, 미량 생성물로는 $CH_3Cl$과 $C_2H_2$이 검출되었다. 고온 Ar 반응분위기에서 $CH_4$ 주입에 따른 chloroform($CHCl_3$) 분해와 생성물분포 특성을 비교 고찰하였다. $CHCl_3$ 분해율을 비교해 보면 $CH_4$을 주입할 경우($CHCl_3/CH_4/Ar$ 반응계)가 $CH_4$을 주입하지 않았을 경우($CHCl_3$/Ar 반응계)보다 분해율이 낮았다. 이는 $CHCl_3$가 분해되면서 생성되는 활성도가 큰 이중라디칼(diradical)인 :$CCl_2$가 첨가물로 주입된 $CH_4$와 반응하여 소모됨으로써 $CHCl_3$ 분해율이 상대적으로 감소되기 때문이다. Ar 반응분위기에서 $CH_4$ 첨가 여부에 따라 $CHCl_3$이 분해되면서 생성되는 생성물 분포는 큰 차이를 나타내고 있었다. 앞에서 고찰된 각 반응계에서 분해율 비교와 생성물 분포특성을 고려하고 열화학이론 및 반응속도론을 기초로 주요 반응경로를 제시하였다.

• 한국재료학회지
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• 제14권12호
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• pp.835-839
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• 2004

The diamond thin films was deposited on Si(100) substrate by Hot Filament Chemical Vapor Deposition (HFCVD) method using supplied the $CH_{3}OH/H_{2}O$ mixtured gas with excess H_{2} gas. The role of hydrogen ion as the growth mechanism of the diamond deposit was examined and compared the $CH_{3}OH/H_{2}O$ with the $CH_4/H_2$. Pressures in the range of $1.1\sim290{\times}10^2$ Pa were applied and using $3.4\sim4.4$ kw power. It was investigated by Scanning Electron Microscopy(SEM) and Raman spectroscopy The H ion was etching the graphite and restrained from $sp^3\;to\;sp^2$. But excess $H_2$ gas was not helped diamond deposit using $CH_{3}OH/H_{2}O$ mixtured gas. It was shown that the role of hydrogen ion of deposited diamond films using $CH_{3}OH/H_{2}O$ was different from $CH_4/H_2$.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권1호
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• pp.21-26
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• 1995

Highly sensitive and mechanically stable gas sensors have been fabricated using the microfabrication and micromaching techniques. The sensing material used to detect the offensive trimethylarnine ((CH$_{3}$)$_{3}$N) gas is 6 wt% $Al_{2}$O$_{3}$-doped, 1000.angs.-thick ZnO deposited by r. f. magnetron sputtering. The optimum operating temperature of the sensor is 350.deg.C and the corresponding heater power is about 85mW. Excellent thermal insulation is achieved by the use of a double-layer structure of 0.2.mu.m -thick silicon nitride and 1.4.mu.m-thick phosphosilicate glass(PSG) prepared by low pressure chemical vapor deposition(LPCVD) and atmospheric pressure chemical vapor deposition(APCVD), respectively. The sensors are mechanically stable enough to endure at least 43, 200 heat cycles between room temperature and 350.deg. C.

• 멤브레인
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• 제24권6호
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• pp.423-430
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• 2014

PTMSP[Poly(1-trimethylsilyl-1-propyne)]에 LDH (layered double hydroxide)의 함량을 0, 1, 3, 5 wt%로 달리하여 PTMSP/LDH 복합막을 제조하고, PTMSP/LDH 복합막의 LDH 함량에 따른 $H_2$, $N_2$, $CH_4$, $C_3H_8$, $n-C_4H_{10}$의 기체투과도와 선택도를 조사하였다. PTMSP/LDH 복합막의 LDH 함량이 0~5 wt%로 증가하면 $H_2$와 $N_2$의 투과도는 점차 감소하였고, $n-C_4H_{10}$의 투과도는 급격히 증가하였다. 그리고 $CH_4$와 $C_3H_8$의 투과도는 0~3 wt% 범위에서는 감소하고 3~5 wt% 범위에서는 증가하였다. PTMSP/LDH 복합막의 LDH 함량이 5 wt%로 증가하면 $H_2$와 $N_2$에 대한 $H_2$, $N_2$, $CH_4$, $C_3H_8$, $n-C_4H_{10}$의 선택도는 점차 증가하였고, $CH_4$에 대한 $C_3H_8$과 $n-C_4H_{10}$의 선택도는 0~3 wt% 범위에서는 증가하고, 3~5 wt% 범위에서는 감소하였다. PTMSP/LDH 복합막의 $CH_4$과 $n-C_4H_{10}$의 투과도가 증가하면 $H_2$와 $N_2$에 대한 $CH_4$과 $n-C_4H_{10}$의 선택도는 증가하였고, $n-C_4H_{10}$의 투과도가 증가하면 $CH_4$에 대한 $n-C_4H_{10}$의 선택도는 $n-C_4H_{10}$의 투과도 182,000 barrer까지는 증가하다가 그 이상에서는 감소하였다. $C_3H_8$의 투과도가 증가하면 $H_2$와 $N_2$에 대한 $C_3H_8$의 선택도는 $C_3H_8$의 투과도 46,000~50,000 barrer 범위에서는 감소하고 50,000~52,300 barrer 범위에서 증가하였고 52,300~60,000 barrer 범위에서는 감소하였다. 그리고 $C_3H_8$의 투과도가 증가하면 $CH_4$에 대한 $C_3H_8$의 선택도는 52,300 barrer까지는 급격히 감소하였고, 그 이상에서는 급격히 증가하였다.

• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.282-286
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• 1997

$Cl_2$/ CH_4/H_2$ 혼합기체를 이용한 InP소재의 반응성 이온 에칭(RIE; reactive ion etching)방법에 있어서 기체분율, RF(radio frequency) 전력 및 시료온도를 변화시키면서 에 칭속도, 측벽 수직도, 표면손상 및 오염 등을 관찰하여 적정 에칭조건을 연구하였다. $CH_4$ 유 량 0-12sccm, Cl2 기체 유량을 3-15sccm, RF 전력 100-200W, 시료온도 150-$200^{\circ}C$로 각각 변화시켜 실험한 결과 $Cl_2$ 기체유량 및 RF 전력과 시료온도가 증가함에 따라 에칭속도가 비례하여 증가하였고 RF 전력 150W, 시편온도 $180^{\circ}C$, 10Cl2/5CH4/85H2의 적정 공정조건에 서 $80^{\circ}$정도의 측벽수직도를 갖는 메사와 미려한 에칭표면이 얻어졌으며 평균 에칭속도는 0.9$\pm$0.1$\mu\textrm{m}$/min정도였다. 전자현미경 분석 결과 $CH_4/H_2$혼합기체에 $Cl_2$를 첨가함에 따라 표 면미려도 및 메사측벽 수직도는 다소간 감소하였으나 에칭공정 중 고분자 물질의 생성이 억 제되었다.