• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권2호
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• pp.69-74
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• 2002

군사지역은 TNT와 같은 화약물질이 중금속과 복합으로 오염되어 있다. 따라서 TNT에 대한 식물상 복원공법을 적용할 때 중금속이 식물체의 오염물 제거, 변환, 축적 능력에 영향을 줄 것으로 예상된다. 분 연구에서는 토착 야초류인 어저귀(abutilion avicennae)를 TNT와 Cd으로 복합 오염된 배지에서 수경재배하여 카드뮴이 식물에 의한 TNT 제거 및 변환에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 20㎎TNT/L 와 1.3 ㎎Cd/L이 복합으로 존재할 때 잎의 탄력 감소, 말림 현상, 황백화 현상, 낙엽형성, 생체량 감소 등과 같은 식물 독성효과가 상승하였다. 그러나, 어저귀는 소량의 카드뮴만 흡수하는 종으로 배지내 카드뮴이 1.3 ㎎/L 존재하더라도 TNT 제거, 변환, 이동 및 니트로기의 환원위치에 유의적인 영향을 받지 않는다. 따라서 카드뮴과 TNT로 복합오염된 지역에 어저귀를 식재하면 TNT를 효과적으로 제거하리라 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.461-468
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• 2014

바이오차(biochar)는 산소가 제한된 환경에서 바이오매스를 열분해를 시켜 얻을 수 있는 고체물질을 말한다. 원료가 되는 바이오매스는 에너지작물, 임업부산물, 농업부산물 등의 폐기물을 사용할 수 있으며, 토양으로 적용 시 기후변화 완화, 화석연료 소비저감, 폐기물 처리비용저감 등의 장점이 있다. 본 연구에서는 폐목재를 원료로 바이오차를 생산하는 시스템을 대상으로 전과정평가 기법에 의해 환경에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 폐목재 1톤을 기능단위로 하였을 때 생산되는 바이오차를 토양에 적용하는 시나리오를 구성하고 지구온난화에 미치는 영향을 중심으로 환경영향을 분석한 결과, 파쇄 및 건조의 전처리 공정에서 4.048E-01 kg, 가스화 열분해공정에서 4.579E-01 kg, 토양살포 공정에서 9.070E-02 kg의 온실가스를 발생하여 총 9.534E-01 kg의 온실가스가 발생하는 것을 확인하였다. 바이오차의 토양적용 시 탄소저장효과는 252 kg으로 분석되어 251 kg의 탄소 네거티브 효과를 보였다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.69-76
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• 2021

이 연구에서는 포항분지 영일층군 덮개암 시료의 광물학적 특성을 파악하고, 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 물-암석-가스의 상호작용을 지화학 모델링을 이용하여 규명하였다. 이를 위하여 XRD, MICP, BET 분석을 실시하여 덮개암의 광물암석학적 및 공극 특성을 파악하였고, 광물학적 연구 결과와 공극수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 이산화탄소 주입 후 단기간 변화와 장기간 영향을 파악하기 위하여 두 단계의 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 14.0.1)을 수행하였다. 연구 결과, 포항분지 영일층군의 덮개암은 석영, 알바이트, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 백운모, 황철석, 방해석, 카올리나이트, 몬모릴로나이트로 이루어져 있다. 지화학 모델링 결과, 이산화탄소의 주입 후 덮개암은 방해석의 용해로 인해 공극률이 증가하고 알바이트와 K-장석의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)가 침전되었다. 주입이 완료된 두 번째 단계에서는 방해석과 알바이트의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)의 침전이 일어나며, 이 반응으로 인해 pH는 증가하였다. 또한 덮개암에서 이산화탄소를 포획할 수 있는 광물은 도소나이트 임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 장기간의 이산화탄소 지중 저장에 있어 광물 포획의 효율성을 정량적으로 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.537-544
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• 2017

기후변화 연구 및 이산화탄소($CO_2$) 지중저장 분야 등에서 $CO_2$ 가스의 탄소안정동위원소비(${\delta}^{13}C_{CO2}$)는 주요한 인자로서 인식되고 있다. ${\delta}^{13}C$는 주로 안정동위원소질량분석기(Isotope Ratio Mass Spectrometry: IRMS)로 분석하지만, 최근 분석비용 및 현장적용성의 문제로 레이저흡광분석기(Laser Absorption Spectrometry: LAS)의 사용이 확대되고 있다. 본 연구는 LAS를 이용한 ${\delta}^{13}C_{CO2}$ 분석 시 분석적합성을 판단하는데 필요한 표준가스의 실질적 확보 방안과 주의사항을 제시하는 것을 목표로 하였다. 실험실 표준가스는 분석할 농도범위로 $CO_2$ 가스를 조제한 후, 한국인정기구 인증시험기관에서 $CO_2$ 농도를 측정한 후에 IRMS로 ${\delta}^{13}C_{CO2}$를 측정하여 사용하였다. 장시간 측정 시, 농도가 상대표준편차 1.0% 이하로 변이하면 ${\delta}^{13}C$는 최대 ${\pm}10$‰까지 변동할 수 있으므로, 표준가스를 주기적으로 측정하여 분석 적합성을 판단하고 필요 시 보정을 하여야 한다. ${\delta}^{13}C_{CO2}$는 $CO_2$ 농도에 의존성을 나타내므로, 분석하고자 하는 영역의 최소 및 최대 농도를 갖는 표준가스의 혼합실험을 통해 보정식을 산출하였으며, 보정 후 ${\delta}^{13}C_{CO2}$는 IRMS 측정값에서 ${\pm}0.52$‰ 이내의 편차를 나타내었다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권3호
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• pp.139-144
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• 2002

군사지역은 TNT와 같은 화약물질이 중금속과 복합으로 오염되어 있다. 따라서 TNT에 대해 식물상 복원공법을 적용할 때 중금속이 식물체의 오염물 제거, 변환, 축적 능력에 영향을 줄 것으로 예상된다. 본 연구에서는 토착 야초류인 어저귀(Abutilion avicennae)를 TNT와 Cd으로 복합 오염된 배지에 서 수경재배하여 카드뮴이 식물에 의한 TNT 제거 및 변환에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 20 mgTNT/L와 1.3 mgCd/L이 복합으로 존재할 때 잎의 탄력 감소, 말림 현상, 황백화 현상, 낙엽형성, 생체량 감소 등과 같은 식물 독성효과가 상승하였다. 그러나, 어저귀는 소량의 카드뮴만을 흡수하는 종으로 배지내 카드뮴이 1.3 mg/L 존재하더라도 TNT제거, 변환, 이동 및 니트로기의 환원위치에 유의적인 영향을 받지 않는다. 따라서 카드뮴과 TNT로 복합오염된 지역에 어저귀를 식재하면 TNT를 효과적으로 제거하리라 사료된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.188-191
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• 2008

There have been many methods for producing natural gas from gas hydrate reservoirs in permafrost and sea floor sediments. It is well knownthat the depressurization should be a best option for Class 1 gas hydrate deposit, which is composed of tow layers: hydrate bearing layer and an underlying free gas. However many of gas hydrate reservoirs in sea floor sediments are classified as Class 2 that is composed of gas hydrate layer and mobile water, and Class 3 that is a single gas hydrate layer. The most appropriate production methods among the present methods such as thermal stimulation, inhibitor injection, and controlled oxidation are still under development with considering the gas hydrate reservoir characteristics. In East Sea of Korea, it is presumed that the thick fractured shale deposits could be Class 2 or 3, which is similar to the gas hydrate discovered offshore India. Therefore it is needed to evaluate the possible production methods for economic production of natural gas from gas hydrate reservoir. Here we would like to present the production of natural gas from gas hydrate deposit in East Sea with industrial flue gases from steel company, refineries, and other sources. The existing industrial complex in Gyeongbuk province is not far from gas hydrate reservoir of East Sea, thus the carbon dioxide in flue gas could be used to replace methane in gas hydrate. This approach is attractive due to the suggestion of natural gas productionby use of industrial flue gas, which contribute to the reduction of carbon dioxide emission in industrial complex. As a feasibility study, we did the NMR experiments to study the replacement reaction of carbon dioxide with methane in gas hydrate cages. The in-situ NMR measurement suggeststhat 42% of methane in hydrate cages have been replaced by carbon dioxide and nitrogen in preliminary test. Further studies are presented to evaluate the replacement ratio of methane hydrate at corresponding flue gas concentration.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권5호
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• pp.1-6
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• 2013

This study was performed to develop a method for quantitative analysis obtaining the amount of calcium carbonate minerals formed when Ca salts biomimetically reacted with carbon dioxide. There were two methods compared; 1) volumetric calcimeter method that determining the amount of released carbon dioxide after calcium carbonate minerals were acidified by 4N HCl and 2) Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis (TG-DTA) adopting differential decomposition temperature breaking-up the structural link within calcium carbonate minerals. The comparisons were made by batch experiment (i.e., biocalcification process) along with control (i.e., nominal concentration of $CaCO_3$ prepared). For the control, TG-DTA took a minor root mean square deviation (RMSD) of 1.1~5.9 mg, whereas volumetric calcimeter exposed a greater RMSD of 28.3 mg. For the biocalcification, the amount of $CaCO_3$ was more precisely obtained for TG-DTA rather than that of volumetric calcimeter. It was decided that TG-DTA was more successfully used for quantitative analysis to observe the amount of calcium carbonate minerals derived from biocalcification.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.30-36
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• 2006

일본의 첫 번째 파일럿 규모의 $CO_2$격리실험이 Nagaoka 에서 약 1,100m 깊이의 육상 대수층에 10,400 톤의 $CO_2$를 주입하면서 행해졌다. 주입된 $CO_2$ 의 모니터링을 위해서 그 지역에서 행해진 다양한 측정들 중, P 파 속도의 변화를 이용하여 2 개의 관측정 사이에서 대수층 내의 $CO_2$ 분포를 알기 위해 시간차 시추공간 탄성파 토모그래피가 실시되었다. 이 논문은 탄성파 토모그래피에 대한 예비적인 결과들이다. 시추공간 탄성파 토모그래피 측정이 3 회에 걸쳐 실시되었는데, 한 번은 기준 조사로서 주입 전에, 나머지 두 번은 모니터링 조사를 위해 주입 중에 이루어졌다. 모니터링 조사로부터의 속도 분포도를 기준 조사 속도 분포도와 비교하여 속도 차 분포도가 만들어졌다. 속도 차 분포도는 주입된 $CO_2$가 퍼져있다고 예상되는 주입정 주변 대수층 부분에서 소도 감소 지역을 보여준다. 비록 탄성파 토모그래피가 $CO_2$주입에 따른 속도 감소 지역을 제공할 수 있었지만 속도 차 분포도에서 다소 이상한 속도 분포 지역이 관측되었다. 그러한 현상의 발생을 조사하기 위해서 조사 지역을 모사하는 수치모형 실험을 수행하였다. 그 결과 우리는 속도 차 분포도에서 발생한 이상한 속도 분포는 인위적인 오차이거나 이 지역에서 행해진 시추공간 탐사의 송수신기 배열에 의한 고스트라고 확신할 수 있었다. 토모그래피에 의해서 얻어진 최대 속도 감소 비율은 음파검층에 의해 관측된 것보다 아주 작았다. 비록 탄성파 토모그래피에 대한 수치모형 실험에 의해서도 불일치가 확인되었으나 음파검층에 의해 획득한 속도 값에 비교될 수 있는 좀 더 정확한 속도 값을 얻기 위해 앞으로 더 많은 연구가 필요하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.60-66
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• 2006

세 개의 서로 다른 사암 샘플들 -두 개의 합성 샘플과 한 개의 현장 샘플- 에 대해 현장 저류층의 대표적인 구속압력과 공극압력하에서 초음파 시험이 수행되었다. 세가지 사암 샘플들은 (a) 캘사이트 시멘트(calcite intergranula. cement (CIPS))로 만든 합성사암, (b) 실리카 시멘트(silica intergranular cement)로 만든 합성 사암 (c) Otway Basin 의 Boggy Creek 1 시추공에서 시도되는 $CO_2$ 파일럿 프로젝트의 대상 암석층 중 Waarre 층으로부터 추출한 코아 샘플로 구성되어 있다. 공극률은 각각 32%, 33%, 26%이다. 초기시험은 실내건조(room-dried) 상태에 있는 코아들에 대해 구속응력을 5 MPa 씩 단계별로 65 MPa 까지 증가시키며 이루어졌다. 그리고 나서 모든 코아들에 처음에는 온도 $22^{\circ}C$에서 6 MPa 공극압력으로 기체상의 $CO_2$를, 그 다음에는 온도 $22^{\circ}C$ 에서 7 MPa 부터 17 MPa 까지 5 MPa 씩 증가시키면서 액체상의 $CO_2$를 주입하였다. 구속응력은 10MPa부터 65 MPa까지 달리 하였다. P와 S 초음파 파형들이 유효응력이 증가할 때마다 기록되었다. 속도-유효응력 반응들이 P 파와 S 파에 대해 실험 자료들로부터 계산되었으며, 감쇠(1/Qp)들은 스펙트럼 비 방법을 이용하여 파형들로부터 계산되었다. 각각의 사암들에 대한 이론적인 속도-유효응력 계산은 $CO_2$ 압력-밀도 와 $CO_2$ 체적계수-압력 상 다이어그램(phasediagram), Gassmann 유효 매질 이론(effective medium theory)을 이용하여 구하였다. 기체상의 $CO_2$ 주입은 속도-유효응력에서 건조상태(공기로 포화된 상태)에 비해 거의 무시할만한 변화를 가져왔다. 다양한 공극압력에서 액체상의 $CO_2$ 주입은 공기로 포화된 상태에 비해 속도-유효응력 반응을 평균 약 8% 정도 낮게 한다. 실험자료들은 높은 유효응력에서 Gassmann 계산들과 일치한다. 이러한 이론과 일치하는 "임계" 유효응력은 사암의 종류에 따라 달라진다. 이 차이는 각각의 사암 종류의 미세구조에서 미세 균열 수의 차이에 기인한 것이라 생각된다. 높은 유효응력에서의 이론과 의미있게 일치하였으며, $CO_2$ 주입 시 현장에서의 탄성파 거동을 예상하는데 있어서 어느 정도 확신을 준다.

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.715-725
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• 2017

토양 유기탄소 축적량 변화와 작물의 생태계 탄소 수지를 파악하기 위하여 농업의 탄소 관리에 필요한 기초 자료 마련을 위하여 2014~2016년 (3년) 벼 재배기간 동안 토양의 유기탄소 축적량과 작물의 생태계 순 생산량을 측정하였다. 그 결과로 벼 재배지 토양 유기탄소 축적량은 NPK+볏짚퇴비 처리($3.88Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 가장 많았고 NPK (화학비료) 처리보다 40.8%, NPK+헤어리베치 처리보다 17.0%의 축적 효과가 있었다. 그러나 NPK+볏짚퇴비 처리가 NPK+헤어리베치에 비해 토양 유기탄소 축적량이 높게 나타나 헤어리베치 시용에 비해 볏짚퇴비 시용이 농경지 내 탄소 축적량이 높은 것으로 나타났다. 벼 재배지 생태계 순 생산량은 NPK 처리($11.31Mg\;C\;ha^{-1}$)에 비해 NPK+헤어리베치 처리($14.01Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 19.3%와 NPK+볏짚퇴비 처리($12.6Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 10.2% 축적 효과가 있었다. 따라서 화학비료 단일 처리보다 화학비료를 절감하기 위한 유기물 처리가 토양유기탄소 축적 및 재배지의 작물 생태계 탄소 축적량을 증대시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.