Agro-ecosystem plays an important role in the mitigation of atmospheric $CO_2$ concentration through photosynthesis and soil carbon fixation. The perennial crops have capacity of carbon accumulation because they have lived for years in the same position. Carbon dioxide fixation occurs in the fruit orchard by photosynthesis and soil carbon sequestration. The objectives of this review are to introduce the fruit orchard as a carbon dioxide sink and to summarize the methods that measure $CO_2$ flux in the orchard. There are three difference methods (chamber, biomass, and eddy covariance method) to measure $CO_2$ exchanges on sites. However, there is no standard method suitable for fruit cultivation condition in Korea. Thus the standard method have to be developed in order to exactly estimate the carbon accumulation. In foreign studies, the carbon assessments were conducted in apple, peach, olive, grape orchard and so on. On the other hand the estimation of $CO_2$ exchange was carried out for apple and mandarine orchard in Korea. According to these results, fruit orchard is a $CO_2$ sink even though amount of carbon accumulation is smaller than the forest. To introduce certainly fruit orchard as greenhouse gas sink, long-term monitoring and further study have to be conducted under each planting condition.
철근콘크리트 구조물의 장수명화가 대두됨에 따라 내구성 문제에 대한 중요성이 증대되고 있다. 이에 대해 본 연구에서는 $Mg(OH)_2$를 혼입한 시멘트 페이스트의 탄산화 저항성에 대한 연구를 진행하였다. $Mg(OH)_2$가 $CO_2$의 고정 재료로서 5%, 10%, 15%의 비율로 $Mg(OH)_2$를 보통 시멘트 페이스트에 치환하여 $CO_2$ 농도 20%, 상대습도 60%, 온도 $20^{\circ}C$의 환경에서 양생 시킨 3, 7, 14, 28일 후에 탄산화 깊이 측정, 압축강도 측정, XRD, TG/DTA, MIP과 SEM등을 통해 샘플의 특성에 대해 연구를 진행했다. 그 결과, $Mg(OH)_2$의 혼입률이 증가할수록 탄산화 깊이가 더 작아지며 $Mg(OH)_2$ 혼입한 페이스트는 Magnesium calcite가 형성되어, $0.3{\mu}m$ 이하의 공극 비율이 높아 탄산화 저항성이 더 높아지는 것을 알 수 있었다.
Fixation of lead contaminants in the solidification/stabilization using Portland cement has been investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and compressive strength. The presence of lead was observed to produce lead carbonate sulfate hydroxide ($Pb_4SO_4(CO_3)_2(OH)_2$), lead carbonate hydroxide hydrate ($3PbCO_3{\cdot}2Pb(OH)_2{\cdot}H_2O$) and two other unidentified lead salts in cavity areas and was observed to significantly retard the hydration of cement. By 28 days, howevere, the XRD peaks of most of the lead precipitates have essentially disappeared with only residual traces of lead carbonate sulfate hydroxide and lead carbonate hydroxide hydrate evident. After 28 days of curing, hydration appears well advanced with a strong portlandite peak present though C-S-H gel peaks are not particularly evident. Lead species produced with the dissolution of lead precipitates are fixed into the cement matrix to be calcium lead silicate hydrate (C-Pb-S-H) during cement-based solidification.
Characteristics of $CO_2$ fixation by Chlorella sp. HA -1 were studied in a high cell culture using semi-continuous mode. As a result, it may be possible to obtain not only high cell concentration but also effective $CO_2$ removal at a moderate dilution ratio, which is' the most significant factor to control the microalgal growth in the semi-continuous mode.
산업사회의 발전과 문화생활의 향상에 따라 에너지 사용은 계속 증가해 왔으며, 이에 따른 환경문제 또한 꾸준히 제기되고 있다 산업구조상 화석연료를 주 에너지원으로 사용하고 있는 우리나라의 경우 온실 가스중 $CO_2$가 87.7%를 차지한다. 또한 이 $CO_2$가 대기 중에서 10.0%가 초과되면 인체에 심각한 신진대사의 이상, 중앙신경계의 장애가 발생할 수 도 있다(환경부, 2000). 에너지 경제연구원은 "2010년까지 2000년 수준으로 $CO_2$ 배출량을 줄이면서 국내 총생산은 17.5% 감소할 전망"이라고 분석했다(에너지 관리공단, 2003). (중략)
생물학적방법으로 이산화탄소를 에너지원인 메탄으로 전환하고자 hydrogenotrophic methanogen이 우점화된 실험실규모의 연속운전 반응기를 이용하여 수소의 주입비율과 EBCT에 따른 실험을 진행하였다. 수소와 이산화탄소의 주입비율을 4:1과 5:1(mol/mol)로 달리한 실험결과 두 조건 모두 주입된 수소가 대부분 소모되며 99% 이상의 전환율을 보였다. 이산화탄소의 경우 4:1에서는 $74.45{\pm}0.33$%, 5:1에서는 $95.8{\pm}10.7%$의 전환율로 이산화탄소를 모두 전환시키기 위해서는 양론식에 비해 더 많은 양의 수소가 필요한 것으로 확인되었다. 이는 hydrogenotrophic methanogen의 생장유지에 필요한 에너지원인 수소가 사용된 것에 기인한 것으로 사료된다. 체류시간별로 처리효율을 확인한 결과, 임계처리용량은 EBCT 3.3시간에서 수소(99.9%)와 이산화탄소(96.23%)의 안정적인 전환율을 보이며 $1.15{\pm}0.02m^3{\cdot}m^{-3}{\cdot}day^{-1}$의 메탄생산속도와 $2.01{\pm}0.04kg{\cdot}m^{-3}{\cdot}day^{-1}$의 이산화탄소 고정화속도를 나타내었다.
시금치에서 분리한 엽록체의 탄소고정을 관찰하면 반응시작 후 20분 정도가 지나면 고정율이 떨어지기 시작하여 1시간 정도가 지나면 고정이 완전히 멈춘다. 그 원인을 규명하기 위해 광합성 도중 시간별로 여러 단계의 엽록체에서 틸라코이드와 스트로마를 분리하여 재조합한 엽록체의 탄소고정을 조사하였다. 후기 단계의 틸라코이드를 사용하여 재조합한 엽록체의 탄소고정능이 후기 단계의 스트로마를 사용하여 재조합한 엽록체의 탄소고정능보다 더 많이 떨어진 것으로 미루어 그 저해 원인이 스트로마보다는 틸라코이드에 의한 것으로 짐작된다. 각 단계별로 틸라코이드의 기능을 조사한 결과 후기 단계에서의 전자전달과 광인산화반응이 크게 감소하였으며 반응 후 60분 시에는 광인산화반응이 완전히 멈추어 P/2e 비율이 0이 되었다. 따라서 분리한 엽록체에서 광합성 도중 광합성능이 떨어지는 이유는 스트로마보다는 틸라코이드 기능, 특히 광인산화 반응의 저하에 있다고 사료된다.
Chlorococcum littorale has been grown in high $CO_2$ concentrations to utilize $CO_2$ gas in the polluted air. The effect of incident light intensity on the specific growth rate is expressed by a photoinhibition model, showing half- saturation constant, $K_0\;as\;8\;(W/m^2)$ and inhibition constant, Ki as 35 $(W/m^2)$. The maximum specific growth rate was also estimated as 0.095 (1/day) under this condition. This strain maintained the optimum growth rate in 20% of $CO_2$ gas but 50% of input $CO_2$ gas is the maximum concentration considering the economical efficiency. The maximum Specific $CO_2$ consumption rate, $qCO_2$ was measured as 17.48 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) in batch cultivation, 11.2 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) in fed-batch cultivation and 10.87 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) at 0.065 (1/day) of dilution rate in continuous cultivation. The chemical composition of the biomass obtained from this process showed 32.5% of protein, 27.5% of lipid, 16.5% of carbohydrate and ash 11.7%.
$CO_2$와 질소동화작용에 있어서의 잎과 줄기간의 세포간 관계가 잔디군락의 자연 환경 상태하에서 자라는 Portulaca oleracea 에서 조사되었다. 기공이 줄기에서는 관찰되지 않는 반면 잎에서는 $1cm^2$당 3,275개가 나타났다. 어린 쇠비름 잎의 기공의 조헝운 범에누누 높고 낮에는 낮다. 최고 활성을 갖는 마디의 순서는 위에서 아래로 떨어짐에 따라 변화한다.P.oleracea 의 줄기조직은 CMA의 최고 활성을 나타내었으나 잎에서는 CMA의 활성이 나타나지 않았다. 빠른 산의 성화는 새벽에 원줄기에서 보여지나 줄기는 서서히 증가하는 것 밖에 관찰되지 않는다. RuPB carboxy-lase의 활성은 거의 관찰 되지 않는다. 특히 잎새에서의 PEP carboxylase의 활성은 이른 아침에 줄기에서는 낮고 잎에서는 매우 높음을 보여준다. 이런 결과는 새벽에 열려진 기공을 통과할$CO_2$가 PEP carboxylase에 의해 잎에서 동화되고 $C_4$생산물이 줄기로 이동함을 나타낸다. Nitrate 축적과 nitrate reductase, nitrite reductase, glutamine symithetase, gluamate symthase, glutamade dehydrogenase의 농도는 잎보다 줄기에서 더 높았고 밤보다 낮에 더 높다. 이것은 뿌리를 통해 흡수된 nitrate의 상당한 양이 줄기에서 동화되고 줄기 조직을 통해 잎으로 이동되어 거기에서 감소된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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