• 한국농림기상학회지
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• 제24권1호
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• pp.48-61
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• 2022

한국은 국토의 약 63%가 산림으로 구성되어 있고, 16%가 농경지로 구성되어 있어 도심에서 발생하는 NOx가 산림지역과 농경지에서 발생하는 BVOCs와 결합하여 오존을 생성할 가능성이 높다. 그래서 본 연구에서는 한국의 자연 식생 BVOCs 배출을 추정하기 위해 MODIS의 토지피복 자료와 엽면적지수 자료를 이용하여 입력자료를 생성한 후 MEGAN 모델로 BVOCs의 주요 배출 물질인 이소프렌과 모노테르펜을 대상으로 2012년 6월 한 달 간 모델링을 실시하였다. 그 결과, 해당기간 동안 이소프렌은 10,495 ton, 모노테르펜은 2,709 ton이 배출되었다. 기존 국내에서 BEIS와 CORINAR를 이용하여 연구된 이소프렌의 배출량은 약 24,000 ton, 모노테르펜은 25,000 ton으로 나타났는데, 본 연구와 배출량 차이가 나타난 주된 이유는 모델 알고리즘 차이와 모델 구동 시점에서의 일사량과 기온 등 기상 조건의 차이에 의한 것으로 추정된다. 그리고 모델링 결과와 측정 값의 비교를 위하여, 6월 11일부터 12일까지 이틀 간에 걸쳐, 한국 태화산에서 활엽수의 이소프렌과 침엽수의 모노테르펜 챔버 측정 값을 항공라이다와 방형구 식생자료를 기반으로 산정된 엽생체량 값을 이용하여 산림 단위의 BVOCs 배출량으로 환산하였다. 태화산 지역에서의 MEGAN 모델과 측정 간 BVOCs 배출량을 비교한 결과, 시간적인 배출 경향은 유사했으나 이소프렌은 MEGAN 모델에서 최대 6.4배 정도 배출량이 높게 나타났고, 모노테르펜은 최대 5.6배 정도 배출량이 높게 나타났다. MODIS에서 제공되는 토지피복 자료가 한국의 토지피복 특성을 잘 반영하지 못함에도 불구하고 MEGAN 모델링 결과가 측정 값과 다른 모델에 비해 상대적으로 큰 차이를 보이지 않은 것은 MEGAN 내에 기온, 일사량 등에 의해 식생의 BVOCs 배출량을 변환시키는 파라미터들이 현실을 비교적 적절하게 반영하고 있는 것으로 사료된다. 본 연구는 국내의 BVOCs 배출량을 MEGAN 모델을 활용하여 산정하였고, 산림지에서의 실측 자료와 비교를 통해 배출량을 평가하였다는데 의의가 있으며, 산림과 대기 간의 BVOCs 상호작용 연구에 작은 도움이 될 것으로 기대된다. 국내 BVOCs 배출량을 더 정확하게 추정하기 위해서는 지형과 식생의 특성을 더욱 최신으로 반영한 토지피복 및 엽면적지수 자료의 이용, 그리고 수목 및 농작물 등과 같이 개별 식생에 따른 배출계수 등의 대한 연구가 향후에 심도 있게 이루어져야 할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.45-53
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• 2022

디젤엔진의 배출물 개선을 위해 탄소수가 낮은 천연가스를 혼합하여 사용하는 천연가스-디젤 혼소 연소가 각광받고 있다. 특히 자발화 특성에 차이가 있는 디젤과 천연가스의 특성을 이용한 반응성 제어 압축착화(reactivity controlled compression ignition, RCCI) 연소 전략을 통해 기존 디젤엔진의 효율과 배출가스를 동시에 개선시키는 연구가 활발하게 진행되어 왔다. 상사점보다 앞당겨진 디젤 직접 분사시기 적용을 통해 실린더 전체 영역의 균일 혼합기를 형성하여 전체적으로 희박한 자발화 기반 연소를 달성함으로써 질소산화물 (NOx) 및 입자상물질 (PM) 저감과 제동열효율 개선을 동시에 달성할 수 있다. 하지만 매우 희박한 저부하 영역에서 불완전 연소량이 증가하는 단점이 존재하며, 안정적인 연소 구현을 위해 디젤 분사시기가 민감하게 제어되어야 하는 어려움도 존재한다. 본 연구에서는 앞서 언급된 저부하 영역에서의 천연가스-디젤 혼소 엔진의 효율 및 배기 개선을 확인하고, 동시에 발전용 엔진 구동 영역에서 디젤 분사시기에 따른 연소안정성을 평가하였다. 실험에는 6 L급 상용디젤 엔진이 사용되었으며, 1,800 rpm, 50% 부하 영역 (~50 kW)에서 실험이 진행되었다. 제동효율 및 연소안정성을 개선하기 위한 전략으로 분무 패턴이 다른 2개의 인젝터를 적용하였으며, 천연가스/디젤 비율과 디젤 분사시기를 바꿔가면서 실험이 진행되었다. 실험 결과, 협각 분사가 추가된 수정 인젝터에서 제동 열효율이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 연소안정성 및 출력, 그리고 강화된 배기 규제를 고려하였을 때 수정 인젝터의 분무 패턴이 예혼합연소 형성에 적합하였고 이를 통해 질소산화물 배출량을 Tier-V 기준치인 0.4 g/kWh 이하로 저감함으로써 RCCI 연소 가능 영역을 확장할 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

• 한국조경학회지
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• 제48권5호
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• pp.80-88
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• 2020

2019년 3월 미세먼지 비상저감조치가 일주일 동안 발령되면서, 미세먼지로 인한 국민의 불안감은 점차 가중되고 있다. 본 연구는 공기정화식물이 적용된 바이오필터의 다중이용시설 내 적용성 평가를 위해 입자상 오염원의 실내 연속방출환경을 조성하여 오염원 저감효과에 대한 측정방법을 제안하고, 시스템의 실내공기질 개선 여부를 확인할 수 있는 기초연구를 진행하였다. 강의실을 대상으로 춘절기에 모니터링 1시간 전 모기향을 오염원으로 배경농도를 조성한 후, 스케줄에 따라 2시간 관수, 1시간 송풍하여 미세먼지의 저감능을 확인하였으며, 바이오필터 2m 전방에 PM₁₀, PM_2.5 및 온습도 센서를 설치하고, 3개 송풍구 중 중앙에 풍속 프로브를 설치하여 시계열 모니터링을 수행하였다. 바이오필터에 구비된 총 3개소의 송풍구 평균 면풍속은 0.38±0.16 m/s로 댐퍼 면적이 제외된 송풍구별 면적 0.29m×0.65m을 적용한 총 공조풍량이 776.89±320.16㎥/h로 산출되었다. 시스템 가동으로 평균온도 21.5~22.3℃, 평균상대습도 63.79~73.6%를 유지하여, 선행연구의 다양한 조건별 온습도 범위에 부합하는 것으로 판단된다. 시스템 공조부 구동을 통해 급격하게 상대습도를 상승시키는 효과를 효율적으로 운용할 경우, 계절에 따른 실내 미세먼지 저감과 적정한 상대습도 확보도 가능할 것으로 판단된다. 미세먼지 농도는 바이오필터 시스템 가동 전의 모든 주기에서 상승 현상이 동일하게 집계되었으며, 시스템 가동 후 1주기 송풍구간(B-1, β=-3.83, β=-2.45)에서 미세먼지(PM₁₀)는 최대 28.8% 수준인 560.3㎍/㎥, 초미세 먼지(PM_2.5)는 최대 28.0% 수준인 350.0㎍/㎥까지 저감되었다. 이후 미세먼지(PM₁₀, PM_2.5)의 농도는 2주기 송풍구간 감소(B-2, β=-5.50, β=-3.30)로 각각 최대 32.6% 수준인 647.0㎍/㎥, 32.4% 수준인 401.3㎍/㎥까지 저감되었고, 3주기 송풍구간감소(B-3, β=5.48, β=-3.51)로 최대 30.8% 수준인 732.7㎍/㎥, 31.0% 수준인 459.3㎍/㎥까지 저감된 것으로 확인되었다. 본 연구는 식생 바이오필터의 다중이용시설 내 설치와 유관한 관련 표준 및 규정을 참조하여, 객관적인 성능평가환경의 구축 방안을 제시할 수 있었다. 이를 통해 일반 강의실 환경 내에 보다 객관화된 모니터링 인프라를 조성하여, 상대적으로 신뢰성 있는 데이터 확보가 가능했던 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제5권2호
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• pp.149-157
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• 1978

동력경운기용(動力耕耘機用) 두류(豆類)의 무경운(無耕耘) 파종기(播種機)에 부착(附着)하여 사용(使用)하는 구절기중(溝切器中)에서 소요색인력(所要索引力)이 작고 구절작업정도(溝切作業精度)가 양호(良好)한 구절기(溝切器)의 개발(開發)을 위(爲)한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위(爲)하여 구동식(驅動式) 토조(土槽)에 인공토양(人工土壤)을 채우고 원판형(圓板型) 및 호우형(型) 구절기(溝切器)의 소요색인력(所要索引力)과 이에 영향(影響)을 미치는 인자(因子)들과의 관계(關係)를 구명(究明)코자 실내모형(室內模型) 실험(實驗)을 실시(實施)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 원판형(圓板型) 구절기(溝切器)에 대(對)하여 직경별(直徑別)로 조립각(組立角)을 $8^{\circ}$와 $16^{\circ}$, 경심(耕深)을 3cm와 6cm로 변화(變化)시키년서 2.75cm/sec의 속도(速度)로 색인력(索引力)을 측정(測定)한 결과(結果) 원판(圓板)의 직경(直徑)이 약(約) 28cm인 경우(境遇)에 색인력(索引力)이 최소(最少)로 나타났고, 직경(直徑)이 이보다 크거나 작은때는 색인력(索引力)은 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타냈으며 비저항(比抵抗)도 대체(大體)로 비슷한 경향(傾向)이었으나 원판(圓板)의 직경(直徑)이 약(約) 30cm일 때 최소(最少)로 나타났다. 종자파종(種子播種)의 심도조절(深度調節)을 목적(目的)으로 작구심(作溝深)(3cm 및 6cm)과 색인력(索引力)과의 관계(關係)를 조사(調査)하였던 바, 경심(徑深)과 색인력(索引力)과의 관계(關係)는 거의 직선적(直線的)인 변화(變化)를 나타냈으며 색인력(索引力)에 영향(影響)을 미치는 인자중(因子中)에서 경심(耕深)의 영향(影響)이 가장 컸음을 알 수 있었다. 일반적(一般的)으로 조립각(組立角) 및 주행속도(走行速度)에 별(別) 영향(影響)없이 경심(耕深) 3cm 및 6cm 공(共)히 색인력(索引力)은 직경(直徑) 약(約) 28cm에서, 비저항(比抵抗)은 약(約) 30cm에서 최소(最少)의 값을 나타내었다. 파종기(播種機)의 작업성능(作業性能)과 관계(關係)가 갚은 주행속도(走行速度) 및 파건(播巾)의 조절(調節)을 목적(目的)으로 원판(圓板)의 조립각(組立角)과 주행속도(走行速度)가 색인력(索引力)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)했던 바, 조립각(組立角)과 주행속도(走行速度)가 증가(增加)함에 따라 모두 색인력(索引力)이 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타내었으나 색인력(索引力)에 미치는 영향(影響)은 주행속도(走行速度)가 더욱 크게 나타났다. 원판형(圓板型) 구절기(溝切器)와 호우형(型) 구절기(溝切器)를 비교(比較)하기 위(爲)하여 쐐기각(角)이 $16^{\circ}$이고 리프트각(角)이 $20^{\circ}$인 호우형(型) 구절기(溝切器)와 조건(條件)이 비슷한 조립각(組立角) $16^{\circ}$의 원판형(圓板型) 구절기(溝切器)의 색인특성(索引特性)을 비교(比較)한 결과(結果) 직경(直徑) 30cm인 원판형(圓板型)의 경우(境遇)는 비저항(比抵抗)이 $0.35{\sim}0.5kg/cm^2$인데 비(比)해 호우형(型)의 경우(境遇)는 $0.71{\sim}1.02kg/cm^2$로 나타나 호우형(型)의 색인비저항(索引比抵抗)이 평균(平均) 2배정도(倍程度) 크게 나타났고 작구상태(作溝狀態)도 원판형(圓板型)의 경우(境遇)보다 불량(不良)하였다.