• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.56-61
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• 2012

콘크리트의 열화는 현재 전세계적인 관심 분야로서 가장 보편적인 열화원인은 염해이다. 이를 고려한 내구수명 예측기법의 개발은 토목건설 기술에 매우 중요한 부분을 차지하고 있으나, 대부분의 기존의 연구는 수명예측에 대한 기법에 집중되어 왔을 뿐, 콘크리트 표면의 미세 기후조건을 고려한 환경 분석은 매우 드문 실정이다. 그러나 콘크리트의 내구성은 표면의 특성에 의해 지배되므로, 실질적으로 표면상태에 대응한 미세 기후조건을 연구하여 환경대응 인자로 정립할 필요가 있다. 본 연구는 현장 기후조건을 계측하여 콘크리트의 미세기후조건을 해석할 수 있는 방법을 제안하였다. 이 결과는 염소이온 확산계수와 같은 재료 매개변수에 반영하여 더욱 정밀한 수치 해를 얻는데 이용되었다. 본 연구는 콘크리트의 내구성 설계기법을 개발하기 위하여, 환경인자에 대응한 매개변수를 도출하는데 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제9권4호
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• pp.423-433
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• 2018

본 연구에서는 고농도 미세먼지의 발생과 연관된 대기패턴을 조사하고, 이를 바탕으로 한반도의 고농도 미세먼지의 발생을 예측할 수 있는 지수를 개발하였다. 또한 개발된 지수를 이용하여 미래의 한반도 고농도 미세먼지 발생과 연관된 대기 패턴의 변화를 살펴보았다. 서울지역 미세먼지 농도의 변동성을 조사하기 위해, 황사 발생 사례일을 제외한 미세먼지 고농도 사례일은 대기환경기준에 따라 24시간 평균 $PM_{10}$ 농도가 $100{\mu}g/m^3$ 이상일 경우로 정의하였다. 미세먼지 연평균 농도는 2001년부터 꾸준히 감소하는 경향을 보이며, 2012년 이후에 감소 추세가 주춤하였으며, $PM_{10}$ 고농도 사례일수도 2003년부터 2016년까지 대체로 감소하였다. 그러나 4일 이상 지속되었던 고농도 사례만을 살펴보면 2001년과 2003년을 제외하고 뚜렷한 감소 경향을 찾아보기 어렵고 전반적인 대기질 향상에도 불구하고 지속적으로 발생하는 것을 알 수 있다. 4일이상 지속되는 고농도 사례는 최근 들어 뚜렷한 경향을 보이지 않고, 기상조건 등의 다른 발생원이 있음을 알 수 있다. 그러므로 고농도 사례에 대한 대기 순환장의 특징을 살펴보기 위해 한반도의 고농도 사례일에 대한 대기패턴의 합성장을 분석하였다. 고농도 사례가 발생하였을 경우, 한반도 상공에 고기압에 위치하면서, 극의 찬 공기의 유입을 차단하며, 상층 동서 방향 바람은 한반도 북쪽으로 흐르게 된다. 따라서 한반도 지역은 차고 건조한 북서풍이 약화되고, 풍속이 감소된다. 이러한 한반도 미세먼지 고농도 사례와 연관된 대기패턴을 바탕으로 겨울철 한반도 $PM_{10}$ 농도를 전망하기 위한 미세먼지 고농도 지수를 정의하여 사용하였다. 먼저 500 hPa 지위고도, 500 hPa 동서 방향 바람 성분, 850 hPa 남북 방향 바람 성분과 $PM_{10}$과의 상관성이 높은 지역에서 각 변수를 영역 평균하고 표준화 과정을 거친 후 각 변수에 대한 지수를 계산하고, 각 지수의 합으로 한반도 미세먼지 고농도 지수 (KPI)를 정의하였다. 한반도 미세먼지 고농도 지수를 CMIP5에 참여하는 10개의 기후모형에 적용하여 미래 한반도의 고농도 미세먼지를 발생시킬 수 있는 대기패턴의 변동성을 살펴보았다. 겨울철 한반도에서 대기의 정체를 유발하여 심한 대기오염을 발생시킬 수 있는 기상 조건의 빈도가 기후변화에 따라 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 증가는 한반도 주변의 평균 대기 상태의 변화와 일치한다 (Cai et al, 2017). 이 연구는 $PM_{10}$ 관측자료 기간이 2001년부터 2016년까지의 총 16년 동안의 자료 만을 이용하여 한반도 고농도 미세먼지 발생과 관련된 대기패턴을 분석하였기에 대기오염과 연관된 기상조건을 완벽하게 식별하지는 못하였을 것이다. 향후 연구를 통해서 $PM_{10}$과 더불어 $PM_{2.5}$의 자료를 활용하여 상세한 분석이 필요할 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고, 본 연구의 결과는 지구 온실가스 배출로 인한 대기 순환의 변화가 한반도 고농도 미세먼지 발생 사례를 증가시키는 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 지구 온난화가 심해진다면, 작은 대기 오염 배출이라도 축적이 되어 고농도 미세먼지 현상이 발생 할 수 있다. 따라서 대기 오염 배출 저감 노력뿐만 아니라, 온실가스 배출량을 줄이기 위한 노력이 동시에 필요할 것으로 사료된다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.563-569
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• 2018

본 연구에서는 영양염류 및 응집을 중심으로 미세조류를 이용한 폐수처리 효율에 관한 연구를 수행하였다. 미세조류 배양을 통한 폐수의 영양염류 저감의 가능성을 확인하기 위하여 미세조류의 배양에 따른 인 및 질소의 제거율을 관찰한 결과, 각각 약 92 % 및 99 % 이상의 제거율을 보였다. 효율적인 미세조류의 회수를 위하여 Auto-flocculation 조건 및 다양한 첨가물에 따른 응집실험을 진행한 결과, 응집제인 PAC(Poly Aluminum Chloride) 및 $FeCl_3$를 첨가한 경우에 각각 평균 94 % 및 92 %의 높은 응집율을 보였다. 또한, 최소한의 농도로 90 % 이상의 응집율을 보이는 최적의 조건을 찾기 위하여 응집제별 최적농도 산출 실험을 진행하였으며, 그 결과 PAC는 30 mg/L, $FeCl_3$는 40 mg/L가 최적의 농도임을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.300-300
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• 2023

기후변화의 영향 중 하나인 무강우일수의 증가는 우리의 삶에 다양한 피해를 야기하고 있다. 영산강·섬진강권역은 2001년 이후 가장 심한 가뭄을 겪고 있으며, 이로 인해 하천의 건천화, 수질악화, 농업피해 등이 발생하고 있다. 무강우일수의 증가로 인한 피해는 농업지역에만 국한되지 않는다. 도시지역에 무강우가 지속될 경우 공기 중의 미세먼지가 효과적으로 제거되지 못하는 문제가 발생한다. 미세먼지로 인한 환경문제는 특정 배출지역에 국한되지 않고 기상조건에 따라 오염물질이 이동할 수 있으므로 타지역 및 타국가와의 갈등을 유발할 수 있다. 따라서, 정확한 분석을통해 원인을 규명하고 해결방안을 강구하는 것은 중요한 일이다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 한국환경공단에서 운영 중인 523개의 도시대기 측정소에서 관측된 PM₁₀ 시단위 자료를 이용하여 미세먼지의 추세를 분석하였다. 다음으로 미세먼지의 이동과 소멸과 연관성이 있을 것으로 판단되는 강우량, 습도, 풍속 등의 기상요소 및 무강우일수와 미세먼지 농도의 관련성을 분석하였다. 무강우일수는 전국에 분포된 103개 지상관측소의 시단위 강우자료를 통해 계산하였으며, 무강우일수와 미세먼지 농도의 관계는 각각의 무강우일수에 대응되는 미세먼지의 농도분포를 통해 년단위 및 월단위로 지역별로 분석하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권3호
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• pp.207-216
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• 2015

본 연구는 산불 피해지에서 복원 방법 및 수종의 구성에 따라 미세 기후가 어떻게 변하는지에 관한 연구는 거의 이루어진 바 없어 산불 피해지에서 복원 방법 및 임분의 구성에 따라 임분 내 기상 패턴이 어떻게 변화하는지에 대해 구명하고자 수행되었다. 본 연구에서 사용된 독립 변수로 임분을 구성하는 수종의 종류와 생장, 임분 밀도, 그리고 피복율이며, 이에 따른 종속 변수로는 임분 내 광량, 기온, 습도, 토양 온도, 그리고 토양 수분 함량이었다. 기상 조건은 대부분 광 조건에 영향을 받는 종속 변수이나, 임분을 구성하는 수목의 생장과 피복률에도 변화하는 것으로 나타났다. 임분 내 습도는 임분 밀도와, 임분 내 기온과 수목의 수고와 음(-)의 상관 관계에 있는 것으로 나타나 임분 밀도와 수목의 생장이 증가할수록 임분 내부의 기온과 습도는 상대적으로 감소하는 경향을 보였다. 그러나 임분의 발달은 대부분 미세 기후의 전체 평균보다는 변동계수와 같은 편차를 줄이는 형태로 더 큰 영향을 주었으며, 수관 층의 수고와 임분 내 광량과 직접적인 관계에 있는 것을 감안하면($R^2$=0.87), 임분의 구조는 광량에는 직접적인 영향을, 다른 미세 기후에는 간접적인 영향을 준 것으로 사료된다. 한편 변동계수의 경우 삼척 지역이 고성 지역보다 상대적으로 높은 값을 보였으며, 수목의 생장에 따라 감소하는 경향을 보였다. 따라서 산불 발생 이후 시간 경과에 따라 상대적으로 안정된 상태를 지니는 것으로 해석되었다. 그러나, 현재 단계에서는 산불 피해 이후 숲의 발달에 따른 임분 내부의 기상 조건의 변화상을 뚜렷하게 확인하고 일반화하기에는 많은 어려움이 있어 이를 위해서는 보다 긴 시간에 걸쳐 많은 지점에서의 기상 조건과 임분 현황을 지속적으로 조사되어야 할 것이다. 이후 일반화된 자료를 활용한다면, 임분 구조와의 관계 해석은 물론, 하층 식생 출현 등에 대한 해석에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.574-584
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• 2003

도심지 환경에서 콘크리트 구조물의 열화를 일으키는 주요한 요인 중 하나는 중성화이다. 최근, 대기 중 $CO_2$농도와 온도가 크게 증가하는 지구 온난화 현상으로 인하여 중성화 열화환경도 더욱 심각해지고 있다. 본 연구에서는 IPCC에서 제안한 지구규모 대기환경 변화 시나리오인 IS92a를 토대로 향후 100년까지 대기 중 $CO_2$ 농도와 온도 상승율을 예측하였다. 질량보존의 법칙과 Fick의 1법칙을 기초방정식으로 하여 시간경과에 따른 콘크리트의 수화도, 콘크리트 열화에 미치는 각종 주요변수 등의 재료물성을 반영하였다. 또한, 서울시의 미세기후조건을 반영하기 위하여 추계학적 및 통계학적 기법을 도입하여 중성화로 인한 내구수명예측 기법에 반영하였다. 연구결과에 의하면 물-시멘트비가 큰 콘크리트에서 COS 농도증가로 인한 중성화 진행속도가 뚜렷히 빨라지는 것으로 나타났다. 그러나 물-시멘트비 55% 이하에서 충분히 양생된 보통 포틀랜드 콘크리트의 조건에서 중성화에 대한 우려가 높지 않을 것으로 생각된다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.194-199
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• 2001

쾌적한 스포츠웨어는 기능성에 있어서 자연환경의 변화조건과 인체의 운동 및 활동에 맞추어 열절달 및 수분전달 등을 적절히 조절할 수 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 일반환경조건 및 강우환경조건하에서의 형상기억 투습방수직물 소재의 스포츠웨어 착용에 따른 인체생리반응 및 쾌적감을 규명하기 위하여 스포츠웨어를 제작하여, 인공기후실에서 환경조건변화에 따른 온열생리학적 특성 및 주관적 감각을 측정, 그 특성을 비교, 고찰하였다. 평균피부온은 강우환경조건에서 온도가 낮게, 변동폭이 많게 나타났다. 변화경향을 운동부하를 기점으로 온도의 상승이 나타났고, 운동 2단계에 가장 높은 온도를 나타냈으며, 이후 감소하였다. 직장온은 일반환경조건에 비해 강우환경조건에서 온도의 미세한 상승을 보였다. 의복내 기후는 두 조건 모두에서 가슴부위보다 등부위의 온·습도의 변동폭이 크게 나타났고, 강우환경조건에서의 의복내 온도를 제외하고는 모두 등부위의 온·습도가 높게 나타났다. 최고 혈압은 운동의 강도에 따라 비례하여 상승하고, 최저 혈압에는 큰 영향없이 나타났으며, 변화경향은 의복내 온도의 경향과 역으로 나타났다. 평균혈압은 일반환경조건에서 6.9mmHg 높게 나타났다. 심박수는 일반환경조건에서 4.4beats/min 높게 나타났다. 강우환경조건의 주관적 감각의 평가에서, 신체에 직접 가해지는 빗물 등으로 인해 불쾌감이 증가하였고, 운동 후에는 일반환경조건과 달리 냉감이 증가하였으며, 습윤감은 최고치에 달하였다.

• 석유와에너지
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• 통권307호
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• pp.20-23
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• 2018

2018년 1월 국내에서는 처음으로 환경부와 수도권 지자체를 중심으로 '미세먼지 비상저감조치(이하 비상조치)'가 시행되었다. 공교롭게도 지방선거를 5개월 앞둔 시점에 비상조치가 시행되면서 언론 등을 통해 논란이 증폭된 점을 부인할 수는 없지만, 비상조치에 대한 뜨거운 논쟁은 최근 수년간 미세먼지 문제에 대한 시민들의 인식과 불편함이 상당히 높아져 왔음을 보여주는 사례이다. 일정 조건을 충족하면 비상조치가 언제라도 다시 시행될 수 있다는 점에서, 빠른 시일 안에 지난 1월의 경험을 돌아보고 우리 사회가 나아가야 할 방향을 재정립할 필요가 있다. 정책을 수립하고 시행하는 과정에서 경험한 바를 점검하고, 이를 통해 얻은 교훈을 바탕으로 앞으로 나아갈 방향을 다시 정립하는 과정(경험을 통한 학습과 환류)은 공공정책을 수립하고 시행하는 데 있어서 필수적인 요소이다. 이 글에서는 미세먼지 농도 기여율 연구 결과, 비상조치 경험, 기후변화 대응 과정의 교훈 등을 돌아보면서 목표관리 측면, 국제협력, 시민과 기업의 참여, 배출관리 부문, 노출저감 전략 등을 중심으로 앞으로의 미세먼지 대응 방향을 제안하고자 한다.

• 한국제4기학회지
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• 제14권2호
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• pp.101-107
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• 2000

Phytogram을 이용하여 월악산에 자라는 침엽수류의 비대생장과 형성층의 전기화학적 활성을 기온, 토양수분, 토양온도, 광량 등과 함께 1996년 5월부터 1998년 10월초까지 28개월간 1시간 간격으로 연중 모니터링 함으로써, 이들 수목의 생장에 관여하는 기후인자를 추출하여 연륜을 이용한 고기후 복원과 기후변화(온난화와 강수량 변화)에 따른 수목생장 예측자료로 활용하고자 하였다. Phytogram은 미세전극을 식물체의 사부와 목부 사이에 삽입하여 형성층에서의 산소, 수소이온, 수분을 측정하는 전기화학적 시스템으로 운용되는 기기로서 토양수분, 토양온도, 기온, 광량 등 환경조건과 수목의 비대생장을 기록할 수 있었다. 직경생장개시 시기는 낙엽송, 소나무, 리기다소나무 순이었다. 3 수종 모두 생장초기 생장속도가 빠르며 이때의 환경조건이 이들 수종의 생장량에 가장 큰 영향을 주었다. 즉 장마철 이전(5월과 6월)의 수분조건이 생장량을 가장 크게 좌우하였다. Dendrometer(직경생장)와 proton(수소이온)은 증산작용에 의해 아침부터 오후까지 감소하여 16시에 최저가 되고, hydration(수분)은 아침부터 증가하기 시작하여 16시에 최대가 되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.127-137
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• 2021

미세먼지 전구체인 질소산화물(NOx)에 대한 대기배출부과금 제도가 2020년부터 국내에 도입 및 시행됨에 따라 이를 저감하기 위한 경제적인 연소기술 개발은 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해외 우드펠릿 대체재로서 REC(Renewable Energy Certificates) 확보가 가능한 국내 미이용 산림 바이오매스를 연료로 하여 0.1 MWth급 순환유동층 연소 설비에서 NOx 저감을 위한 air-staging 효과를 고찰하였다. 운전 변수로는 air-staging 적용 유무, 3차 공기 공급 높이(6.4 m, 8.1 m, 9.4 m) 그리고 air-staging 비율(1차 공기:2차 공기:3차 공기=91%:9%:0%, 82%:9%:9%, 73%:9%:18%) 변화이며 운전 변수에 대한 배기가스 내 NO와 CO 농도, 연소로 높이별 온도와 압력 프로파일, 포집된 비산재(fly ash) 내 미연탄소 함량과 연소효율을 분석하였다. 3차 공기를 가장 높은 9.4 m에서 공급한 air-staging 운전 시 NO 농도는 100.7 ppm으로 air-staging을 적용하지 않은 운전 조건(148.8 ppm)보다 32.3% 감소하지만 CO 농도는 오히려 52.2 ppm에서 99.8 ppm으로 91% 증가하였다. 더불어, NO 농도의 저감을 위한 환원영역과 CO 농도의 저감을 위한 산화영역 확보를 위해 3차 공기 공급 높이를 6.4 m로 유지하며 3차 공기 공급량을 늘리고 1차 공기 공급량을 낮춘 air-staging 운전 조건(73%:9%:18%)에서는 NO와 CO 농도가 각각 90.8 ppm과 66.1 ppm으로 air-staging 적용 조건 중 가장 감소되는 것을 확인하였다. 이러한 최적 운전 조건에서 연소효율 역시, air-staging을 적용하지 않은 운전 조건의 연소효율(98.3%) 보다 높은 99.3%임을 확인하였다.