• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1098-1105
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• 2021

국제해사기구에서는 선박에서 배출되는 질소산화물 및 이산화탄소 등에 관한 환경규제를 꾸준하게 강화하고 있다. 이에 친환경 요소를 바탕으로 하는 전기추진시스템의 수요가 증가하고 다양한 선박에 적용되며 연구개발이 꾸준하게 진행되고 있다. 전기추진시스템은 신뢰성을 높이고 선내 배치를 용이하게 하기 위한 이중화 구성이 주로 채택되며 실제 장비나 공간을 가상 세계에 쌍둥이처럼 구현하고 현실 세계의 정보와 데이터를 가상 세계와 통합하여 실제 환경에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션 함으로써 결과를 미리 예측할 수 있는 디지털트윈 기술의 접목을 통하여 전기추진시스템의 안전성 확보를 위한 연구 또한 매우 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기추진선박의 디지털트윈 기술개발을 위한 전력관리시스템 이중화에 대한 검증을 FMEA를 바탕으로 분석 후 선급에서 제시하는 이중화 FMEA 기준을 바탕으로 실제 선박 운항 조건에서 전력관리시스템의 단일 장비 고장의 일차 피해와 이차 피해 및 전체 시스템의 영향을 분석하여 추가 피해를 방지하기 위한 보상기능으로 전력관리시스템의 역할과 알고리즘을 제안하였으며 실제 테스트를 통해 추진력 보존이 개선되었음을 검증하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권6호
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• pp.68-74
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• 2005

고농도 비소 오염토양에 대한 fold규모 연속 토양세척공정의 적용 가능성을 평가하기 위해 경상남도 D광산 광미 혼합토양에 대하여 적용하였다. 초기 비소오염 농도는 $321\pm32 mg/kg$ dry soil 이었으며 pilot규모 실험에서 도출된 기본 운전조건을 적용한 결과, 세척된 토양의 잔류 비소농도는 2.03 mg/kg dry soil로서 $99\%$의 높은 제거효율을 나타내었다. 경제성 및 효율성을 개선하기 위하여 세척제의 농도, cut-off size, 진탕비를 조절하며 운전한 결과, 토양세척 공정 운전시 원활한 운전관리와 처리단가 등을 고려한 최적의 운전조건은 1) 각 단계의 세척제 농도 0.2M HCl-1.0M HCl-1.0M NaOH, 2) cut-off size 0.15mm(sieve $\sharp$100), 3) 진탕비 1:3으로 처리한 결과 세척된 토양의 잔류 비소농도는 2.03mg/kg이었으며 세척유출수 처리에서는 형성된 Hoc의 과포화로 인한 침전방해가 발생하지 않는 pH 6이 (33 ppb) 최적의 처리조건으로 판단되었다. 최종 배출된 청정자갈 및 토양, 티ter cake에 대하여 TCLP법을 적용한 용출실험 결과, 각각 1.04, ND, 0.07 mg/L 모두 용출비소 농도기준(5 mg/L)을 만족하며, 탈수슬러지의 함수율$(48\%)$도 폐기물관리법의 슬러지 수분함량 기준$(85\%)$을 만족하여 매립처리가 가능함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 field 규모 연속 토양세척공정은 고농도 비소 오염부지의 정화를 위한 기술로 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권7호
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• pp.543-553
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• 2014

서울특별시 용산구의 측정망에서 2004년부터 2013년간 관측한 대기질 자료를 중심으로 $SO_2$의 환경거동을 시간적 기준으로 다양한 관점에서 분석하였다. 이와 동시에 관측한 기타 대기오염물질들($PM_{2.5}$, $PM_{10}$, TSP, $CH_4$, CO, NO, $NO_2$, NOx, $O_3$, THC, NMHC)의 농도자료와 기상자료들과의 관계를 해석하는 방식으로 $SO_2$의 거동을 조사하였다. 10년간 측정한 용산구 지역에서 측정한 $SO_2$의 연간 평균농도는 대기환경기준치인 $20nmole\;mole^{-1}$보다 5배 정도 낮은 4.36-5.86(최저-최고) $nmole\;mole^{-1}$ 수준으로 나타났다. 이는 연간 평균농도가 관리기준치를 초과하는 성분들과 뚜렷하게 대조적인 양상을 보였다. 여러 가지 통계적 기법을 적용하여 $SO_2$의 배출량에 영향을 미치는 요인들을 파악하였다. 그리고 용산구에서 측정한 $SO_2$와 기타대기오염물질, 기상자료들의 경향성을 비교해보았다. $SO_2$은 온도 및 기타물질들에 대한 상관성이 있는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과에 의하면, $SO_2$은 다른 대기오염물질들에 비해 상대적으로 관리가 잘 이루어지고 있다는 것을 확인할 수 있다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.177-184
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• 2021

축산용 항생제는 투여된 양의 일부만이 체내에서 사용되며 나머지는 분뇨로 배출되며 이를 활용한 퇴비를 농경지에 살포함으로써 농업환경에 유입되어 2차 오염 등을 초래하고 있다. 따라서, 농업환경 중 항생제 관리기준 설정 등 사후 관리 기술이 필요하다. 본 연구는 국내 사용빈도가 높은 것으로 알려진 tetracycline 및 sulfonamide 계열 등의 항생제를 대상으로 매체별 잔류량을 비교하고 퇴비 시용 전·후 농경지 토양 중 잔류항생제의 위해성을 평가하기 위하여 수행되었다. Buffer 및 SPE를 사용한 전처리 방법은 ppb 수준에서 70% 이상의 회수율을 나타냈으며, 검출한계(LOD)의 범위는 퇴비와 토양에서 각각 0.13-0.46 ㎍/kg과 0.05-0.25 ㎍/kg이었다. 잔류 항생제 분석결과 퇴비 중 tetracycline 계열 항생제의 잔류 농도는 5.38-196.0 ㎍/kg, sulfonamide 계열은 below the detection of limit (BDL)-259.0 ㎍/kg 수준으로 검출되었다. 농경지 토양의 경우 각각 0.30-53.3 ㎍/kg, BDL-4.16 ㎍/kg의 잔류 수준을 나타냈으며 토양분배계수(Kd) 값이 높은 tetracycline 계열 항생제의 잔류 농도가 sulfonamide 계열보다 높았다. 퇴비 시용 전후의 농경지 토양의 항생제에 대한 인체위해도는 항생제 종류에 따른 차이가 있었으나, 전체 HQ가 1 이하에서 안전하다는 기준에 의하면 조사된 항생제 5종 모두 인체 위해성이 매우 낮았으며 시용 전·후의 영향이 전체 위해도에 미치는 비율을 고려하면, 퇴비시용이 토양의 항생제에 대한 인체위해성에 미치는 영향은 미비한 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권9호
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• pp.765-774
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• 2009

섬유염색 및 가공산업은 용수요구량이 매우 높은 편이며 다양한 난분해성 염료의 사용으로 인해 폐수발생량의 기여도가 높은 전형적인 오염 유발 산업이다. 본 연구는 낙동강 수계에서 산업폐수 발생업체 중 섬유염색 및 가공 산업시설을 중심으로 SS, $BOD_5,\;COD_{Mn},\;COD_{Cr}$, TN 그리고 TP와 같은 수질 항목에 대해서 발생원 단위 오염물질 배출 특성을 파악하고 발생원단위 부하량을 산출하기 위해 수행되었다. 각 산업을 대표하는 오염원 발생원단위의 산정을 위해 낙동강 수계에 산재한 섬유염색 및 가공업체 중 세 개 업체를 선정하였다. BOD 기준 유입수와 유출수에서의 원단위 값은 90%이상 감소하였지만 원수에서의 높은 유기물 부하량으로 인해 원단위값 자체는 섬유제조시설에서 얻어진 값과 유사하였다. 유수의 생분해도는 유출수에 비해 세배 가량 높게 나타났다. 건평, 제품생산량 및 원료사용량을 기준으로 한 주요 수질 항목 (SS, $BOD_5$, COD, TN and TP)에서 단위공정(본 연구에서 산정한 값)의 오염원 발생원단위 결과값이 통합공정(국립환 경과학원에서 산정한 값)의 오염원 발생원단위 결과 값과 유사하였지만 다른 인자를 기준으로 한 경우에는 커다란 차이를 보여주었다. 섬유염색 및 가공업체에서 도출된 오염원 발생원단위 인자는 낙동강 수질 오염총량제 도입과 함께 수질오염 부하량 처리비용을 산정 할 때 유용한 자료로 활용될 수 있으리라 기대된다. 이러한 오염원 발생부하량 도출과 함께 낙동강 수계에서의 효과적인 수질오염제어와 관리를 위해서는 각 산업별 폐수처리시설의 유출수로부터 다양한 형태의 수질오염항목을 특성화시킬 필요가 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.72-79
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• 2010

한국국철은 1966년 경부선에서 1.8km의 장대레일을 부설한 이래, 레일 장대화 개량사업을 지속적으로 확대하고 있으며 최근에 착공하거나 계획 중인 주요본선은 전면 장대화하도록 권장하여 부설지역이 광범위해지고 부설률이 증가함으로써 장대레일 관리가 한층 중요하게 되었다. 그러나 최근에는 산업화, 도시화 과정에서 과다 배출된 이산화탄소 등의 온실효과로 등 지구온난화에 따른 장대레일 작업가능시기 단축, 재설정 등 장대레일 작업의 대폭 증가에 대응하여 제한된 유지보수인력, 낙후된 기술과 장비로 장대레일을 적기에 관리는 매우 힘들어 효율적인 장대레일 관리대책이 요구되고 있다. 이러한 관점에서 전국 주요 간선철도 지역의 기후변화와 장대레일 설정온도, 지점별 대기온도 관련 기상자료, 각종 장대레일 관리기준, 한국국철의 안전사고, 장애기록, 절손현황, 기존의 레일 온도측정치, 장대레일 연구자료 등을 종합 분석하고 레일긴장기 소요성능을 검토한 결과, 철도현장에 주로 사용하고 있는 70Ton급 긴장기는 영하온도대역의 긴장력 및 설정연장 1km 이상의 경우 성능에 여유가 없을 것으로 분석되었다. 따라서 1회 설정구간을 과다하게 계획하지 말고, 기온이 영상으로 올라가 레일용접이 가능한 적정시점을 택하여, 레일온도와 설정온도차를 최대한 줄이는 것이 바람직 할 것으로 판단되었다.

• 기술혁신연구
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• 제2권1호
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• pp.1-57
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• 1994

본 고는 지속적 개발 론에 입각한 적극적인 에너지수요 관리정책을 추진한다는 전제하에 2001년과 2006년의 우리 나라 가정부문 전력수요를 전망하고자 한다. 본 고는 지속적 개발 시나리오를 추정함에 있어서 기존의 계량모형보다 일종의 공학적 모형인 공정분석(process analysis)을 선호한다. 계량모형이 주로 과거 수요의 소득 및 가격 탄성 치를 바탕으로 미래의 수요를 예측하는데 비하여 공정분석모형은 기술발전에 따른 미래의 효율변화(향상)를 비교적 잘 반영할 수 있기 때문이다. 본 고는 덴마크공과대학교 Norgard 교수팀이 개발한 모형을 도입하여 분석모형(수식 (6))을 전력수요 = 기기 수 $\times$ 전력서비스$\times$ 전력집약도와 같이 설정하고 이를 사용하여 냉장고, 텔레비전, 조명 기기, 난방기기 등과 같은 전력사용 기기 별로 2001년과 2006년이 전력수요를 전망하였다. 본 고는 전력수요를 전력사용 기기의 사용용량(300리터 용량의 냉장고 등)과 사용시간을 나타내는 전력서비스와 전력 서비스당 필요 전력사용량을 나타내는 전력집약도로 나누어 구분하고 있는 모형을 이용함으로써 소득향상효과와 함께 기술발전에 따른 효율개선효과를 분석할 수 있다. 1) 생활수준 향상에 따라 전력서비스는 지금과 같이 증가한다, 2) 현실적으로 가능한 범위 내에서 전력사용 기기에 대한 최저 에너지 효율 제를 실시한다, 3) 현재 사용중인 기기 들은 원칙적으로 수명이 다한 후 고효율 기기 들로 자연 교체한다, 4) 최저 에너지 효율 제를 제외한 다른 제도 및 정책개선, 사용자의 에너지소비형태 개선에 따른 절전 잠재 량을 고려하지 않는다 등의 가정 하에 전력수요를 추정한 결과 1992년에 796 GWh(100)이었던 우리 나라 가정부문 전력수요는 2001년과 2006년에 29,237 GWh(134)와 33,118 GWh(152)로 각각 34%와 52%증가할 것으로 나타났다. 이 경우 1992년부터 2006년까지 가정용 전력수요 증가율은 연평균 3%로 추정된다. 기기의 서비스(가구수$\times$기기의 보급 율$\times$기기의 전력서비스)가 소득향상에 따라 증가하는데도 불구하고 전력수요의 증가율이 GDP(같은 기간 동안 연평균 증가율 5.7%)보다 매우 낮은 것은 기기의 대형화와 기기의 보급을 증가에 따른 전력의 추가수요가 기기의 에너지효율 개선으로 대부분 상쇄될 것이기 때문이다. 향후 10년 내에 기기에 따라 전력사용량을 25%~50%정도까지 줄일 수 있을 것으로 분석된다. 기술발전에 따른 기기의 에너지효율 개선효과는 본 고의 2006년도 가정용 전력수요의 전망치 33,118 GWh가 기존방식에 의한 한전의 전망치 61,155 GWh의 54%수준밖에 되지 않는데 서도 잘 나타나고 있다. 한편 본 고는 경제성장과 환경보존을 동시에 달성할 수 있는 지속적 개발의 실천방안으로서 에너지 수요관리를 논하고자 한다. 고효율 기기의 개발과 조기도입을 촉진시키는 에너지 수요관리 통하여 우리는 에너지효율을 대폭 개선시키며 대기오염 배출량도 대폭 줄일 수 있다. 본 고는 에너지 공급관리(공급확충)위주에서 에너지 수요관리위주로서의 에너지정책 전환은 불가피하다고 판단한다. 에너지 공급시스템보다 에너지 수요시스템위주로 전체 에너지시스템을 획기적으로 개선시키기 위해서는 최저 에너지효율제의 광범위한 실시와 함께 고효율 기기의 개발과 보급에 필요한 유인책의 도입, 고효율 기기와 에너지의 효율적 이용에 대한 정보 등이 필요시 되고 있다. 우리 나라의 경우 현재의 산업구조와 기술수준을 고려하여 에너지 효율의 기준을 미국보다 다소 낮게 설정한다면 최저 에너지효율제의 도입이 문제가 되지 않을 것으로 판단된다. 본 고는 고효율 기기의 개발과 조기도입을 지원하기 위한 가칭 대기환경보존 및 에너지 수요관리기금의 창설을 제안한다. 전력부문의 경우 기금은 1. 탄소세, 2. 전력소비에 대한 수요 관리 세의 도입 혹은 3. 한국전력공사 전력판매수입의 일정 분으로 조성될 수 있을 것으로 본다. 예를 들어 선진국들이 탄소세를 예정대로 도입한다는 전제하에 우리 나라가 2000년을 기준으로 탄소 톤당 8달러(석유 배럴 당 85센트)의 탄소세를 도입한다면 연간 7억 2,000만 달러(약5,760억 원)규모의 기금을 조성할 수 있다. 이 중 연간 2,000억 원 정도를 고효율 기기의 개발과 조기도입에 지원한다면 우리 나라 에너지 시스템 효율은 대폭 개선될 수 있을 것으로 예상된다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권2호
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• pp.81-89
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• 2014

화력발전소 석탄재는 2010년을 기준으로 약 850만톤, 연탄재는 약 74만톤 배출된다. 이는 대량 재활용되지 않아 경제적, 환경적으로 부담이 되고 있는 실정이므로, 석탄 연소부산물의 자원화기술개발이 시급하다. 석탄 연소부산물을 균질하게 가공하는 분쇄 및 선별 등의 자원처리기술을 적용하고, 석탄 연소부산물의 품질을 관리하여, 비소성 그린시멘트인 지오폴리머의 원료로 재활용하고자 본 연구에서는 석탄 연소부산물의 지오폴리머 원료화 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1979년 ~ 2013년까지의 미국, 유럽연합, 일본, 한국의 등록/공개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였으며, 기술의 정의에 의해 필터링하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술 등에 따라 분석하여 고찰하였다.

• 원자력산업
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• 제27권4호통권290호
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• pp.46-50
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• 2007

고리 1호기는 한국에서 최초로 규제 기관에 계속운전을 신청한 원전이다. 2007년 6월에 설계 수명 기간 만료가 되는 고리 1호기는 규제 기관으로부터 계속운전(Continued Operation)에 대한 안전성 심사를 받고 있다. 한수원은 고리 1호기 계속운전 승인을 금년 12월에 받기 위해 최선을 다하고 있으며 지역 주민의 사회적 수용성 확보를 위해 노력중이다. 고리 1호기의 계속운전 기간 동안 안전성을 평가하고 정리한 안전성평가보고서를 한수원은 2006년 6월에 정부에 제출하였다. 고리 1호기는 웨스팅하우스의 2루프 가압경수로이다. 이와 동일한 원전인 일본의 미하마 1,2호기와 겐까이1호기가 계속운전중이며, 미국의 기네이와 포인트 비치 1,2호기가 계속운전 승인을 받았다. 제출한 안전성평가보고서에 대해 한국원자력안전기술원이 심사중이며, 해외 원전과 같이 계속운전을 할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 또한 계속운전을 위한 사회적 수용성(Public Acceptance) 확보는 설비의 철저한 안전성 확보 및 지역 주민의 공감대 형성을 통해서 이루어질 것이다. 설계 수명 이후 원자력발전소를 계속 운전하는 것은 이미 선진국에서 시행되고 있다. 2007년 3월 기준으로 미국에서 48기가 운영 허가 갱신 승인을 받았고, 영국은 8기, 일본은 12기가 계속운전중이다. 고리 1호기 성능 지표를 개선시키기 위해서 한수원은 증기발생기, 저압 터빈, 원자로 냉각재 펌프 내장품, 주변압기, 주발전기 등을 교체하였으며, 수명관리 연구, 주기적안전성 평가, 환경 영향 평가를 수행하였다. 2005년 9월에는 미국의 운영 허가 갱신 제도를 참조하여 원자력법이 개정되었다. 이에 한수원은 개정된 원자력법에 맞추어 주기적 안전성평가, 주요 기기에 대한 수명 평가 및 방사능 환경 영향평가를 하였다. 이 세가지 보고서들로 구성된 안전성평가보고서를 2006년 6월에 규제 기관에 제출하였다. 계속운전은 한국을 비롯하여 부존 자원이 부족한 국가들에게는 에너지 자원의 효율적 활용 및 온실 가스 배출을 고려할 때 반드시 필요한 것이다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 추계학술발표회
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• pp.69-75
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• 2007

국제적으로 재활용에 관한 지침서들이 채택되고 있다. UNEP는 바젤협약을 채택하여 친환경적인 시설의 이용과 권고사항 들을 제공하며, IMO에서는 선박재활용 지침서를 채택하여 작업자의 안전, 오염물질의 배출방지 방안, Green Passport 등을 소개하고 있으며, 향후 채택될 IMO협약 초안 또한 준비중이며, IMO는 선박재활용시 안전과 건강에 관한 지침서를 채택하여 작업자에 대한 안전관리체계를 제시하고 있다. 하지만 우리나라는 이러한 국제적 흐름에 역행하는 모습을 보이고 있고, 국내의 기준 또한 미비한 것이 사실이다. 이러한 시점에서 본 연구는 해체되는 선박의 재활용에 관한 국제적인 동향과 우리나라의 대응방안에 관하여 연구하였고, 선박재활용에 관한 특별법 제정이 필요한 것으로 사료된다.