• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.180-180
• /
• 2022

최근 하천 횡단구조물로 형성된 호소 및 저수지에는 오랜 시간동안 다양한 유기 퇴적물이 유입되고 오염되어 호소환경 및 호소 생태계에 악영향을 미칠 수 있으며, 환경 여건에 따라 메탄과 온실가스를 유발할 수도 있다. 이러한 온실가스를 검출하고 그 원인을 파악하여 감축하는 일련의 기술이 국가적인 온실가스 감축 정책과 맞물려 새로운 이슈로 등장하였다. 일반적으로 메탄가스를 측정하는 실험은 BMP(Biochemical Methane Potential)-Test이며, 수치모의에 비해 BMP-Test는 수심이 깊은 지역이나 유속이 빠른 구역에는 적용이 어려운 한계가 존재한다. 이러한 BMP-Test의 한계점을 보완하는 차원에서 사전검증된 수치모형 COMSOL Multiphysics 소프트웨어를 이용하여 메탄가스 발생기작을 재현 및 도출하고 실내 실험결과와 비교 분석하였다. 첫째, COMSOL Multiphysics가 호소에서 발생하는 메탄가스 발생기작의 재현 타당성을 입증하기 위해 동일한 조건의 인공합성된 유기물을 이용한 실내 실험에서 수행된 BMP-Test와 비교·분석을 수행하였다. 둘째, COMSOL Multiphysics에 TOC(총유기탄소), TP(총 인)에 따른 유기물 조건과 메탄 발생 화학식을 설정하여 온도에 따른 메탄 생성량과 반응상수를 산출하였고, 이를 BMP-Test 결과와 비교하였다. BMP-Test의 비교·분석 결과를 바탕으로 하천 및 호소에서 발생하는 메탄가스 발생에 대한 COMSOL Multiphysics의 활용가능성을 검증하였다. 향후 하천 및 호소로부터의 발생가능한 온실가스 감축 목표를 달성하기 위한 하천 유기물 환경의 평가 또는 최적화 조성에 유사한 검증과정을 거친 COMSOL Multiphysics를 활용할 수 있을 거라 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.173-173
• /
• 2022

유기 퇴적 오염물은 다양한 형태로 호소 바닥에 축적되어 호소 환경 및 생태계에 악영향을 미치고 있으며 메탄가스와 같은 온실가스의 발생을 유발한다. 또한, 수력 산업, 관개, 이·치수 등 다양한 목적에 의해 수체의 형성이 활발하게 이루어지면서 하천 및 호소에 의한 탄소유출을 전지구적 탄소순환에 적극적으로 포함시켜야 한다는 필요성이 증가하고 있다. 따라서 하천 및 호소에서 발생하는 다양한 생지화학적 반응에 의한 메탄 발생 메커니즘 파악은 유역의 중요한 환경평가 지표를 나타내며 탄소 순환을 이해하는데 매우 중요하다. 수온, 수심, 유기물 조건에 따른 하천 및 호소의 메탄 발생을 분석한 연구들이 선행되었으나 생지화학적 특성을 정리하고 이에 따른메탄 발생을 정량화한 연구들은 거의 없는 상황이다. 본 연구는 호소 내 메탄을 발생시키는 기작을 판별하기 위해 수온과 호소 환경과 유사한 TOC(총유기탄소)와 TP(총인) 조건과 같은 유기물 조건을 설정하여 BMP Test를 수행하였다. 반응수조에서 발생한 가스를 포집한 후 GC(Gas Chromatograpghy) 분석을 통해 메탄 생성량을 산출하였고, 유기물 조건에 따라 이론적인 메탄 생성량 대비 실제 발생한 메탄 생성량을 나타내는 생분해도를 산출하여 호소 환경별 주요 기작에 따른 가스 발생을 정량화 하였다. 실험 결과 수온에 가장 큰 영향을 받았으며, 수온에 따라 TP, TOC 순으로 메탄 발생의 영향성을 확인하였다. 향후에는 호소 환경에서의 유기물 조건을 반영하기 위해 입도비, 점착성/ 비점착성 조건, 수체의 높이 조건을 포함한 추가 실험을 수행하고 메탄수율을 정량화하여 호소 내 유기퇴적물에 대한 생지화학적 및 수환경 영향 평가 기법 개발이 가능할 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
• /
• 2001.11a
• /
• pp.289-290
• /
• 2001

비메탄계 휘발성 유기화합물(Non-Methane Volatile Organic Compounds; NMVOCs)은 많은 부분이 용제를 사용하는 공정에서 발생되어 광화학적 산화물 형성 등의 대기질 악화를 초래시키는 것으로 알려져 있다. 반면에 메탄가스는 지구온난화의 원인물질로 환경에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있고, 국내의 쓰레기 매립지에서 발생되는 양은 년간 112만톤으로 추정되어 메탄의 자원화나 처리에 대한 연구가 매우 필요한 실정이다. (중략)

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
• /
• v.31 no.1
• /
• pp.27-34
• /
• 2023

In this study, spent mushroom substrate (SMS), which consits of lignocellulosic material, was pretreated by hydrothermal method; the changes of biodegradability and methane production yield of pretreated SMS were determined according to formation of lignocellulosic biomass degrading byproducts formation during thermal pretreatment. Based on the results, all hydrothermal pretreatment temperatures showed improved solubilization performance for biomass, and the optimum pretreatment effect was observed at an pretreatment temperature of 150℃ with the highest methane production yield. However, the induced formation of furan derivatives (i.e., 5-hydroxymethylfurfural and furfural) as byproducts during hydrolysis of hemicellulose and cellulose at severe condition lowered biodegradability and methane yield when the hydrothermal pretreatment temperature was higher than 180℃. Thus, this study revealed that hydrothermal pretreatment could promote anaerobic digestion efficiency of lignocellulosic biomass and is of great importance for preventing byproducts formation through pretreatment condition control.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.31 no.3 s.258
• /
• pp.234-241
• /
• 2007

The regulations for hydrocarbon emission from vehicles have become much more stringent in recent years. These more stringent regulations request vehicle manufacturers to develop the advanced exhaust system for reducing exhaust emissions. The exhaust emissions has many sources in vehicle. In order to investigate the characteristics of hydrocarbon(HC) in the exhaust manifold, concentrations of individual HC species were measured in exhaust process. Using sampling valve, the light hydrocarbon emissions were captured in the exhaust manifold(catalyst before and after) and analyzed from LPLi engine exhaust manifold(catalyst before and after) using different fuel properties. Then exhaust samples were measured by gas chromatography(GC) and exhaust gas analyzer. Catalyst conversion efficiency for fuel properties of Butane 100% was better than Propane 100%. Start delay of LPLi engine was observed as increment of propane contents in LPG fuels.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.133-133
• /
• 1999

비정질 탄소막 제조에 있어서 수소가 포함된 반응성 가스를 사용할 경우 제작된 탄소막 내부에는 수소가 포함되게 되며, 이러한 수소원자들은 막의 특성에 중요한 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 비정질 탄소막(a-C:H) 내부에 존재하는 수소가 탄소막의 특성에 미치는 영향을 알아보고, 막 내부에 포함된 수소의 함량과 공정조건 사이의 함수계를 조사함으로써 수소의 함량을 인위적으로 통제할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다. 수소가 포함된 비정질 탄소막은 2.45 GHz의 전자기파를 사용하는 electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition (ECR-PECVD) 방법과 DC magnetron sputtering 법을 사용하여 제작하였다. 기판으로는 Si(001) wafer를 사용하였으며, 아세톤과 에탄올을 사용하여 표면의 유기성분을 제거하고, 진공챔버속에서 Ar 플라즈마를 발생시켜 sputter etching 방법으로 표면을 세척하였다. ECR-PECVD 방법에서는 반응가스로 메탄(CH4)과 수소(H2)의 혼합가스를 사용하였으며, 혼합가스의 비는 5~50% 범위내에서 변화를 주었다. 수소가스의 유량은 100SCCM으로 고정하였으며, 마이크로웨이브의 power는 360~900W였고, 기판에 가해준 negative DC bias 전압은 0~-500V이었다. DC magnetron sputtering 방법에서는 반응가스로 아세틸린(C2H2) 가스를 사용하였으며, 플라즈마 발생을 용이하게 하기 위해서 Ar 가스와 혼합하여 사용하였다. Ar 가스의 유량은 10SCCM으로 고정하였으며, 아세틸렌 가스의 유량은 5~20SCCM 범위내에서 주입하였다. 이때, 기판에 가해준 negative DC bias 전압은 0~-100V이었다. 제작된 탄소막의 수소 함량을 조사하기 위하여 Fourier Transform Infrared (FTIR) 분광법과 Elastic Recoil Detection Analysis (EFDA) 법을 사용하였으며, 증착율은 SEM 단면촬영과 a-step을 이용하여 측정하였고, 막의 경도는 Micro-Hardness Testing 법을 사용하여 측정하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.36 no.1
• /
• pp.35-41
• /
• 2014

Trihalomethanes (THMs) are formed as a results of the reaction of residual chlorine, used as a disinfectant in drinking water, with the organic matter in raw water. Although chlorinated and brominated THMs are the most common disinfection byproducts (DBPs) reported, iodinated THMs (I-THMs) can be formed when iodide is present in raw water. I-THMs have been usually associated with several medicinal or pharmaceutical taste and odor problems and is a potential health concern since they have been reported to be more toxic than their brominated and chlorinated analogs. Currently, there is no published standard analytical method for I-THMs in water. An automated headspace-gas chromatography/electron capture detector (GC/ECD) technique was developed for routine analysis of 10 THMs including 6 I-THMs in water samples. The optimization of the method is discussed. The limits of detection (LOD) and limits of quantification (LOQ) range from 12 ng/L to 56 ng/L and from 38 ng/L to 178 ng/L for 10 THMs, respectively. Matrix effects in river water, sea water and wastewater treatment plant (WWTP) final effluent water were investigated and it was shown that the method is suitable for the analysis of trace levels of I-THMs, in a wide range of waters. The method developed in the present study has the advantage of being rapid, simple and sensitive.