• 한국대기환경학회지
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• 제25권4호
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• pp.275-288
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• 2009

The Korean government strengthened the environmental polices to manage and enhance Metropolitan Area air quality, and also has enforced "Special Act on Seoul Metropolitan Air Quality Improvement (SASMAQI)" issued in Dec. 2004. Recently government expanded the Seoul Metropolitan Air Quality Management District (SMAQMD) to the outskirts satellite cities of Seoul area through the "Revised Law Draft of SASMAQI". The SMAQMD has been alloted the allowable emission loads to the local governments on the basis of the carrying $PM_{10}$ capacity. However, in order to establish the effective air quality control strategy for $PM_{10}$, it is necessary to understand the corresponding sources which have a potential to directly impact ambient $PM_{10}$ concentration. To deal with the situations, many receptor methodologies have been developed to identify the origins of pollutants and to determine the contributions of sources of interests. The objective of this study was to extensively identify $PM_{10}$ sources and to estimate their contributions at the metropolitan area. $PM_{10}$ samples were simultaneously collected at the 3 semi-industrialized local cities in the Seoul metropolitan area such as Hwasung-si, Paju-si, and Icheon-si sites from April 15 to May 31, 2007. The samples collected on the teflon membrane filter by one $PM_{10}$ cyclone sampler were analyzed for trace metals and soluble ions and samples on the quartz fiber filter by another sampler were analyzed for OC and EC. Source apportionment study was then performed by using a positive matrix factorization (PMF) receptor model. A total of 6 sources were identified and their contributions were estimated in each monitoring site. Contribution results on Hwasung, Paju, and Icheon sites were as follows: 33%, 27%, and 27% from soil source, 26%, 26%, and 21% from secondary aerosol source, 11%, 11%, and 12% from biomass burning, 12%, 6%, and 5% from sea salt, 7%, 15%, and 19% from industrial related source, and finally 11%, 15%, and 16% from mobile and oil complex source, respectively. This study provides information on the major sources affecting air quality in the receptor sites and thus it will help to manage the ambient air quality in the metropolitan area by establishing reasonable control strategies, especially for the anthropogenic emission sources.

• 한국대기환경학회지
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• 제28권1호
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• pp.22-38
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• 2012

Adaptation of climate change is necessary to avoid unexpected impacts of climate change caused by human activities. Vulnerability refers to the degree to which system cannot cope with impacts of climate change, encompassing physical, social and economic aspects. Therefore the quantification of climate change impacts and its vulnerability is needed to identify vulnerable regions and to setup the proper strategies for adaptation. In this study, climate change vulnerability is defined as a function of climate exposure, sensitivity, and adaptive capacity. Also, we identified regions vulnerable to ozone due to climate change in Korea using developed proxy variables of vulnerability of regional level. 18 proxy variables are selected through delphi survey to assess vulnerability over human health sector for ozone concentration change due to climate change. Also, we estimate the weighting score of proxy variables from delphi survey. The results showed that the local regions with higher vulnerability index in the sector of human health are Seoul and Daegu, whereas regions with lower one are Jeollanam-do, Gyeonggi-do, Gwangju, Busan, Daejeon, and Gangwon-do. The regions of high level vulnerability are mainly caused by their high ozone exposure. We also assessed future vulnerability according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A2, A1FI, A1T, A1B, B2, and B1 scenarios in 2020s, 2050s and 2100s. The results showed that vulnerability increased in all scenarios due to increased ozone concentrations. Especially vulnerability index is increased by approximately 2 times in A1FI scenarios in the 2020s. This study could support regionally adjusted adaptation polices and the quantitative background of policy priority as providing the information on the regional vulnerability of ozone due to climate change in Korea.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제12권1호
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• pp.1-16
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• 2018

Ground-level ozone ($O_3$) can be a menace for vegetation, especially in Asia where $O_3$ levels have been dramatically increased over the past decades. To ensure food security and maintain forest ecosystem services, such as nutrient cycling, carbon sequestration and functional diversity of soil biota, in the over-populated Asia, environmental standards are needed. To set proper standards, dose-response relationships should be established from which critical levels are derived. The predictor of the response in the dose-response relationship is an $O_3$ metric that indicates the dose level to which the plant has been exposed. This study aimed to review the relevant scientific literature and summarize the $O_3$ metrics used worldwide to provide insights for Asia. A variety of $O_3$ metrics have been used, for which we discuss their strengths and weaknesses. The most widely used metrics are based only on $O_3$ levels. Such metrics have been adopted by several regulatory agencies in the global. However, they are biologically irrelevant because they ignore the plant physiological capacity. Adopting AOT40 ($O_3$ mixing ratios Accumulated Over the Threshold of $40nmol\;mol^{-1}$) as the default index for setting critical levels in Asia would be a poor policy with severe consequences at national and Pan-Asian level. Asian studies should focus on flux-based $O_3$ metrics to provide relevant bases for developing proper standards. However, given the technical requirements in calculating flux-based $O_3$ metrics, which can be an important limitation in developing countries, no-threshold cumulative exposure indices like AOT0 should always accompany flux-based indices.

• 토지주택연구
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• 제2권4호
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• pp.517-528
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• 2011

도시의 무분별한 개발로 인해 수도권의 주요도시는 환경문제를 겪고 있다. 이 중 대기오염은 도시민들이 신체적 경제적 피해를 받고 살아가게 되는 원인으로 작용하고 있다. 이에 인간활동으로 인해 배출되는 대기오염물질을 도시환경이 어느 정도 수용가능한지 예측하고, 이를 통해 적정 도시개발 수준을 검토할 필요성이 제기되고 있다. 본 연구는 대기오염물질 배출량에 따라 대기오염의 양상이 다르게 나타날 것이란 전제 하에, 경기도 과천시를 대상으로 대기환경기준 하에서 허용가능한 대기오염물질 배출량을 산정하고, 이를 기반으로 적정 인구규모를 도출하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, IDW 보간법을 통해 일산화탄소(CO), 이산화질소($NO_2$), 아황산가스($SO_2$) 농도를 추정한 결과 과천시 전체적으로는 대기환경기준을 초과하지 않는 것으로 나타났다. 둘째, 대기오염물질 배출량과 농도와의 상관분석 결과 일산화탄소(CO)와 이산화질소($NO_2$) 농도는 이동오염원과 총오염원, 아황산가스($SO_2$) 농도는 이동오염원과 상관관계가 높은 것으로 나타났다. 셋째, 회귀분석을 통해 대기환경기준 하에서 대기오염물질 배출량을 산정하고 이를 기반으로 지탱가능한 인구수를 산정한 결과, 일산화탄소(CO)의 경우 지탱가능인구수가 실제 인구수보다 높게 나타났고, 이산화질소($NO_2$)와 아황산가스($SO_2$)의 경우는 주거지와 상업시설이 밀집된 도심부와 경계부에서 지탱가능한 인구수를 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 시도된 환경용량 측정은 대기환경기준 하에서 어느 정도의 인간활동이 적절한 수준인지를 제시해 주었다는데 의의가 있다. 이를 통해 도시환경이 지니는 용량의 범위 내에서 개발행위를 관리함으로써 지속가능한 도시개발이 가능할 것이다.

• 환경영향평가
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• 제24권2호
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• pp.190-203
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• 2015

기후노출, 민감도, 적응능력의 3가지 항목의 함수로 정의되는 취약성-탄력성 지수인 VRI(Vulnerability-Resilience Index)를 이용하여 기후변화로 더 심각해 질 것으로 예상되는 극한 기상 현상인 태풍을 대상으로 기후변화 취약성 지수 정량화 연구를 수행하였다. 기존 취약성 지수인 VRI는 기후변화 취약성에 대한 지자체별 상대적 차이만을 보여 주므로 그 정량화 연구는 매우 필수불가결하며 우리나라 기후변화 대응 정책에도 매우 중요하다. VRI의 정량화를 위하여 과거 20년간 태풍으로 인한 피해액, 발생횟수, 주요 피해지역 등의 통계 정보가 사용되었고, 기후노출 대용변수들에 가중치를 부여하기 이전과 이후의 계산되는 VRI를 각각 지자체별로 분석하였다. VRI의 정량화를 위하여 각 기후노출 대용변수를 하나씩 이용하여 계산한 다음 계산된 VRI를 태풍 피해액과의 상관계수(R)를 구하였고, 이 값에 비례하여 각 기후노출 대용변수들의 가중치를 결정하였다. 그 결과 가중치 없이 계산한 지역별 VRI는 상당 지역에서 피해액과의 상관성이 없는 등 상당한 차이를 보였으나 가중치를 부여한 결과 계산된 VRI는 지역별 피해액과 높은 상관관계를 보이는 등 많은 오류가 크게 줄었다. 이 결과를 토대로 VRI를 정량화하여 그 피해액을 추정해본 결과 VRI=1 일 경우 약 5백억원의 지자체 피해액을 유발하는 것으로 해석할 수 있었다. 이러한 기후변화 취약성 지수의 정량화 연구는 우리나라 미래기후 시나리오연구에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제31권3호
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• pp.167-176
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• 2008

Atmospheric N deposition has far-reaching impacts on forest ecosystems, including on-site impacts such as soil acidification, fertilization, and nutrient imbalances, and off-site environmental impacts such as nitrate leaching and nitrous oxide emission. Although chronic N deposition has been believed to lead to forest N saturation, recent evidence suggests that N retention capacity, particularly in the forest floor, can be surprisingly high even under high N deposition. This review aims to provide an overview of N retention processes in the forest floor and the implications of changing C-N interactions for C sequestration. The fate of available N in forest soils has been explained by the competitive balance between tree roots, soil heterotrophs, and nitrifiers. However, high rates of N retention have been observed in numerous N addition experiments without noticeable increases in tree growth and soil respiration. Alternative hypotheses have been proposed to explain the gap between the input and loss of N in N-enriched, C-limited systems, including abiotic immobilization and mycorrhizal assimilation, both of which do not require additional C sources to incorporate N in soil N pools. Different fates of N in the forest floor have different implications for C sequestration. N-induced tree growth can enhance C accumulation in tree biomass as observed across temperate regions. C loss from forests can amount to or outweigh C gain in N-saturated, declining forests, while another type of 'C-N decoupling' can have positive or neutral effects on soil C sequestration through hampered organic matter decomposition or abiotic N immobilization, respectively.

• 한국환경과학회지
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• 제28권3호
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• pp.341-356
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• 2019

In this study, the impacts of local meteorology caused by tidal changes in the West Sea on ozone distributions in the Seoul Metropolitan Area (SMA) were analyzed using a meteorological model (WRF) and an air quality (CMAQ) model. This study was carried out during the day (1200-1800 LST) between August 3 and 9, 2016. The total area of tidal flats along with the tidal changes was calculated to be approximately $912km^2$, based on data provided by the Environmental Geographic Information Service (EGIS) and the Ministry of Oceans and Fisheries (MOF). Modeling was carried out based on three experiments, and the land cover of the tidal flats for each experiment was designed using the coastal wetlands, water bodies (i.e., high tide), and the barren or sparsely vegetated areas (i.e., low tide). The land cover parameters of the coastal wetlands used in this study were improved in the herbaceous wetland of the WRF using updated albedo, roughness length, and soil heat capacity. The results showed that the land cover variation during high tide caused a decrease in temperature (maximum $4.5^{\circ}C$) and planetary boundary layer (PBL) height (maximum 1200 m), and an increase in humidity (maximum 25%) and wind speed (maximum $1.5ms^{-1}$). These meteorological changes increased the ozone concentration (about 5.0 ppb) in the coastal areas including the tidal flats. The increase in the ozone concentration during high tide may be caused by a weak diffusion to the upper layer due to a decrease in the PBL height. The changes in the meteorological variables and ozone concentration during low tide were lesser than those occurring during high tide. This study suggests that the meteorological variations caused by tidal changes have a meaningful effect on the ozone concentration in the SMA.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.373-384
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• 2009

다공성 경량골재의 사전흡수수에 따른 콘크리트 수축 저감 효과의 정량적 평가와 부등수축해석모델 상수 제공을 위한 첫번째 단계로서, 수분이동모델을 설정하고 이에 따른 수분이동 특성상수인 유효수분확산계수, 수분용량, 습도공급도, 습도소모도를 물-결합재비, 골재 종류를 변수로 하여 측정하였다. 콘크리트 내, 외부 습도차에 의한 정상상태에서의 유효수분확산계수는 물-결합재비가 낮을수록 낮은 값을 나타내었으며 동일한 물-결합재비인 경우 일반골재를 사용한 배합이 경량골재를 사용한 배합보다 낮은 유효수분확산계수값을 나타내었다. 콘크리트 내 수분의 저장 능력 즉, 수분용량을 산정하기 위해 9가지 습도에서 콘크리트의 수분량을 측정하였으며 경량골재를 사용한 배합이 일반골재를 사용한 배합보다 모든 습도조건에서 수분량이 크게 나타났다. 일반 대기환경 습도 50% 이상 조건에서 적용할 수 있는 경량골재의 습도공급도를 측정하여 정량화 하였으며, 경량골재에서의 수분 방출량은 주변 습도에 반비례하고 시간에 비례하는 뚜렷한 경향을 나타내는 지수함수의 형태로 설정하였다. 시멘트 수화 자기건조에 의한 수분의 내부소모에 따른 콘크리트 내 습도소모도를 측정하였으며, 측정결과 물-결합재비 0.3의 경우 7~10일 이내의 초기재령에서 약 10% 내외의 급격한 습도감소를 나타내었으며 물-결합재비 0.4, 0.5의 경우 완만한 형태로 약 5%, 1% 내외의 습도 감소를 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.23-32
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• 2020

이산화탄소 지중저장은 대규모로 포집된 이산화탄소를 지하 심부의 지질구조 내로 주입하여 대기중 방출을 제한하려는 지구온난화 대응기술이다. 본 연구에서는 국내 최초의 이산화탄소 지중주입 실증 연구 지역인 포항분지의 지하 800 m 이하에서 시추된 심부 코어 시료를 대상으로 FE-SEM, XRD, XRF, MICP 등 분석을 수행하여 덮개암층을 구성하는 이암의 광물학적 특성을 규명하고 이산화탄소 지중저장의 안정성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치는 수리지질학적 차폐능을 정량적으로 평가하고자 하였다. 광물학적 분석 결과 포항분지 영일층군 이암층은 주로 석영, K-장석, 사장석과 소량의 황철석, 방해석, 점토 광물로 이루어져 있는 것으로 나타났다. 수은 모세관 압입 시험 분석 결과, 시료는 대체적으로 균일한 입자 구성과 공극 분포를 가지고 있었으며, 산정된 공극률과 공기 투과도 사이에서 뚜렷한 상관관계는 나타나지 않았다. 산정된 공극진입압력과 돌파압력을 적용한 허용가능 CO₂ 기둥 높이는 이산화탄소 주입 대상층의 두께에 비해 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 포항분지 영일층군의 이암층이 이산화탄소 지중저장 주입실증 사업에서 시범 주입되는 이산화탄소의 누출을 억제하기에 충분한 차폐능을 보유하고 있음을 보여주었다. 그러나, 본 연구의 결과는 제한된 수량의 시료를 분석·평가한 것으로서 그에 상응하는 제한된 의미를 지닌다. 따라서, 실제적인 이산화탄소 지중저장 과정에서 수행되는 덮개암층의 차폐능 평가를 위해서는 지층 전체 규모에 대한 다수의 시료 채취와 그에 대한 다면적 분석과 평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권3호
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• pp.523-539
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• 2017

Clay soils are typical for their swelling properties upon absorption of water during rains and development of cracks during summer time owing to the profile desorption of water through the inter-connected soil pores by water vapour diffusion leading to evaporation. This type of unstable soil phenomenon by and large poses a serious threat to the strength and stability of structures when rest on such type of soils. Even as lime and cement are extensively used for stabilization of clay soils it has become imperative to find relatively cheaper alternative materials to bring out the desired properties within the clay soil domain. In the present era of catastrophic environmental degradation as a side effect to modernized manufacturing processes, industrialization and urbanization the creative idea would be treating the waste products in a beneficial way for reuse and recycling. Bottom ash and ecosand are construed as a waste product from cement industry. An optimal combination of bottom ash-eco sand can be thought of as a viable alternative to stabilize the clay soils by means of an effective dispersion dynamics associated with the inter connected network of pore spaces. A CATIA model was created and imported to ANSYS Fluent to study the dispersion dynamics. Ion migration from the bottom ash-ecosand pile was facilitated through natural formation of cracks in clay soil subjected to atmospheric conditions. Treated samples collected at different curing days from inner and outer zones at different depths were tested for, plasticity index, Unconfined Compressive Strength (UCS), free swell index, water content, Cation Exchange Capacity (CEC), pH and ion concentration to show the effectiveness of the method in improving the clay soil.