• 한국토양비료학회지
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• 제45권4호
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• pp.551-554
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• 2012

The present laboratory investigation was conducted to assess the effect of heavy metals on carbon mineralization. Soil was treated with three concentrations (50, 100 and $150{\mu}mol\;g^{-1}$ soil) of two heavy metals (Cd and Zn) in a factorial combination of treatments replicated four times. Determination of carbon mineralization was carried out at 3, 7, 14, 21, 28, 42 and 56 days after metal treatments.. The amount of $CO_2$-C released from heavy metal treated soils was found to be decreased at an increasing rate during the first 28 days, followed by slow release as incubation progressed. The total amounts of $CO_2$-C released were 448, 382 and $348mg\;kg^{-1}$ soil respectively for soils treated with 50, 100 and $150{\mu}mol\;g^{-1}$ soil of Zn. The corresponding figures for Cd treated soils were 406, 354 and $282mg\;kg^{-1}$ soil implying that dose-dependent reduction in cumulative $CO_2$-C released from soils. The inhibition of carbon mineralization was found to be high in Cd treated soils than that of Zn treated. Therefore, tolerance and adaptation of the microbial community is likely to be related to the concentration and the type of metal. According to the results, carbon mineralization can be considered as possible indicator of soil pollution by means of heavy metals.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권1호
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• pp.38-46
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• 2005

본 연구에서는 강화도 남단 갯벌에서 혐기성 유기물 분해능과 황산염 환원력을 정량화하고 유기물 분해에 있어 황산염 환원의 상대적 중요성에 미치는 저서 동물의 잠재적 영향에 대해 토의하고자 하였다. 혐기성 유기물 분해능은 $26{\sim}85\;mmol\;C\;m^{-2}\;d^{-1}$비 범위로 조사되었고, 이를 강화도 남단의 갯벌 면적 (약 90 $km^2$)으로 환산하면 하루 동안 약 46 ton의 유기물이 분해되는 것이라 할 수 있다. 황산염 환원력은 $22.6{\sim}533.4\;nmol\;cm^{-3}\;d^{-1}$의 범위로 조사되었으며, 전체 혐기성 유기물 분해의 $31{\sim}129%$를 차지하는 것으로 나타났다. 이는 연구지역에서의 혐기성 유기물 분해가 황산염 환원에 의해 주도되고 있음을 의미한다. 한편, 10월에 혐기성 유기물 분해에서 황산염 환원이 차지하는 비중이 상대적으로 낮게 나타난 반면, 공극수 내 Fe(II)의 농도가 증가한 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 대형 저서 동물 활동에 의해 Fe(II)의 재산화가 촉진됨으로써 공극수 내 Fe(III)의 공급이 원활해졌고, 그로 인해 유기물 분해과정에서 철 환원 작용이 황산염 환원 작용을 약화시켰음을 의미한다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권2호
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• pp.99-104
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• 2011

BACKGROUND: Application of urea may increase $CO_2$ emission from soils due both to $CO_2$ generation from urea hydrolysis and fertilizer-induced decomposition of soil organic carbon (SOC). The objective of this study was to investigate the effects of increasing urea application on $CO_2$ emission from soil and mineralization kinetics of indigenous SOC. METHODS AND RESULTS: Emission of $CO_2$ from a soil amended with four different rates (0, 175, 350, and 700 mg N/kg soil) of urea was investigated in a laboratory incubation experiment for 110 days. Cumulative $CO_2$ emission ($C_{cum}$) was linearly increased with urea application rate due primarily to the contribution of urea-C through hydrolysis to total $CO_2$ emission. First-order kinetics parameters ($C_0$, mineralizable SOC pool size; k, mineralization rate) became greater with increasing urea application rate; $C_0$ increased from 665.1 to 780.3 mg C/kg and k from 0.024 to 0.069 $day^{-1}$, determinately showing fertilizer-induced SOC mineralization. The relationship of $C_0$ (non-linear) and k (linear) with urea-N application rate revealed different responses of $C_0$ and k to increasing rate of fertilizer N. CONCLUSION(s): The relationship of mineralizable SOC pool size and mineralization rate with urea-N application rate suggested that increasing N fertilization may accelerate decomposition of readily decomposable SOC; however, it may not always stimulate decomposition of non-readily decomposable SOC that is protected from microbial decomposition.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제37권3호
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• pp.139-145
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• 2014

Denitrification permanently removes nitrate from aquatic ecosystems, so construction of denitrification walls to enhance denitrification activity is often suggested to reduce the nitrate levels from tributary ecosystems. However, little information is available to guide the choice of appropriate organic materials for increasing denitrification rates in the walls. This study investigated how differences in organic substrates originating from litter and organic materials affected denitrification and carbon mineralization rates in riparian sediments. Potential denitrification rates were highest in riparian sediments that contained large quantities of extractable organic carbon (Ext. Org C) and that had high anaerobic carbon mineralization rates, but they were negatively correlated with C:N ratios. Therefore, this research suggested that the both carbon quantity and quality should be considered when assessing the efficiency of organic substrates to remove nitrate from tributary ecosystems.

• 에너지공학
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• 제27권1호
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• pp.65-75
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• 2018

The emission of greenhouse gases mainly carbon dioxide and methane is the result of rapid industrialization to meet the demands of ever-growing population. This has resulted in an increase of global temperature which in turn is responsible for severe environmental, social, ecological and economic losses, commonly known as to as 'climate change'. This study attempts to highlight the impacts of climate change mainly focussing on water contamination, sanitation and open defecation in India. The requirement for the instantaneous employment of environment friendly technologies along with improved sanitary system has been discussed. Various other issues which are also linked to climate change that need further management like managing water resources, deterioration in human health, economic losses, modification and successful implementation of policies have been pointed out. Furthermore, stress has been made for the urgent adaptation and rethinking for making strategies along with the involvement of women in order to cop up challenges offered by climate change.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.40-52
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• 2022

탄소광물화 기술은 석탄재와 이산화탄소를 반응시켜 건설재료 등으로 활용이 가능한 복합탄산염 등의 부산물을 생산함과 동시에 이산화탄소를 탄산염에 고정화하여 온실가스 감축효과를 얻을 수 있는 기술로, 이산화탄소 감축 및 경제적 잠재력을 고려하면 국가 온실가스 감축 목표를 실현하기 위한 유용한 방안이 될 수 있다. 그러나 아직까지는 해당 기술의 이산화탄소 감축 성능과 환경적인 이점, 경제성 등에 대한 자료가 적어서 기술의 상용화 가능성에 대해서는 명확하지 않은 상태이다. 본 연구는 국내 순환유동층 발전소에서 발생되는 이산화탄소와 석탄재를 이용하는 이산화탄소 투입량 기준 6,000 tonCO₂/년 규모의 탄소광물화 설비에 대해 이산화탄소 감축량 및 경제성 분석을 수행했다. 공정 분석 결과 1톤의 복합탄산염 생산 시 실질적인 이산화탄소 감축량은 약 45.8 kgCO₂eq, 연간 약 805.3 tonCO₂로 산정되었으며, 경제적 편익 분석 시 비용편익분석비(B/C Ratio)는 1.04, 내부수익률(IRR)은 10.65 %, 순현재가치(NPV)는 24,713,465 원으로 나타나, 탄소광물화 설비가 어느 정도 경제성을 확보하고 있는 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제6권1호
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• pp.117-132
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• 2004

갯벌이나 연안습지의 생태구조 및 생지화학적 물질 순환을 이해하기 위해서는 유기물 분해기능 평가 및 분해경로에 대한 연구가 필수적으로 진행되어야 함에도 불구하고 국내에는 이에 대한 연구가 거의 없다. 본 논문에서는 하계 강화도 남단의 갯벌에서 미생물에 의한 혐기성 유기물 분해정도를 파악하고, 황산염 환원을 통한 유기물 분해경로의 정량적 중요성을 평가하고자 하였다. 유기물 분해율은 깊이 6 cm 이내에서 $41.9{\sim}89.4mmol\;m^{-2}d^{-1}$의 범위로 나타났으며, 이를 강화도 갯벌의 전체 면적(약 $300km^2$)으로 환산할 경우, 하루에 216 ton의 유기물이 혐기적 과정을 통해 분해되는 것으로 계산되었다. 이러한 결과는 하구갯벌인 강화도 갯벌의 유기물 분해능이 생산력이 높은 염습지의 유기물 분해능에 비해 결코 뒤지지 않음을 보여주는 결과이다. 한편, 인위적으로 유기물(acetate)을 공급하였을 경우 유기물 분해율이 약 2배~5배의 증가율을 나타냈다. 이러한 결과는 미생물의 유기물 분해가 이용 가능한 유기물의 공급 부족에 의해 제한되고 있음을 의미한다. 한편 깊이 6 cm 이내에서 적분한 황산염 환원율은 $20.7{\sim}45.1mmol\;SO{_4}^{2-}m^{-2}d^{-1}$의 범위로 나타났으며, 전체 혐기성 유기물 분해의 대부분을 차지하였다. 이러한 연구결과는 황산염 환원력의 과도한 증대가 향후 갯벌 주변 생태계의 생물 다양성 감소로 이어질 수 있음을 시사하는 것이다.

• 에너지공학
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• 제29권3호
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• pp.42-49
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• 2020

Precipitated Calcium Carbonate (PCC) can be utilized in energy-effective paper production. Limestone is a raw material for synthesizing PCC. Since the PCC production yield depends on the physicochemical properties of the limestone, a basic investigation of the raw limestone is required. This study provides a brief review of the origin of limestone, limestone distribution characteristics, and limestone deposits in Korea and Vietnam. Most limestones in Korea were formed in the Paleozoic era. On the other hand, limestones in Vietnam have various ages from the Precambrian to the Triassic. Limestone is the most largely produced mineral in Korea, but Vietnam has 5 times more amount of limestone reserves than Korea.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권6호
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• pp.712-719
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• 2016

Understanding N mineralization dynamics in soil is essential for efficient nutrient management. An anaerobic incubation experiment was conducted to examine N mineralization potential and N mineralization rate of the organic amendments with different C:N ratio in paddy soil. Inorganic N in the soil sample was measured periodically under three temperature conditions ($20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$) for 90 days. N mineralization was accelerated as the temperature rises by approximately $10%^{\circ}C^{-1}$ in average. Negative correlation ($R^2=0.707$) was observed between soil inorganic N and C:N ratio, while total organic carbon extract ($R^2=0.947$) and microbial biomass C ($R^2=0.824$) in the soil were positively related to C:N ratio. Single exponential model was applied for quantitative evaluation of N mineralization process. Model parameter for N mineralization rate, k, increased in proportion to temperature. N mineralization potential, $N_p$, was very different depending on C:N ratio of organic input. $N_p$ value decreased as C:N ratio increased, ranged from $74.3mg\;kg^{-1}$ in a low C:N ratio (12.0 in hairy vetch) to $15.1mg\;kg^{-1}$ in a high C:N ratio (78.2 in rice straw). This result indicated that the amount of inorganic N available for crop uptake can be predicted by temperature and C:N ratio of organic amendment. Consequently, it is suggested that the amount of organic fertilizer application in paddy soil would be determined based on temperature observations and C:N ratio, which represent the decomposition characteristics of organic amendments.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.67-83
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• 2022

바이오차는 바이오매스를 산소가 제한된 환경에서 고온(300~700℃)으로 열분해하여 얻어지는 탄소 함량이 높은 생성물이다. 최근 바이오차는 농업 부산물을 최소화하고 순환 경제의 효율성을 높이는 효과적인 도구로 농업 및 환경 분야에서 다양한 용도로 널리 사용되고 있다. 바이오차를 만드는 재료로 왕겨, 가축분, 보릿짚 등 여러종류의 유기성 부산물이 사용되고 있으며, 약 10% 바이오차 적용(wt/wt)은 작물의 수확량, 토양 탄소 격리량을 높여준다는 연구 결과가 있다. 우리나라 농경지의 경우 논에서 밭으로 토지 이용이 전환되거나 간척으로 인한 갯벌이 논으로 개간되고, 산림에서 밭이나 시설재배지로 개간되는 경우가 발생한다. 그러므로 농경지 전환으로 인한 농경지별 바이오차 적용 효과가 상이할 것으로 판단된다. 그러나 국내에서 농경지 유형별 바이오차 종류와 투입 수준에 따른 토양 탄소저장 연구는 여전히 미흡한 상황이다. 이에 본 연구는 농경지 토양별 바이오차 종류와 투입 수준에 따른 토양 탄소저장과 무기화되어 배출되는 이산화탄소(CO₂) 배출량을 정량적으로 평가하였다. 본 연구에 사용한 재료는 보릿짚, 가축분을 수거, 건조 등 전처리 과정을 거친 후 충남 예산에 있는 바이오차 제조공장 탄화로를 이용하여 TLUD (Top Lit Up Draft) 상향 통풍형 열분해 방식으로 약 500℃에서 제조하였다. Kinetic 모델 적용 결과 토양에 투입된 탄소 무기화는 바이오차를 투입하지 않으면 토양 종류별 8.2~16.5% 비율로 탄소원이 무기화 되어 이산화탄소로 배출되었다. 노지 밭 토양에서 15.5~16.5%로 가장 높았고, 간척지 토양에서 8.2~8.7%로 가장 낮았다. 이는 토양 내 탄소 함량이 높은 토양에서 유기물의 분해가 상대적으로 높아 배출되는 이산화탄소(CO₂)는 탄소 함량에 비례하여 증가하는 것으로 판단된다. 바이오차를 투입한 토양에서 탄소 함량이 증가함에도 상대적으로 무기화되는 비율은 낮아졌다. 국제 바이오차협 회에서는 H:C 비율이 0.7 이하면 100년 이상 토양 내 탄소 격리효과가 있는 것으로 인정되고 있다. 본 연구를 통해 바이오차의 원료물질이 상이한 보릿짚, 가축분 바이오차 간 탄소 무기화에 미치는 영향이 상이할 것으로 판단했지만, 각각의 바이오차 H:C 비율이 0.30~0.39로 0.7 이하임으로 토양에 혼합하였을 때 탄소 무기화의 비율이 낮고 탄소 격리의 효과가 나타났다.