• 유기물자원화
• /
• 제23권2호
• /
• pp.36-46
• /
• 2015

경축순환농업은 축산농가에서 발생하는 가축분뇨를 비료자원으로 인식하여 농경지로 환원하는 지속 가능한 농업체계로 부상하였다. 하지만 우리나라의 경축순환농업 체계는 아직 미비하여 가축분뇨 처리 및 자원화에 애로를 겪고 있는 지역을 쉽게 찾아볼 수 있다. 본 연구에서는 1) 지역 특성을 고려한 맞춤형 경축순환농업 모델을 제시하고 2) 가축분뇨의 농경지 환원 시 잠재적 양분 공급량 및 작물의 양분 요구량에 관한 관계분석을 바탕으로 제시된 모델의 바이오매스 물질흐름 분석을 그 목적으로 한다. 개별농가 시설을 통한 경축순환농업을 실행하고 있는 우리나라 지역 두 곳과 (YC, JJ)과 공동자원화시설을 위탁처리하고 있는 두 곳 (NW, NS)을 선정하여 NS의 두 지역, NW의 세 지역, YC의 세 지역, JJ의 네 지역 등 총 열두 곳의 지역별 현장조사 및 면접을 실시하였고, 설문조사를 위한 농가들은 NW의 54농가, YC의 51농가, JJ의 44농가로 총 149농가의 설문조사를 수행하였다. JJ지역의 공동자원화시설은 퇴 액비화 역할뿐만 아니라 에너지화 모델로의 공동추진(two track model)이 보다 효과적일 것으로 판단된다. YC지역의 경우, 중규모(30톤 내외)의 분산형 공동자원화시설 3~4개를 축산농가가 밀집된 면(面)에 설치하는 모델이 적합할 것으로 판단된다. 기존 처리현황 대비 공동자원화시설이 적용된 시나리오의 양분흐름을 비교해 보면 두 지역 모두 인과 칼리량은 늘어나고(최대 7%까지) 질소량은 감소하는(최대 15%까지) 경향을 보이는 것으로 나타났다. 모델이 적용된 YC지역의 가축분뇨 유래 질소, 인산, 칼리는 전반적으로 비슷하게 고른 값을 보이고 있으나, 작물의 양분요구량과 양분의 토양 환원량을 비교해 보면 연간 질소가 719톤, 인이 1,269톤씩 각각 과잉 공급되고 있음을 알 수 있다. JJ지역의 경우 작물 양분요구량 대비 질소 671톤/년의 추가공급이 필요할 것으로 추정되며 이는 화학비료로 대체될 수 있음을 의미한다. 인의 경우 32톤이 과잉공급되어 JJ와 YC 지역 모두 인의 지표수 유출(runoff)에 기인한 부영영화(eutrophication)를 고려하여 경축순환농업 모델을 구축해야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제14권8호
• /
• pp.11-21
• /
• 2013

창녕군 낙동강변의 강변여과 예정 지점에서 양수시험 동안에 발생하는 지하수 내 철과 망간을 포함한 다양한 수질항목 변화를 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 5단계의 단계양수시험($500m^3/day{\sim}900m^3/day$) 및 26시간의 장기 양수시험($800m^3/day$) 동안에 양수정과 10개의 관측정에서 지하수 시료를 채취하였다. 장기 양수시험보다는 단계양수시험 기간 동안에 이온 농도의 변화가 뚜렷하였다. 특히, 단계양수시험 동안의 철과 망간 농도의 감소는 양수지점과 대수층의 연결성이 좋아 영향반경이 작은 방향을 따라 뚜렷하게 나타났다. 양수량의 급변에 따라 지하수 흐름에 교란이 발생하고 공기 접촉 등을 통하여 용존 철과 망간의 침전 산화가 촉진되는 것으로 평가되었다. 향후 지하수 내 철과 망간 저감을 위한 효율적인 지중처리 기술 개발을 위해서는 양수정의 운영 방법, 대수층의 공간적 분포 등이 중요한 요인으로 고려되어야 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권1호
• /
• pp.69-74
• /
• 2016

낙동강 하구를 둘러싸고 있는 울타리 섬들 중 하나인 진우도 남측 해역에서의 해저지형 변동을 2006년 6월부터 2015년 4월까지 총 16회의 수심측정 자료를 이용하여 연구하였다. 이 해역의 동쪽은 진우도와 신자도 사이로 서낙동강과 낙동강 하구둑에서 유입되는 담수의 이동 통로로 해수와 담수의 유입 및 유출 수로가 위치해 있으며, 서쪽은 눌차도와 진우도 사이로 부산신항의 연결잔교를 통하여 해수가 이동하는 수로가 존재한다. 동쪽 수로 연장에서의 변화가 이 해역의 해저지형 변화를 주도한다. 지형 변동은 퇴적 또는 침식만이 일방적으로 진행되는 것이 아니라 퇴적 또는 침식이 진행되다가 어느 일정한 단계가 지나면 급격한 변형을 통하여 회귀하는 형태를 보이고 있다. 특히 연구 지역의 총 퇴적량은 2006년 6월부터 2013년 3월까지 증가하다가 2013년 10월 자료부터 급격히 감소하여 2015년 4월까지 큰 변동없이 유지되고 있는 것을 보여주고 있다는 결론을 얻었다. 이것은 2013년 10월 초에 한반도에 영향을 준 제 24호 태풍 '다나스' (Danas)에 의해 진우도 남측해역의 토사가 외해로 쓸려나간 현상으로 판단된다. 진우도 동쪽에 위치한 수로의 변동은 동서, 남북 방향의 측선을 이용하여 분석하였는데, 수로의 최대수심 위치가 2006년 6월에 비해 2015년 4월까지 서쪽으로 약 100 ~ 130 m, 북쪽으로 약 200 m 이동한 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.542-552
• /
• 2018

본 연구에서는 현장타설 콘크리트를 사용하는 친환경 에코필라 사방댐의 시공성과 경제성을 향상시키기 위해 프리캐스트공법을 제안하고 성능검증을 수행하였다. 강재를 이용한 사방댐 형식은 공사비가 높고 부식으로 인한 환경문제도 발생하고 있어, 최근에는 콘크리트를 이용한 친환경 사방댐의 설치가 늘고 있다. 그러나 국내에서 사방댐 설계기준으로 명확하게 제시된 자료가 없어 경험적으로 설계되고 있을 뿐 아니라 에코필라 사방댐에 대한 기준은 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서 에코필라 사방댐의 설계외력 산정방법에 대해 제안하고 중공트랙형 단면을 적용하여 설계를 수행하였다. 또한, 구조적으로 비교적 간단한 캔틸레버 기둥으로 최대 휨모멘트가 작용하며 프리캐스트 공법의 핵심기술이라 할 수 있는 연결부 공법을 3가지로 제안하고 실물모형 실험을 통해 성능검증을 수행하였다. 실험결과, 루프철근 이음을 적용한 실험체가 가장 큰 강성을 보였고 앵커철근으로 연결된 실험체가 작은 값을 보였으나, 제시된 3가지 형태의 연결공법은 모두 극한하중에 따른 최대 휨모멘트를 충분히 넘어서는 성능을 나타내었다. 실물 실험체의 제작과정에서 각 공법에 대한 시공성에 대해 검토한 결과 앵커식 연결방법이 가장 우수한 것으로 평가되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권3호
• /
• pp.275-282
• /
• 2014

입자강화 금속기지 복합재는 입자와 기지재간의 열팽창계수 차이와 탄소성 강성도의 차이에 따라 변형률 구배가 발생하고 이로 인한 기하적 필수 전위가 입자 주위에 형성됨에 따라 변형시 입자 크기 의존 길이 스케일에 의한 강화 효과를 가지고 있다. 본 연구에서는 유한요소법을 활용하여 복합재를 압밀 성형할 때 입자 주위에 펀칭되는 기하적 필수 전위에 의한 강도 증가를 입자 주위 영역에 부가시켜 입자 의존 길이 스케일이 복합재의 입자 경계 파손 및 기지재의 연성 파손에 미치는 영향을 살펴 보았다. 파손 거동은 입자의 크기와 체적비를 달리하고, 특히 분리 에너지와 강도 등의 경계 파손 물성값을 변화시켜가는 매개변수적 계산을 수행하여 관찰하였다. 두 개의 파손 모드는 서로 영향을 미치면서 입자 크기 의존 길이 스케일에 밀접하게 연관됨을 보였다. 즉 입자의 크기가 작은 경우에 입자의 크기가 큰 경우에 비하여 입자를 둘러싸고 있는 기하적 필수 전위가 상대적으로 더 집적됨으로 인해 입자경계와 기지재의 연성 파손에 의한 복합재의 파손 개시가 지연되고 파손이 진행되는 동안의 유동 응력 감소도 상대적으로 작은 것을 보였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제21권4호
• /
• pp.391-398
• /
• 2004

2003년 9월 27일 과학기술위성 1호가 성공적으로 발사된 이래, 주탑재체인 원자외선분광기(Far-ultraviolet Imaging Spectrograph, FIMS)는 초기 운용 모드를 거쳐 현재까지 정상 관측을 수행하고 있다. FIMS는 전천관측을 통해 우리은하의 뜨거운 가스의 분포를 측정하고 있으며, 초신성 잔해 및 성간운의 수소 방출선, 그리고 지구 대기의 대기광 등에 대한 관측을 수행하고 있다. FIMS의 광학계 및 검출기는 지상에서 특성 평가 및 보정을 마쳤지만, 우주 발사 과정의 진동에 의한 효과, 우주 환경에의 노출 등에 의한 효과로 인해 궤도상 보정이 필수적이다. 한편, 지구 대기에는 수소 및 질소 분자 등이 태양빛을 받아 강한 방출선들을 내는데 이들은 파장 보정의 좋은 기준선들이 된다. 이 논문에서 우리는 FIMS로 대기광 방출선들을 관측하였고, 관측된 방출선을 검출기의 위치에 따라 모델 스펙트럼과 비교하여 그 차이를 구하였으며, 이것을 보정시킴으로써 FIMS의 장파장에서의 분해능 및 정확도를 향상시키는데 기여하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권12호
• /
• pp.855-862
• /
• 2012

Free-living 선충으로 알려진 Caenorhabditis elegans는 주로 토양 공극수에서 서식하며, 토양 영양단계, 에너지 흐름, 그리고 분해자로서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 최근 들어, C. elegans는 나노독성연구에 널리 사용되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 C. elegans를 이용한 나노독성과 그에 대한 기작에 관련된 선행연구를 조사하였으며, 총 20건의 연구를 확인하였다. 대부분의 연구는 K-medium, S-medium, 그리고 NGM (Nematode Growth Medium) plate를 노출매체로 이용하고 있으며, 나노물질에 노출된 C. elegans로부터 관찰된 영향으로는 노화억제, 광독성영향, 유전독성, 그리고 표피자극 등이 포함되었다. C. elegans를 이용한 독성기작 연구는 개체 생활사 영향 평가, 산화스트레스 영향 평가, 유전독성영향 평가, 나노물질의 생체 내 분포, 그리고 나노물질 특성에 의한 독성영향 평가로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 세포활성, 잘 알려진 유전정보, 그리고 투명한 구조로 인한 나노물질 관찰의 용이성을 바탕으로, C. elegans를 이용한 나노독성연구의 장점을 확인하였다. C. elegans는 나노독성을 평가하기에 적합한 시험종으로 고려되고 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권7호
• /
• pp.690-698
• /
• 2010

유기물에 의한 지하수 자원의 오염이 중요한 환경 문제로 대두되고 있다. 계면활성제 증진 대수층 복원(SEAR)은 유기 오염물에 대하여 가장 유망한 원위치 복원법 중 하나로 인식되고 있다. 계면활성제 또는 계면활성제/폴리머 용액은 복원 프로세스를 촉진시켜 물 세척 시보다 처리 시간을 크게 감소시킨다. 유기물로 오염된 대수층 복원을 위하여 계면활성제 기반의 처리법을 설계할 때 충분한 수치 시뮬레이션을 통한 사전 분석이 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 다상 다성분 유한 차분 모델인 UTCHEM을 이용하여 유기물 오염 대수층에 대한 SEAR 과정 중 미세에멀젼의 형성과 유동을 분석하였다. 본 연구에서 고려한 복원 프로세스 변수로는 주입 유체의 배열, 유체 주입 및 추출율, 계면활성제 슬러그 및 추격수 내 폴리머 농도, 계면활성제 슬러그 주입 시간 등이다. 각 변수에 대하여 주입 및 생산정에서의 변화와 유기상의 공간적 분포를 비교하였다. 이 결과로부터 정화 시간 및 누적 유기물 회수량을 검토하였다. 본 연구의 결과는 비수상 액체로 오염된 대수층의 정화 시 설계 전략을 수립하는데 중요한 정보를 제공한다.

• 대한지리학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.495-513
• /
• 2004

효율적인 국토환경관리와 지속 가능한 생태자원의 보존을 위해서는 지형 및 토양의 공간적인 분포특성과 그것이 각종 자연 및 인문현상들과 가지는 상관성에 대한 이해가 선행되어야 한다. 기존의 지형분류법은 대부분 지형형성과정 혹은 지형의 단순한 형태분류에 치중하여, 분류 결과와 지표면에서 나타나는 다양한 생태학적 현상들과의 관련성을 파악하기 어려운 단점이 있었다. 이 연구는 지표면에서 나타나는 물과 에너지, 그리고 물질의 흐름을 생태적 환경특성을 반영하는 주원인으로 규정하고, 이에 근거하여 전산화된 지형분류법을 개발하는 것을 목적으로 한다. 지표면을 에너지와 물질의 흐름을 반영하는 8개의 토양지형단위(sod landscape units)로 구분하였으며, 이것을 수치고도모델(DEM)로부터 추출하는 방법을 개발하였다. 경기도 양평군의 약 12$extrm{km}^2$ 크기의 지역에 개발된 기법을 적용하여 토양지형단위들을 분류한 뒤, 각 단위들의 공간적인 분포특성을 살펴보았다. 개발된 방법은 일반적으로 구할 수 있는 수치고도모델에 적용할 수 있어, 넓은 지역의 지형특성들을 쉽게 파악할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 분류된 토양지형단위들은 자연환경조사와 제반 수문 및 토양환경 특성 파악에 중요한 기본자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 제시된 방법이 보다 널리 쓰이기 위해서는 기존 수치지도의 정확성의 문제, 사용된 수치고도모델의 격자크기에 따라 분류기준의 변화를 야기 시키는 스케일의 문제, 그리고 다양한 지형형성작용과의 상관성에 관한 보다 체계적인 연구가 요구된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제21권6호
• /
• pp.518-525
• /
• 2011

본 연구에서는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 특징인 높은 고도 차이와 폐기물에서 발생하는 발열량에 따른 자연 환기력을 계산하고 이를 바탕으로 자연 환기량을 계산하였다. 고준위 방사성 폐기물 처분장은 열엔진과 유사한 폐쇄 싸이클의 열역학적인 과정을 따른다고 볼 수 있다. 지하처분장내 고준위 폐기물의 발열에 의한 열이 공기에 추가되고 이로 인해 공기가 upcast 수직갱을 통해 위로 올라가는 동안 팽창됨에 따라 주위에 일을 하고, 이때 한 일에 의해 첨가된 열의 일부분은 임시로 기계적 에너지로 변함으로서 공기의 흐름을 촉진할 수 있다. 이는 처분장 내에서 지속적이고 강력한 열원이 존재한다면 자연 지속적인 공기의 싸이클적 흐름을 가능하게 할 것이다. 이를 바탕으로 고준위 방사성 폐기물의 심지층 처분시 발생되는 자연 환기량을 수학적 방법으로 계산한 결과 굴뚝효과에 의하여 폐기물 발열량에 따라 $74{\sim}183$Pa의 자연 환기력이 계산되고 이에 따른 자연 환기량은 $92.5{\sim}147.7m^3/s$이 계산되었다. 또한 CFD의 자연환기량 해석결과는 $82{\sim}143m^3/s$로서 수학적인 방 법과 비교하여 매우 비슷한 결과를 나타내었다.