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대륙 암석권에서 무기 자연 수소의 성인과 부존 형태 (Origin and Reservoir Types of Abiotic Native Hydrogen in Continental Lithosphere)

  • 김형수
    • 광물과 암석
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    • 제35권3호
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    • pp.313-331
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    • 2022
  • 무기 자연 수소(H2)는 천연가스의 주요 구성성분이지만, 청정 및 재생 가능한 에너지로써 글로벌 에너지 분야에서 그 중요성이 다소 과소평가되고 있다. 이 논문은 우리가 과거에 생각했던 것보다 훨씬 광범위한 환경에서 무기 자연 수소가 대륙 암석권에서 대량 생성된다는 최근 논문들을 바탕으로 자연 수소의 발생 기작과 이와 관련된 다양한 지질학적 특징들을 검토하였다. 지금까지 확인된 자연 수소의 주요 근원암은 (1) 초고철질암, (2) 철(Fe2+)이 풍부한 암석으로 구성된 강괴, (3) 우라늄이 풍부한 암석이다. 이 암석들은 선캄브리아 시대 결정질 기반암 그리고 중앙 해령과 대륙기반의 오피올라이트(ophiolite), 페리도타이트(peridotite) 암체에서 사문암화된 초고철질암과 밀접하게 관련된다(Zgonnik, 2020). 이 근원암들에서 자연 수소를 생성하는 무기적 작용은 (a) 광물(예, 감람석)의 Fe2+이 산화되는 동안 물의 환원, (b) 방사성 붕괴로 인한 수전해, (c) 규산염 암석의 기계적 파괴(예, 단층) 동안 물과 표면 라디칼의 반응 등이며, 자연 수소는 자유 기체(51%), 다양한 광물 내의 유체포유물(29%), 지하수의 용존기체(20%) 형태로 발견된다(Zgonnik, 2020). 우리나라의 경우 아직 자연 수소 연구가 수행되지는 않았지만, 경상분지 내 무기 자연 수소의 생성과 부존 가능성은 두꺼운 퇴적분지 내에서 초고철질암, 층간 현무암층과 철/구리 부화대 존재, 그리고 페름기-제3기 동안 능동적 대륙 연변부에서 여러 번의 화성활동 등을 포함한 지질학적/지구화학적 특성을 고려하면 상당히 높은 것으로 평가된다. 최근 지질 기원의 자연 수소를 연구/탐사하는 국외 학자들과 산업체들은 가까운 미래에 자연 수소가 깨끗하고 재생 가능한 획기적인 에너지원 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 따라서 우리나라에서 자연 수소의 경제적 활용을 위한 부존지 발견 여부와 상관없이 지하의 암석-유체 상호작용에 관한 통합 연구를 통해 아직 밝혀지지 않은 자연 수소의 성인과 탐사는 차세대 핵심 연구임이 분명하다.

천연 스틸바이트의 압력전달매개체에 따른 선형압축률 및 체적탄성률 비교 연구 (Changes in the Linear Compressibility and Bulk Modulus of Natural Stilbite Under Pressure with Varying Pressure-Transmitting Media)

  • 황희정;이현승;이수진;정재우;이용문
    • 광물과 암석
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    • 제35권3호
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    • pp.367-376
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    • 2022
  • 본 연구는 섭입대 환경에서 다양한 액체들과 제올라이트와의 반응을 이해하기 위한 선행단계로, 섭입대 내 대표 제올라이트 중 하나인 스틸바이트(NaCa4(Al9Si27)O72·28(H2O))의 압축거동을 관찰하였다. 물과 NaHCO3 용액을 매개체로 사용하였으며, 상압에서 최대 2.5 GPa까지 가압하였다. 1.0 GPa 이하에서는 두 실험 모두 0.001~0.004 GPa-1 범위의 낮은 선형압축률과 220(1) GPa의 높은 체적탄성률을 보였다. 이는 물분자 또는 양이온이 스틸바이트의 채널 내부로 유입되면서 구조가 매우 치밀해졌기 때문으로 추측된다. 반면, 1.0 GPa 이상에서는 두 실험의 경향이 다르게 관찰되었다. 물의 실험에서는 c축, NaHCO3의 실험에서는 b, c축의 선형압축률이 모두 0.006(1) GPa-1으로 급격하게 증가하였다. 체적탄성률은 물과 NaHCO3의 실험에서 각각 40(1), 52(7) GPa의 값을 보여, 1.0 GPa 이전과 비교했을 때 압축률이 4배 이상 높아졌다. 이는 1.0 GPa 이상의 압력에서 압력매개체 내 물이 얼기 시작하면서 스틸바이트 내부로 유입이 멈추었고, 단지 채널 내에서 양이온 및 물분자가 이동함에 따라서 생기는 현상으로 판단된다. 특히 NaHCO3의 실험에서는 소듐 양이온이 치환됨에 따라 구조 내부의 분포가 달라졌을 것으로 추측되며, 이는 (001)과 (020)피크의 상대강도 비율이 물의 실험과 다른 경향으로 나타난 것을 근거로 예상해볼 수 있다.

전처리 방법에 따른 하수처리장 유입수에서의 미세플라스틱 성상분석 평가 (Evaluation of microplastic in the inflow of municipal wastewater treatment plant according to pretreatment methods)

  • 김성렬;길경익
    • 한국습지학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.83-92
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    • 2022
  • 전세계적으로 플라스틱에 대한 수요가 늘어감에 따라 플라스틱 폐기물의 양이 증가하고 있다. 수계 내에서의 미세플라스틱의 위해성에 대한 평가 기준에 대해서는 아직 많은 연구가 필요하지만 대체적으로 미세플라스틱을 성질 개선을 위해 첨가하는 화학물이 유독하다는 사실은 여러 문헌을 통해 증명되어있다. 하수처리장(MWTP)은 오수를 처리하는 시설로서 가정에서 발생하는 미세플라스틱이 모이는 미세플라스틱이 모이는 장소이다. 따라서 MWTP 에서의 미세플라스틱 분석이 필요한 상황이지만 이를 진행하기 위해 표준화된 방법이 아직은 없다. 따라서 본 연구에서는 MWTP에서 미세플라스틱 검출을 위한 하수 시료에 적용할 수 있는 최적의 방법론을 조사해보고자 한다. 본 연구에서는 J 하수 처리장에서 수집한 유입수 샘플로부터 미세플라스틱을 분석하는 다양한 전처리 방법 중에서 하수처리장 샘플에 가장 널리 사용되는 펜톤산화와 H2O2 산화법을 선정하였다. 각 전처리 방법별로 측정에 오차를 발생시킬 요소들이 있었으며, 이를 극복하기 위해 펜톤산화 전처리의 경우 밀도분리법 대신 여과를 진행하여 분석을 진행하는 것이 추천되며, H2O2 산화법의 경우 반응 이후 증류수로 세척하는 과정이 필요해 보인다. 분석 결과 미세플라스틱의 농도는 H2O2 산화법을 이용한 샘플의 경우 2.75 ea/L, 펜톤산화법을 이용한 샘플의 경우 3.2 ea/L 로 측정되었으며 대부분 섬유형태로 존재하였다. 또한 정량분석을 현미경을 이용해 육안으로 진행하기 때문에 측정 결과에 대한 신뢰성을 보장하기가 어렵다고 판단해 검정곡선을 만들었다. 총 3개의 검정곡선이 그려졌으며 해당 검정곡선들을 분석한 결과 R2 값이 전부 0.9 이상이였으며 이는 정량분석에 대해 높은 신뢰성을 보장한다. 정성분석으로 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 계열에 대해선 판단할 수 있었지만 각 미세플라스틱의 화학적인 조성에 대해선 확인할 수 없었다. 향후 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 화학적 조성에 대해서 확인하기 위해서 이번 연구를 활용할 수 있을 것이다.

온천수 내 리튬 분포: 국내 심부 지하수환경의 리튬 지화학 연구 (Lithium Distribution in Thermal Groundwater: A Study on Li Geochemistry in South Korean Deep Groundwater Environment)

  • 서현수;이정환;박선주;오준섭;최재훈;이종태;윤성택
    • 자원환경지질
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    • 제56권6호
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    • pp.729-744
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    • 2023
  • 전기 자동차 및 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬의 가치가 크게 증가하였다. 리튬은 주로 페그마타이트, 열수변질을 받은 응회암질 퇴적 점토 및 대륙성 염수에서 발견된다. 전 세계적으로 지하수로 공급되는 염호와 유전 염수는 세계 리튬 생산량의 약 70%를 차지하는 대륙 염수의 주요 리튬 공급원으로 주목받고 있다. 최근에는 심부 지하수, 특히 지열수도 리튬의 잠재적 공급원으로 연구되고 있다. 심부 지하수의 리튬 농도는 상당한 물-암석 반응과 염수와의 혼합을 통해 증가할 수 있다. 심부 지하수 중의 리튬 탐사를 위해서는 그 기원과 거동을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 전국적인 규모에서 국내 온천지역 지열수의 수문지화학 특성과 진화에 관한 예비연구를 바탕으로, 심부 지하수 환경에서의 리튬의 분포를 평가하고 그 농도에 영향을 미치는 지구화학적 요인을 이해하고자 하였다. 총 555개의 온천 지하수 시료 자료는 수화학적 특성에 따라 뚜렷한 지화학 진화 특성을 갖는 5가지 유형으로 분류되었다. 또한, 리튬의 부화 기작을 평가하기 위해 리튬 농도가 90번째 백분위수(0.94 mg/L)를 초과하는 시료(n = 56)에 대해 자세히 고찰하였다. 리튬의 농도는 수화학 유형에 따라 유의미한 차이를 보였는데, Na(Ca)-Cl유형, Ca(Na)-SO4유형, pH가 낮은 Ca(Na)-HCO3 유형 순이었다. Ca(Na)-Cl 유형에서 리튬 부화는 해수침투에 따른 역이온 교환으로 발생한다. 백악기 화산퇴적 분지에서 특징적으로 나타나는 Ca(Na)-SO4 유형 지하수에서 용존 리튬의 부화는 열수 변질 점토 광물의 산출 및 화산활동과 관련이 있는 반면, 낮은 pH의 Ca(Na)-HCO3 유형 지하수에서는 심부 CO2의 상승 혼입에 의한 기반암의 풍화 촉진으로 인해 리튬 부화가 일어난 것으로 해석된다. 본 광역 예비 지화학 연구 결과는 심부 지질환경에서의 수문지화학 진화에 대한 이해와 함께 향후 경제성 있는 리튬 탐사 지침과 관련하여 유용한 정보를 제공할 것이다.

항온 배양 논토양 조건에서 비산재 처리에 따른 CH4와 CO2 방출 특성 (Fly Ash Application Effects on CH4 and CO2 Emission in an Incubation Experiment with a Paddy Soil)

  • 임상선;최우정;김한용;정재운;윤광식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.853-860
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    • 2012
  • 비산재 혼합에 의한 $CH_4$$CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$$CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$의 전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$$MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$$CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$$CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.

소비자의 기업의도 추론이 희소성 효과에 미치는 영향: 수량한정 유형과 폭의 조절효과 (The Effects of Intention Inferences on Scarcity Effect: Moderating Effect of Scarcity Type, Scarcity Depth)

  • 박종철;나준희
    • 마케팅과학연구
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    • 제18권4호
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    • pp.195-215
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    • 2008
  • 본 연구는 기업에 대한 소비자의 의도추론이 희소성 효과에 미치는 영향에 있어서 희소성 메시지의 수량한정 유형 및 폭의 조절효과를 파악하고자 진행되었다. 연구결과는 크게 두 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 특별한정으로 제시되는 경우에는 소비자의 기업에 대한 의도추론은 희소성 효과에 영향을 미치지 않았다. 그러나 일반한정으로 제시되는 경우에는 소비자가 기업의 의도를 추론하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 구매의도가 더욱 낮았다. 둘째, 수량한정의 폭이 작은 경우에는 소비자의 기업에 대한 의도추론은 희소성 효과에 영향을 미치지 않았다. 그러나 수량한정의 폭이 큰 경우에는 소비자가 기업의 의도를 추론하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 구매의도가 더욱 낮았다.

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중국이동통신산업중적복무질량(中国移动通信产业中的服务质量), 고객만의도화고객충성도(顾客满意度和顾客忠诚度) (Service Quality, Customer Satisfaction and Customer Loyalty of Mobile Communication Industry in China)

  • Zhang, Ruijin;Li, Xiangyang;Zhang, Yunchang
    • 마케팅과학연구
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    • 제20권3호
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    • pp.269-277
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    • 2010
  • 现有文献表明, 影响服务业顾客忠诚的最重要因素是服务质量. 然而, 在服务质量是直接还是间接影响顾客忠诚方面, 学者们的观点有着明显的分歧. 目前, 中国国内专门针对移动通信行业服务质量与顾客忠诚之间关系的文章较少. 此外, 以往相关文献多是将顾客忠诚作为一个整体变量进行研究, 没有进一步将其细分为多个维度. 基于此, 本文拟通过实证研究来探析移动通信业服务质量各维度与顾客忠诚各维度之间的直接和间接影响机理, 其中选择顾客满意作为二者关系的中介变量, 希望研究结论能给国内移动通信企业的服务管理提供有效的理论指导. 为了使搜集到的数据有效, 本次调研范围仅限于黑龙江哈尔滨市, 调查对象为移动通信公司的用户. 本次调研采取随机抽样的方式, 共发放问卷350份, 收回问卷325份, 回收率为 92.9%. 剔除无效问卷, 有效问卷为289份, 即有效回收率为82.6%. 本文借鉴国内外现有文献所使用的量表, 这些量表已经在实证研究中得到验证. 本文提出六个假设, 总体而言, 只有四个假设没有得到支持. 为了验证服务质量构成要素量表的合理性, 本文对289份有效样本进行探索性因子分析. 同样, 对顾客忠诚的维度进行检验. 本研究采用Cronbach's ${\alpha}$系数来评价量表的信度. 本研究从内容效度, 结构效度和聚合效度三方面对问卷进行效度检验. 本研究对数据和模型的拟合优度进行检验, 以提高假设检验的准确程度. 通过文献资料的收集, 整理及数据处理, 本文提出了服务质量五维度模型以及服务质量与顾客忠诚度之间相互关系模型, 通过实证分析验证了有形性, 可靠性, 反应性, 保证性和关怀性是服务质量的五个构成要素, 验证了PZB对于服务质量的SERVQUAL的测量方法, 研究了移动通信服务质量各维度对顾客忠诚各维度的直接影响机理, 以及服务质量各维度如何通过顾客满意这一中介变量对顾客忠诚各维度的间接影响机理, 建立了相应的关系模型,并运用结构方程分析方法,对模型进行实证检验, 得出如下研究结论: 第一, 移动通信服务质量由有形性, 可靠性, 响应性, 保证性和移情性五个要素构成, 顾客忠诚由态度忠诚和行为忠诚两个维度构成. 在PZB设计的SERVQUAL量表基础上, 本文针对移动通信行业设计了服务质量测量量表, 通过探索性因子分析得出五个因子. 这五个因子与五构成要素基本一致, 说明服务质量五要素概念适用于移动通信行业. 同样, 对顾客忠诚量表进行因子分析, 得出两个因子, 与本文中的态度忠诚和行为忠诚相一致. 第二, 移动通信服务质量对顾客忠诚存在直接和间接的正向影响作用. 其中, 服务质量对态度忠诚有直接和间接的正向作用, 间接作用是通过顾客满意这一中介变量影响的; 服务质量对行为忠诚有直接和间接的正向作用, 间接作用是通过顾客满意和态度忠诚这两个中介变量影响的. 这说明移动通信服务质量越好, 顾客的满意度越高, 其对服务提供商的态度就越积极, 在行为上就越容易表现出对服务提供商的忠诚. 而且, 服务质量各维度对顾客忠诚各维度的影响机理是不同的, 比如: 有形性对顾客满意有直接的正向作用, 但对顾客忠诚却没有显著的直接作用; 保证性对顾客满意没有显著的直接作用, 但对顾客忠诚有直接和间接的正向作用. 第三, 顾客满意在移动通信服务质量与态度忠诚, 行为忠诚之间的具有显著的中介作用, 这说明服务质量的提高可以增加顾客的满意度, 而满意的顾客更容易成为忠诚的顾客; 而态度忠诚在移动通信服务质量与行为忠诚之间的具有显著的中介作用, 这说明顾客行为上表现出忠诚可能是虚假忠诚, 只有态度和行为都忠诚的顾客才是真正的忠诚顾客. 本文的研究结论对中国及其它国家的电信运营商如何提升服务质量有一定的借鉴意义. 本文存在两方面的局限性: 首先, 本研究仅在黑龙江哈尔滨地区进行问卷调研, 针对移动公司用户, 统计数据会存在一定的抽样误差, 影响最终的统计分析结果. 第二, 本研究主要探讨了服务质量对顾客忠诚的影响关系, 并引入了顾客满意作为中介变量, 但没有考虑其他可能影响顾客忠诚的因素, 例如顾客价值, 消费者特征等.