• 한국토양비료학회지
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• 제38권2호
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• pp.108-117
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• 2005

본 연구는 퇴비의 원료로 지정된 제약업종 공정오니 및 화장품 제조업 폐수처리오니를 시용한 후 고추를 재배하여 생육과 적과수량, 시기별로 토양 및 식물체 중 중금속 함량과 유해 유기화합물을 조사하였고, 시기별 토양에 대해 생물검정을 실시하였다. 토양 중 유기물 및 질소는 시험재료의 성분함량이 높은 처리구에서 높았다. 토양 중금속 전함량의 경우 Zn, Cr, Ni은 생육기간 동안 변화가 거의 없었으며, Cu, Pb, As, Cd은 수확기에 갑자기 함량이 증가하였고, 1 N HCl 가용함량에서는 Cd, As를 제외하고는 생육시기에 따른 함량의 차이는 없었다. 고추의 생육은 초기에는 오니구에서 화학비료구보다 전반적으로 불량하였는데, 이는 유기물 함량이 높고 질소함량이 낮아서 생육 후기까지 회복되지 못하였기 때문인 것으로 보였다. 고추 잎과 줄기의 질소함량은 생육 초기 및 중기에 모든 오니 처리구에서 낮았고, 수확기에 제약오니 1구에서 높았던 것은 이들 시험재료의 유기물 및 질소성분의 함량과 특성에 기인된 것으로 보였다. 식물체 중 중금속 함량에서 잎은 As 성분을 제외하고 다른 성분들은 생육 초기 및 중기에 함량이 높았다가 수확기에 감소하였으며, 줄기는 전 성분이 수확기에 감소하는 경향이었다. 고추의 총 적과수량은 화학비료>제약오니 3>돈분>제약오니 1>제약오니 2구 순으로 낮아졌으며, 화장품오니구는 타 처리구보다 상당히 감소하였다. 화장품오니구의 HEM 함량은 $4.80g\;kg^{-1}$, PAHs 함량은 $2,263.2{\mu}g\;kg^{-1}$으로 다른 처리구보다 월등히 높았고, 생물검정법의 일환인 상추종자 유근신장 조사에서는 화장품 오니구가 무처리구에 비해 20% 이상 낮은 신장율을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권2호
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• pp.92-100
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• 2005

본 연구는 퇴비원료로 활용할 수 있는 유기성 자원을 선발할 수 있는 선별체계를 확립하고자 여러 지역 및 산업체를 임의로 선정하여 현재의 규정상 퇴비의 원료로 사용 가능한 물질과 사용 불가능한 물질에 해당되는 유기성 오니를 7종 27점 채취하여 일반성분 함량, 중금속 함량, 유기화합물 함량 등을 조사하였고, 오니 추출물을 이용하여 $Microtox^{(R)}$ 분석 및 상추종자 유근신장에 미치는 영향을 조사하였다. 유기물 함량은 모든 오니에서 79.3-98.0%로 퇴비원료에 규정된 60%를 크게 상회하였고, 전질소 함량은 0.8-2.6% 범위이었다. 철과 알루미늄 함량은 상당히 높았으며, 퇴비원료의 규제기준인 중금속 8종의 경우 아연과 구리함량은 섬유오니에서, 크롬함량은 섬유 및 피혁오니에서, 니켈함량은 섬유, 피혁, 식품, 하수오니 4 (공단지역)에서 그리고 수은함량은 하수오니 3 및 4 (대도시, 공단지역)에서 규제기준치 이상으로 조사되었다. 납, 비소, 카드뮴의 함량은 모든 시료에서 규제 기준치보다 낮았다. HEM 함량은 섬유오니에서 다른 재료보다 월등히 높았으며, PAHs 함량은 제지 오니에서 가장 높았고 그 다음은 피혁오니>하수오니 2 (중소도시)>하수오니 4 (공단지역) 순으로 낮았다. PAHs 함량은 anthracene, phenanthrene, naphthalene, acenaphthene 및 fluorene가 다른 화합물 함량보다 상당히 높았으며, 이들 화합물 함량에서는 제지오니, 피혁오니, 하수오니 2 4 1 (중소도시, 공단지역, 읍 면단위 농어촌지역)에서 다른 오니보다 높았다. $Microtox^{(R)}$ 분석에서 가축분뇨 (돈분뇨), 음식물류 폐기물, 하수오니 1 (읍 면단위 농어촌지역), 식품오니에서 $EC_{50}$ 값이 비교적 높게 나타났으나, 피혁오니, 섬유오니, 하수오니 4 (공단지역)에서 가장 낮은 수치를 보였다. 제지오니, 하수오니 3 (대도시), 식품오니, 피혁오니의 추출물은 상추종자의 유근 신장율을 크게 저해하였다. 따라서 현재 퇴비원료 규제기준인 유기물과 중금속 함량 (8성분) 이외 추가로 일반성분, 미량 중금속, 유해 유기화합물, 생물검정법 및 포장비효시험 등을 이용하여 유망한 유기성 오니의 퇴비원료로 활용 가능성을 검토할 수 있는 방법으로 선별체계를 구축한다면 현재 퇴비원료의 규제기준을 보완할 수 있으며 최종적으로 가장 효과적이고 확실한 검정방법인 작물재배시험을 실시하기 이전에 유용한 유기성 자원의 활용여부를 판별해 낼 수 있으리라 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1185-1194
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• 2011

시설재배 상추생산체계에 대한 LCI DB를 구축하고 상추의 탄소성적산정과 전과정 영향평가를 위하여 전과정평가를 수행하였다. 상추재배에 관련된 농작업 투입물과 산출물에 대한 GTG 목록작성결과 시설상추 1 kg 생산하는데 투입되는 물질 중 유기질비료와 화학비료가 각각 $7.85E-01kg\;kg^{-1}\;lettuce$, $4.42E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$로 비료의 투입량이 가장 높았다. 비료와 에너지의 투입이 시설상추 생산에 가장 높은 비중을 차지하는 물질이었다. 영농단계에서 발생하는 직접 대기배출물 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$ 배출량의 합은 $3.23E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$이었다. 시설 상추 1 kg을 생산 전과정 중 발생하는 온실가스를 LCI 분석한 결과 시설상추 생산체계 전과정을 통하여 상추 1kg 생산에 발생하는 온난화 가스는 $CO_2$가 $8.65E-01kg\;CO_2\;kg^{-1}$로 가장 많았고, $CH_4$와 $N_2O$가 각각 $8.59E-03kg\;CH_4\;kg^{-1}$, $2.90E-04kg\;N_2O\;kg^{-1}$이었다. 전체적으로 온실가스 배출에 가장 크게 기여하는 공정은 비료생산으로 나타났고, 특히 아산화질소 발생에서 상추재배단계가 차지하는 비중이 높게 나타났는데 이것은 질소 비료 시용에 의한 아산화질소의 대기배출 때문으로 판단되었다. 각 온난화 가스들의 발생량을 $CO_2$-eq.로 환산하여 시설 상추 생산체계에서 발생하는 온실가스 배출량을 탄소 성적값으로 산정하였다. 시설상추 생산체계의 탄소 성적값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$였다. $CO_2$-eq.로 환산된 탄소 성적에 $CO_2$는 발생 비중이 총 온실가스 배출량에 약 76%, $CH_4$는 16%, $N_2O$는 8%를 차지하였다. LCI 분석결과 영농작업 단계에서 배출되는 온난화 가스의 주요원인은 농기계사용으로 인한 화석연료의 연소 중에 발생하는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소와 질소비료 시용에 기인한 아산화질소의 대기 발생이었다. 전과정 영향평가 영향범주 중 포장에서 배출되는 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$와 직접적으로 관련된 영향범주는 지구온난화 영향범주와 광화학적 산화물 생성 범주 이며, 평가결과 지구온난화 영향범주의 특성화 값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$이었고, 광화학적 산화물 생성 범주 특성화 값은 9.45E-05 kg $C_2H_4$-eq. $kg^{-1}$이었다. 대부분 영향범주에서 비료생산에 의한 환경영향 기여도가 가장 높았고, 그다음으로 농자재생산 공정과 에너지생산 공정이 환경영향에 대한 기여도가 높았다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권2호
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• pp.110-116
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• 2019

상토에 기비로 혼합된 질소의 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율이 '녹광' 고추의 생장에 미치는 영향을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 실험을 위해 코이어 더스트, 피트모스 및 펄라이트를 부피 기준 35:35:30%로 혼합한 상토를 조제하였으며, 상토원료 혼합과정에서 총 질소 농도가 $300mg{\cdot}L^{-1}$인 조건에서 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율을 0:100, 27:73, 50:50, 73:27 및 100:0으로 조절한 5처리를 두어 실험하였다. 질소 외에 다른 필수원소를 포함한 비료는 모든 처리에서 동일한 농도로 조절하였고, 비료를 포함한 상토를 50구 플러그 트레이에 충진한 뒤 고추 종자를 파종하였다. 파종 전과 파종 후 상토의 pH, EC 및 다량원소 농도를 분석하였으며, 파종 7주 후에는 지상부 생장조사와 식물체 무기원소 함량을 분석하였다. 파종 전 상토 pH는 질소 비율에 따른 차이가 뚜렷하지 않았으나 생장이 진행되면서 $NO_3{^-}$의 비율이 높은 처리의 상토 pH가 상승하였다. $NH_4{^+}$의 비율이 클수록 파종 전 상토의 EC가 높았으나 모든 처리의 EC가 파종 3주 후부터 급격히 낮아지는 경향을 보였다. 고추묘 생장이 진행됨에 따라 상토의 $NH_4{^+}$-N, $NO_3{^-}$-N 그리고 다른 종류의 다량원소 농도가 EC 변화와 유사한 경향을 보이며 낮아졌다. 파종 7주 후 고추의 지상부 생장을 조사한 결과 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율이 27:73과 50:50 처리구에서 전반적인 생장이 우수하였고, $NH_4{^+}$ 비율이 73% 이상일 경우 저조한 생장을 보였다. 또한 생장이 가장 우수하였던 50:50($NH_4{^+}:NO_3{^-}$) 처리구의 식물체내 T-N, K, Ca 및 Mg 등 다량 무기원소 함량이 가장 높았다. 이와 같은 결과를 고려할 때 '녹광' 고추의 플러그 묘 생장을 위해서는 상토에 기비로 혼합하는 전체 질소 중 $NH_4{^+}$의 비율을 27% 또는 50%로 조절하는 것이 묘 생장에 유리할 것으로 판단하였다.

• 한국폐기물자원순환학회지
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• 제34권2호
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• pp.205-213
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• 2017

The current study was performed to investigate the effect of recycling coir substrates on the growth, fruit yield, and quality of strawberry plants. Analysis of physical properties revealed that the pH of a fresh coir substrate was 5.04 while those of substrates reused for one and two years were 5.20 and 5.33, respectively. The electrical conductivity (EC) of a new substrate was as high as $4.58dS{\cdot}m^{-1}$. This can cause salt stress after transplanting. The EC tended to decrease as the substrate was recycled, and the EC of a two-year recycled substrate was $1.48dS{\cdot}m^{-1}$. The fresh substrate had lower nitrogen and calcium concentrations, but higher phosphate, potassium, and sodium concentrations than the recycled coir substrate. The coir substrates recycled for one or two years maintained better chemical properties for plant growth than the fresh substrate. Strawberry growth varied depending on the number of years that the coir substrate was recycled. In general, strawberries grown in substrates that had been reused for two years did better than those grown in substrates that had been reused once or were fresh. Ninety days after transplanting, a plant grown in a substrate that had been reused for two years contained 25 leaves, which was 3.6 more than with a fresh substrate. In addition, the plants grown in a substrate that had been reused for two years exhibited larger leaf areas than those grown in other substrates. Coir substrates that had been reused for one year increased the number and area of leaves, but not as much as the substrate that had been reused for two years. One- and two-year reused coir substrates increased the weight of strawberries produced relative to the unused substrate, but the difference was not statistically significant. The plants grown in two-year reused substrates were longer and wider, as well. Also, the number of fruits per plant was higher when substrates were reused. Specifically, the number of fruits per plant was 28.7 with a two-year reused substrate, but only 22.2 with a fresh substrate. The fruit color indices (as represented by their Hunter L, a, b values) were not considerably affected by recycling of the coir substrate. The Hunter L value, which indicates the brightness of the fruit, did not change significantly when the substrate was recycled. Neither Hunter a (red) nor b (yellow) values were changed by recycling. In addition, there were no significant changes in the hardnesses, acidities, or soluble solid-acid ratios of fruits grown in recycled substrates. Thus, it is thought that recycling the coir substrate does not affect measures of fruit quality such as color, hardness, and sugar content. Overall, reuse of coir substrates from hydroponic culture as high-bed strawberry growth substrates would solve the problems of new substrate costs and the disposal of substrates that had been used once.

• 한국산림과학회지
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• 제110권2호
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• pp.165-178
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• 2021

국내의 멸종위기생물(식물)에 대한 연구는 지속적으로 다양하게 이루어지지 않아서 종의 보존이나 서식지 확대를 위한 기본적 자료가 부족한 실정이다. 본 연구는 전라남도 광양시·구례군 백운산 내 서식하는 환경부 멸종위기 야생생물(식물) 2급인 세뿔투구꽃의 주요 서식지를 대상으로 서식에 영향을 미치는 중요 환경 인자인 기상, 입지, 토양, 임분구조를 조사하여 세뿔투구꽃이 선호하는 서식지와 위협 요인을 분석하였다. 백운산 내 5개 조사지를 선정해 입지환경을 조사한 결과 세뿔투구꽃 자생지의 해발고도는 420~675 m 구간, 방위는 북동쪽이 높은 경향을 보였고, 경사는 15~37°의 범위로 조사되었다. 평균 개체 수는 156개체였고, 조사지 4(550 m)에서 372개체로 가장 많이 분포했고, 높이는 평균 0.6 m이었다. 토양수분은 평균 20.48%, 상대광도는 평균 7.34%였다. A층 토양은 모래 함량이 많고 배수가 잘되는 사질양토(Sandy loam)를 선호한다고 판단된다. 서식지의 토양 pH는 평균 5.2이었고, 유기물은 평균 16.46%, 질소는 평균 0.86%, 유효인산은 평균 11.86 mg/kg, 전기전도도는 평균 0.44 dS/m, 양이온치환용량은 평균 37.04 cmolc/kg으로 분석되었다. 토양 내 총탄소량의 평균은 10.68%로 나타났다. 세뿔투구꽃 서식지의 식생구조를 분석한 결과 조사지 1은 잣나무-비목나무, 조사지 2는 일본목련-서어나무, 조사지 3은 느티나무-굴참나무, 조사지 4는 고추나무-비목나무, 조사지 5는 산뽕나무-때죽나무-서어나무 우점군집으로 해석되었다. 대부분의 서식지가 등산로 및 고로쇠나무 수액채취 지역과 인접해 있어서 인위적 훼손과 교란의 잠재 위험 요소에 노출되어있는 상황이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.342-351
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• 2019

종이포트 육묘를 위해 조제한 피트모스(>2.84mm 체를 통과한 비율이 80-90%)와 펄라이트(1~3mm 등급) 혼합상토(7:3, v/v)의 적정 질소 기비 수준을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 기비로 혼합한 질소 농도를 0, 150, 250, 500 및 $750mg{\cdot}L^{-1}$으로 조절하였고, 질소를 제외한 필수원소는 모든 처리에서 동일하게 농도를 조절하였다. 혼합상토를 40-cell 트레이에 충진한 뒤 배추 '춘명봄배추'와 청경채 '하녹청경채'를 파종하였고 파종 후 각각 21일 및 20일 육묘하였다. 파종 후 매주 상토를 수집하여 토양 pH, EC 및 무기원소 농도를 분석하였고, 재배 후 지상부 생장 조사와 식물체 무기원소 함량 분석을 하였다. 생장 기간 동안 상토의 pH는 완만하게 상승하였고, EC는 파종 3주 후 급격히 낮아졌다. 수확 시기에 배추를 육묘한 상토의 pH는 5.3~5.9의 범위로, 청경채를 육묘한 상토는 4.93~5.39의 범위로 측정되었고, 청경채를 육묘한 상토의 pH가 더 낮았다. 작물의 지상부 생장은 배추와 청경채 모두 질소 $250mg{\cdot}L^{-1}$ 처리구에서 우수했으며 질소 무처리구에서 생장이 가장 저조 하였다. 식물체내의 무기원소 함량 분석결과 질소 시비수준이 높을수록 식물체내 질소 함량이 증가하고, P, Ca 및 Mg 함량이 낮아졌다. 질소 시비 수준에 따른 지상부 건물중 변화에서 배추는 $y=-0.0036x^2+0.0021x+0.0635(R^2=0.9826)$, 청경채는 $y=-0.16x^2+0.0009x+0.032(R^2=0.991)$의 회귀관계가 성립하였다. 생장이 가장 우수하였던 처리구의 건물중인 배추 0.40g 및 청경채 0.16g의 90%를 우량묘 생산을 위한 최저한계로 간주할 때 각각 0.36g 및 0.144g의 건물중을 생산해야 한다. 또한 90%에 해당하는 건물중을 회귀식에 대입하여 계산하면 기비로 첨가할 질소 농도를 배추 육묘시 $196{\sim}250mg{\cdot}L^{-1}$으로, 청경채 육묘시 $187{\sim}250mg{\cdot}L^{-1}$으로 조절해야 한다고 판단하였다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제40권4호
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• pp.236-243
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• 2020

본 연구는 사료용 벼 사일리지의 사료가치를 평가하고 반추위 발효성상을 이용하여 사료용 벼 사일리지와 배합사료의 적정 비율을 조사하고자 하였다. 사료가치 평가는 AOAC(2019)에 따라 분석하였고, 영양소 소화율 예측은 NRC(2001)의 수식을 기반으로 산출하였다. In vitro 반추위 발효시험은 총 6개의 시험구로 구성되었고, 반추위 pH, 가스생성량, 암모니아태 질소 및 휘발성 지방산을 측정하였다:T1(100:0), T2(60:40), T3(40:60), T4(20:80), T5(10:90), T6(0:100). 영양소 소화율 시험에서는 사료용 벼 사일리지 비율에 따라 40:60(W40), 20:80(W20) 및 10:90(W10)로 나누어 수행하였다. 사료용 벼 사일리지의 조단백질, 조지방 및 NDF 함량은 각각 12.29%, 1.67%, 59.79%로 측정되었다. 또한 NRC(2001)을 이용한 사료용 벼 사일리지의 TDN 예측 결과는 51.49%로 나타났다. 반추위 발효 in vitro 결과, 가스생성량과 총 휘발성 지방산생성량은 T4, T5 및 T6에서 다른 시험구보다 유의적으로 높았다(p<0.05). 초산과 AP ratio도 T4, T5 및 T6에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 프로피온산 및 낙산에서는 사료용 벼 사일리지와 배합사료의 비율의 변화에 따라 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 건물 및 조단백 소화율은 W40에서 유의적으로 낮은 결과를 보였으나(p<0.05), W20 및 W10은 유의적 차이가 없었다. 따라서 사료용 벼 사일리지는 사료로서 가치가 있다고 판단된다. 또한, 사료용 벼 사일리지와 배합사료의 급여비율을 20:80하는 것이 반추위 발효 및 영양소 소화를 저해하지 않는 수준에서 농가의 경제성에도 긍정적일 것으로 생각된다.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.79-93
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• 2022

본 연구에서는 Part I에서 제안한 첨단 전자산업 폐수처리시설 특화 Water Digital Twin모델인 e-ASM을 이용하여 랩-파일럿 처리장 데이터를 바탕으로 모델 보정(Calibration), 유입 성상에 따른 제거 효율, 유출수 예측 및 최적 공법 선정을 수행하였다. 첨단 전자산업 폐수처리시설의 특화 모델링을 위하여, 민감도 분석을 통해 e-ASM 모델의 정합성과 상관성이 높은 동역학적 파라미터를 선정하였고, 다중반응표면분석법 (Multiple response surface methodology, MRS)을 이용하여 동역학적 파라미터를 보정하였다. e-ASM 모델의 보정 결과, Lab-scale, Pilot-scale 단위의 실험데이터와 90% 이상의 높은 정합성을 보였다. 그리고 4가지 유기폐수 처리처리공법인 MLE, A2/O, 4-stage MLE-MBR, Bardenpho-MBR을 제안한 Water Digital Twin으로 구현하여 유입 폐수의 성상별 운전조건에 따라 제거효율을 분석하였으며, Bardenpho-MBR이 C/N ratio 변화에서도 안정적으로 COD (Chemical oxygen demand)를 90% 이상 제거하며 높은 총 질소 제거 효율을 보였다. 그리고 유입 폐수의 조건별 Bardenpho-MBR공정의 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT)이 3일 이상일 때 1,800 mg L-1의 고농도 TMAH 폐수를 98% 이상 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서 개발한 e-ASM은 전자산업 제조시설별, 유입 폐수의 성상별 특화 모델링을 통해 높은 정합성을 가진 전자산업 폐수처리공정의 Water Digital Twin를 구현할 수 있고, 최적운전, Water AI, 최적가용기법 선정 등의 응용 가능성을 바탕으로 지속 가능한 첨단전자 산업을 위해 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항만경제학회지
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• 제38권1호
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• pp.129-142
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• 2022

과거에는 대기오염에 대한 관심이 온실가스에 집중되어 있었지만, 최근 몇 년 사이 미세먼지에 대한 관심이 고조되고 있다. 언론 및 환경단체 등에서는 미세먼지에 의한 대기오염에 대해 지속적으로 강조하고 있다. 미세먼지에 대한 경각심이 높아지는 가운데 국외 유입을 제외한 국내 요인으로써 항만에서 발생되는 대기오염이 심각한 것으로 분석되고 있다. 이를 인지하고 항만에서 발생하는 대기오염을 감소기키기 위해 국내에서도 항만지역등 대기질 개선에 관한 특별법을 제정하여 항만에서 기인하는 대기오염을 억제시키려는 시도를 하고 있다. 이 법에서는 선박뿐만 아니라 차량, 하역기계 등 항만 전체에서 발생하는 대기오염물질을 규제하며, 선박과 관련한 정책으로는 ECA, VSR, AMP가 있다. 본 연구에서는 인천항을 대상으로 이러한 친환경 정책의 효과에 대해 분석하고자 하였다. 우선적으로 정책이 없을 경우를 가정하여 선박에서 발생한 대기오염물질 배출량을 산정한 후, 각각의 정책에 대한 분석과 최종적으로 모든 정책이 반영된 실제 배출량을 산정하여 비교하는 연구를 수행하였다. 유럽환경청과 미국환경보호국에서 제시하는 방법론을 이용하였으며, 분석대상 오염물질은 국립환경과학원에서 제공하는 황산화물(SO_X), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NO_X), 총부유물질(TSP), 미세먼지·초미세먼지(PM₁₀, PM_2.5), 암모니아(NH₃)를 대상으로 하였다. 분석결과, 모든 정책이 반영된 실제 배출량은 약 4,097톤/년으로 정책 미 반영시의 약 4,857톤/년에 비해 약 760톤/년의 배출저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 각 정책의 효과를 개별적으로 분석하였을때는 ECA 4,111톤/년, VSR 4,854톤/년, AMP 4,843톤의 대기오염물질 배출량이 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 인천항 대기환경과 관련된 정책수립의 기초자료 및 근거자료로 사용될 수 있을 것이다.