• 제목/요약/키워드: Particulate organic carbon

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Effects of Chemical Composition and Temperature for the Production of Volatile Fatty Acids During Anaerobic Decomposition Process of Marine Sinking Particles

  • PARK Young-Tae;Nishimura Masahiko;Ohwada Kouichi
    • 한국수산과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.888-892
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    • 1996
  • Anaerobic decomposition experiments were performed to know the effect of chemical composition and temperature for the production of volatile fatty acids (VFAs) from marine sinking particles. Sinking particles were obtained with sediment traps set in Aburatsubo Inlet, Kanagawa Prefecture, Japan, in February, May and August. Sinking particles collected in May were composed of higher fraction of chl. a than the other two months. February and May samples were used to perform the decomposition experiments. VFAs production rates were higher in May sample than February. The production rates increased with increase of incubation temperature, and order of production rates of four VFAs were acetate>n-butyrate>propionate>iso-butyrate at $10^{\circ}C\;and\;20^{\circ}C$. At $28^{\circ}C$, the production rate of propionate was higher than n-butyrate. Based on these results, it is considered that production of VFAs from sinking particles during anaerobic decomposition depends on the chemical composition and temperature.

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DISTRIBUTION CHARACTERISTICS AND AFFECTING FACTORS OF SPRING HETEROTROPHIC BACTERIA IN BOHAI SEA

  • Bai, Jie;Li, Kuiran;Li, Zhengyan;Gao, Huiwang;Wu, Zengmao
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2001년도 Proceedings of the 3rd Annual Meeting of Yellow Sea Environment
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    • pp.6-10
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    • 2001
  • Distribution characteristics, variation patterns and affecting factors of hetorotrophic bacteria were studied from April to May 1999 in Bohai Sea by standard Acridine Orange epifluorescence microscopy (AO method). The biomass in surface waters showed a small day-night variation, varying from 0.13-2.51$\mu\textrm{m}$$.$dm$\^$-3/ with an average of 0.84 $\mu\textrm{m}$$.$dm$\^$-3/. The biomass in bottom waters showed, however, a large variation, changing from 0.15-4.18 $\mu\textrm{m}$$.$dm$\^$-3/ with an average of 1.36 $\mu\textrm{m}$$.$dm$\^$-3/. The peak values were obtained at 5 and 11 am. The bottom water biomass showed a significant correlation with particulate organic carbon (r=0.639, p<0.05). Heterotrophic bacteria showed high biomass in nearshore waters and low values in offshore areas with a high biomass zone around Yellow Sea river mouth, which was consistent with the distribution of nutrients. The vertical distribution of heterotrophic bacteria showed biomass in bottom waters was higher than in surface water. The biomass of heterotrophic bacteria in Bohai Sea was similar with that in other marine waters.

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제주시 지역 미세먼지의 변동과 화학적 구성 특성 (Chemical Mass Composition of Ambient Aerosol over Jeju City)

  • 이기호;김수미;김길성;허철구
    • 한국환경과학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.495-506
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    • 2020
  • This study investigated the nitrate formation process, and mass closure of Particulate Matter (PM) were calculated over the urbanized area of Jeju Island. The data for eight water-soluble inorganic ions and nineteen elements in PM2.5 and PM10 were used. The results show that the nitrate concentration increased as excess ammonium increased in ammonium-rich samples. Furthermore, nitrate formation was not as important in ammonium-poor samples as it was in previous studies. According to the sum of the measured species, approximately 45~53% of gravimetric mass of PM remained unidentified. To calculate the mass closure for both PM2.5 and PM10, PM chemical components were categorized into secondary inorganic aerosol, crustal matter, sea salt, trace matter and unidentified matter. The results by the mass reconstruction of PM components show that the portion of unidentified matter was decreased from 52.7% to 44.0% in PM2.5 and from 45.1% to 29.1% in PM10, despite the exclusion of organic matter and elemental carbon.

실내공기질 모델을 이용한 환기 시스템의 공기 정화 효율성 평가 (Evaluation of Ventilation System Performance Using Indoor Air Quality Model)

  • 최성우
    • 한국환경보건학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.57-66
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    • 1997
  • Successful energy conservation and good indcfor air quality (IAQ) are highly dependent on ventilation system. Air filtration is a primary solution of indoor air control strategies in terms of reducing energy consumption and improving ihdoor air quality. A conventional system with bypass filter, as it is called variable-air-volume/bypass filtration system (VAV/BPFS), is a variation of the conventional variable air volume (VAV) systems, which is designed to eliminate indoor air pollutant and to save energy. Bypass filtration system equipped with a high-efficiency particulate filter and carbon absorbent provides additional cleaned air into indoor environments and maintain good IAQ for human health. The objectives of this research were to compare the relative total decay rate of indoor air pollutant concentrations, and to develop a mathematical model simulating the performance of VAV/BPFS. All experiments were performed in chamber under the controlled conditions. The specific conclusions of this research are: 1. The VAV/BPFS system is more efficient than the VAV system in removing indoor air pollutant concentration. The total decay rates of aerosol, and total volatile organic compound (TVOC) for the VAV/BPFS system were higher than those of the conventional VAV system. 2. IAQ model predictions of each pollutant agree closely with the measured values. 3. According to IAQ model evaluation, reduction of outdoor supply air results in decreased dilution removal rate and on increased bypass filtration removal rate with the VAV/BPFS. As a results, we recommends the VAV/BPFS as an alternative to conventional VAV systems.

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목초재배지 및 벼논 관리 변화에 따른 토양 탄소 및 미생물 활성도 (Soil Carbon and Microbial Activity Influenced by Pasture and Rice Paddy Management)

  • 유가영;김현진;김예솔;정민웅
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.435-443
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    • 2012
  • 본 연구는 논과 목초지에서 관리방법에 따른 토양탄소의 변화에 대해 알아보았다. 논에서는 총탄소 농도의 변화에 비하여 입자상 탄소농도의 변화가 IRG 처리에 따라 더 민감하게 반응하였으며, 이에 입자상 탄소농도는 관리방법 변화에 따른 조기지시자로 활용될 수 있음을 시사하였다. 반면, 초지에서는 입자상 탄소농도의 변화가 총탄소 농도 변화에 비해 오히려 더 민감하지 않게 반응하였는데, 이는 본 연구방법에 따라 분류한 입자상 탄소가 초지와 같은 생태계에서는 의미 있는 탄소부분이 아닐 수 있음을 시사한다. 토양탄소저장을 살펴보았을 때 논의 경우는 겨울동안 IRG 목초작물을 재배하는 관리를 3년 이상 지속한 서천 및 장흥에서 유의한 증가가 있었다. 토양탄소의 유의한 증가는 농도뿐만 아니라 용적밀도를 고려하여 동일 부피 토양을 비교한 경우 및 동일 질량 토양을 비교한 경우 모두 유의하게 관찰되었는데, 이는 IRG 재배에 따른 토양탄소 저장의 증가가 단순히 표토에 축적된 식물체 유기물에 의한 일시적 농도의 증가가 아닌 토심 0-15 cm 깊이의 토양탄소의 증가였음을 시사한다. 목초지에서는 목초지 조성이후 3년, 5년, 7년, 10년이 지남에 따라 표토 (0-5 cm)에서의 탄소농도 증가가 현저하였다. 반면 5-15 cm 깊이의 토양에서는 이러한 증가경향이 뚜렷하지 않거나 오히려 감소하기도 하였다. 이 결과 토양내 저장되어 있는 탄소량을 용적밀도를 고려하고 동일 질량을 비교한 경우에 시간에 따른 뚜렷한 증가경향이 흐릿해짐을 알 수 있었다. 이는 초지 조성시기가 오래됨에 따라 토양의 용적밀도가 높아짐으로 인해 용적밀도 증가에 따른 토양질량의 증가분을 보정하였을 때 나타나는 결과로써, 초지조성연도가 오래될수록 저장된 탄소의 양이 선형적으로 증가할 것이라는 기존의 통념을 수정할 필요가 있음을 시사한다. IPCC (2006)에서 제안한 지침에 따르면, 토양탄소는 20년 동안 직선적인 증가를 한다는 가정을 하였는데, 본 연구의 결과에서 특정 관리방법 착수시점에서 초기 5-7년 동안토양탄소는 빠르게 증가하고, 증가속도는 그 이후에 느려지고 있음을 보여준다. 이는 지속적 토양탄소 저장 증가를 위해서는 적절한 토양관리 및 유기물 관리를 해야 한다는 점을 의미하기도 한다. 한편, 토양 내 FDA 활성도에 비추어본 미생물 활성도는 논의 경우는 IRG 처리구에서 대조구에 비해 유의하게 낮게 나타났으며 초지의 경우는 조성연도별 유의한 차이가 없었다. 이는 FDA 활성도가 토양의 관리방법별 차이에 따른 토양 질의 변화를 표현하기에는 민감하거나 변별력이 높은 지시자는 아님을 의미하며, 미생물 생체량이나 토양호흡량 등과 함께 측정하여 보조적인 자료로 활용하는 것이 좋다고 판단된다.

동해 서남해역에서 여름철 $^{234}Th/^{238}U$ 비평형을 이용한 입자상 유기탄소 침강플럭스 추정 (Estimate of Particulate Organic Carbon Export Flux Using $^{234}Th/^{238}U$ Disequilibrium in the Southwestern East Sea During Summer)

  • 김동선;최만식;오혜영;김경희;노재훈
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제14권1호
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    • pp.1-9
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    • 2009
  • 2007년 8월에 동해에서 처음으로 $^{234}Th/^{238}U$ 비평형(disequilibrium)을 이용하여 유광대에서 심층으로의 입자상 유기탄소 침강플럭스(export flux)를 추정하였다. 입자상 유기탄소 침강플럭스는 $^{234}Th$ 침강 플럭스에 POC/$^{234}Th_p$ 비율을 곱하여 구하였으며, $^{234}Th$ 플럭스는 표층에서 수심 100 m까지 $^{234}Th/^{238}U$ 비평형을 적분하여 계산하였고 POC/$^{234}Th_p$ 비율은 수심 150 m와 200 m에서 채집한 부유물질 시료(입자크기가 0.7 ${\mu}m$이상)에서 측정하였다. 유기탄소 침강플럭스는 14-506 mg C $m^{-2}$ $day^{-1}$의 범위를 나타냈으며, 정점 A2에서 최고값을 보였고 정점 D4에서 최소값을 보였다. 유기탄소 침강플럭스는 유광대에서의 일차생산력과 매우 좋은 상관관계를 나타내었으며, 유기탄소 침강플럭스/일차생산력 비율은 0.29-0.62(평균 0.43)의 범위를 보였고, 연안역에 비해 심해역에서 다소 높은 비율을 나타냈다. 동해에서 관측한 유기탄소 침강플럭스는 전반적으로 대양에서 관측한 값들보다는 높았고 대륙 주변해에서 관측한 값보다 다소 높거나 유사하였다. 동해에서의 침강플럭스/일차생산력 비율은 북해(North Sea)와 척치해(Chukchi Sea)에서 관측한 값들과는 유사하였지만, 라브라도해(Labrador Sea), 바렌츠해(Barents Sea), 리온스만(Gulf of Lions)에서 관측한 값들보다는 월등히 높았다. 따라서 동해는 전세계 해역에서 유광대에서 생성된 유기탄소가 수심 200 m 이하 심층으로 가장 많은 비율로 침강하는 해역들 가운데 하나라고 생각된다.

준 실시간 화학적 조성자료를 이용한 미세입자 연무 에피소드 규명 (Investigation on a Haze Episode of Fine Particulate Matter using Semi-continuous Chemical Composition Data)

  • 박승식;김선정;공부주;이권호;조석연;김종춘;이석조
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.642-655
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    • 2013
  • In this study, semi-continuous measurements of $PM_{2.5}$ mass, organic and elemental carbon (OC and EC), black carbon (BC), and ionic species concentrations were made for the period of April 03~13, 2012, at a South Area Supersite at Gwangju. Possible sources causing the high concentrations of major chemical species in $PM_{2.5}$ observed during a haze episode were investigated. The measurement results, along with meteorological parameters, gaseous pollutants data, air mass back trajectory analyses and PSCF (potential source contribution function) results, were used to study the haze episode. Substantial enhancements of OC, EC, BC, $K^+$, $SO{_4}^{2-}$, $NO{_3}{^-}$, $NH{_4}{^+}$, and CO concentrations were closely associated with air masses coming from regions of forest fires in southeastern China, suggesting likely an impact of the forest fires. Also the PSCF maps for EC, OC, $SO{_4}^{2-}$, and $K^+$ demonstrate further that the long-range transport of smoke plumes of forest fires detected over the southeastern China could be a possible source of haze phenomena observed at the site. Another possible source leading to haze formation was likely from photochemistry of precursor gases such as volatile organic compounds, $SO_2$, and $NO_2$, resulting in accumulation of secondary organic aerosol, $SO{_4}^{2-}$ and $NO{_3}{^-}$. Throughout the episode, local wind directions were between 200 and $230^{\circ}C$, where two industrial areas are situated, with moderate wind speeds of 3~5 m/s, resulting in highly elevated concentration of $SO_2$ with a maximum of 15 ppb. The $SO{_4}^{2-}$ peak occurring in the afternoon hours coincided with maximum ambient temperature ($24^{\circ}C$) and ozone concentration (~100 ppb), and were driven by photochemistry of $SO_2$. As a result, the pattern of $SO{_4}^{2-}$ variations in relation to wind direction, $SO_2$ and $O_3$ concentrations, and the strong correlation between $SO_2$ and $SO{_4}^{2-}$ ($R^2=0.76$) suggests that in addition to the impact of smoke plumes from forest fires in the southeastern China, local $SO_2$ emissions were likely an important source of $SO{_4}^{2-}$ leading to haze formation at the site.

Transportation and Deposition of Modern Sediments in the Southern Yellow Sea

  • Shi, Xuefa;Chen, Zhihua;Cheng, Zhenbo;Cai, Deling;Bu, Wenrui;Wang, Kunshan;Wei, Jianwei;Yi, Hi-Il
    • Journal of the korean society of oceanography
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    • 제39권1호
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    • pp.57-71
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    • 2004
  • Based on the data obtained under the China-Korea joint project (1997-2001) and historic observations, the distribution, transportation and sedimentation of sediment in the southern Yellow Sea (SYS) are discussed, and the controversial formation mechanism of muddy sediments is also explored. The sediment transport trend analysis indicates that the net transport direction of sediment in the central SYS (a fine-grained sediment deposited area) points to $123.4^{\circ}E,\;35.1^{\circ}N$, which is a possible sedimentation center in the central SYS. The sediment transport pattern is verified by the distribution of total suspended matter (TSM) concentration and ${\delta}^{13}C$ values of particulate organic carbon (POC), the latter indicates that the bottom water plays a more important role than the surface water in transporting the terrigenous material to the central deep-water area of the SYS, and the Yellow Sea circulation is an important control factor for the sediment transport pattern in the SYS. The carbon isotope signals of organic matter in sediments indicate that the Shandong subaqueous delta has high sedimentation rate and the deposited sediments originate mainly from the modern Yellow River. The terrigenous sediments in deep-water area of the SYS originate mainly from the old Yellow River and the modern Yellow River, and only a small portion originates from the modern Yangtze River. The analytical results of TSM and stable carbon isotopes are further confirmed by another independent tracer of sediment source, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Five light mineral provinces in the SYS can be identified and they indicate inhomogeneity in sources and sedimentary environment. The modern shelf sedimentary processes in the SYS are controlled by shelf dynamic factors. The muddy depositional systems are produced in the shelf low-energy environments, which are controlled by some meso-scale cyclonic eddies (cold eddies) in the central SYS and the area southwest of the Cheju Island. On the contrary, an anticyclonic muddy depositional system (warm eddy sediment) appears in the southeast of the SYS (the area northwest of the Cheju Island). In this study, we give the cyclonic and anticyclonic eddy sedimentation patterns.

수도권 지역에서 기상-대기질 모델링을 위한 VOC와 PM2.5의 화학종 분류 및 시간분배계수 산정 (Estimation of Chemical Speciation and Temporal Allocation Factor of VOC and PM2.5 for the Weather-Air Quality Modeling in the Seoul Metropolitan Area)

  • 문윤섭
    • 한국지구과학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.36-50
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 휘발성 유기화합물(VOC)과 먼지(PM)의 배출원 프로파일로부터 화학종 분류를 할당하고, 성김 행렬 조작자 핵심 배출량 시스템(SMOKE) 내에 배출원 분류코드에 따른 배출원 프로파일의 화학종 분류와 시간분배계수를 수정하는 것이다. 기솔린, 디젤 증기, 도장, 세탁, LPG 등과 같은 VOC 배출원 프로파일로부터 화학 종 분류는 탄소 결합 IV (CBIV) 화학 메커니즘과 주 규모 대기오염연구센터 99 (SAPRC99) 화학 메커니즘을 위해 각각 12종과 34종을 포함한다. 또한 토양, 도로먼지, 가솔린, 디젤차, 산업기원, 도시 소각장, 탄 연소 발전소, 생체 연소, 해안 등과 같은 PM2.5 배출원 프로파일로부터 화학종 분류는 미세 먼지, 유기탄소, 원소 탄소, 질산염과 황산염의 5종으로 할당하였다. 게다가 점 및 선 배출원의 시간 프로파일은 2007년 수도권 지역에서의 굴뚝 원격감시시스템(TMS)과 시간별 교통 흐름 자료로부터 구하였다. 특별히 점 배출원에 있어 오존 모델링을 위한 시간분배계수는 굴뚝 원격감시시스템 자료의 $NO_X$ 배출량 인벤토리에 근거하여 추정하였다.

동해의 용존유기물 형광특성 및 아미노산 조성에 관한 연구 (Characteristics of Fluorescent Organic Matter and Amino Acids Composition in the East Sea)

  • 박용철;손승규
    • 한국해양학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.341-354
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    • 1995
  • 동해의 8개 정점에서 해수 및 추출된 용존 유기물의 형광특성과 아미노산 조성이 연구되었다. C-18 Sep-Pak cartridge에 의해 추출된 시료는 3차원 형광특성 분석에 따 라 생거대물질과 지구거대물질로 구분되었다. 전 조사 정점을 통하여 생거대물질(ex : 280 nm/em : 330 nm)은 표층이 높고 수온약층 아래에서 점차 감소하는 것으로 나타났 으며 이는 표층혼합층의 생물 활동에서 기인된 분해가능한 생거대물질이 수온약층 부 근 및 저층에서 활발한 미생물 분해과정에 의해 감소하는 것으로 사료된다. 한편 이와 는 역상관계를 보이는 지구거대물질 (ex : 330 nm/em : 430 nm)은 표층은 낮고 수온약 층 아래에서 증가하였는데 이는 표층에서 생성된 생거대물질 및 입자유기체가 생물 분 해 후 재축합 과정을 거쳐 난분해성의 지구거대물질로 전환된 것으로 사료된다. HPLC 를 이용하여 해수와 추출된 유존유기물의 아미노산 조성을 분석하였다. 분석결과 Glycine, serine 그리고 alanine등이 우점하였으며, 전체 농도의 50% 이상을 차지하는 것으로 조사되었다. 해수중의 용존 자유아미노산 농도는 표층이 0.7∼1.8um 범위로 저 층 0.2∼0.4um보다 높게 측정되었다. 추출된 유기물중 alanine의 D/L racemice ratio 측정결과 저층보다 표층이 상대적으로 낮은 값을 보였으며 이는 표층의 생거대물질이 연령이 젊고 재순환이 빠르며 생물 분해가능성이 큰 물질임을 시사하고 있다.

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