This study presents the effect of hydraulic retention time (HRT) on the characteristics of emission of three major greenhouse gases (GHGs) including $CH_4$, $CO_2$ and $N_2O$ during operation of a sequencing batch reactor for aerobic oxidation of methane with denitrification (AeOM-D SBR). Dissolved $N_2O$ concentration increased, leveled-off and slightly decreased as the HRT increased from 0.25 to 1d. Concentration of the dissolved $N_2O$ was higher at the shorter HRT, which was highly associated with the lowered C/N ratio. A longer HRT resulted in a higher C/N ratio with a sufficient carbon source produced by methanotrophs via methane oxidation, which provided a favorable condition for reducing $N_2O$ formation. With a less formation of the dissolved $N_2O$, $N_2O$ emission rate was lower at a longer HRT condition due to the lower C/N ratio. Opposite to the $N_2O$ emission, emission rates of $CH_4$ and $CO_2$ were higher at a longer HRT. Longer HRT resulted in the greater total GHGs emission as $CO_2$ equivalent which was doubled when the HRT increased from 0.5d to 1.0 d. Contribution of $CH_4$ onto the total GHGs emission was most dominant accounting for 98 - 99% compared to that of $N_2O$ (< 2%).
본 연구는 시멘트 산업의 CO2 저감을 위한 가장 핵심적인 기술 중 CCU(Carbon Capture, Utilization)를 적용하여 이산화탄소의 활용을 극대화 시키기 위한 일환으로 이산화탄소 양생 환경에서의 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트를 대상으로 하여 탄산화 반응 촉진제의 혼입 유·무에 따른 재령 별 탄산화 깊이 변화와 이에 따른 기초 물리 특성변화를 검토하고자 하였으며, 콘크리트 분야에서 CO2 고정량을 평가하기 위하여 가장 범용적으로 사용하는 벙법인 고온에서의 CaCO3 탈탄산을 평가하는 열분석 방법을 적용하여 중량 감소율에 따른 결과를 평가하였다. 평가결과, 시멘트 페이스트에 CRA 혼입에 따라 두 가지의 환경조건에서 모두 압축강도 성능이 소폭 감소하는 경향이 나타났지만, 탄산화 깊이 확산성능에 있어서 CRA의 혼입으로 경화체 내의 탄산화 깊이가 상당 부분 증가하는 경향을 확인하였다. 또한, 항온항습기 양생 조건, 탄산화챔버 양생 조건의 순서로 Plain 대비하여 각각 23.8 %, 40.77 %만큼의 중량 감소율이 증가한 경향을 확인하였기에 CRA 첨가에 따른 우수한 CaCO3의 생성량을 확인할 수 있었으며 CO2의 농도가 증가할수록 그 생성량 또한 증가하는 것으로 확인하였다. 이는 소요성능 수준 이상의 성능을 만족할 수 있을 것으로 사료되며, 탄산화 저감을 목표로 하는 모든 CCU 기술에 재료적 측면으로 접목 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.
아산화질소($N_2O$)는 각종 화학산업의 제조공정은 물론 유기 및 화석연료의 각종 연소공정으로부터 배출되는 대표적 온실가스이다. 온난화 효과는 $CO_2$의 310배에 달하고 성층권에 도달해서는 오존층을 파괴하는 물질이지만 화학적으로 매우 안정하여 분해처리가 쉽지 않다. 각종 환원제를 이용한 SCR 반응도 대부분 $450^{\circ}C$ 이상의 높은 온도를 요구하며 NOx 존재시에는 활성이 현저하게 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 본 연구는 $N_2O$ 분해촉매의 실용화를 위한 기초연구로 진행되었으며, hydrotalcite형 화합물 전구체로부터 얻어진 혼합금속산화물촉매(MMO)와 CO 환원제를 이용한 $N_2O$ 분해에서 $SO_2$ 및 $NH_3$ 등 성분이 촉매의 반응성과 내구성에 미치는 영향을 실험적으로 분석하여 실용화에 대비한 기본 자료로 삼고자 하였다. 본 실험에 사용된 MMO 촉매는 CO 환원제와 같이 사용할 경우 $N_2O$ 분해 성능이 크게 향상되어 $200^{\circ}C$ 근처에서도 완전히 분해되는 것으로 나타났다. 또한 $NH_3$ SCR에 의한 NOx 분해반응의 경우와 달리 $SO_2$ 영향이 치명적으로 나타나지 않았고, $NH_3$에 의한 효과도 미미하여 촉매의 활성점을 공유하는 불순물 성분 정도의 영향에 불과한 것으로 판단되었다.
당의 종류에 따라 추출 및 발효 숙성된 미나리 액상 추출물들의 $CO_2$ 생성 억제 및 미나리 액상 추출물의 규격화를 수행하였다. 흑설탕, 올리고당 및 과당으로 침출된 미나리액상 추출물은 적정산도 $0.74\%{\~}1.12\%$를 나타냈으며, 과당을 사용한 경우에 환원당이 $50\%$로 가장 높은 값을 보였다. 미나리 액상추출물의 초기 생균수는 흑설탕을 이용한 경우에 $1.6{\times}10^6$ CFU/mL의 생균수를 보였으며, 올리고당, 과당의 순서로 생균수가 낮았다. 미나리 액상추출물의 $CO_2$ 생성량은 올리고당을 사용한 경우에 가장 높았으며 과당을 이용한 경우에 가장 낮았다. 흑설탕 또는 올리고당 침출 미나리액상 추출물은 $85^{\circ}C$에서 15분 열처리에 의해서 미나리 액상추출차의 규격에 맞는 생균수를 보였으며, $3\%$ 구연산의 첨가에 의해서 당의 종류에 관계없이 미나리 액상추출물에 존재하는 미생물을 사멸시킬 수 있었다. 흑설탕, 과당, 올리고당으로 제조된 미나리 액상 추출물에 $3\%$ 구연산을 첨가하여 열처리하여 액상추출차로 제품화한 후에 성분 규격을 검사한 결과, 미나리 액상 추출물은 성상, 대장균군, 세균수, 타르색소, 납 성분 검사에서 모두 적합하였다.
본 연구에서는 이산화탄소를 해수와 생석회를 포함하는 알칼리성 폐기물을 이용하여 중탄산 이온으로 변환한 후 해양에 방류함으로써 친환경적으로 해양에 격리하는 방법을 제안하고자 하였다. 기존의 폐석회석을 이용하여 이산화탄소를 중탄산 이온으로 중화시키는 방법(석회석 중화반응, accelerated weathering of limestone)에서 폐 석회석 대신 폐 생석회를 이용, 해수 중 다량으로 존재하는 마그네슘 이온을 산화마그네슘으로 침전시키는 공정을 추가하여 단위 해수 당 중탄산 이온의 농도가 배경 해수의 100배 이상이 되도록 하였다. 이렇게 중탄산 이온이 농축된 해수를 해양에 방류할 경우 자연 희석되거나 밀도류에 의하여 심층으로 이동하게 되어 장기간 해양에 격리된다. 중탄산 이온 해수의 방류에 따른 해양환경영향 연구 및 폐자원을 이용에 따른 불순물 제거 연구 등이 추가적으로 진행된다면, 본 기술은 이산화탄소 지중저장의 대안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 생산 기술적 측면에서 개별 사업체의 투입요소 효율성을 제고함에 따라 절약할 수 있는 전력 사용량 및 이에 따른 온실가스 감축 잠재량을 추정하였다. 이를 위하여 자료포락분석기법(DEA)를 이용하여 제조업체의 투입요소 기술적 효율성을 추정하고 이를 토대로 온실가스 저감량을 추정하였다. 2008년도 제조업체 평균 기술적 효율성은 규모에 대한 보수(Returns to Scale) 가정에 따라 0.467-0.643으로 추정되었다. 이를 토대로 제조업의 전력사용 효율성을 개선함에 따른 온실가스 절감가능량은 전력 사용에 따라 발생하는 총 온실가스 발생량의 17.1-25.5%에 해당하는 양으로 추정되었다. 우리 정부가 2020년까지 온실가스를 BAU 대비 30% 가량 감축하기로 발표하였는데 본 연구에서처럼 제조업체 투입요소의 기술적 효율성을 제고함으로써 이러한 정부 정책 실현을 가시화할 수 있을 것이다.
본 연구는 차분연료배분모형을 이용하여 수송부문에서의 연료 간 대체성을 추정하고, 연료 간 대체에 따른 이산화탄소 배출효과를 살펴본다. 분석결과를 정리하면, 첫째, 수송부문은 경유에 대한 의존도가 매우 높아 디비지아 탄력성이 가장 큰 것으로 나타났다. 둘째, 연료별 자기가격탄력성은 모두 음(-)의 값을 보였으며, 경유의 자체가격탄력성이 휘발유와 LPG에 비해 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 셋째, 휘발유와 경유, 휘발유와 전기, 경유와 LPG는 대체관계를 보였으며, 경유와 전기는 보완관계를 갖는 것으로 나타났다. 넷째, 연료별 대체성과 배출계수를 이용한 결과, 바이오디젤을 경유에 혼합하는 경우 이산화탄소 감축 효과가 있으나, 주로 연료별 가격 변화에 따른 연료 간 대체가 이산화탄소 배출을 결정짓는 것으로 나타났다.
Rhus verniciflua Stokes (RVS) has been used as a food supplement and a traditional herbal medicine for a men's sexual enhancement. In this study, we prepared a flavonoid fraction (RWE) from a hot water extract of RVS and its influence on sexual behavior was studied in male rats which were orally administered varying doses of RWE for 2 weeks. All doses of RWE stimulated sexual behavior in male rats such as reducing mounting latency and enhancing mount frequencies. However, intermission numbers were not changed and none of group can observe the ejaculation during behavioral testing time 5 min. Testosterone levels were Increased about 0$\∼$53$\%$ and 92$\∼$164$\%$ by the treatment of RWE for 1 and 2 weeks, respectively. However, estrogen levels in male rats tended to decrease in a dose dependent manner of RWE. At the dose of RWE 200 mg/kg, estrogen level was reduced to 77.5$\%$ and 70.3$\%$ of control after 1 and 2 weeks treatment. These findings suggest that the Rhus flavonoid fraction can stimulate the androgen-dependent male sexual behavior and it can be applied to the material of functional food for enhancing the sexual function.
순환골재가 복토 및 성토용으로 활용되는 경우 순환골재 표면의 미수화 시멘트로부터 발생하는 높은 pH의 침출수는 환경에 큰 영향을 주는 요소이다. 본 연구에서는 이러한 높은 pH의 침출수를 방지하기 위해 순환골재의 효율적인 알칼리 제거 방안에 대해 실험적으로 비교분석 하였다. 실험결과 순환골재의 높은 알칼리성을 감소시키기 위해서는 단순 야적 및 물을 이용한 씻기 방법보다는 비료를 사용한 처리방법이 가장 유리한 것으로 나타났다. 또한, 본 연구에서는 비료의 종류인 인산암모늄과 이인산암모늄을 활용하여 순환골재를 중화시켰고 그 결과 약 3주 만에 pH 8의 중성에 가까운 순환잔골재를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 순환골재를 토공사용으로 사용할 때에 보다 환경에 안전한 지속가능한 재료로서 활용하는 데에 기여할 것으로 예상한다.
$CO_2$ concentration has a significant effect on quality of cold-stored apples. High indoor $CO_2$ concentrations above 10,000 ppm cause the browning of apples and result in economic loss for farmers. The purpose of this study is to evaluate $CO_2$ concentrations and their distribution in a controlled atmosphere (CA) storage and provide better structural designs to improve the $CO_2$ environment using computational fluid dynamics (CFD) simulations. The CFD model was developed for a real CA storage for apples and applied to investigate the effect of changing the inlet and outlet locations and the aspect ratio of the floor of the CA storage on the spatial distributions of $CO_2$ concentration and the browning of the apples. The lowest $CO_2$ concentrations in existing CA storage with a high aspect ratio of the floor were achieved from the combination of the inlet located at the top of the right side and the outlet located at the bottom of the left side. In modified CA storage with a low aspect ratio, the combination of the inlet and outlet located at top and bottom of left side respectively achieved the lowest $CO_2$ concentrations. The proposed case enhanced the storage performance by reducing total browned apples by 3.6% in storage duration of 210 days. This study is expected to reduce the browning damages of apples in CA storage, and thus greatly prevent economic losses.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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