온실의 난방부하 중 지중전열부하는 산정방법이나 적용여부가 제각각이고, 온실의 규모에 따라 각각의 방법에는 큰 차이가 있으므로 보다 정확히 국내에 적용할 수 있는 방법을 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 원예시설의 난방부하 산정방법 정립에 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 위치와 규모가 다른 3개의 연동 플라스틱 온실에서 난방기간 동안 지온분포와 토양열류를 실측하였으며, 온실의 지중전열부하 산정방법을 검토하고 난방설계에 필요한 기준자료를 도출하였다. 난방중인 온실의 지온분포를 실측하여 실내기온과 비교한 결과 온실의 중앙 부분에서는 지온이 실내기온 보다 높고, 온실의 끝부분과 모서리 부분에서는 지온이 실내기온 보다 낮은 것으로 나타났다. 그러므로 온실의 중앙 부분에서는 지중열이 공급되고, 온실의 측면 부분에서는 외주부를 통해서 열손실이 발생하며, 온실의 규모에 따라 차이가 있는 것으로 판단된다. 건물의 외주부를 통한 열손실 개념을 도입하고, 온실의 규모를 반영하여 수정한 온실의 지중전열부하 산정방법은 타당성이 있는 것으로 평가된다. 토양열류센서를 이용하여 실측한 지중전열량은 실내외 기온차에 비례하여 직선적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 지중전열량 분석 결과로부터 지중전열의 방향이 바뀌는 기준온도차를 도출하였으며, 국내 온실의 난방설계에서 대규모 온실은 $10^{\circ}C$ 내외, 소규모 온실은 $12.5{\sim}15^{\circ}C$를 적용할 것을 제안하였다. 또한 지중열류 실측 결과로부터 온실의 외주부 단위길이당 열손실계수를 도출하였으며, 대규모 온실은 $7.5{\sim}10W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$, 소규모 온실은 $2.5{\sim}5.0W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$를 설계기준 자료로 제안하였다.
토양산성화로 인해 나타나는 토양의 양이온결핍과 신갈나무의 당년지 및 잎의 영양염류 함량 변화 및 연륜생장의 변동을 조사하기 위하여 서울 남산을 기점으로 동쪽으로 25 km 떨어진 경기도 남양주군 예봉산으로부터 185 km 떨어진 강원도 명주군 매봉산까지 신갈나무 숲 14개 지소를 선정하여 조사하였다. 토양 Ca/sup 2+/, Mg/sup 2+/, Na/sup +/ 및 양이온 유효치환능(ECEC)은 서울에서 동쪽으로 멀어질수록 증가하는 경향이었다. 토양 pH도 서울에서 동쪽으로 멀어질수록 증가하였다. 당년지의 Ca과 Mg함량은 서울에서 동쪽으로 멀어질수록 증가하였으나, 당년지의 K및 Na함량은 서울에서 동쪽으로 멀어질수록 대체로 감소하였다. 신갈나무 잎의 Ca함량은 서울에서 동쪽으로 멀어질수록 증가하였으나, 당년지의 K 및 Mg함량은 서울에서 동쪽으로 멀어질수록 감소하였다. 당년지의 생장은 경기도 지방의 것이 강원도 지방의 것보다 작았다. 대기오염지역으로서 남산과 대조지역으로서 예봉산의 연륜생장을 조사하였는데 평균연륜폭은 1970년대 초반부터 1980년대 후반까지 남산의 것이 예봉산의 것에 비하여 좁았다.
본 연구는 경남 산림지역의 산성강하물과 토양 화학적 특성의 관련성 조사를 위하여 수행하였다. 토양 pH는 평균 4.40이었으며, 가장 높은 조사구는 밀양 산내 조사구로 pH 5.02였고, 가장 낮은 조사구는 pH 4.08의 남해 서면이었다(p<0.05). 산림토양내 유기물, 유효인산, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 양이온치환용량(CEC)은 지역별 유의차가 있었다(p<0.05). 산림토양내 중금속 함량은 납이 평균 3.86mg/kg이었고, 거제 신현이 9.87mg/kg으로 가장 높았으며, 밀양 산내가 0.86mg/kg으로 가장 낮았다(p<0.05). 토양의 화학적 특성과 강우산도의 상관은 토양 $pH(r=0.7826^{**})$, 칼슘 $(r=0.6278^*)$, 마그네슘$(r=0.5841^*)$, 양이온치환용량$(r=0.6341^{**})$, 카드뮴$(r=0.5995^*)$과 정의 상관이었고, 납$(r=-0.5283^*)$은 부의 상관이었다. 대기 중의 $SO_2$, 농도와 상관은 토양 pH$(r=-0.6796^{**})$, 칼슘$(r=-0.5810^*)$, 마그네슘$(r=-0.5522^*)$, 양이온치환용량$(r=-0.5905^*)$과 부의 상관이었다. 대기 중의 $NO_2$, 농도와 상관은 유기물$(r=0.6208^*)$, 칼륨$(r=0.5380^*)$과 정의 상관이었다. 따라서 강우산도 및 대기 중의 $SO_2$는 토양의 산성화에 영향을 미치는 것으로 사료되며, 그리고 토양 내 중금속 함량에 영향을 미치는 것은 Cd와 Pb함량과 관련성이 있으며, 그 외 중금속의 영향은 없었다.
Through an application of Micrometerorological methods, we conducted measurements of Hg fluxes from Nan-Ji-Do which is well known as one of the major local areal sources in Seoul metropolitan area during Match/April of 2000. In the course of our study, we determined the concentration gradients of total gaseous Hg(between 20 and 2000 cm heights) and combined these data with Micrometerorological components to derive is fluxes. It turned out that emission from and dry deposition to soil surfaces occurred at the ratio of 72:27 from a total of 271 hourly measurements. The validity of measured concentration gradients( or resulting fluxes) was evaluated in terms of percent gradient. Accordingly, about more than 95% of gradient data derived were statistically significant. The mean fluxes of Hg across soil-air interface, when computed using the concentrations gradients and relevant parameters, were found at 253(during emission) and -846ng/$m^2$/h(during dry deposition) The occurrences of abnormalously high exchange rates appear to be the combined effects of enormously high gradient values and high transfer coefficients. While the emissions of Hg occurred constantly during the whole study periods, the occurrences of dry deposition events were observed most intensively during very limited time periods(3/29 and 4/3). The results of our study cleary indicated that the studied area is a strong local areal source, while exhibiting great potential as a major sink simultaneously.
Radon is one of the substances that pollute the indoor air and is classified as a first-level carcinogen by the International Agency for Research on Cancer(IARC) together with asbestos, and it is reported that it can cause lung cancer. The World Health Organization(WHO) reports that lung cancer is the second leading cause of lung cancer, and 6-15% of lung cancer patients report lung cancer caused by radon. Radon occurs in cracks in concrete and aged buildings, and is detected in soil, rocks, groundwater, and so on. It is a colorless, odorless and tasteless gas which is adsorbed to dust in the air and enters through human respiratory system. This study used vermiculite (expanded vermiculite), which has excellent ion exchange ability and a large number of pores, and industrial by - product red mud which has heavy metal adsorption ability, in order to adsorb radon. A matrix capable of adsorbing radon was prepared, and the characteristics of each material were compared and analyzed.
연안습지 생태계에서 열에너지 교환 과정은 매우 중요하다. 지표 열에너지 평형을 이루는 요소인 순복사플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스 그리고 토양열 플럭스를 전라남도 고흥에 위치한 수평적으로 균질하다고 판단되는 지역인 고흥만 간척지에서 관측하고 분석하였다. 열의 수송을 평가하기 위해서 5회의 집중관측 기간에 대기 난류를 측정하였고, 특히 갈대로 덮여있는 간척지에서 지표층 열에너지 수지를 분석하기 위해서는 물과 매우 미세한 입자로 구성된 토양 그리고 계절에 따라 색깔과 밀도가 변하는 식생캐노피를 고려하였다. 순복사 플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스, 토양열 플럭스를 기존의 에너지 수지방정식에 적용하여 식생과 토양과 같은 지표면 특성에 따른 열 플럭스의 특징을 조사하여 습지의 기온조절 효과에 대해 알아보았다. 에너지 수지비로 식생 성장기에는 주로 잠열 플럭스에 의해 열이 대기로 전달되는 것을 알 수 있었다. 또한 식생층은 열을 저장하여 기온의 일교차를 줄이는 역할을 한다. 여름철에 집중관측지의 기온이 주변 지역의 기온보다 보다 낮고 겨울철에는 다소높게 나타난 결과는 식생층을 포함하는 연안습지가 열환경을 조절함을 보여주었다.
2001년 3월말 기간을 중심으로 강화도 하리지점에서 대기 중 수은의 토양-대기간 교환율의 측정을 시도하였다. 본 연구에서 수은의 농도구배를 측정하고 이를 미기상학적 인자와 결합하는 방식으로 수은의 플럭스값을 산축하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 강화지역의 수은 농도는 일반적으로 도심환경에서 발견되는 수준보다는 현저하게 낮은 수준인 것을 확인할 수 있었다. 그러나 측정된 플럭스값은 200ng/m$^2$/h에 근접하여 일반적으로 청정한 환경에서 발견되는 수준을 훨씬 초과하는 것으로 나타났다. 연구기간 동안 관측된 주요 환경변수들의 분포경향을 비교해 보면, NOx와 PM등을 포함하는 대부분의 변수들은 배출시의 농도가 침적시의 농도에 비해 높게 나타났다. 반면 기상학적 요인들은 이러한 경향성이 고온 또는 저습도에서 뚜렷하게 확인되었다. 상관분석의 결과에 따르면, 배출시에 대부분의 오염인자들이 수은과 강한 양의 상관성을 보여주었지만, 침적시에는 그러한 경향이 역전되는 것으로 나타났다. 특히 흥미로운 사실은 침적시에 수은관련 변수들은 미세입자와 어느 정도 연계성을 띠는 것을 확인시켜 주었다.
토양입단은 물리화학, 생물학적 인자의 종합적 결과로 토양 중 탄소행동과 물질이동 해석에 중요하다. 본 연구에서는 습식체별에 안정한 대입단(>지름 0.25mm)과 토양특성과의 관계를 15개 토양을 대상으로 살펴보았다. 토양은 먼저 깊이 0-10cm에서 통기성을 현장측정한 후 3인치 코아 5반복으로 채취하여 습식체별에 안정한 대입단과 토양이화학성을 분석하였다. 대상토양의 점토함량은 1~33%범위였고 토지이용은 과수, 일년생 밭작물(채소, 옥수수), 초지를 비롯하여 도로변 나지 등이었다. 습식체별에 안정한 대입단은 점토함량 2%이하의 사토에서 함량이 0%로 낮고, 사토를 제외한 토양에서 일년생 작물을 재배하는 밭이 27~35%, 과수원 51%, 초지 75%의 순으로 나타났다. 이는 경운 등의 토양교란정도와 연관이 깊은 것으로 보인다. 습식체별에 안정한 대입단은 양이온치환용량, 유기물함량, 모래, 점토, 미사, 용적밀도, 그리고 교환성 K, Mg와 유의한 상관을 나타내었으나 pH, EC 및 수용성 인 등의 토양특성은 상관이 유의하지 않았다. 특히 교환성 칼슘의 경우, 칼슘 과포화 토양을 제외하였을 때 내수성입단함량과 유의한 상관을 보였다. 따라서, 본 연구는 습식체별에 안정한 대입단은 토지이용과 토양특성을 반영하나 칼슘 과포화도 및 토성간의 차이를 고려해서 파악해야 함을 제안한다 하겠다.
Hot air heater with light oil burner is the most common heater for greenhouse heating in the winter season in Korea. However, since the thermal efficiency of the heater is about 80∼85%, considerable unused heat amount in the form of exhaust gas heat discharges to atmosphere. In order to capture this exhaust heat a heat recovery system for plant bed heating in the greenhouse was built and tested in the hot air heating system of greenhouse. The heat recovery system is made for plant bed or soil heating in the greenhouse. The system consisted of a heat exchanger made of copper pipes, ${\Phi}12.7{\times}0.7t$ located in the rectangular column of $330{\times}330{\times}900mm$, a water circulation pump, circulation plastic pipe and a water tank. The total heat exchanger area is 1.5$m^2$, calculated considering the heat exchange amount between flue gas and water circulated in the copper pipes. The system was attached to the exhaust gas path. The heat recovery system was designed as to even recapture the latent heat of flue gas when exposing to low temperature water in the heat exchanger. According to the performance test it could recover 45,200 to 51,000kJ/hr depending on the water circulation rates of 330 to $690\ell$/hr from the waste heat discharged. The exhaust gas temperature left the heat exchanger dropped to $100^{\circ}C$ from $270^{\circ}C$ by the heat exchange between the water and the flue gas, while water gained the difference and temperature increased to $38^{\circ}C$ from $21^{\circ}C$ at the water flow rate of $690\ell$/hr. By the feasibility test conducted in the greenhouse, the system did not encounter any difficulty in operations. And, the system could recover 220,235kJ of exhaust gas heat in a day, which is equivalent of 34% of the fuel consumption by the water boiler for plant bed heating of 0.2ha in the greenhouse.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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