• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.466-466
• /
• 2011

가상수는 Allan에 의해 1993년 처음 도입된 개념으로 모든 재화나 서비스를 생산하기 위하여 사용된 물의 양( /kg)을 의미한다. 예를 들어 1차 농산물의 경우 생육기간동안 농산물이 필요로 하는 물의 양이 가상수로 사용되고, 가공품의 경우 가공과정을 거치며 소비되는 물의 양이 가상수에 포함된다. 이러한 가상수의 개념을 활용한 소비 기반 물사용 지표가 물발자국이며 이는 2002년 Hoekstra에 의해 도입되었다. 물발자국은 개인이나 지역, 집단 등이 소비하는 재화와 서비스를 생산하는데 필요한 물의 총량을 나타낸다. 우리나라와 같은 물 부족 국가에서는 농 축산물 관련 정책의 수립 시 정량적인 생산량뿐만 아니라 소비되는 물의 양도 동시에 고려할 필요가 있다. 특히 현 정부는 2015년 식량자급률 목표치(곡물자급률 25%, 육류자급률 71%)를 설정하여 농 축산물의 생산 및 수입량을 조정하고자 한다. 이러한 식량자급률의 목표치에 따라 국내 생산 및 수입량의 비율이 변화하게 되므로 국내 물발자국의 값도 변화하게 되며 이는 수자원 정책 수립 시 주요한 요인으로 작용할 수 있다. 그러므로 식량자급률의 변화에 대해 단순히 생산량의 관점뿐 아니라 물 소비 절약의 관점에서의 접근이 필요하다. 이에 본 연구에서는 2015년 정부의 식량자급률 목표치 달성을 위하여 각 품목별로 소비되는 가상수의 양을 정량적으로 산정하고, 국내적으로 소비 또는 절약되는 가상수의 양을 추정하고자 하였다. 추정된 결과를 바탕으로 식량자급률 목표치에 따른 생산량의 조정으로 인한 물발자국의 변화와 그 영향을 파악하고자 하였다. 본 연구를 위하여 식량 자급률 목표치 설정에 포함된 농 축산물의 단위 가상수량과 생산량 추이, 목표 생산량 등을 조사 하였다. 이중 곡물의 단위 가상수량은 국내의 실정을 적용한 국내 연구결과를 활용하였으며, 축산물의 단위가상수량은 음용, 세척을 위한 원단위 필요수량과 소비되는 사료의 재배를 위한 단위 가상수량을 활용하여 전체 축산물의 가상수량을 산정하였다. 조사, 산정된 자료를 활용하여 2015년 식량자급률 목표치 달성을 위해 필요로 하는 가상수의 변화량과 국내적으로 소비 또는 절약되는 가상수의 양을 파악하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.265-265
• /
• 2015

기후변화에 대비하여 한정된 수자원을 효율적으로 사용하기 위한 제도적 규제는 앞으로 기업의 제품 생산에서 발생하는 오염까지 확대될 전망이다. 기관투자가 등이 지원하는 영국의 NPO인 탄소정보공개프로젝트(CDP)는 2010년부터 온실가스배출량과 함께 물 사용 상황을 공개할 것을 전 세계 기업에 요구했다. 이에 따라 전 세계에서 탄소발자국과 물발자국에 대한 연구가 활발하게 진행 중에 있다. 우선 본 연구는 선진국을 중심으로 진행되고 있는 물발자국 개념의 활용현황을 분석하였다. 호주와 미국을 비롯한 일부 국가에서는 물발자국의 라벨 제도를 도입하여 기업의 제품에 대한 등급을 구분하고 있다. 라벨의 부착은 인증기관의 검토를 통하여 기존 제품보다 물 사용 효율이 높다는 것을 의미하며, 물발자국 라벨제도는 제품 생산의 전 과정 환경성 평가를 통하여 기업이나 제품의 물발자국 관련 영향을 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 또한 스페인에서는 물발자국을 물의 효율적인 분배와 사용을 위한 정책적 요소로 도입하였다. 이상의 분석을 바탕으로 물발자국의 기술적 활용 및 효과를 도출하기 위하여 법과 제도적 측면, 기술적 측면에서 살펴보았으며, 우리나라의 현황과 비교를 진행하였다. 이와 관련하여 분야별 기술 사업에 대한 목표와 최종성과물, 활용방안을 정리하여 해당 개념의 주요쟁점사항에 대해 기술적, 정책적으로 타당한지를 지표를 설정하여 분석하였다. 물발자국의 활용에서 기술적 타당성에 대한 지표는 적절성, 성공가능성, 우수성, 경제성 측면에서 제시가 되었으며, 정책적 타당성은 해당계획 및 기업 및 지자체의 추진의지, 위험요인, 특수평가 항목을 통해 개업 및 지자체의 물발자국 활용 타당성을 분석하였다. 이상을 바탕으로 본 연구에서는, 물발자국 도입을 위한 종합평가로서 AHP 분석을 실시하여 물발자국 도입을 위한 중요도와 종합목적 및 위기상황에 따른 대체안을 설정할 수 있도록 우선순위를 도출하였다. 현재 우리나라는 본격적인 정책적 도입에 앞서 개념의 정의, 정책 공감대의 확대, 한국형 데이터베이스를 구축하는 시범단계에 있다. 물 산업의 확대와 우리 기업들의 해외진출은 가상수와 물발자국의 데이터베이스의 구축이 시급하다는 것을 보여준다. 따라서 본 연구는 앞으로 우리나라의 물발자국 도입을 위한 방향을 설정할 수 있는 기초연구로서 큰 의미를 지니며, 기업의 물산업 전략을 수립을 위한 지표 설정에 있어서도 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.427-427
• /
• 2017

물발자국은 국가별 실제 물소비량을 파악하고 물 부족 상황에 효율적으로 대비하기 위하여 도입된 지표로서, 제품의 생산과 서비스 전 과정에서 직접 및 간접적으로 사용되는 물의 총량을 의미한다. 선진국에서는 물 사용 패턴에 대한 인식을 제고하고자 국가, 도시, 산업분야 등 다양한 물발자국 데이터베이스를 구축하여 활용하고 있다. 그러나 우리나라의 경우, 물 수입 의존도가 높지만 물발자국 산정에 대한 연구가 부족하여 효율적인 물 관리 및 안정적인 수자원 확보를 위한 국가전략 수립에 어려움을 겪고 있다. 물발자국 산정 연구는 국가적 차원의 정확한 물 수지 계산과 수자원계획 수립에 유용한 기초자료로서 활용이 가능하다. 이에 본 연구에서는 우리나라의 제1차 및 제2차 산업의 물발자국을 산정하였으며, 산정 방법으로는 상향식 접근법과 하향식 접근법을 적용하였다. 제1차 산업의 농업계 및 축산업계의 물발자국은 단위 물발자국에 기초한 상향식 접근법과 용수사용량에 기초한 하향식 접근법을 적용하여 산정하였다. 산업별 물발자국 산정결과는 다음과 같다. 주요 농작물 생산량 및 작물 품목별 단위 물발자국을 이용한 국내 농업계 물발자국 산정 결과, 1980년부터 2014년까지의 쌀 외 18개 농작물에서 연간 78억~109억 $m^3$로 산출되었다. 반면 농업용수 사용량에 기초한 하향식 접근법을 통해 산정한 농업계 물발자국은 118억 $m^3$으로 분석되었다. 다음으로 제1차 산업의 축산업계 물발자국을 산정하였다. 2011년부터 2015년까지 주요 가축 사육두수와 지육량, 사료작물의 단위 물발자국을 활용한 축산업계 물발자국은 평균 73억 $m^3$, 축산용수사용량을 활용한 물발자국은 평균 309억 $m^3$으로 나타났다. 축산용수사용량에 기초한 분석결과가 크게 나타난 것은 축산업분야에서 간접수의 비율이 높기 때문이다. 한편 제2차 산업의 공업계는 제품생산 공정의 물 사용량, 부품 및 원료의 단위 물발자국 등 세부사항의 파악이 곤란하여 하향식 접근법을 적용하였다. 공업용수 사용량과 공업용수 오염물질의 배출부하량에 따른 물발자국 산정 결과, 연간 26억 $m^3$으로 분석되었다. 이와 같은 산업별 물발자국 산정결과를 활용하여 산업별로 차별화되는 물 이용 패턴을 분석하고 산업별 용수 수요를 파악하면 국가적으로 효율적인 수자원 관리방안을 제시할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.199-199
• /
• 2017

Sustainable wheat production is of paramount importance for attaining/maintaining the food self-sufficiency status of the rapidly growing nation of Pakistan. However, the average wheat yield per unit area has been dwindling in recent years and the climate-induced variations in rainfall patterns and temperature regimes, during the wheat growth period, are believed to be the reason behind this decline. Crop growth simulation models are powerful tools capable of playing pivotal role in evaluating the climate change impacts on crop yield or productivity. This study was aimed to predict the plausible variations in the wheat yield for future climatic trends so that possible mitigation strategies could be explored. For this purpose, Aquacrop model v. 4.0 was employed to simulate the wheat yield under present and future climatology of the largest agricultural province of Punjab in Pakistan. The data related to crop phenology, management and yield were collected from the experimental plots to calibrate and validate the model. The future climate projections were statistically downscaled from five general circulation models (GCMs) and compared with the base line climate from 1980 to 2010. The model was fed with the projected climate to simulate the wheat yield based on the RCP (representative concentration pathways) 4.5 and 8.5. Under the worst, most likely future scenario of temperature rise and rainfall reduction, the crop yield decreased and water footprint, especially blue, increased, owing to the elevated irrigation demands due to accelerated evapotranspiration rates. The modeling results provided in this study are expected to provide a basic framework for devising policy responses to minimize the climate change impacts on wheat production in the area.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
• /
• v.20 no.5
• /
• pp.11-15
• /
• 2015

The three processes of 1) high- & low-temperature microwave heatings, 2) the soil washing, and 3) the thermal desorption processes in soil remediation are analysed on the treatment cost data for 2003-2012 years. The cost of microwave heating method with at temperature 500-700℃, for 30 minutes, and at 4-6 kW is approximately 10 $/ton (13,000 ₩) due to the deep through heating of micro-wave, the soil washing with chemicals is about 80 $/ton (85,000 ₩) due to the chemicals & duration, and the thermal desorption process is around 40 $/ton (41,000 ₩) from the less efficiency. Furthermore the sustainability has been assessed, and suggestions are made. 1) Green; the minimal environmental footprint, 2) Growth; the least cost, 3) Shared; the social & environmental justice, 4) Smart; the microwave characteristics of deep through irradiation & heating, and 5) Mutuality; the flexibility of the technology. More additives including water, the government support, and public relation are suggested realizing the microwave in this condition is not harmful to human beings.

• Environmental Engineering Research
• /
• v.21 no.1
• /
• pp.36-44
• /
• 2016

Constructed wetlands are established efficient technologies and provide sustainable solution for wastewater treatment. Similarly, biochar, which is an organic material, produced by means of pyrolysis, offers simple and low cost techniques to treat water and reduce carbon footprint. Combining both of these technologies can greatly augment the efficiency of the system. The objective of this study was to evaluate the efficiency of constructed wetlands by using biochar as media. Horizontal wetland beds with dimension ($1m{\times}0.33m{\times}0.3m$) were prepared using gravels and biochar, and cultivated with the Canna species. Synthetic wastewater was passed through these beds with average flow rate of $1.2{\times}10^{-7}m^3/sec$ achieving a retention time of three days. Pollutant removal performance was compared between the controlled and experimental wetland beds. This study reveals that the wetland with biochar were more efficient as compared to the wetland with gravels alone with average removal rate of 91.3% COD, 58.3% TN, 58.3% $NH_3$, 92% $NO_3-N$, 79.5% TP, and 67.7% $PO_4$.

• International Journal of High-Rise Buildings
• /
• v.6 no.4
• /
• pp.327-332
• /
• 2017

This paper discusses several topics associated with the densification caused by supertall buildings and their impact on city systems. The paper covers five key areas where a supertall tower creates a concentration of needs and effects. First, the paper comments on population shifts towards the city and how they affect carbon footprint, utilities infrastructure and transport. The effect of single- and mixed-use towers is discussed in the context of population density. The second section brings the issues of transit, accessibility and master planning into focus. The use and criticality of public transport, cycling and walking is described. Servicing and deliveries using freight consolidation and shared systems is also discussed along with their contribution to the culture of sustainable travel. In the third section the paper reflects on supertall buildings' below-ground utilities and drainage provision, particularly the challenges faced in established city infrastructures. The utilities issues associated with supertall concentration (in land-use terms) compared to equivalent low-rise distribution is also commented on in the context of surface water runoff. In the fourth section, the topic of supertall sustainability is discussed and how city systems need to respond to create desirable and affordable space for occupiers. The changing need for vertical communities, 'stacked neighbourhoods' and the notion of a micro-city is described. Finally, the paper considers the energy consumption and resilience of supertall buildings in the context of basic geometry, façade design, climate and mixed-use benefits as they impact city systems.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• v.65 no.2
• /
• pp.427-440
• /
• 2023

The current study evaluated carbon dioxide (CO₂) emissions from beef and pork production and distribution chains in the South Korean meat industry. Data from industrial example farms and slaughterhouses were assessed on the basis of both the guidelines from the United Kingdom's Publicly Available Specification (PAS) 2050:2011 and the Korea Environmental Industry & Technology Institute carbon footprint calculation. The main factors for our estimations were animal feeds, manure waste, transportation, energy and water, refrigerants, and package data. Our analyses show that 16.55 kg CO₂ equivalent (eq) was emitted during the production of 1 kg of live cattle. When retail yields and packing processes were considered, the CO₂-eq of 1 kg of packaged Hanwoo beef was 27.86 kg. As for pigs, emissions from 1 kg of live pigs and packaged pork meat were 2.62 and 12.75 kg CO₂-eq, respectively. While we gathered data from only two farms and slaughterhouses and our findings can therefore not be extrapolated to all meats produced in the South Korean meat industry, they indicate that manure waste is the greatest factor affecting ultimate CO₂ emissions of packaged meats.

• Membrane Journal
• /
• v.28 no.1
• /
• pp.75-82
• /
• 2018

Forward osmosis (FO) desalination system has been highlighted to improve the energy efficiency and drive down the carbon footprint of current reverse osmosis (RO) desalination technology. To improve the trade-off between water flux and salt rejection of thin film composite (TFC) desalination membrane, thin film nanocomposite membranes (TFN), in which nanomaterials as a filler are embeded within a polymeric matrix, are being explored to tailor the separation performance and add new functionality to membranes for water purification applications. The objective of this article is to develop a graphene nanocomposite membrane with high performance of water selective permeability (high water flux, high salt rejection, and low reverse solute diffusion) as a next-generation FO desalination membrane. For advances in fabrication of graphene oxide (GO) membranes, layer-by-layer (LBL) technique was used to control the desirable structure, alignment, and chemical functionality that can lead to ultrahigh-permeability membranes due to highly selective transport of water molecules. In this study, the GO nanocomposite membrane fabricated by LBL dip coating method showed high water flux ($J_w/{\Delta}{\pi}=2.51LMH/bar$), water selectivity ($J_w/J_s=8.3L/g$), and salt rejection (99.5%) as well as high stability in aqueous solution and under FO operation condition.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.293-301
• /
• 2013

Borehole Disposal Concept (BDC) was initiated by the South African Nuclear Energy Corporation (NECSA) with the view to improve the radioactive waste management practices in Africa. At a time when geological disposal of radioactive waste is being considered, the need to protect ground water from possible radioactive contamination and the investigation of radionuclides migration through soil and rocks of zone of aeration into ground water has becomes very imperative. This is why the Borehole Disposal Concept (BDC) is being suggested to address the problem. The concept involves the conditioning and emplacement of disused sealed radioactive sources in an engineered facility of a relatively narrow diameter borehole (260 mm). Tanzania is operating a Radioactive Waste Management Facility where a number of spent sealed radioactive sources with long and short half lives are stored. The activity of spent sealed radioactive sources range from (1E-6 to 8.8E+3 Ci). However, the long term disposal solution is still a problem. This study therefore proposing the country to adopt the BDC, since the repository requires limited land area and has a low probability of human intrusion due to the small footprint of the borehole.