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(U-Th)/He 연령측정법의 원리와 응용 ((U-Th)/He Dating: Principles and Applications)

  • 민경원
    • 암석학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.239-247
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    • 2014
  • (U-Th)/He 연령측정법은 자연상에 존재하는 $^{238}U$, $^{235}U$$^{232}Th$이 붕괴할 때 알파 입자($^4He$ 원자)가 형성되는 현상을 이용한 연령측정법이다. 모 동위원소인 $^{238}U$, $^{235}U$$^{232}Th$과 붕괴산물인 $^4He$의 양을 측정하여 (U-Th)/He 연령을 구할 수 있다. 이렇게 형성된 $^4He$ 원자는 대부분의 지질학적 시료내에서 비교적 저온에서도 빠르게 확산되는데, 이는 $^4He$가 불활성 기체이고 다른 원소에 비해 작기 때문이다. 따라서 방사성 붕괴에 의한 $^4He$의 형성(ingrowth)과 확산에 의한 $^4He$의 방출(diffusive loss)이 지질학적 시간동안 어떻게 진행 되었느냐에 따라 현재 남아있는 $^4He$의 양이 결정된다. 예를 들어, 인회석내에서의 He 확산은 다른 광물에 비해 빨라서, 비교적 저온인 $80^{\circ}C$에서도 He이 빠르게 인회석 밖으로 방출되는 것으로 알려져 있다. 자연상의 온도조건이 약 $40^{\circ}C$ 이하로 떨어졌을 때 비로소 인회석내 He 확산이 충분히 느려져서 대부분의 He이 인회석내에 보존된다. 따라서 (U-Th)/He 연령은 시료가 $80-40^{\circ}C$를 통과한 시기를 지시한다. 자연상에서 이러한 온도범위에 해당하는 깊이를 "부분 보존대"(partial retention zone)의라 한다. 전통적으로 흔히 쓰이는 폐쇄온도(closure temperature)는 보통의 입자크기와 냉각속도에서, 인회석 경우 약 $60-70^{\circ}C$, 저어콘 및 티탄석의 경우 약 $200^{\circ}C$로 알려져 있다. 특히 인회석의 He 폐쇄온도는 다른 열역사 측정법에 비해 다소 낮기 때문에 비교적 최근의 열역사 또는 천부에서의 지각융기 현상을 기술하는데 매우 유용하게 쓰일 수 있다.

한반도 신기 지각변형과 현생 응력장 그리고 지구조적 의미: 논평 (Neotectonic Crustal Deformation and Current Stress Field in the Korean Peninsula and Their Tectonic Implications: A Review)

  • 김민철;정수환;윤상원;정래윤;송철우;손문
    • 암석학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.169-193
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    • 2016
  • 한반도 일원의 신기 지각변형과 현생 응력장의 특징을 규명하고 지구조적 형성 배경을 이해하기 위해, 제4기 단층과 발진기구해에 관한 기존 자료와 더불어 최근의 지각천부 시추공 응력자료를 종합하여 재분석하였으며, 마이오세 이후 동아시아 일원의 지구조 환경 변화와 지각변형 특징을 정리하였다. 한반도 남동부의 제4기 단층은 대부분 기존 단층대를 따라 발견된다. 또한 대부분 남-북으로 배열된 상반 서향의 충상단층의 기하와 운동특성을 보이며, 동-서 방향의 순수 압축응력 하에서 적절히 배향된 기존 약대가 재활된 특징을 보인다. 한반도와 인근 해역의 발진기구해 분석 결과, 내륙에서는 주향이동단층 또는 역이동성 운동감각을 포함하는 주향이동단층이 우세한 반면, 동해와 서해 연안의 경우에는 역단층이 우세한 특징을 보인다. 압축 축은 동북동과 서남서를 향해 수평 내지 아수평한 자세로 군집되며, 인장 축은 북북서-남남동 주향을 가지는수직의 대원 상에 배열된다. 시추공 내 응력측정 자료를 취합한 결과, 한반도 지각천부의 평균 최대수평응력은 동북동-서남서 방향으로 나타났다. 따라서 한반도 일원은 현재 광역적인 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축력에 의한 압축구조가 발달중인 것으로 판단된다. 동아시아 일원의 광역적인 현생 응력장 분포와 비교한 결과, 이러한 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축응력환경은 태평양판의 서향 저각 섭입과 인도-유라시아 충돌로부터 전파된 응력장이 중첩된 결과로 판단되며, 대부분 고각 섭입의 양상을 보이는 필리핀해판은 배호지역 내에서 인장 환경의 특징을 보여주고 있어 한반도에서의 영향은 미미한 것으로 판단된다. 이상과 같은 동아시아 일원의 신기 지구조환경과 지각변형은 약 5~3.2 Ma 경 태평양판의 이동방향과 섭입각도의 변화와 함께 시작된 것으로 해석된다.

강원도 음나무 자생 임분의 입지환경, 식생구조 및 동태 (Site Characteristics, and Vegetation Structure, and Dynamics of Forest Communities growing Kalopanax septemlobus (Thunb.ex Murray) Koidz. in Gangwon-do)

  • 이철호;최영철;김세현;권기원
    • 한국자원식물학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.227-242
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    • 2000
  • 음나무 자생지의 보존과 복원을 위한 연구의 일환으로 개체목 단위로 산재하여 서식하는 것으로 알려진 음나무의 군집을 탐색하고, 인위적 간섭이 적고 보전상태가 양호한 강원도 흥정산, 발왕산, 가리왕산 지역을 대상으로 지형, 토양특성 등의 물리적 환경과 식생구조를 조사하였다. 1. 음나무 자생지의 입지환경 조사 결과 분포범위는 해발고 780~1,300m의 북서, 북동 및 북향을 중심으로 경사가 심한 산복-사면에 위치하였으며, 토양 산도는 5.81($\pm$0.05)로 비교적 중성에 가까운 토양이며, 양이온치환용량(C.E.C.)은 평균 22.30($\pm$8.1)(me/100g), 유기물함량 8.63($\pm$0.48)%로 비옥한 토양이였다. 2. 음나무의 평균 연륜 생장량은 1.60~2.41mm/year으로 발왕산이 2.41mm/year로 가장 높고, 가리왕산 1.98mm/year, 흥정산 1.60mm/year 순으로 생장량을 나타냈다. 초기 20년간의 생장량은 평균 생장량 보다 컸으나, 그 후는 계속적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 3. TWINSPAN에 의한 군집의 분리는 지역간의 군집분리에 중요하게 작용하였으며, 음나무림의 평균 상대우점치 (MIV)는 흥정산지역 24.55%, 가리왕산지역 29.25% 그리고 발왕산지역 38.28%로 나타났으며, 종다양도는 전체적으로 1.3124~1.3992 범위를 보여 대체적으로 3개 지역간에 큰 차이는 보이지 않았다. 4. 음나무 층위별 분포형(Morista's index)은 교목층, 아교목층 및 관목층이 각각 0.9629, 2.9570, 20.5419로 나타나 교목층은 임의 분포하는 경향을 보였으나 아교목층과 관목층은 집중분포하는 것으로 나타났다. 5. 종다양성 분석 결과 상대우점도의 범위가 0.1476~0.2065으로 몇몇 종에 의한 단순림을 이루지 않고 다수의 종에 의해 혼효되어 자생하고 있으며, 유사도지수는 64.31~64.54% 범위로 3개 조사지역간에 식생의 연속성이 있는 것으로 판단되었다. 6. 조사지의 상대우점치를 이용한 종간 상관관계를 조사한 결과 음나무는 사스레나무, 물참대, 까치박달나무 그리고 들메나무와는 동일한 생태적 지위를 갖는 것으로 나타났으며, 노린재나무 1%, 쪽동백, 고로쇠 나무, 나래회나무, 느릅나무는 5%수준의 부의 상관관계를 보여 생태적 지위가 다른 것으로 나타났다. 7. 직경급 분포에 의한 개체군의 생육 동태를 예측한 결과 흥정산 지역은 정규분포를 보여 앞으로 지속적인 유지가 가능하며, 발왕산의 경우에도 소경목에서 대경목에 이르기까지 골고루 출현하여 음나무림의 지속적인 유지가 가능할 것으로 생각되나 가리왕산의 경우는 치수나 어린 개체가 출현이 되지 않고 중경급과 높은 직경급의 개체의 밀도도 높지 않아 앞으로 이 집단에서는 음나무 집단의 지속적인 유지가 어려울 것으로 생각된다.

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탄산수의 알칼리도 및 총 탄소 측정방법 비교 연구 (A Comparison Study of Alkalinity and Total Carbon Measurements in $CO_2$-rich Water)

  • 조민기;채기탁;고동찬;유용재;최병영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제14권3호
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    • pp.1-13
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    • 2009
  • 탄산수를 대상으로 알칼리도 및 총 탄소 측정 방법의 타당성을 평가하기 위하여 산중화 적정법, 역적정법, 침전법, NDIR-TC 측정법 등 다양한 측정방법을 적용하였다. 인공적으로 제조한 탄산수(ACW(Artificial $CO_2$-rich Water): pH = 6.3, alkalinity = 68.8 meq/L, $HCO_3^-$ = 2,235 mg/L)의 알칼리도 및 총 탄소를 측정한 결과, 탄산수 제조와 동시에 측정된 시료에서는 상기한 모든 측정방법에서 비교적 정확한 측정값을 얻어내었다. 이때 퍼센트 오차는 0~12% 수준이었으며, 반복측정 분산분석(repeated measure ANOVA)의 사후 분석 결과 각 측정 방법간 차이는 95% 신뢰수준에서 없는 것으로 판정되었다. 또한 이때 정밀도(분산계수)도 4% 이내로 재현성이 높은 측정 방법이라고 할 수 있다. 탄산수와 같이 $CO_2$가 탈기(脫氣: degassing)되는 경우 각 측정 방법의 정도관리를 위하여 24시간, 48시간 동안 $CO_2$를 탈기시킨 후 각 측정 방법을 적용하였다. 그 결과 산중화 적정법과 NDIR-TC 방법으로 측정된 알칼리도는 $CO_2$의 탈기에 상관없이 일정한 값을 유지하고 있었다. 이는 알칼리도의 보존성에 기인한 결과로 해석된다. 반면, 역적정법과 침전법으로부터 구한 알칼리도는 증가하는 것으로 나타났다. 한편 총 탄소 함량은 꾸준히 감소하여 48시간후에는 최대 약 50%의 $CO_2$가 탈기된 것으로 평가되었다. 역적정법과 침전법으로부터 구한 알칼리도가 높아진 이유는 총 탄소 함량이 다른 방법에 비하여 높게 측정되었고, $CO_2$ 탈기를 모델링 한 결과, 측정된 총 탄소 함량에 평형인 pH보다 측정된 pH가 높기 때문이다. 이는 ACW에 잔류한 $CO_2$ 기포의 영향으로 생각된다. $CO_2$ 탈기에 의해 발생한 $CO_2$ 기포는 pH를 낮추지 못하고 알칼리도에 영향을 주지는 않기 때문에 산중화 적정법과 NDIR-TC 측정에서는 분석되지 않지만 역적정과 침전법을 적용하여 총 탄소를 분석할 경우에는 측정값에 포함된다. 따라서 탄산수에서 알칼리도 및 총 탄소의 측정과 해석을 정확하게 하기 위해서는 역적정법이나 침전법을 이용하여 측정한 결과를 비교 검토하는 것이 필요하다. 이 연구의 결과는 탄산수 연구나 $CO_2$ 지중저장에 관련된 연구에 활용될 수 있다. 특히 $CO_2$ 지중저장 연구에 응용될 경우 탈기되지 않는 $CO_2$ 기포의 함량을 반영할 수 있기 때문에 심부 지중의 pH를 보정하거나 $CO_2$의 지중 거동과 $CO_2$ 저장 용량 평가에 응용될 것으로 기대된다. 이 연구를 기반으로 고온 고압 환경에서 직접 총 탄소를 정확하고 편리하게 측정하기 위한 방법을 개발할 예정이다.

중학생의 인터넷음란물 접속과 성 의식의 관계 (Relationship between Access to Lewd Internet Contents by Middle School Students and Their Awareness of Sex)

  • 임종인;최인숙
    • 한국학교ㆍ지역보건교육학회지
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    • 제4권
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    • pp.117-139
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    • 2003
  • The purpose of this research lies in presenting logical viability for the measures that curtail access to lewd Internet contents by middle school students amidst the reality in which lewd contents are circulated freely through the Internet, a medium that the middle school students find most easy to access. In order to establish right form of awareness towards sex, this research identified the ways they access the lewd Internet contents, their reaction after the exposure to those contents, their knowledge of sex, their concerns regarding sex and their accessibility to sexual activities in order to conduct a comparative analysis on the relationship between lewd Internet contents and their awareness of sex. First, realities of accessing lewd Internet contents and reactions according to the demographics of middle school students There isa significant difference in the experience of accessing lewd Internet contents in terms of gender. Mostly, male students tend to access the contents more. As for the way they access the lewd Internet contents, both male and female students replied that they access through spam mail of lewd nature. Thus, measures to address this problem are needed urgently. As to when they first accessed the lewd contents, most of the research subjects replied that they accessed either in elementary school period or in the early middle school period. This shows that most of the students got exposed to lewd contents even before they could establish positive, correct awareness of sex. Thus, there is a risk that they may formulate wrong kind of sexual awareness. Accordingly, it is necessary to develop measures through focused sex education. Students are divided into two groups according to the time they spend on the contents averagely: those who spend over one hour and those who spend less than an hour on the lewd contents. If the students spending longer hours are not to be checked and properly guided, it may lead to increasing cases of sexual delinquencies due to their wrongly formed awareness of sex. When the question of existence(non-existence) of guardian was addressed, students with both parents tend to access the lewd Internet contents in a more diverse manner and tend to access more compared to those students from single parent or no-parent families. Accordingly, guardians need to pay attention to how their children are using the Internet. Second, awareness of sex depending on the middle school students' demographics In case of sexual knowledge, middle school students shows relatively high level of knowledge. In particular, female students are found more knowledgeable than male students, and the students in upper years are more knowledgeable as well. As a result, this research recommends that the students in lower years should be guided with more basc and detailed information, while those in upper years need to be taught to form and express their own thoughts and attitudes and to build up independence on this matter. In case of worries about sex, both male and female students don't worry too much about it. However, male students are more concerned about sex than female students in a more diverse ways. As for the differences by academic year, concerns for sex increase, as students get older. Accordingly, sex education that helps establish sound perception of the opposite sex and that focuses on the etiquettes that one must adhere to at the presence of the opposite sex need to be conducted against middle school students. In case of accessibility to sex, male students manifest higher tendency than female students. As for the differences by academic year, those in the first and second years show higher accessibility than those in their third year. In general, younger students tend to be more open-minded toward sex. Accordingly, students in lower academic years need to undergo basic knowledge oriented sex education, whereas those in upper academic years need to undergo discussion centered sex education where they subject to questions regarding their attitude and opinion. Third, relationship between the reactions after the exposure to the lewd Internet contents and their awareness of sex As the frequency of contact with lewd Internet contents increases, awareness of sex increases as well. Thus, the lewd Internet contents contribute to the increase in students' concern for sex as well as increase in accessibility to sex, which eventually become barriers to students' establishment of a healthy perception of sex. Reactions to sex after the exposure to lewd Internet contents and awareness of sex indicate a significant correlation. However, negative correlation is manifested with knowledge of sex. Thus, it is possible to know that the greater access to lewd Internet contents does not necessarily translate into increase in knowledge of sex. However, the study showed there is a correlation between concerns for sex and the level of accessibility to sex. In more detail, the more reactions to the contents they show, the more concerns for sex they have and the more positively they take acceptability to sex. Moreover, it is necessary to develop necessary measures since textbooks today do not include measures needed to address the lewd Internet contents. Given the above findings, it is necessary to continue to complement structural measures in order to prevent easy access of lewd Internet contents by middle school students. Moreover, it is necessary to be considerate of the students so that they themselves can form a healthy Internet culture and grow up within positive framework for the sex education.

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오염토양의 효과적 현장조사에 대한 주요 방법론의 검토 (Key Methodologies to Effective Site-specific Accessment in Contaminated Soils : A Review)

  • 정덕영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.383-397
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    • 1999
  • 오염토양을 효과적으로 진단하고 경제적인 복원을 위해서는 오염토양의 오염원인, 오염정도, 주변 환경이나 인축에 대한 피해발생 유무, 오염물의 이동경로 등을 올바르게 평가하는 것이 대단히 중요하다. 이를 위해서는 오염토양과 토양내 가스, 주변 지하수 및 지표수, 침전물 등의 효율적 시료채취와 정확한 분석이 필수적이라 할 수 있다. 오염지역 토양의 오염도평가를 표준화하고 처리효율성을 높이기 위해서는 전문처리요원이 토양의 오염도와 위험성을 정확하게 판단 할 수 있도록 단순하면서도 경제적인 연속시험법을 필요로 한다. 이것은 오염토양의 조사와 복원시간 및 전치적일 기술의 진보를 가져오는데 상당한 시간절약을 꾀할 수 있다. 특히 효과적인 현장평가를 위해서는 오염특성을 포함한 많은 관련 요인들에 대한 표준화된 기준하에서 오염의 형태와 정도를 결정하는 것이 중요하다. 현장평가를 위한 일반적인 절차는 작업계획과 토양조사수준에 따라 Phase I, II, III의 단계적 방법으로 구성되어 있다. Phase I은 토양의 과거용도 및 오염물의 유입경로를 기초로 하여 현장의 환경여건을 파악하는 단계이다. Phase I에서 잠재적 오염물질에 의해 오염된 것이 확인되면 Phase II에서는 오염물의 존재여부와 존재정도를 파악하는 단계로 시료의 채취 및 분석과정이 여기에 포함된다. Phase III는 Phase I과 II의 결과를 바탕으로 오염토양을 복원하는 단계이다. 여기서 평가기준이 지역 특이적인 것인지 적당한 것인지를 결정하는 중요한 요인은 (1) 시료채취의 공간분포도와 지역의 크기, (2) 취해진 시료의 수, (3) 시료채취 방법, 그리고 (4) 자료를 분석요령 등이다. 선택된 분석방법이 추천할만한 것일지라도 정량방법의 선택여부는 현장조사방법에 대한 훈련이나 조사경험을 가진 사용자에 의해 결정되는 것이 바람직할 것이다.

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뽕나무 내한성에 관한 연구 -특히 지조함유물질과 내한성과의 관계에 대하여- (Studies on Freezing Tolerance of Mulberry, Morus species -Relation between Freezing Tolerance and Some Substances in Mulberry Branches-)

  • 김호락
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.7-25
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    • 1980
  • 본 연구는 뽕나무 품종별 그리고 추기수확시기 및 방법에 따르는 내한성의 정도와 내한성에 영향을 미치는 지조의 함유성분량과의 관계를 조사하여, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 뽕나무 품종별 내한성은 용천추우, 자천 강원 3호 및 시평이 가장 강하였고, 노상, 개양서반, 유전 및 구상28호가 중간정도이었으며, 일지뢰, 모상, 구상21호 및 수원상3호가 가장 약한 품종에 속하였다. 2. 추기수확시기 및 방법과 잔엽부위에 따른 동아 50% 치사온도에 의한 내한성 검정결과는 포장에서의 선고장비율과 부의 상관관계(r=-0.5*)를 나타내었다. 뽕나무의 내한성 증대작용은 9월초부터 9월말까지 계속되며, 9월 중순에 그 정도가 가장 커서 이때의 적엽은 내한성을 약화시켰으며, 특히 전적엽 및 수확 후 기부잔엽을 내한성을 크게 약화시키었다. 그러나 적심 처리를 하면 내한성을 약화를 줄일 수 있었다. 3. 품종별 지조의 성분함량과 내한성과의 관계를 보면 조단백질 및 수용성 단백질함량은 부의 상관관계(r=-0.70*)이었으나, 이들에 대한 전탄수화물의 함량비에서는 정의 상관관계(각각 r=0.31 및 r=0.71*)이었으며, 당 및 RNA 함량과도 높은 정의 상관관계(각각 r=0.67* 및 r=0.99**)가 인정되었다. 그러나 건물률, 지방. 전탄수화물함량 및 DNA함량과는 무관하였다. 4. 뽕나무 지조에는 동기에 raffinose, lactose, sucrose, glucose, fructose. arabinose, xylose, ribose (추정) rhamnose등 9종의 당류가 동정되었다. 이들 당류는 내한성과 깊을 관련을 갖는데, 특히 당의 대부분을 차지하는 sucrose, glucose 및 fructose의 함량차가 크게 영향 하였다. 5. 추기수확시기에 따라서는 9월 12일 전적엽구의 지조내 RNA함량의 심한 감소를 제외하고는 고 시기가 늦어지는데 따라서 그 함량이 증가하였다. 수확방법에 따라서는 전반적으로 수확을 하게 되면 RNA함량이 감소되었으나 적심잔엽을 하면 그 감소를 줄일 수 있었다. 수확 후 잔엽부위별로 보면 중상부의 잔엽은 지조내 RNA함량을 증가시켰고, 상부의 말숙엽과 하부의 노령 옆을 잔엽하면 그 함량이 감소되었다. 수확방법에 따른 RNA함량과 내한성과는 꼭 일치하지는 않았으나, 정의 상관관계가 인정되었다.(r=0.51*).

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계화간척지에서 돈분뇨 퇴.액비 시용이 청보리 (Hordeum vulgare L.) 수량 및 토양화학성에 미치는 영향 (Effects of Application Method of Pig Compost and Liquid Pig Manure on Yield of Whole Crop Barley (Hordeum vulgare L.) and Chemical Properties of Soil in Gyehwa Reclaimed Land)

  • 이상복;조광민;백남현;이정준;오영진;박태일;김기종
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.353-360
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    • 2011
  • 간척지에서 청보리 재배를 위한 가축분뇨 퇴 액비 시용 방법을 구명하기 위해서 계화간척지 문포통에서 무처리를 대비로 화학비료 및 돈분뇨 퇴 액비를 기비와 추비로 분시하여 청보리를 재배한 후 토양 양분변화, 식물체 양분 흡수량 및 수량 등을 조사하였다. 토양중 $NO_3^-$-N 함량은 액비시용 후 생육 후기로 갈수록 감소하였고. 보리생육 초기에는 액비 전량시용구가 높았으나 후기에는 퇴 액비 혼용구와 화학비료 시용구에서 높았다. 토양 중 $NO_3^-$-N와 $NH_4^+$-N 함량은 표토에서 퇴 액비 혼용구와 화학비료 시용구에서 높았으나 심토에서는 처리 간에 유의차가 없었다. 시험후 토양의 화학성중 유기물, 유효태 인산, 총질소, 치환성 칼슘과 나트륨이 퇴 액비 혼용구에서 무시용구 보다 현저히 높았다. 식물체 양분흡수량은 액비 전량시용구 보다 화학비료 시용구와 액비분시 및 퇴 액비 혼용구에서 높게 나타났고 질소이용률은 화학비료 시용구>액비분시구=화학비료 추비구>퇴 액비 혼용구>액비 전량시용구 순으로 나타났다. 청보리 수량은 무처리구 $309kg\;10a^{-1}$ 대비액비 전량시용구에서 2.3배였으나 화학비료 시용구와 퇴 액비 혼용구에서 3.2배로 가장 높게 나타났다. 청보리 사료가치는 퇴 액비 분시구에서 액비전량 시용구보다 조단백질과 TDN 값이 1.0~1.5%가 높아졌다. 따라서 간척농경지에서 가축분뇨 퇴 액비시용에 의한 청보리 증수를 위해서는 일시에 전량 시용하는 것보다는 분할 시용해야 높은 수량을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

레이저유도붕괴분광법을 활용한 토양의 정량분석 (Quantitative Elemental Analysis in Soils by using Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS))

  • 장용선;이계준;이정태;황선웅;진용익;박찬원;문용희
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.399-407
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    • 2009
  • 레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체, 액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사 등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의 정성 정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법을 통해 측정한 결과를 비교하였다. LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II, Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 nm 에너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데 사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 35 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 nm의 해상력으로 200 nm에서 600 nm의 영역에서 50 m 이하로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10 rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조건에서 수행되었다. LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(nm)은 Al(I) 309.2 nm, Ca(I) 422.6 nm, Fe(I) 406.4 nm, Mg(I) 285.2 nm, Na(I) 589.2 nm, Si(I) 288.2 nm, Ti(I) 398.9 nm 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의 농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의 LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의 상관계수($r^2$)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양 중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다. LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의 표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에 의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존의 분쇄 펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등 신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

표층처분시설 처분고의 목업테스트를 통한 채움단계별 수직도 및 이음부 벌어짐 측정 (Measurement of Verticality and Joint Gaps of a Near-surface Disposal Facility Vault Through a Mock-up Test for Fill-up Stages)

  • 최동호;안기용;최인용;이혁진
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.537-544
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    • 2021
  • 표층처분시설 처분고의 채움단계를 묘사하기 위하여 목업테스트를 진행하고 채움단계에서 발생할 수 있는 구조물의 거동을 조사한다. 가로 6600mm, 세로 6600mm, 두께 400mm의 현장타설 콘크리트 기초 위에 4개의 프리캐스트(PC) 코너벽체와 8개의 PC 사이드벽체로 구성된 가로 5600mm, 세로 5600mm, 높이 6800mm, 두께 800mm의 철근 콘크리트 처분고를 제작한다. 처분고 안에 폐기물 드럼통을 가로 6개, 세로 6개, 총 36개로 배치한 후, 비어 있는 공간을 그라우트 채움재로 채우고 양생한다. 이 과정들을 5층까지 반복하며, 채움단계별로 벽체의 수직도와 벽체 간 이음부의 벌어짐을 측정한다. 수직도는 사이드벽체 한 개당 좌측과 우측에서 각각 3개씩 총 6개의 위치, 즉 4개의 사이드벽체에 대하여 총 24개의 위치에서 수평기를 사용하여 측정한다. 이음부 벌어짐은 사이드벽체 한 개당 좌측, 중앙, 우측의 이음부에서 각각 3개씩 총 9개의 위치, 즉 4개의 사이드벽체에 대하여 총 36개의 위치에서 균열팁을 이음부 좌우에 설치 후 버니어 캘리퍼스를 사용하여 측정한다. 목업테스트를 통해 얻은 측정된 수직도는 초기단계(ST0)를 기준으로 ±0.1°인 것으로 나타났고, 이음부 벌어짐 결과는 최대 0.38mm인 것으로 나타났다. 이는 구조물에 미치는 영향이 미미한 것으로 나타났다.