• 유기물자원화
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• 제27권3호
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• pp.81-89
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• 2019

돈 슬러리(Pig slurry, PS)가 저장되는 동안 상당량의 온실가스가 배출되고 있으며 메탄($CH_4$)이 주요 온실가스로 알려져 있다. 메탄 배출을 줄이기 위해서 진한 황산을 이용하여 돈 슬러리의 pH를 5.0-6.0까지 낮춰서 저장하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 부식성이 있고, 사람과 동물에 위험하다는 단점이 있어 사용에 한계가 있다. 본 연구에서는 돈 슬러리가 저장되는 동안 배출하는 메탄을 줄이기 위해 친환경적 방법인 설탕 첨가를 시험해보고자 한다. 설탕을 이용한 돈 슬러리의 산성화 이후, 돈 슬러리의 pH는 7.1에서 설탕의 첨가량(10, 20, 30, 40, 50 g/L)에 따라 $5.8{\pm}0.1$, $4.6{\pm}0.1$, $4.4{\pm}0.1$, $4.1{\pm}0.1$, $4.0{\pm}0.1$으로 감소하였다. 주요 유기산으로는 lactate, acetate, propionate가 검출되었으며 20 g/L 이상의 농도에서는 lactate의 비중이 전체 유기산의 42-72%(COD 기준)까지 증가하였다. 대조군을 41일 동안 저장하는 동안 $20.6{\pm}2.3kg\;CO_2\;eq./ton\;PS$가 배출되었으며 10, 20 g/L에서만 메탄이 검출되었다. 특히, 10 g/L에서는 30일 이전까지는 소량의 메탄이 배출되었으나 그 이후부터는 메탄 배출량이 증가하여 $8.7{\pm}0.4kg\;CO_2\;eq./ton\;PS$(대조군의 40%)까지 도달하였다. 이러한 현상의 원인은 돈 슬러리의 pH 상승(pH 7.0)으로 인한 메탄생성균의 활성도 회복으로 판단된다. 저장 후 돈 슬러리 내 유기물 제거율은 VS 24%, COD 27%로 나타났지만 산성화를 할 경우 유기물 손실(VS 15-4%, COD 12-17%)을 크게 낮출 수 있음 보였으며 저장하는 동안 감소한 COD의 90% 이상이 호기 분해에 의해 일어난 것으로 보인다.

• 미생물학회지
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• 제47권4호
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• pp.356-363
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• 2011

유류의 유출로 인한 총석유계탄화수소(total petroleum hydrocarbons: TPH)는 종종 토양과 지하수의 오염을 초래하고 있다. TPH는 환경에 노출이 될 경우 물리화학적 과정을 거쳐 분해가 되나 그 반응은 상대적으로 느리다. 본 연구에서는 TPH로 오염된 토양의 환경친화적인 처리기법을 궁극적으로 개발하기 위해서 화학적 및 생물학적 통합기술을 도입하고자 시도하였다. 여기서 펜톤유사반응을 전처리단계로 도입하고 이후 디젤분해 혼합균을 처리하여(생물증강법) 오염유류를 처리하고자 하였다. 계면활성제 OP-10S (0.05%)과 산화제($FeSO_4$ 4%, 및 $H_2O_2$ 5%)를 사용할 경우 토양으로부터 효율적으로 TPH를 처리, 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 디젤분해 혼합균을 토양슬러리에 접종할 경우 100배 이상 분해균의 밀도상승이 관찰되었는데 이는 접종된 분해균이 오염된 토양에서 성공적으로 존재할 수 있음을 의미한다($10^8-10^9$ CFU/g slurry). Fenton으로 처리된 토양에서의 TPH 제거 효율은 분해균으로 생물증강을 실시할 경우 최소한 57% 정도 상승되는 것으로 나타났다. 그러나 화학적, 생물학적 연속처리를 실시할 경우 대조구(무처리; 재거효율 95%)에 비해 상대적으로 낮은 처리효율(79-83%)을 나타내었는데, 이는 화학처리 중에 발생하는 자유기(free radicals) 함유 산화물질이 분해를 억제한 것에 기인하는 것으로 보인다. 본 연구에서의 얻어진 결과는 환경에 있어서 TPH로 오염된 토양과 저질을 효율적으로 정화하고 토양생태계의 신속한 회복에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제53권1호
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• pp.21-24
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• 2010

커스타드애플(Annona reticulata L.)씨 추출물 및 그의 분획물을 활용하여 복숭아혹진딧물 및 벼멸구를 대상으로 살충활성을 조사하였으며, 그 결과 아세톤/메탄올 조추출물 $3000\;{\mu}g/mL$에서 복숭아혹진딧물은 100%, 벼멸구에 대해서는 92%의 살충률을 나타내었다. 이들에 대한 $LD_{50}$는 각각 $446.3\;{\mu}g/mL$와 $1423.6\;{\mu}g/mL$로 복숭아혹진딧물이 추출물에 높은 감수성을 나타내었다. 이들의 핵산, 클로로포름, 물 분획물에 대한 분리정제물의 경우 클로로포름 분획물이 조추출물 분획물보다 약 3배 높은 살충능이 관찰되었으며, 이는 극성분배를 통해 살충성이 높은 물질군을 선별적으로 정제할 수 있음을 보여준다. 특히 클로로포름 분획물에 대한 살충능의 경우 $137.2\;{\mu}g/mL$(복숭아혹진딧물), $1145.5\;{\mu}g/mL$(벼멸구)의 농도에서 $LD_{50}$가 관찰되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.681-688
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• 2018

최근 강화된 환경규제 및 높은 연비에 대한 요구로 인해 천연가스를 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다. 친환경 선박 연료로 대두되고 있는 LPG 혹은 메탄올을 사용한 선박의 요구도 증가하고 있다. 이러한 흐름의 연장선상으로 LPG 혹은 메탄올을 사용하는 ME-LGI 엔진에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. ME-LGI 엔진을 탑재한 선박은, 선박 항해 중 연료분사밸브의 작동 신뢰도를 지속적인 테스트를 통해 확인해야할 필요가 있다. 따라서 연료분사밸브 테스터의 개발은 ME-LGI 엔진의 상용화를 위해 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 요구조건 분석, 기능분석, 설계 합성의 순서로 진행되는 시스템 엔지니어링 프로세스를 활용하여 ME-LGI 엔진용 연료분사밸브 테스터의 개념설계를 수행하였다. 요구조건 분석 단계에서 먼저 연료분사밸브의 작동 프로세스를 분석하였고, 밀폐 오일 누유 여부 확인의 필요성을 도출하였다. 그 다음 기능분석 단계에서 연료분사밸브 테스터의 기능 및 기능의 흐름을 수준별로 정의하였다. 이후 설계 합성 단계에서 각 기능에 해당하는 장비들을 설정하였고, 이를 바탕으로 process block diagram을 도출하였다. 또한 시스템 분석 및 조정 단계의 일환으로 초기위험도 분석을 수행하여 안전 방안을 개념설계 안에 추가하였다. 본 연구는 시스템 엔지니어링 프로세스가 개념설계에 적용되는 과정을 상세히 보여줌으로써 향후 타 시스템의 개념 설계 시 좋은 참고자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제11권3호
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• pp.166-173
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• 2008

최근 지구환경 문제가 국제적 이슈로 떠오르는 가운데, 친환경적이면서 재생 가능한 바이오매스 에너지원에 대한 관심이 주목되고 있다. 특히 우리나라는 기후변화 협약 및 교토의정서 발효 등에 따라 탄소배출량을 조절해야 하는 시점이기에 산림 바이오매스에 대한 중요성이 더욱 커지고 있다. 산림지역이 전체국토의 약 2/3을 차지하는 국내의 경우 넓은 지역을 포함하고, 일률적인 데이터 처리가 가능한 원격탐사 자료를 이용하여 바이오매스를 추정하는 것이 보다 경제적이고 효율적인 방법이다. 본 연구에서는 원격탐사 자료 중 개체목 구분 및 수고 추출이 가능한 LiDAR 데이터와 항공사진을 이용하여 산림지역의 바이오매스를 추정하고, 현장실측 자료와 비교를 통해 정확도 평가를 수행하였다. 총 3종류의 바이오매스 산출식을 사용하여 조사구 내 개체목의 평균 바이오매스와 조사구 내 전체 바이오매스를 계산하여 현장조사 자료와 비교하였다. 개체목 평균 바이오매스의 회귀분석 $R^2$는 모두 0.8이상으로 높계 추정되었고, 조사구 내 전체 바이오매스의 $R^2$도 0.65이상의 값을 나타내었다. 이를 통해 기존의 현장조사를 통한 방법보다 원격탐사 자료를 이용하여 보다 효율적이고 경제적으로 관측할 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1339-1344
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• 2010

환경친화적인 항균발효퇴비를 생산할 목적으로 식물병원성 균주에 대하여 항균활성이 우수한 B. licheniformis KJ-9를 톱밥우분에 접종하여 고품질의 항균발효퇴비(B. licheniformis KJ 9 fermented compost, BLC)의 개발을 행하였다. B. licheniformis KJ-9가 생산한 물질의 온도 안정성은 $100^{\circ}C$, 10분간 열처리하여도 약 60% 이상의 항균활성을 유지하였으며, pH 안정성은 산성보다는 pH 7.0 이상의 중성 및 알칼리성 영역에서 높은 항균활성을 유지하였다. 퇴비를 제조하는 과정에서 BLC의 경우는 우분 냄새가 확실히 줄어들었으며 또한 퇴비의 발효시간도 3일 정도 단축되었다. 고추의 pot실험 결과 BLC를 첨가한 시험구 이외의 다른 시험구에서는 고추 잎이 마르고 약간의 황색반점이 발생하였다. 그리고 BLC를 이용한 시험구는 밭 흙만을 사용한 시험구 및 밭 흙에 기존의 판매퇴비(commercial available compost, CC)를 혼합한 시험구보다 잎의 수가 많고(1.5~2배), 줄기 및 뿌리의 성장이 빠르며, 줄기가 굵은(1.5~3배) 것으로 나타났다. 마늘 및 들깨를 재배한 현장적용 실험결과 두 시험구 모두 자연발생적인 병충해의 피해는 없었지만 BLC를 사용한 밭에서 마늘 및 들깨의 생육이 현저하게 빠른 것을 관찰할 수 있었다.

• Design & Manufacturing
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• 제12권2호
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• pp.40-45
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• 2018

Recently, in construction equipment machinery production, development has focused on environmentally-friendly functions to improve existing production capacity. For excavators as well, emphasis has been placed on response to environmental regulations, miniaturization, and noise reduction, while technology is being developed considering cost reduction and safety.Accordingly, the front support, an inner reinforcement part of the excavator, as well as high-strength steel plates to improve safety and reduce weight, are being applied.However, in the case of high-strength materials, Springback occurs in the final formed part due to high residual stress during product forming. Derivation of a forming or product shaping process to reduce springback is needed. Accordingly, regarding the front support, an inner reinforcement part of the excavator, this study derived a method to improve springback and secure shape stiffness through analysis of the springback occurrence rate and springback causes through a forming analysis.As for the results of analyzing the springback occurrence rate of existing products through forming analysis, springback of -22.6 mm < z < 27.35 mm occurred on the z-axis, and it was confirmed that springback occurred due to the stiffness reinforcing bead of the upper and middle parts of the product.To control product residual stress and springback, we confirmed a tendency of springback reduction through local pre-cutting and stiffness reinforcement bead relocation.In the local pre-cutting model, springback was slightly reduced by 5.3% compared with the existing model, an insignificant reduction effect. In the stiffness reinforcement bead relocation model, when an X-shaped stiffness reinforcement bead was added to each corner portion of the product, springback was reduced by at least 80%.The X-shaped bead addition model was selected as the springback reduction model, and the level of stiffness compared to the existing model was confirmed through a structural analysis.The X-shaped bead additional model showed a stress springback of 90% and springback reduction of 7.4% compared with the existing model, indicating that springback and stiffness will be reinforced.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.272-278
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• 2016

투수성 포장은 도시에서 불투수면 증가에 따라 발생하는 환경문제에 대응하기 위한 대표적인 저영향개발 (Low-Impact Development, LID) 기법의 하나이다. 도시의 도로가 투수성 포장으로 바뀐다면 도시의 불투수면이 약 절반으로 줄어들고, 더 나가 지붕으로부터의 강수 유출까지 수용할 수 있다면 도로는 도시 물 순환 문제의 원인자에서 해결자로 전환될 수 있다. 그러나 국내에서는 경험과 인식의 부족으로 투수성 포장을 적용하는 경우가 거의 없는 실정이다. 도로 포장을 설계, 시공 및 관리하는 도로 기술자는 전통적으로 포장 구조에 물이 들어가는 것을 피하려 하고, 수자원 전문가는 투수성 포장의 도시홍수 저감효과에 대해서 의문을 가진다. 본 연구에서는 국내외의 다양한 연구 결과를 검토하여 투수성 포장에 대한 역사와 최신 기술을 분석하였다. 최신의 투수성 포장 기술을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 투수성 포장은 기존의 방법대로 설계해도 노상 약화와 동결 융해로 인한 구조적인 문제가 없다. 둘째, 투수성 포장의 저수층 두께의 조절로 도시수문 설계에 직접 반영할 수 있다. 셋째, 기존의 다른 비점오염 처리시설에 비하여 수질처리 효과가 떨어지지 않는다. 특히 투수성 포장은 겨울철 제설제 사용을 저감하여 보다 친환경적이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.101-109
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• 2013

최근 전세계는 급격한 기후조건과 환경변화에 의해 냉난방 에너지 사용이 증가되고 있으며 이는 화석 연료 사용량 증가와 함께 $CO_2$ 배출량 상승, 지구 온난화 등 환경과 에너지에 대한 수많은 문제를 유발하고 있어 세계 각국은 온실가스 배출 및 에너지 소비 감소를 위한 대응책을 마련하고 있다. 우리나라 또한 정부의 '저탄소 녹색 성장' 및 '친환경 주택 건설기준 및 성능' 등의 정책을 선포하는 등 건물 부분에 있어 환경과 에너지 관리에 대한 노력을 하고 있다. 우리나라의 총 에너지 소비량 중 건물 부문이 차지하는 비율은 약 25%에 달하며 다른 산업 분야에 비해 연간 에너지 소비 증가율이 높은 편이다. 건물에서 에너지 손실이 가장 큰 부위는 외피로서, 이 부분의 에너지 손실을 감소하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나 이는 대부분 창호 및 단열재를 사용한 연구이며 건물 외피의 70% 이상을 차지하고 있는 콘크리트에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 건물의 에너지 손실을 최소화하기 위해서는 콘크리트 자체에서 단열성능을 확보할 수 있어야 하며 이에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 콘크리트의 단열성능을 확보하면서 구조용으로 사용이 가능한 콘크리트를 개발하기 위한 실험을 진행하였다. Test 1의 실험결과로써, Micro Foam Admixture (MFA)를 사용한 콘크리트는 슬럼프 경시변화가 개선되었으며, MFA의 혼입율을 증가할 경우 압축강도는 감소되고 열전도율은 증가되는 결과를 나타내었다. Test 2의 실험결과에서는 물시멘트비 변화시 물시멘트비 증가에 따라 압축강도는 감소하였고 열전도율은 증가하였다. 그러나 잔골재율 변화에 대한 물성 및 열적 특성은 큰 차이를 나타내지 않았다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.431-438
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• 2016

최근 급속한 경제 성장과 함께 국내 산업기반 시설과 국민생활기반 시설과 같은 국내 건축물 고급화로 천연석재 마감재 수요 증가와 동시에 국내 채석장 수도 증가하고 있다. 이에 따라 채석장의 증가와 함께 채석장에서 발생하는 환경오염으로 주변 지역 피해가 주목받고 있다. 예를 들자면, 채석장으로부터 흘러나온 석면이나 분진이 응집되어 생기는 고체와 같은 발암물질로부터 지역 주민들은 위협받고 있다. 특히 석면에서 방출되는 라돈가스는 지구상 어디에나 존재하고 토양과 암석에서 방출되는 자연방사능 물질로 흡연에 이어 폐암 발병의 주요 원인이다. 실내 환기량이 부족한 상태에서 실내공기 오염원이 지속적으로 순환될 경우, 두통, 현기증 등의 인체반응이 나타나면서 거주자의 건강을 위협하기 때문에 유해물질 저감이 시급한 실정이다. 주택 실내공기질의 오염원 중 하나인 라돈가스의 경우 방출원에서 반감기를 거쳐 계속해서 방출되는 특성을 가지고 있으므로 완벽한 제거보다 방출원에 대한 제어가 필요하다. 라돈가스와 같은 유해물질 흡착 성능을 가진 버미큘라이트의 첨가율을 10%로 고정하고 현무암 폐석을 50, 60, 70, 80% 첨가하여 실험을 진행하였다. 실험의 결과로 'KS F 4035,기성 테라죠'에 의거하여 종합적으로 고려할 때 현무암 폐석의 첨가율 70%에서 최적의 인조석재를 제조할 수 있는 것으로 판명되었다.