• 한국광물학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-49
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• 2015

최근 세계적으로 탄소포집 및 저장(CCS, carbon capture and storage)기술에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 이번 연구는 폐시멘트 미분을 이산화탄소를 포집하는 광물탄산화(mineral carbonation)의 효율적인 재료로 활용하기 위한 연구의 일환으로 수행하였다. 0.15 mm 미만으로 체가름된 시멘트 풀(W:C = 6:4)과 $200m{\ell}$ 용액을 포함하는 반응용기에 순도 99%의 $CO_2$ 가스를 주입하는 직접수성탄산화 실험을 수행하고, 두 종류 첨가제(NaCl, $MgCl_2$)의 탄산화에의 영향을 분석하였다. 특히, 첨가제의 종류와 pH변화에 따른 탄산화 과정, 생성되는 탄산염광물의 종류와 특성에 대하여 자세히 연구하였다. 직접수성탄산화 실험 결과 pH는 $CO_2$의 주입으로 지속적으로 감소하였다. $Ca^{2+}$ 이온 농도는 $MgCl_2$가 첨가제로 활용한 경우에는 지속적으로 감소하였지만 $MgCl_2$를 첨가하지 않은 경우에는 감소하다가 pH가 낮아짐에 따라 생성된 탄산염광물의 용해로 다시 증가하는 경향을 보였다. 생성물질에 대한 X-선 회절분석 결과, $MgCl_2$를 첨가하지 않은 경우에는 방해석이 우세하게 나타났고, $MgCl_2$를 첨가제로 활용한 경우에는 $Mg^{2+}$ 이온의 영향으로 아라고나이트가 우세하게 나타났다. 또한 pH 단계별 직접수성탄산화 실험결과, $MgCl_2$를 첨가하지 않은 경우에는 pH가 높은 실험 초기에 나타난 바테라이트는 pH가 낮아질수록 결정도가 좋은 방해석으로 전환되는 것을 확인하였고, $MgCl_2$를 첨가제로 활용한 경우에는 pH가 낮아질수록 방해석의 함량은 감소하고 아라고나이트의 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제39권2호
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• pp.120-130
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• 1992

연구배경 : 급성 폐손상의 기전에 관한 연구는 많이 진행되어 있으나 아직 확실한 결론을 내리기에는 미흡한 실정이다. 최근에 산소기의 병인론적 역할에 관한 관심이 고조되고 있으나 이것도 아직 확실히 규명되지 못한 실정이고 내독소에 의한 백서의 급성 폐손상에 관해서는 경험이 일천한 상태이다. 이에 저자들은 백서에서 내독소투여 후 시간경과에 따른 폐포내 호중구 침윤과 폐포-모세혈관 투과성의 변화를 관찰하고 hydroxyl radical 탐식제인 DMTU와 hydroxyl radical 형성에 중요한 역할을 하는 철분제거제인 DFX 전처치가 이에 미치는 영향을 관찰하여 hydroxyl radical이 내독소에 의한 백서의 급성 폐손상에서 호중구의 이동과 폐포-모세혈관 투과성의 증가에 마치는 영향을 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 방법 : 50마리의 백서를 대조군 (n=5, 6hrs; n=5, 24hrs), 내독소 투여군 (n=10, 6hrs; n=10 24hrs), DMTU 전처치군 (n=10, 6hrs) 과 DFX 전처치군 (n=10, 6hrs) 으로 나누어 희생하기 30분전에 $^{125}I$을 붙인 bovine serum albwnin을 꼬리 정맥에 주사하였다. 내독소를 투여하고 6시간과 24시간이 경과한 후 백서를 희생시켜서 폐조직과 말초혈액 1 ml의 방사능을 측정하여 이 둘의 비를 폐포-모세혈관 투과성의 지표로 사용하였다. 다른 52마리의 백서를 위와 같이 4개의 군으로 나누어 [대조군 (n=5, 6hrs; n=5, 24hrs), 내독소투여군 (n=7, 6hrs; n=8, 24hrs), DMTU 전처치군 (n=6, 6hrs; n=9, 24hrs)과 DFX 전처치군 (n=5, 6hrs; n=7, 24hrs)] 내독소를 투여하고 6시간과 24시간이 경과한 후 희생시켜 말초혈액과 기관지폐포세척액의 구성세포와 폐의 병리조직학적 소견을 관찰하였다. 결과 : 내독소를 투여하고 6시간이 경과한 후 폐포-모세혈관 투과성이 증가되었다가 24시간이 경과한 후 정상대조군 수준으로 회복되는 양상을 보였는데 6시간만에 DMTU와 DFX 전처치로 유의하게 완화되었다. 폐조직으로의 호중구 침윤은 내독소를 투여하고 24시간이 경과한 후 관찰되었는데 이는 DMTU와 DFX 전처치로 완화되지 않았다. 결론 : 이상의 결과로 내독소에 의한 백서의 급성 폐손상에서 hydroxyl radical은 호중구의 이동에는 관여하지 않을 것으로 생각되며 주로 폐포-모세혈관 투과성 증가에 관여할 것으로 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제29권7호
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• pp.700-712
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• 1996

체외순환으로 인한 백혈구의 폐내정체는 술후 폐기능 부전의 주된 요인들 중 하나로 인식되고 있다. 본 연구의 목적은 체외순환전 투여한 부신피질 호르몬제(Solu-Medrol 30mg1kg)가 백혈구의 폐내정 체와 일부 관류후 증후군에 예방적 효과가 있는지를 규명하는데 있다. 연구는 1995년 1월부터 6월까지 부산백병원 흉부외과에서 실시된 개심술 환자중 무작위로 선정된 50 명을 대상으로 전향적 맹검법(blind fashion)으로 시행되었던바, 연구의 목적상 전체 환자를 부신피질 호 르몬제를 투여한 steroid 군(n=25)과 투여하지 않은 placebo 군(n:25)으로 나누어 검토하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 체외순환은 말초혈액의 총 백혈구수를 유의하게 변화시키는데 초기 엔 그 수를 저하시켰고 시간이 경과할수록 점차 상숭시켰으며 이러한 숫적 변화들은호중구수의 변화에 기인하였고 술후 7일까 지 유의한 증가를 보였다. 2.부분 체외순환은 백혈구의 폐내 정체를 야기시키나 고용량의 스테로이드 사용으로 예방이 가능하 였다. 3.양 군 모두에 있어 체외순환 동안 임파구수는 의미있게 변화되지 않고 체외순환 종료후 부터 3일 동안 유의한 감소를 보였으나 술후 7일엔 완전히 기준치로 회복되 었다. 4. 단구수는 양 군 모두 체외순환 초기 엔 큰 변화가 없다가 이후 점차 상승하여 술후 7일까지 유의한 증가가 지속되 었다. 5. 술후 동맥혈 PaO,는 placebo 군은 술전치 에 비해 감소되 었으나(P=0.01) steroid 군은 변화가 없었다 (P=0.90). 술후 발열 역시 steroid 군에 비해 placebo 군이 더 높았다(P=0.001). 이상의 결과를 통해 체외순환을 이용한 심장수술 동안 백혈구의 활성화와 폐내 정체가 관찰되.었고 steroid의 사용이 백혈구의 폐내정체를 예방해 주고술후의 일부관류후증후군을완화시켜 줌을확인할 수 있었다. 따라서 체외순환전 고용량 스테로이드의 예방적 투여가 적절한 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.432-440
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• 2015

유기물의 열분해로 생성되는 바이오차는 토양 탄소 저장량을 증가시킴으로써 기후변화를 완화할 수 있는 전략으로 소개되고 있다. 또한 바이오차는 토양의 흡착능을 증대시켜 중금속으로 오염된 토양을 정화할 수 있다고 보고된다. 본 연구는 두 종류 바이오차의 토양 중금속 제거 효과와 함께 기후변화 완화효과를 동시에 알아보기 위해 수행되었다. 두 종류의 바이오차는 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스를 열분해 하여 준비했다. 납으로 오염된 농경지 토양은 바이오차 및 바이오매스와 혼합되어 60일 동안 배양하였다. $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 배양 기간 동안 주기적으로 측정되었고 토양 분석은 배양 종료 후 아세트산을 이용한 납 추출량을 비롯한 생화학적 요소에 대해 수행하였다. 그 결과, 배양 후 납의 양은 BC_Ch에서 71% 만큼 감소했다. 배양 중 $CO_2$와 $N_2O$ 발생은 BC_Ch, TW_Ch에서 각각 BC_Bm, TW_Bm 대비 약 24%, 34% 감소하였다. $CH_4$ 발생은 바이오차 처리에 의한 유의한 차이를 나타내지 않았다. GWP 계산 과정에서 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$), 토양에 처리한 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스와 바이오차, 토양 내 총 탄소량을 고려하였으며, 바이오차 투입으로 토양 내 납의 농도가 감소한 BC_Ch를 제외한 나머지 처리구와 대조구에 제올라이트를 투입하였다고 가정하여 GWP 계산을 수행하였다. BC_Ch가 GWP 측면에서 가장 유리한 것을 보였는데, 이는 가시박 바이오차가 높은 납 흡착과 토양 내 탄소 격리 효과를 나타냈기 때문으로 사료된다. 결론적으로, 가시박으로부터 생성한 바이오차를 투입하는 것이 토양 오염 저감과 기후변화 완화 효과를 동시에 기대할 수 있는 전략임을 시사한다.

• 환경생물
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• 제34권4호
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• pp.257-263
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• 2016

본 연구는 영년생 작물 중 배 재배지의 탄소수지 평가를 위하여 전남 나주 욱곡리 배 재배지에서 토양호흡, 초본류의 생태계순생산량 그리고 배 과수의 바이오매스와 배 재배지에서의 생태계순교환량을 측정하였다. 2015년 배 재배지의 연간 토양호흡량은 약 $25.6ton\;CO_2\;ha^{-1}$이었다. 바이오매스 측정을 통해 측정된 배나무 수체에 저장된 $CO_2$ 양은 $(-)27.9ton\;CO_2\;ha^{-1}$이었으며, 전정된 가지에 저장된 $CO_2$ 양은 약 $(-)12.6ton\;CO_2\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었다. 배 재배지 임상 하부에 자생하는 초본류 광합성에 의해 흡수된 $CO_2$ 양은 $(-)5.2ton\;CO_2\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었다. 이를 배 재배지 단위에서의 $CO_2$ 배출량과 흡수량으로 구분하여 보면, 연간 1 ha당 약 25.6 ton이 대기 중으로 배출되었으며 대기로부터 흡수된 $CO_2$는 약 (-)45.7 ton이었다. 이를 합산하면 연간 약 (-)20.1 ton의 $CO_2$가 대기 중으로부터 배 재배지로 흡수되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 미기상학적인 방법을 이용하여 측정한 배 재배지 대기와 작물 및 토양권 간의 연간 $CO_2$ 교환량 $(-)17.8ton\;ha^{-1}$와 큰 차이를 보이지 않았다. 이러한 다양한 접근 방법을 이용한 연구는 배 재배지뿐만 아니라 영년생 작물 재배지 단위에서 농업생태계 구성요소들 간의 $CO_2$ 흐름을 파악하여 보다 효율적인 탄소수지 평가 연구를 위한 방법론을 제시하고 향후 농업생태계가 탄소 흡수원으로서 인정받기 위한 후속 연구의 기초 데이터로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.24-28
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• 2010

이산화탄소의 광물고정화는 자연계의 풍화 작용을 모사한 것으로 매우 안정한 반응이지만 반응 속도가 매우 느리다. 이러한 반응 속도 증가를 위하여 광물의 전처리가 필요하다. 본 연구에서는 이산화탄소 광물고정화 속도 증가를 위한 두 가지의 전처리 방법을 소개하고 고정화 효율 증가를 확인하였다. 열적전처리는 $630^{\circ}C$에서 행해지는데, 이는 이산화탄소가 고정화되는 것을 방해하는 사문석 분자 내의 -OH기의 제거한다. FT-IR 피크를 통해 -OH기가 제거되는 것을 확인할 수 있다. 화학적전처리는 사문석 내의 주요 광물고정화 성분인 마그네슘 성분을 $75^{\circ}C$의 추출 온도에서 황산을 이용하여 추출해내는 것이다. 황산의 수소이온이 사문석 내의 결합을 약화시켜 마그네슘이 추출되도록 한다. 이는 ICP-AES와 XRF를 통하여 추출량을 확인하였다. 전처리가 끝난 사문석을 이용하여 이산화탄소 광물고정화 반응을 진행시 열적전처리의 경우 43%의 이산화탄소 고정화 효율을 나타내는데, 전처리를 하지 않았을 때 27%의 효율에 비하여 증가하였음을 확인하였다. 하지만 이 경우 많은 에너지가 소비된다는 단점이 있다. 화학적 전처리의 경우 열적전처리에 비해 45 atm, $25^{\circ}C$라는 비교적 온화한 조건에서 진행되는데, 이산화탄소 고정화 효율도 전처리 전인 24%에서 42%까지 상승하는 것을 확인할 수 있다.

• 생태와환경
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• 제36권4호통권105호
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• pp.391-402
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• 2003

지난 20여년간 대기 중 이산화탄소 농도의 증가가 육상 생태계에 미칠 영향에 대한 많은 연구가 진행되었다. 그러나 전지구적 물질 순환에 중요한 역할을 담당하는 습지 생태계에서 일어나는 반응에 대한 연구는 미흡하다. 본 종설에서는 대기 중 이산화탄소 농도가 증가했을 때 습지의 식생들이 어떠한 반응을 보일 것인지에 대해 알아보고자, 이와 연관하여 발표된 논문들의 결과를 모아 정리하였다. 특히, 습지 식생의 일차생산성, 군집 구조, 증발산량, 식물체의 영양소 등에 미치는 영향을 살펴 보았다. 이산화탄소 증가가 개개 식물의 광합성량을 증가 시키는 것은 많이 관찰 되었으나,이러한 현상이 바로 습지식생의 탄소보유를 증가시키는 것으로 결론 내릴 수 없었다. 그 이유는 고정된 탄소의 지하부로의 전달, 개개 종의 상이한 반응, 종간의 상호작용, 영양소의 부족 등 다른 요인들의 작용 때문이다. 그러나 이산화탄소 농도의 증가는 전반적으로 습지 식물의 증발산량을 감소 시키는 경향을 보였다. 한편, 육상 식물의 반응과 유사하게 많은 습지에서 이산화탄소의 증가가식생의 C/N비를 증가 시키는 것이 일부 종에서 관찰 되었으며,이러한 종에서는 장기적인 유기물분해의 속도가 감소될 수 있음을 암시한다. 그러나 지하부로 유입되는 새로운 광합성 산물들의 동태에 대한 더 많은 정보가 모아져야 정확한 예측이 가능할 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권1호
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• pp.42-52
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• 2013

이산화탄소 포집 및 저장기술(CCS)은 기후변화에 대응하는 효과적인 온실가스 저감기술로서 평가받고 있다. 국내에서는 이산화탄소 포집 및 해양지중저장사업이 2020년 실증화를 목표로 빠르게 진행되고 있다. 하지만 CCS 기술을 실제 환경에 적용하는 과정에서는 수송, 저장과정에서의 $CO_2$ 누출 문제나 영구적인 격리에 대한 불확실성 등의 환경 안전성 관리를 위한 제도적 기반은 마련되어있지 않은 실정이다. 이로 인하여 CCS 사업시행 과정에서 주민이나 이해당사자의 사업 거부 및 이로 인한 사업의 지연 등의 문제가 발생할 수 있다. 원활한 사업 진행에 필요한 사회적 수용성을 강화하기 위해서는 환경 안전성에 대한 국가 차원의 관리 체계 마련이 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 환경 안전성 관리 체계의 가장 기본적인 제도라 할 수 있는 환경영향평가와 환경위해성평가 등의 국내외 관련 제도 및 규정 등을 살펴보고, 선진국에서 수행되고 있는 CCS 사업에 대한 환경영향평가기술과 사례를 조사하여, 국내의 제도개선 방향과 기술개발 및 관리방안에 대해 제안하고자 하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권6호
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• pp.623-640
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• 2013

Soil organic carbon (SOC) of soil series is necessary to calculate soil C sequestration due to IPCC default categorized by climate regions and by soil types. The 3,400 thousand data were downloaded from agricultural soil information system and analyzed to get averages of soil order, soil series, and textual family for the three different soil management practices in Korea. The SOC content was $13.3{\pm}5.38g\;kg^{-1}$ in paddy field, $13.7{\pm}7.19g\;kg^{-1}$ in upland field, and $15.2{\pm}8.22g\;kg^{-1}$ in orchard soil, respectively. As SOC in orchard was 10% greater than that in upland, orchard must be managed with applying compost. The SOCs of inceptisols, which was largely distributed in Korea, were $13.6{\pm}5.48g\;kg^{-1}$ in paddy field, $14.1{\pm}7.38g\;kg^{-1}$ in upland field, and $15.3{\pm}8.20g\;kg^{-1}$ in orchard soil, respectively. The SOCs of alfisols were $13.6{\pm}4.96g\;kg^{-1}$ in paddy field, $13.7{\pm}6.99g\;kg^{-1}$ in upland field, and $15.6{\pm}8.59g\;kg^{-1}$ in orchard soil, respectively. The SOCs of entisols were $11.7{\pm}5.16g\;kg^{-1}$ in paddy field, $12.8{\pm}7.05g\;kg^{-1}$ in upland field, and $13.7{\pm}7.81g\;kg^{-1}$ in orchard soil, respectively. The SOCs of ultisols were $12.7{\pm}4.79g\;kg^{-1}$ in paddy field, $12.7{\pm}6.22g\;kg^{-1}$ in upland field, and $16.3{\pm}8.49g\;kg^{-1}$ in orchard soil, respectively. The fact that soils containing greater clay content in textual family had also more SOC content revealed that SOC could be also dependent on some soil properties as well as soil order. Because SOC differences among soil series representing same textual family were greater than those among textual family, SOC differences should be mainly affected by management practices such as compost application.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.612-620
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• 2016

산화 칼슘 수용액을 통해 이산화탄소를 포집하는 수성 광물 탄산화 공정은 안정적으로 이산화탄소를 고립시킬 뿐 아니라 생성물의 부가 가치를 기대할 수 있는 대표적인 CCU (Carbon Capture & Utilization) 기술이다. 이 공정의 핵심은 고체 반응물인 산화칼슘의 용해 속도를 최대로 높이는 것인데, 이를 위해 반응기 전체에 고체 반응물이 균일하게 분포되도록 혼합하는 적절한 반응기의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 하루에 40ton의 이산화탄소 포집이 가능한 파일럿 규모의 광물 탄산화 반응기를 대상으로, 반응기의 내부 구조 설계에 따라 고체 반응물의 분산도가 어떻게 변하는지에 대해 전산 유체 역학적 모델링(Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling)을 통해 연구하였다. 교반 탱크 반응기(stirred tank reactor) 형태를 기반으로 외부 구조는 고정한 상태에서 교반기의 종류/갯수/지름/유격/회전 속도, 칸막이의 높이/너비를 변수로 선정하여 다양한 조합의 경우(case)들을 해석하였다. 각 설계 변수에 대한 민감도를 분석함으로써 각 변수의 영향을 파악하고, 중요한 변수를 판별할 수 있었다. 동시에 고체 부피 분율(solid volume fraction)의 높이 방향 표준 편차가 0.001에 가까운 균일한 분포를 만들 수 있는 내부 설계안을 제안하였다.