최근 화석연료의 부족으로 인해 전 세계적으로 신재생에너지(Renewable Enerygy) 확보에 총력을 기울이고 있으며 특히 풍력, 태양열, 태양광 및 바이오에너지(Bioenergy) 분야에서의 기술개발이 활발히 이루어져 신재생에너지의 공급비중이 증대되고 있는 추세이다. 특히 이러한 신재생에너지 중 혐기성소화에 의해 생산되는 바이오가스(Biogas)는 사료용 옥수수(Sorghum)와 같은 생분해성 유기물(Biodegradable Volatile Solids) 함량이 높은 에너지작물(Energy Crops)과 음식물류 페기물, 음폐수, 가축분뇨와 같은 유기성 폐자원과의 통합 혐기성소화(Anaerobic Co-digestion)를 통해 대규모 바이오가스 플랜트로 건설 및 운영되고 있다. 그러나 생산된 바이오가스는 대략 55 ~ 65%의 CH4와 35 ~ 45%의 CO2 그리고 1% 미만의 Trace Gas를 함유하고 있기 때문에 직접 수용용이나 가정용 연료로 사용할 수 있는 양질의 메탄(>95%)은 아니다. 따라서 바이오가스로부터 CO2 및 Trace Gas를 분리하는 고질화 과정(Biogas Upgrading)을 통해 생산된 바이오메탄(Biomethane)을 가정용 LNG공급망에 직접 주입하거나 수송용 연료로 저장･활용하는 시스템이 확대･보급되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 대량의 고순도메탄 생산을 위해 2상 혐기성소화와 CO2 탈기탑 사이의 Leachate 순환을 통해 CO2 흡수와 탈기를 반복하여 고순도메탄(>95%)을 회수하는 혐기성소화조로부터 직접 고질화 달성이 가능한 시스템을 개발하는데 연구목적을 두고 있다. Sorghum을 주입시료로 하고 기존의 단일 혐기성소화 반응조 대신 상분리 기술을 고순도메탄 회수 System에 도입하여 바이오메탄 대량생산을 시도한 결과, 유기물부하율(Organic Loading Rate, OLR)을 5kg VS/m³-d로 증가하였을 때 고온 메탄 생성조(Phase II)에서의 CH4 함량은 95.4%이었으며, 이 함량을 달성하기 위한 Leachate Recycle Ratio는 6.9L/L CO2, g Alkalinity/L CO2 생산비(Alkalinity/CO2 Ratio, ACR)은 42.8g Alk/L CO2이었다. CH4 생산량은 1.60v/v-d(Biogas Volume/Reactor Volume-day), TVS 제거효율은 70.4%로써 아주 우수한 결과를 보였다. 또한 OLR 10kg VS/m³-d로 증가하였을 때 고온 In-Situ Methane Enrichment System의 Leachate Recycle Ratio 8.7L/L CO2, ACR 65.1g Alk/L CO2 조건에서 Phase II의 CH4 함량은 95.2%이었으며, CH4이 2.44v/v-d가 생성되었고, TVS 제거효율은 58.8% 이었다. 그러나 OLR 15kg VS/m³-d일 때 CH4 함량은 90.8%로써 한국의 바이오메탄 규격에는 미치지 못하였으며, CH4 생산량도 2.09v/v-d로 낮고 TVS 제거효율도 35.9%에 불과하여 반응조 효율과 경제성 측면에서 만족할만한 결과를 얻지 못하였다.

유기성 폐자원(음식물류 폐수, 가축분뇨, 하수슬러지 등)의 해양투기 금지 및 폐자원 바이오매스 에너지화 정책에 따라 유기성 폐자원 에너지화는 중요한 국가적 과제로 부각되고 있다. 유기성 폐자원 처리의 경우 단독 처리시설은 38개소, 병합처리시설은 17개소가 운영 중에 있으나 개소당 처리량은 병합처리시설이 더 많은 것으로 나타났다(단독처리시설: 198천톤/년; 병합처리시설: 345천톤/년). 가축분뇨의 경우 타 유기성 폐기물에 비해 C/N 비가 높고 유기물 함량(Volatile Solids, VS 기준)이 낮아 에너지 전환 효율이 낮은 것으로 보고되고 있다. 이에 반해 음식물류 폐수의 경우 유기물 함량이 높고 C/N 비가 낮다. 따라서 가축분뇨와 음식물류 폐수 병합처리 시 가축분뇨의 원료적 단점을 보완할 수 있다. 병합처리시설 중 음식물류 폐수와 가축분뇨 병합처리 시설은 총 5개소가 운영 중에 있으며 혼합 비율은 1:0.5 ~ 182.5 (음식물류 폐수 기준)로 넓은 범위로 나타났다. 또한 소화효율(VS 기준)은 15.1 ~ 95.1%로 넓은 분포를 나타내었다. 이렇듯 음식물류 폐수와 가축 분뇨의 적정 혼합 비율에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 음식물류 폐수와 가축분뇨의 병합 비율에 따른 유기물 특성(Excitation-Emission Matrix (EEM), SUVA254, SUVA280 등)과 메탄 잠재량을 평가하였다. SUVA254와 SUVA280분석 결과에 따르면 가축분뇨는 음식물류 폐수에 비해 각각 6.8 및 8.1배 높은 것으로 나타났다. 회분식 메탄 잠재량 평가 결과, 가축분뇨의 비율이 낮아질수록 최대 메탄 발생량은 증가되는 경향으로 나타났다. 그러나 혼합 비율 대비 시너지효과를 평가한 결과, 1:1.5 (음식물류 폐수 기준) 비율에서 14.9%로 가장 높게 나타났다.

매립지에서 발생하는 메탄은 6대 온실가스 중 하나로서 이산화탄소의 21배의 온실효과를 갖는다. 매립층에서 발생한 매립가스는 복토층을 통과할 때 Methanotrophs 박테리아에 의해 산화된다. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)는 10%의 산화율을 기본값으로 제시하고 있다. Chanton et al. (2009)는 40가지 이상의 측정 결과들을 종합하여 IPCC 가이드라인이 산화율을 과소 평가하고 있는 것으로 보고하였다. 또한 메탄의 산화는 기후, 복토재 등 현장 특이적 영향을 많이 받아 국가고유계수를 개발하여 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 연구에서는 가스배제공과 지표면에서 매립가스 성상을 비교하여 산화율을 산정하였다. 매립가스 분석은 다섯 곳의 매립지에서 수행되었다. 비분산적외선(Non-dispersive Infrared, NDIR) 검출기를 이용해 메탄과 이산화탄소의 농도를 측정하였다. 지표면 매립가스 발산은 플럭스 챔버를 이용해 측정하였다. 산화율 산정 시 산화된 메탄은 모두 이산화탄소로 변화되며, 이산화탄소 농도의 증가는 메탄 산화에 따른 것으로 가정하였다. OX의 산정은 측정값의 평균, 중간값, 공간분석 적용 결과 세 가지를 이용해 산정하였다. 평균을 이용해 산화율을 산정했을 때 –67 ~ 93%로 극대값에 의해 굉장히 큰 오류가 나타났다. 중간값을 사용한 경우 산화율은 87 ~ 99%로 나타나 산화율이 과대 산정되었다. 공간보간법을 적용했을 때 산화율은 42 ~ 88%로 나타났다. 공간보간법을 사용했을 때 한 곳을 제외한 세 곳의 매립지의 산화율은 42 ~ 48%의 산화율을 보여 Chanton et al. (2009)가 발표한 36%와 유사한 결과를 도출하여 공간보간법을 적용하여 산화율을 산정하는 것이 합리적임을 알 수 있다. 따라서 본 연구 결과를 통해 산화율 산정 시 공간보간법을 적용해야하며, IPCC 가이드라인 기본값이 산화율을 과소평가하고 있음을 확인할 수 있었다.

농경지의 볏짚 수거량이 증가하면서 부족한 유기물을 공급하기 위하여 녹비작물을 이용하고 있다. 녹비작물은 유기물공급과 화학비료 대체가 가능한 우수한 유기물원이다. 그러나 농경지에서 분해되는 과정에 메탄을 발생시키기 때문에 메탄발생량을 줄이기 위한 노력이 요구된다. 따라서 논토양에서 녹비작물을 이용할 때 메탄발생량을 줄이기 위하여 경운깊이를 달리하여 시험하였다. 벼 생육기간 중 메탄 발생량은 이앙 후 63일, 74일에 가장 많았고 이앙 후 74일 이후부터 감소되었으며 이앙 후 106일에는 거의 발생되지 않았다. 녹비종류에 따른 메탄발생량은 보리환원구에서 가장 많았고, 그 다음은 헤어리베치, 화학비료 순이었다. 경운 깊이에 따른 메탄발생량은 10 cm경운보다 20 cm로 경운함으로써 화학비료는 22.5%, 헤어리베치 환원구는 12.4%, 보리환원구는 11.7% 감소되었다. 벼 재배기간 동안 대기온도는 30~40℃였고, 지온은 대기온도보다 약 2~10℃정도 낮았다. 산화환원전위(Eh)는 이앙 전 관개를 시작하면서 급격히 토양이 환원되어 (-)값을 나타냈다. 작물 재배기간 동안 산화환원전위차는 –300~-500 mV으로 낮았으며 관개가 중단된 이앙 후 106일 이후에는 다시 급격하게 증가되었다. 쌀 수량은 경운깊이에 따른 차이는 없었으나 녹비작물중에서는 헤어리베치 환원구에서 가장 많았다. 논토양에서 헤어리베치를 이용할 때 20 cm로 경운하여 메탄발생을 효과적으로 줄일 수 있었다.

본 연구는 반추위 메탄저감용 약용식물 첨가제 개발을 위해 유산균을 이용하여 발효한 두충 및 감초 추출물의 항균활성, 항산화활성 및 in vitro 반추위 발효시험을 실시하였다. 발효 약용식물 추출물 제조를 위해 접종된 종균의 성장효율을 조사하기 위해 실시한 생균수 측정 결과 L. curvatus NJ40, L. brevis NJ42 및 L. plantarum NJ45가 두충과 감초 모두에서 유의적으로 높은 균주 성장을 나타냈다(p<0.05). 항균활성측정 결과는 두충과 감초 추출물에서 공통적으로 L. curvatus NJ40 및 L. plantarum NJ45 로 발효한 추출물이 일부 병원균에 대한 항균효과를 나타내는 것으로 조사되었다. In vitro 반추위 발효시험에서 두충 및 감초 발효 추출물을 적용한 결과, 감초 추출물에서 메탄 저감효과가 나타났다. 특히 반추위내 미생물 발효 특성을 대표할 수 있는 휘발성지방산 생성효율을 향상 시키면서, 전반적 반추위 발효에 부정적 영향이 없는 것으로 나타났다.

18세기 산업화 이후 전 세계적으로 기후변화가 가속화되어 급격한 기후 변화를 초래하였다. 그로 인해 지구의 평균기온과 해수면이 상승하였고, 가뭄과 홍수 등의 잇따른 자연재해가 발생하고 있다. 온실가스는 주로 이산화탄소와 메탄으로 구성되어 있으며, 지구온난화에 주된 영향을 미치는 요소이다. 그 중 주요 온실가스 배출원에 해당하는 폐기물매립지는 인위적 배출원으로서 이에 따른 관리가 필요한 상황이다. 이러한 온실가스를 적정 관리하기 위하여 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)가이드라인에서 온실가스 배출량 산정모델을 통해 온실가스 발생량을 산정하도록 하고 있다. 폐기물매립지 표면 발산량에 대하여 일차분해모델(FOD, First Order Decay)을 적용하고 있으며, 이 모델에 적용되는 매개변수 중 하나인 메탄산화계수(OX)는 일차분해 모델에서 온실가스 배출량 산정에 필요한 기초자료로서 IPCC 지침서에 따라 기본값인 0과 잘 관리된 위생매립지에 대하여 1을 적용하고 있다. 메탄산화에 대한 영향인자는 복토층의 두께, 토양의 온도, 질감, 함수율 등이 있으며, 본 연구에서는 그 중 토양의 온도에 따른 메탄산화계수의 차이를 비교하기 위한 연구를 실시하였다. 일교차가 큰 요즘 온도의 차이를 나누기 위하여 실험은 낮과 밤으로 나누었으며, 폐기물매립지에서의 측정방법은 휴대용 레이저메탄검지기(Laser Methane Detector)를 이용하여 폐쇄형 챔버법을 통해 메탄플럭스를 측정하였고, 데이터 신뢰도 향상을 위하여 3-5회 반복 측정을 실시하였다. 이산화탄소는 Air Sampler를 이용하여 포집 후 TCD(Thermal Conductivity Detector)로 분석 실시하였으며, 메탄과 이산화탄소를 측정한 위치의 지하 50cm정도 깊이에서 GA5000(Geotechnical Instruments Co.)을 이용해 메탄, 이산화탄소의 농도를 계측하였다. 표면발산 가스 플럭스와 복토 밑의 매립가스 플럭스의 비를 통하여 메탄산화계수를 산정하였으며, Kriging법을 적용하여 Surfer(Golden software, Inc.) 소프트웨어로 공간 적분값을 구하여, 계측된 영역 전체를 공간평균화 하여 메탄산화계수 값을 계산하였다. 폐기물매립지에서는 메탄산화에 대한 영향인자가 기상조건에 특히 많은 영향을 받기 때문에 이를 적용하여 추가적 연구를 진행하여 보다 더 정확한 메탄산화계수 산정을 통해 더욱 신뢰성 있는 폐기물매립지에서의 온실가스 발생량 예측이 가능할 것으로 판단된다.

Agriculture is not only sources, but also sinks of GHGs through removal or sequestration of carbon and methane. Therehave been many efforts around the world to improve agriculture’s ability to sequester GHGs and to seek ways for economicbenefits through the emissions reduction project. Specially, animal waste management system and biogas plants have beenuseful to environmental policies in agriculture sector. The objectives of this study were to analyze the CDM project currentsituation in agriculture sector and draw a implications from its analysis. As a result of the investigation, strategies andprocedures are suggested to link agricultural policies to the CDM projects to create economics opportunities for the koreanagriculture. So it will be useful, a strategy to raise the economic feasibility of a rural area’s animal waste managementsystem and biogas plant project should consider to develop domestic technologies of biogas digester. Also, localgovernment, local college, rural communities should agree to closely work together to resolve the national’s greenhousegas reduction issue.

In this study the production of methane gas and the removal efficiency of nutrients in the anaerobic co-digestion facilitieswith food waste/food waste leachate (FWL), animal manure and food waste leachate (A-MIX), and sewage sludge andfood waste leachate (S-MIX) were investigated. The average amount of the theoretical methane production was 578.4CH4·L/kg·VSin from the anaerobic digestion facilities with FWL, 606.0CH4·L/kg·VSin from those with A-MIX and 570.0CH4·L/kg·VSin from those with S-MIX, respectively. The amount of the practical methane production was 350.7CH4·L/kg·VSin from the anaerobic digestion facilities with FWL, 379.5CH4·L/kg·VSin from those with A-MIX and 348.8CH4·L/kg·VSin from those with S-MIX, respectively. The nutrient compositions of FWL were 3.2g/100g for carbohydrates, 1.8g/100g for proteins and 1.9g/100g for lipids. The nutrient compositions of A-MIX were 0.4g/100g for carbohydrates,2.55g/100g for proteins 0.4g/100g and 0.7g/100g for lipids, respectively. The nutrient compositions of S-MIX were0.4g/100g for carbohydrates, 2.4g/100g for proteins 1.6g/100g and 0.4g/100g for lipids, respectively. The removalratio of carbohydrate was very high over 75% in all facilities and that of lipid was very low below 25%.

본 연구는 천연물질에서 유래한 반추위 메탄저감용 친환경 첨가제 개발을 위해 각기 다른 종균을 이용하여 발효한 세신 추출물의 항균활성, 항산화활성 및 in vitro 반추위 발효시험을 체계적으로 실시하였다. 접종된 균주들의 성장효율을 알아보기 위해 실시한 생균수측정 결과 L. curvatus NJ40 균주에서 유의적으로 높은 균주성장을 나타냈다(p<0.05). 항균활성측정 결과는 대조구 대비 L. curvatus NJ40 및 L. plantarum NJ45 균주와 발효된 세신 추출물이 병원균에 대한 항균효과를 나타내는 것으로 조사되었다. In vitro 반추위 발효실험에 세신 및 발효 세신 추출물을 적용한 결과, 휘발성 지방산 생성량 대비 반추위 메탄 저감효과가 나타났다. 특히 반추위 미생물 활력 및 사료이용 효율을 대표할 수 있는 휘발성 지방산 생성효율에 대한 부정적 효과 없이, 오히려 휘발성지방산 생성효율을 향상시키면서 반추위 메탄 저감효과를 가져올 수 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 Terpenoid 함유 식물 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상 및 메탄생성에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 반추위액은 티머시(timothy)와 농후사료를 6:4의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시술된 한우 암소에서 채취하였다. 본 실험에 사용한 식물 추출물은 박하(Mint), 소나무(Pine), 삼나무(Japan cedar), 초피나무(Sichuan pepper), 편백(Hinoki cypress) 그리고 해송(Japanese black pine)을 사용하였으며, 반추위액과 McDougall buffer를 1:2의 비율로 혼합한 배양액을 0.3g 티머시와 식물 추출물(기질의 5%)이 담긴 50ml serum bottle에 혐기상태로 15ml를 분주하였다. Serum bottle은 39℃, 150rpm으로 3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72시간 동안 배양하였다. 실험 결과 pH 값은 점점 감소하였으며, 전 배양시간에 걸쳐 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높았다. 건물 소화율은 배양 3시간대는 Mint 처리구만 유의적(p<0.05)으로 높았으나, 이후 24시간까지 모든 처리구에서 유의성이 없었다. 총 가스 발생량은 전 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 낮았으며, 이산화탄소 발생량은 배양 12시간대까지 감소하였으나, 그 이후는 유의적 차이가 없었다. 메탄 발생량의 경우 24시간대에 대조구에 비해 모든 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 감소하였다. 미생물 성장량은 첨가구에 따라 각각 다른 양상을 나타냈으나 24시간대는 모든 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 성장량이 감소하였다. 암모니아 측정량은 배양 12시간부터 첨가구에서 증가하는 경향을 보였으나 72시간대는 감소하였다. acetic acid 및 propionic acid도 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높은 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 본 실험에 사용한 Terpenoid 함유 식물 추출물 6종 모두 소화율에 영향을 미치지 않으며 메탄저감 효과를 나타내었다. 특히 Mint 및 Pine 추출물은 총 VFA, acetic acid 및 propionic acid의 생성을 증가시켰으며 상기의 결과를 종합하였을 때, 반추위 발효성상에 악영향을 미치지 않으며 메탄 발생을 저감하는 식물 추출물로는 Mint 및 Pine이 적합하다고 생각된다.

전 세계적인 환경문제로 인식되는 기후변화에 대응하기 위해서는 정확한 온실가스 배출량 파악이 필수적이다. 온실가스 배출량은 기후변화협약에 의거하여 일관된 방법론에 따라 산정하고 정기적으로 갱신 및 공표하고 있는데, 산정방법론은 IPCC에서 제시하는 Tier 1~3 수준으로 각 주체별 실정에 적합한 방식을 선택할 수 있다. 그러나 이들 산정방식은 기본적으로 활동도 자료(activity data)와 배출계수(emission factor)를 곱하는 형태를 취하기 때문에 정확한 온실가스 배출량 산정을 위해서는 활동도 자료로써의 항목별 통계자료를 확보하는 한편, 불확도 평가가 수반된 배출계수를 이용하여야 한다. 한편, 온실가스 배출부문 중에서도 폐기물 부문에서 배출되는 메탄은 혐기반응에 의하여 생성되고 매질의 내부와 대기의 압력 차에 의한 가스 이동으로 인하여 표면으로부터 대기 중으로 확산된다. 그러나 메탄 생성과소비, 이동 과정에서의 시간적･공간적 편차가 매우 크기 때문에 완전무결한 실측 기법은 존재하지 않는다. 따라서 지금까지 다양한 측정 기법이 제안된 바 있으며, 현장 조건과 장단점에 따라 여러 가지 실측 기법이 선택적으로 이용되고 있는 실정이다. Flux chamber method는 표면에서 발산되는 가스를 직접적으로 측정하여 배출량을 산정하는 기법으로, 다양한 매질에 적용 가능하고 장비의 구조가 비교적 단순하여 제작과 운용이 편리하고 경제적이다. 뿐만 아니라, 검출한계가 낮으면서 정확도와 정밀도가 우수한 측정값을 얻을 수 있어 국내･외 여러 분야의 배출량 연구에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 발산량이 과소평가되는 경향이 있고, chamber 내에서 가스가 희석될 수 있는 단점이 있는데, 이는 chamber의 설계 및 운용상의 변수를 최적화함으로써 개선될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 flux chamber method의 운용조건과 제반변수를 최적화하여 측정기법의 현장 적용성을 개선하였고, 이를 이용하여 대전광역시 고형폐기물 매립지의 전 면적에서 배출되는 메탄가스를 실측함으로써 연간 배출량을 산정하였다.

경제적이면서 친환경적인 오염부지 정화 수단으로 많은 관심을 받고 있는 식물정화공법(Phytoremediation)은 공법의 특성상 오염물질을 포함하는 부산물의 발생이 필연적으로 수반되어 이에 대한 처리가 반드시 고려되어야 한다. 현재는 발생되는 식물정화공법 부산물의 대부분을 압밀 및 열분해를 통한 중간처리와 연소, 직접처분 그리고 회화 등의 최종처분으로 구분하여 처리하고 있다. 이 때 연소와 회화는 낮은 열량으로 인해 폐열 회수가 어려운 단점이 있고, 열분해공정의 경우 식물체부산물의 높은 함수율로 인한 제한 및 외부에서 별도의 에너지원 투입에 따른 효용성 저하가 지적된다. 식물정화공법 부산물은 식물 종에 따라 구성이 다양하지만 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스, 리그닌 등의 식물섬유소와 회분으로 구성되어 있어 혐기성 조건에서 소화시킬 경우 가스화를 통해 에너지의 회수는 물론 처분을 필요로 하는 부산물의 양을 감소시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 중금속 오염부지에 식물정화공법을 적용하고 발생된 해바라기 부산물을 이용하여 에너지를 회수할 수 있는 가능성을 판단하고자 혐기성 조건에서 잠재 메탄 발생량을 확인하였다. 잠재 메탄발생량의 확인은 회분식 실험인 BMP(Biochemical Methane Potential) test를 수행하였으며, 실험은 식물정화공법의 부산물로 발생하는 지상부 중 바이오디젤의 원료로 사용 가능한 씨앗을 제외하고 줄기, 잎 그리고 꽃 각각의 부위별로 구분하여 실시하였다. 실험은 50일간 진행되었으며 발생되는 가스의 부피와 조성은 각각 t-type valve system과 TCD(Thermal Conductivity Detector)가 장착된 GC(Gas Chromatography, Younglin ACME 6100, Korea)를 이용하여 분석하였다. 이를 바탕으로 얻어진 시간에 따른 누적메탄발생량에 수정된 Gompertz 식을 적용하여 잠재메탄발생량을 구하였다.

In this study, the feasibility of the biogas production by anaerobic digestion with agricultural byproducts, which are stems and leaves of hot pepper or sweet pepper from one of the agricultural villages in South Korea, was investigated. The physico-chemical compositions of the agricultural byproducts of hot and sweet pepper were analyzed and they were found to be favorable with anaerobic digestion. Theoretical methane potentials of the test materials were estimated as 393.1 L CH4/kg VS for hot pepper and 372.6 L CH4/kg VS for sweet pepper. Biochemical methane potentials were analyzed by Biochemical Methane Potential (BMP) test and those of hot pepper and sweet pepper were 107.9 and 193.4 L CH4/kg VS, respectively. Silage was chosen to be long-term storage method for biogasification. Biochemical methane potential of hot pepper was increased by silage storage, while that of sweet pepper was decreased. In the case of silage chopping size, ensiled material with 30 mm size showed higher biochemical methane potential than that with 3 mm size. Most of test materials showed higher biochemical methane potentials with microbial additives containing Bacillus Circulans than that containing Bacillus Subtilis.

Needs for more accurate greenhouse gas (GHG) emission estimation are increasing to prepare for post-Kyoto protocol and emission trading starting from 2015 in Korea. Although GHG emission from landfill is relatively low, uncertainty of methane emissions from landfill is very high compared to the other sectors. Moreover, accurate estimation is needed to design landfill gas collection system and energy generation plant. In this paper, we investigated development methodologies of parameters comprising methane generation potential (L0) which is one of key parameters in methane emission estimation models. DOC included four steps including analysis of waste component, water content, organic carbon content, fossil carbon content. Instead of analysis of organic carbon content and fossil carbon content, biochemical analysis, measuring content of cellulose, hemicellulose, and lignin, is used in MELMod, landfill gas generation model in UK. Methodologies to develop DOCF has several methods including batch test, lysimeter test and test cell. They had difference in scale and similarity to landfill, but it is hard to consider the best method at the present stage. Preceding research on MCF is little. Lysimeter test and test cell can be the candidate to develop MCF, because of flexibility on test condition to characterize the structure of landfill sites. F is defined as fraction of methane in landfill gas. But by carbon flow and mass balance, F should represent fraction of methane in biogas generated by anaerobic decomposition. In this definition, F can be derived by same methods to that of DOCF.

This study was designed to synthesize mesoporous carbon, porous carbonic material and to characterize its surface in an attempt to adsorption methane gas(CH4). Synthesis of mesoporous carbon was carried out under two steps ; 1. forming a RF-silica complex with a mold using CTMABr, a surfactant, and TEOS, raw material of silica, and 2. eliminating silica through carbonization and HF treatment. The mesoporous carbon was synthesized under various conditions of synthesis time and calcination. Eight different types of mesoporous carbon, which were designated as MC1, MC2, MC3, MC4, MCT1, MCT2, MCT3, and MCT4, were prepared depending upon preparation conditions. The analysis of mesoporous carbon characteristics showed that the calcination of silica stabilized the mixed structure of silica and carbonic complex, and made the particle uniform. The results also showed that hydrothermal synthesis time did not have a strong influence on the size of pore. The bigger specific surface area was obtained as the hydrothermal synthesis time was extended. However, the specific surface area was getting smaller again after a certain period of time. In adsorption experiments, CH4 was used as adsorbate. For the case of CH4, MCT3 showed the highest adsorption efficiency.

In this study, anaerobic digestion tests for municipal solid wastes were performed in order to estimate their methane production rates. To simulate methane production rate, the first derivatives of the sigmoidal equations were calculated. The sigmoidal equations used were Gompertz and Logistic equations. Also, diauxic growth was employed to simulate methane production rate from municipal solid wastes. The equations were fitted to simulate methane production rate by nonlinear regression with a Marquardt-Levenberg algorithm. This is a statistical analysing methodology to minimize the sum of the squares of the differences between the predicted and measured values. Data fittings obtained by using the equations were compared statistically by using the RMSE (Root mean square error) and AIC (Akaike's information criterion). The equations derived from sigmoidal equations successfully described methane production rate for municipal solid wastes. RMSE and AIC were decreased significantly for the equations considering diauxic growth, compared to the equations without diauxic growth. These results showed that the equations derived from sigmoidal equations with diauxic growth can be a useful tool to simulate methane production rate for municipal solid wastes.

Indirect CO2 effect due to non-methane volatile organic compound (NMVOC) emissions from solvent and product use and fugitive NMVOC emissions from fuels in the Republic of Korea and 13 Annex I countries under United Nations Framework on Climate Change were estimated and the proportions of them to total greenhouse gas (GHG) emissions ranged from 0.092% to 0.45% in 2006. Indirect greenhouse effect (CO2, CH4, and O3) were estimated at 13 photochemical assessment monitoring sites in the Republic of Korea using concentrations of 8 NMVOCs of which indirect global warming potential (GWP) were available. The contribution of toluene to mixing ratio was highest at 11 sites and however, the contribution of toluene to indirect greenhouse effect was highest at nine sites. In contrast to toluene, the contributions of ethane, butane, and ethylene were enhanced. The indirect greenhouse effects of ethane and propane, of which ozone formation potentials are the lowest and the third lowest respectively among targeted 10 NMVOCs, ranked first and fourth highest respectively. Acetaldehyde has relatively higher maximum incremental reactivity and is classified as probable human carcinogen however, its indirect GWP ranked second lowest.