The IPCC methodology for estimating methane emissions from a solid waste landfill is based on the first order decay (FOD) method. One emission factor in the model is the methane generation potential (L0) that is estimated from the amount of decomposable degradable organic carbon (DOC) in a solid waste landfill. L0 is estimated based on the fraction of DOC in the waste, the fraction of the degradable organic carbon that decomposes under anaerobic conditions (DOCf), methane correction factor (MCF), and the fraction of methane in generated landfill gas (F). The other emission factor is the methane generation rate constant (k). The IPCC recommended that every country needs to develop country-specific key parameters (DOC, DOCf, k) more appropriate for its circumstances and characteristics. The objective of this research was to investigate the greenhouse gas emission factor (k) and parameters (DOC, DOCf) for wood wastes in a solid waste landfill. To investigate DOC, DOCf, and k for wood wastes, the biodegradable rate of wood wastes was determined by comparing the composition of excavated samples (L-1, L-2) with their fresh ones (F-1, F-2). The DOC values were found to be 48.36% and 45.27% for F-1 and F-2, respectively. It showed that the IPCC default value of DOC for wood wastes is appropriate for estimating methane emission. The maximum DOCf (0.17 and 0.18) or each wood waste excavated from G landfill was found to be lower compared with those for IPCC. The IPCC provided that default values of DOCf 0.5. The k values were found to be 0.0055 and 0.0058 year−1 for F-1 and F-2, respectively. The result confirmed that the biodegradation rate of wood wastes was very slow due to its lignin.

본 연구에서는 노무라입깃해파리(Nemopilema nomurai) 가수분해 추출물의 미백활성에 대하여 검색하였다. 가수분해 시료(NHE, N. nomurai Hydrolized Extract)는 노무라입깃해파리를 상업용 단백질분해효소(Protamex, Alcalase, Flavourzyme, Neutrase)를 이용하여 55℃에서 pH 5-8 조건으로 처리하는 과정을 거쳐 얻었다. 미백활성은 B16-F1 멜라노마 세포에서 멜라닌 색소 합성 저해능 평가를 통하여 확인하였다. 실험결과, Neutrase로 처리된 시료(N-NHE)에서 100μg/mL의 농도에서 멜라닌 생성이 가장 효율적으로 89.9% 감소되는 것을 관찰하였다. 이 시료는 또한 tyrosinase와 TRP-1 (tyrosinase related protein-1) 단백질의 발현을 억제하였다. 이상의 연구 결과는 노무라입깃해파리 가수분해 추출물의 화장품 미백 소재로의 개발 가능성을 보여주고 있다.

본 연구에서는 실내실험을 통하여 국내 중 소하천에 가장 많이 설치되고 있는 개량형 공압식 가동보를 대상으로 다양한 유량 변화에 대한 흐름특성을 분석하고, 유량계수산정식을 도출하였다. 실험결과, 가동보 기립각도에 따라 월류유량계수 (Cd)의 값은 0.613~0.634로 산정되었으며, 상류 Froude number (Fr1), 상대위어길이(ξ), 전수두비(H1/W), 상류수심과 위어마루를 월류하는 수심의 비(yc/y1)는 상류의 영향을 받으며 하류 Froude number (Fr2), 하류수심과 위어마루를 월류하는 수심의 비(yc/y2)는 하류의 영향을받아 변화하였다. 상 하류수위차와 하류수심의 비(Δy/y2)는 상 하류의 영향을 모두 받아 변화되는 특성을 보여주었다. 주요 영향변수를 고려하여 다중회귀분석에 의한 유량계수산정식을 도출한 결과, 개량형 공압식 가동보의 월류유량계수는 상류흐름 조건이 상류일 때, 가동보의 높이 즉, 기립각도에 따른 물리적 제원과 상류 접근흐름수두의 조건에 의하여 결정되는 것으로 나타났다.

경제성장과 급격한 산업화는 생활수준을 향상시켰으며 인구증가와 맞물려 세계적으로 물 사용량을 증가시켰고 결과적으로 하수슬러지의 발생량을 증가 시켰다. 국내의 하수도보급률을 85%를 상회하며 이로 인해 발생되는 하수슬러지의 양은 2006년 2,717,790 톤/년에서 2013년 말 기준으로 3,995,290 톤/년으로 3배가량 증가하였으며 하수슬러지의 양은 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 하수슬러지를 처리하기 위해 선진국에서는 육상 처리를 전제로 여러 가지 처리 기술들을 개발하고 있으며 국내에서도 여러 가지의 처리 방법이 연구되고 있는 상황이다. 하수슬러지를 처리하는 방법으로는 매립과 해양투기 이외에 소각, 용융, 탄화, 퇴비화, 시멘트 자원화 등의 여러 기술 등이 있다. 하지만 기술적, 경제적인 이유로 국내에서는 쉽게 적용되지 못하고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 환경부에서는 공공하수처리장의 혐기성 소화조 효율을 향상시킴으로서 하수슬러지의 감량화를 통한 바이오가스의 생산량 증대를 위한 다양한 전처리 기술들이 연구되고 있다. 혐기성 소화단계는 가수분해, 산생성, 초산생성, 메탄생성 단계로 구분되어 있으며 이 중 가수분해 단계는 혐기성 소화의 율속 단계로서 혐기성 소화 전체 과정의 소화효율과 속도를 조절한다. 따라서 본 연구에서는 공기주입과 영가철(ZVI)을 이용한 산화 반응을 이용하여 하수슬러지속 세포벽을 파괴시켜 세포내의 각종 유기물을 용출시킨 후 가수분해 단계 촉진을 위한 가용화를 이용한 전처리 공정을 적용하고자 한다. 실험방법으로 슬러지 1kg 당 0.015 L/hr의 사전 공기 주입 후 0.1%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 3%의 영가철(ZVI)을 투입하여 전처리를 실시한다. 전처리 실시 후 실험결과 가용화율은 영가철(ZVI) 1.5% 투입시에 85%까지 상승하였으며 2% 투입 이후 부터는 더는 증가하지 않았다. 이를 통하여 산소주입과 영가철(ZVI)을 이용한 전처리가 하수슬러지의 가용화에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 최종적으로 바이오가스 생산량 증가에 효과가 있을 것으로 판단된다. 향후 추가실험을 통해 하수슬러지의 오염부하의 저감 가능성을 평가하고 공기주입과 영가철(ZVI)을 이용한 전처리가 바이오가스 생성에 방해가 되는 H2S의 생성 억제에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 한다.

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.

Generator’s direct weighing method was applied for investigation of household waste generation. At least 28 days, eachhousehold member measured and recorded the weight of garbage discharged with plastic garbage bag, food waste, andrecyclable waste. Collected garbage record books were used as input data in Microsoft Excel, and statistical analysis weredone with Minitab 16 software. By generator’s direct weighing method for household waste generation, garbage dischargedby plastic bag, food waste, and recyclable waste were 130.5, 98.2, and 187.9g/capita/day, respectively. Difference inaverages of per capita garbage discharge between Seoul, Gyeonggi, Incheon, and Chungbuk were no statisticallysignificant. And as the number of house member decrease, per capita garbage discharge increase numerically, but therewas no statistically significant.

본 연구에서는 주름개선 화장품 원료를 개발하기 위하여 돌외 잎 70% 에탄올 추출물을 제조하여 섬유아세포 HDFn에 대하여 콜라겐 합성능을 측정하였다. 그 결과 돌외 추출물이 세포 독성 없이 농도 의존적으로 콜라겐 합성을 촉진함을 확인하였다. 돌외 추출물로부터 용매 분획 및 크로마토그래피 분리과정을 거쳐 2개의 활성 성분을 분리하였다. NMR 데이터 및 문헌치로 확인한 결과 이들은 플라보노이드 배당체인 Ombuine 3-O-rutinoside(1) 및 Quercetin 3-O-rutinoside(2)로 규명되었다. 섬유아세포의 type I procollagen 생합성에 미치는 영향을 분석한 결과 상기 화합물은 농도 의존적으로 콜라겐 합성을 촉진함을 알 수 있었다. 본 실험 결과는 화합물 1과 2를 함유한 돌외 추출물의 주름개선 화장품 소재로서의 개발 가능성을 보여주고 있다.

In this paper, the structural characteristics of the tracking-type floating PV generation system are presented. Moreover, the structural safety of each tracking-type floating PV generation system is estimated from the analytical results obtained by the finite element analyses.

본 연구에서는 수문모형의 구축 또는 설계홍수량 산정 시 요구되는 홍수도달시간의 산정 방법에 대해 검토하였다. 일반적으로 도달시간, 지체시간 등과 같은 시간매개변수의 결정은 수문모형을 구축할 때나 설계 시 매우 중요한 선행작업이며, 수문분석에 1개 이상의 시간매개변수가 반드시 필요하게 된다. 국내의 경우 자연하천 유역에 대한 도달시간 공식은 외국에서 개발된 Kirpich 공식, Kerby 공식, Kraven 공식, Rziha 공식 등의 경험공식들이 주로 사용되고 있으나, 적용 결과 과대 또는 과소한 값을 보이고 있다. 이것은 개발된 대상유역의 제한성과 개발정도에 따른 도달시간의 변화를 나타낼 수 없는 문제점을 갖고 있다. 국외에서 개발된 공식의 문제점을 보완하고자 신규 도달시간 산정 방법을 개략식과 정밀식으로 구분하고, Kraven 공식을 수정 보완한 연속형 Kraven 공식을 제시한 바 있다. 그러나, 도달시간 산정에 있어서 더욱더 중요한 사항은 국내 하천유역 또는 실험유역에서 지속적이고 정도 높은 강우량, 유출자료의 실측과 분석을 통하여 도출된 공식은 앞서 개발된 공식들의 단점을 보완한 신뢰성 높은 결과값을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 한국건설기술연구원에서 2012년부터 운영되어온 차탄천 시험유역(경기도 연천군 소재, 유역면적 190.64㎢, 주하도경사 0.96%, 유역평균경사 31.84%, 유로연장 38.49㎞, 산림 83.4%)의 2012년∼2013년 강우량, 하천수위(유출량) 자료를 기반으로 AMC(선행토양함수) 조건(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)에 따른 호우사상을 분리하여 최대 강우강도와 도달시간과의 관계 분석을 통하여 최대 강우강도 변화별 도달시간을 산정하였다. 차탄천 시험유역의 유역출구인 장진교의 최대 강우강도-도달시간 산정 결과 결정계수()는 AMC 조건 미고려 시 0.524, AMC 조건(Ⅰ) 시 0.610, AMC 조건(Ⅲ) 시 0.133으로 분석되었다. AMC 조건에 따라서는 의미있는 값을 산정하기 어려웠으며, 전체 21개 호우사상을 고려할 시 비교적 상관성이 높은 것으로 분석되었다. 최대 강우강도-도달시간 관계를 이용한 도달시간 산정 결과는 국외 공식을 적용한 획일적인 산정값에서 벗어나 최대 강우강도의 변화에 따라 도달시간을 달리하고 있어 매우 유용하다고 할 수 있다. 향후에는 많은 호우사상의 적용, 지형학적 인자, 강우강도, 유출량을 고려한 도달시간 산정 연구를 진행할 계획이다.

하천에서 보는 일반적으로 수위를 조절하거나 용수공급 등 물을 이용할 목적으로 하천을 횡단하여 설치한다. 보는 높이가 고정된 고정보와 조절되는 가동보가 있다. 기존에 설치되어 있는 고정보는 콘크리트 형태로 보 하단에 흐름의 절체를 유발시켜서 수질을 악화시키고 어류의 이동을 단절시키는 등 환경 문제를 일으키고, 보 상류에 토사의 퇴적에 의한 상류의 수위 상승에 의하여 내수침수를 일으키는 등 치수적으로 문제를 일으키고 있다. 최근에 하천환경에 대한 관심이 늘어나면서 기존의 고정보의 문제점을 보완하기 위하여 다양한 방식의 가동보가 개발되고 있다. 그 중 국내 중소하천에 설치되고 있는 가동보의 주요 방식은 크게 개량형 공압식 가동보, 고무보, 유압식 가동보, 유선형 자동보로 분류된다. 그러나 이러한 가동보에 대한 흐름특성 및 정확한 유량을 추정하기 위한 유량계수 산정에 대한 연구가 거의 진행되고 있지 않으며, 실제 현장에서 적용가능한 가동보의 설계 및 월류량을 추정하는데 많은 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 실내실험을 통하여 수쉬감지에 의한 자동 기립 및 전도가 가능하고, 저층수배출 장치를 통한 가동보 상류의 수질악화 방지로 중소하천에 가장 많이 설치되고 있는 개량형 공압식 가동보를 대상으로 다양한 유량변화에 대한 흐름특성을 분석하였다(그림 1과 그림 2). 길이가 12 m, 폭 0.6 m, 높이 0.5 m인 가변형 경사 수로를 이용하였으며, 실험이 진행되는 동안 하류단 수위조건은 등류수심을 유지하였다. 하상경사는 국내 중쇼하천의 경사도 분석을 통해 1/1000로 하였으며, 가동보 기립각도를 5가지(완전도복인 5, 30, 40, 50, 60도)로 구분하여 실험하였다. 다양한 실험조건에 대한 수위-유량관계곡선식을 개발하였으며(그림 3), Froude 상사법칙에 따라 흐름에 영향을 주는 주요 매개변수에 흐름특성을 분석하였다. 가동보 기립각도에 따라 유량계수(Cd)값은 0.61~0.75로 산정되었으며, 각도별로 상대위어길이가 증가하면 Cd값이 감소하는 경향을 보였다. 그러나 기립각도와 상하류수심간의 관계에서는 yc/y1값과 yc/y2값, F2가 증가하면 Cd값은 증가하였다.

본 연구는 초등학교 과학영재들의 삶에서 나타나는 정서와 몰입에 대한 특성을 알아보는데 목적이 있다. 이를 위해 영재학생들 중 몰입빈도가 특히 많은 학생 10명을 선발하여 과거와 현 재의 정서와 몰입에 대해 심층 면담을 하였다. 면담결과 학생들의 정서는 과거에 비해 현재가 훨씬 부정적으로 나타났는데 학업에 대한 부담, 책임감, 미래에 대한 고민 등이 현재를 부정적 으로 인식하게 한 주요 요소였다. 하지만 삶 전반에 많은 몰입 빈도를 보였으며, 특히 생산활 동 영역의 몰입빈도가 많았다. 그들은 몰입이 재미와 즐거움을 주며 꿈을 성취하고 시간을 절 약한다고 생각하고 있으며 실제로 창의적인 생각을 할 때는 대부분 몰입으로 연결되었다. 본 연구를 통해 영재학생들의 정서를 충분히 이해하고 그들이 몰입을 통해 능력을 잘 발현하고 삶의 의미를 찾기 위해 어떻게 적절한 교육적 처치를 해야 할 지 시사점을 줄 수 있을 것이다.

In this study, the effect of hydrogen peroxide (H2O2) pre-treatment for sewage sludge prior to anaerobic digestion wasassessed using a batch test with an objective to decrease nitrogen, dissolved sulfide and siloxane in sewage sludge. Atotal of 6 sets of experiments (Blank, 20, 40, 60, 80 and 100g H2O2/kg wet sludge) were carried out, each with duplicates.To assess the effect of different dosages of H2O2 on anaerobic digestion, the treated sewage sludge was used for biochemical methane potential (BMP) test and SCODcr concentration. Due to the H2O2 pre-treatment, solubilization of SCODcr in pretreated sludge increased by 89% compared to raw sewage sludge, whereas T-N and NH3-N concentrationdecreased. Cumulative methane yields were increased for all pretreated samples due to increased sludge solubilizationthrough H2O2 pre-treatment. In addition, dissolved siloxane concnetrations were decreased for all pretreated samples. Thus,a reduction in dissolved siloxane concenrtation can decrease the siloxane generation potential of sludge during anaerobicdigestion. However, dissolved sulfide concentration remained same. Although H2O2 dosage did not show any furtherimpact on dissolved sulfide, they have significantly decreased T-N, NH3-N and dissolve siloxane concentrations beforeanaerobic digestion.

2011년말 기준으로 공공하수처리시설은 505개소로 2001년 184개소, 2010년 470개소 등 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 하수처리시설에서 발생하는 슬러지량도 증가하고 있다. 슬러지를 처리하는 방안으로 고화, 매립, 해양배출, 혐기성 소화 등의 방법이 있으나, 고화 및 매립은 2차 환경오염에 대한 우려가 있고 해양배출은 2012년부터 전면 금지되었다. 이에 환경부에서는 공공하수처리시설에 설치된 혐기성 소화조의 효율 개선사업을 통해 소화효율을 향상시켜 메탄의 생산량 증대와 슬러지 감량화를 도모하고 있다. 슬러지의 감량화 및 바이오가스 발생량의 증대를 위해 혐기성 소화 전에 슬러지를 전처리시키는 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 혐기성 소화 공정은 가수분해, 산 생선, 초산생성 및 메탄생성 단계로 구분될 수 있으며, 이 중 가수분해 단계는 율속단계로서 전체 혐기성 소화공정의 효율 및 속도를 조정하기 때문에 가수분해 단계가 쉽게 이루어지기 위해 가용화라는 슬러지의 전처리를 수행하는 것이다. 전처리 공정의 방법으로는 열적처리, 화학적 산화, 기계적 처리, 생물학적 처리 등이 있다. 이 중 생물학적 처리 공정은 고온 호기성 박테리아를 배양시킨 후 소화조에 주입하여 슬러지의 혐기성 소화효율을 향상시키는 방법과 소량의 산소를 주입하지만 일정한 혐기 조건과 낮은 환원 조건을 유지하면서 미생물의 성장과 효소 합성 및 활성을 유발시켜 슬러지의 가용화 및 소화효율을 향상시키는 방법이 있다. 이에 본 연구에서는 공기의 주입을 통한 생물학적 전처리 방법이 슬러지 내에 존재하는 유기물뿐만 아니라 질소와 실록산 등의 거동에 미치는 영향을 분석하여 공기 주입을 통한 생물학적 전처리 방법이 혐기성 소화효율 향상과 반류수질, 바이오가스 정제시설 중 실록산 제거시설 등에 미치는 오염부하의 저감 가능성을 평가하고자 하였다. 실험결과, ORP는 공기 주입기간이 길어질수록 약간씩 증가하였으나 -247 ~ -268 mV의 환원조건을 나타내었으며, DO는 0.00 ~ 0.22 mg/L로 나타났다. 따라서 슬러지 전처리를 위해 공기를 주입하여도 소화조 내의 혐기성 조건에 미치는 영향은 미미할 것으로 판단된다. SCODcr의 경우에는 공기를 주입에 따라 SCODcr의 농도가 증가하여 공기주입에 의한 가용화 효과가 있는 것으로 나타났다. 총 질소와 암모니아성 질소의 경우 공기주입기간이 길어질수록 농도가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 DO 농도가 1 mg/L 이하의 조건을 유지하고 있어 공기주입에 의한 동시 질산화 및 탈질 현상이 발생한 것으로 판단된다. 따라서 공기주입에 의한 전처리 방법이 슬러지 내 질소의 부하를 감소시켜 암모니아성 질소로 인한 혐기성 소화의 저해 가능성과 혐기성 소화 후 반류수 및 방류수에 영향을 미치는 질소 부하를 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다. 실록산의 경우 공기주입 기간 증가에 따라 공기를 주입하지 않은 슬러지 내의 실록산 농도가 6.06 mg/kg에서 공기주입 4일째에는 3.43 mg/kg으로 감소하여, 공기주입 전처리 방법을 통해 바이오가스 정제 시설 중 실록산 처리 공정에 미치는 실록산 부하를 저감시킬 수 있을 것으로 사료된다.

폐기물매립지에서 발생되는 메탄(CH₄)가스는 폐기물 분야에서 배출하는 온실가스 물질 중에서 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 폐기물매립지에서 발생되는 메탄가스의 배출량은 폐기물매립지의 일반적인 특성인 불균질성에 기인하여 시공간에 따른 배출량의 차이가 매우 커서 지속적인 메탄가스의 배출량 측정이 필요하다. 폐기물매립지에서의 메탄가스 배출량 측정은 매립가스 배출경로에 따라 매립지 복토층을 통한 표면발산량, 가스 배제공을 통한 배출량. 매립가스 회수 시 매립가스 포집량 등에 대하여 주로 이루어지고 있다. 그러나 상기에서 나타낸 것처럼 폐기물매립지의 특성상 기온, 대기압, 강수 등의 기상조건, 매립폐기물 물리화학적 특성에 따른 메탄플럭스(Flux)변동, 그리고 복토층 두께, 복토층 균열여부, 사면부 등 매립지의 구조적 특성에 따라 매립지에서 배출되는 메탄가스 배출량의 대표적인 값을 산정하는 것이 어려우며 매립장 전체면적에 대한 조사에도 한계가 따른다. 특히 복토가 이루어진 폐기물매립지의 표면발산량에 대한 연구는 많이 진행된 반면에 복토가 미흡한 폐기물매립지 사면부의 경우 메탄 배출특성에 대한 연구가 미흡한 실정이어서 메탄 배출 저감을 위한 사면부 관리에 대한 관심이 매우 낮으며, 매립가스 포집시설 설치 시 사면부 인근에 설치된 수직 가스 포집정의 경우 매립가스 포집 효율이 저하되는 특성을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 위생매립지인 A매립지를 대상으로 매립지의 구조적 특성 중 하나인 사면부에서 배출되는 메탄가스 발생량을 평가하여 향후 메탄 배출량 저감 및 사면부 인근 수직 가스 포집 설치 설계를 위한 기초자료를 제공하는 것이 목적이다. A매립지의 면적은 38,280 m², 매립용량은 568,225 m²이며, 생활 폐기물 매립 직후 일일복토 및 중간복토를 시행하고 있다. 메탄배출량 측정은 챔버(Chamber)에 레이저 메탄검지기를 이용한 방법을 통하여 실험을 진행 하였으며, 매립지를 구역별로 매립종료 지점, 매립 진행 지점, 사면부로 나누어 메탄가스의 표면 발산량을 측정하였다. 실험결과, 매립종료 지점의 표면 발산량은 3.25 ~ 26.42 g/m²/d (평균 8.08 g/m²/d)으로 나타났으며, 매립 진행지점의 표면 발산량은 1.80 ~ 3.51 g/m²/d (평균 2.74 g/m²/d)으로 매립종료 지점의 표면 발산량보다 낮은 결과를 나타내었다. 반면에 사면부의 표면 발산량은 17.30 ~ 35.10 g/m²/d(평균 22.56 g/m²/d)으로 매립종료 지점에 비해 약 3배 정도 높게 나타났다. A매립지의 경우 사면부 면적이 매립지 전체 면적의 약 4%로, 구조별 메탄배출량을 산정하면 사면부 전체 메탄배출량은 표면 배출량의 약 12%로 면적에 비해 매립지 전체 메탄배출량에 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 산정되었다. 따라서 사면부 메탄가스의 표면 발산량의 저감을 위해 사면부에 대한 지속적인 관리가 필요할 것으로 사료된다.

인구의 증가, 화석연료의 고갈 등으로 인한 고유가 현상과 함께 기후변화협약에 따른 온실가스 배출 제제안의 발의는 신재생에너지에 대한 관심을 증가시키고 있다. 신재생에너지 중 바이오가스는 온실가스 감축이라는 과제와 함께 유기성폐기물의 처리에 대한 어려움도 함께 해결이 가능해 정부에서는 관련 법령의 개정 등의 노력을 기울이고 있다. 이러한 이유로 바이오가스를 발전설비 에너지원으로 활용하는 시설이 점차 증가하는 추세이다. 바이오가스를 에너지자원으로 활용하기 위해서는 수분, 황화수소, 실록산(Siloxane) 등의 자원화에 부정적인 영향을 미치는 물질을 제거해야 한다. 그 중 실록산은 바이오가스의 연소설비 내에서 이산화규소로(SiO2)전환되어 흰색 침적물을 형성하는데 이로 인해 가스엔진 내 열교환기, 피스톤 등의 마모 및 손상과, 출력저하를 일으켜 효율저하 및 부품교체, 세척에 대한 비용 상승의 원인이 되고 있다. 따라서 바이오가스 자원화시설의 효율적인 운영 및 전처리 기술의 개발을 위해서는 실록산 전처리 설비는 필수적이다. 실록산 전처리 설비를 설계하기 위해서는 바이오가스 중의 실록산 농도에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 있어야한다. 이에 실록산의 채취 및 분석방법에 대해 많은 연구가 이루어지고 있지만 규정화된 방법은 세계적으로도 정립되어있지 않은 실정이다. 문헌에 따라 다르지만 일반적으로 실록산 채취에 사용되는 방법으로는 용매 흡수법, 직접채취법, 고체흡착법 등이 알려져 있으며 용매흡수법이 모든 종류의 Siloxanes에 대해여 비교적 낮은 검출한계에서 정량적인 분석이 가능하다는 장점으로 인해 가장 자주 활용되고 있다. 용매흡수법은 임핀저(Impinger)에 채워진 용매 바이오가스를 통과시켜 실록산을 흡수한 후 분석하는 방법이다. 임핀저 내의 빠른 공기유속으로 인해 실록산이 메탄올에 100%용해되기 어려우므로 연구자에 따라 다르지만 1단의 임핀저 만으로는 실록산의 채취율을 보장할 수 없으므로, 보통 3단의 임핀저를 활용하고 있다. 이 과정에서 임핀저와 임핀저 사이를 연결할 수 있는 튜브(Tube)가 필요한데, 앞서 언급한 바와 마찬가지로 이에 대한 규정은 없는 상황이다. 하지만 튜브에 흡착되는 실록산에 의한 오차를 줄이고 현장 측정의 편리성을 확보하기 위해서는 적절한 재질의 튜브선정이 반드시 이루어져야 한다. 튜브가 지니고 있어야할 성질로서 우선 바이오가스 중의 실록산에 가급적 흡착이 덜 되어야 하며, 산성가스로 인한 튜브의 변질을 방지하기 위해 화학적으로 안정한 재질이 좋다. 또한 임핀저 간의 연결이 용이하도록 유연성이 좋은 재질이면 더욱 좋다. 이에 본 연구에서는 용매흡수법을 이용한 실록산 시료 채취 시에 사용되는 최적 Tube를 선정하기 위하여 실험을 진행하였다. 실험은 농도를 알고 있는 표준가스를 제조하여 3단 임핀저 흡수장치를 구성한 후 튜브의 재질별 실록산 회 수율을 평가하였다. 실록산의 회수율은 흡수법으로 측정한 실록산 농도를 표준가스의 실록산 농도로 나누어 산정하였으며, 회수율이 높은 튜브를 최적 튜브재질로 결정하였다. 실험에 사용된 튜브는 Silicon tube, Teflon tube, Tygon tube 총 3가지로 재질, 유연성, 화학적 안정성 등을 고려하여 선정하였다. 실험에 사용된 실록산 표준가스는 바이오가스 중에서 가장 높은 농도로 검출되는 D4(Octamethyl Cyclotetrasiloxane)를 이용하여 제조하였고, 용매로는 메탄올을 이용하였다. 실록산 농도는 질량분석기가 장착된 가스크로마토그래프(Gas Chromatograph/Mass Spectrometer, QP2010, Shimazu)로 분석하였다.

유기성폐기물 처리 시 발생되는 매립가스 및 혐기성소화가스는 높은 메탄함량으로 인해 연소를 통한 열 회수나 발전 등의 방법으로 자원화가 활발히 진행되고 있다. 그러나 바이오가스 중에는 다양한 미량물질 가운데 휘발성유기규소화합물은 연소에 의해 이산화규소를 형성하고 가스엔진이나 가스터빈 등의 고비용 설비에 축적되어 기기손상 및 자원화효율 저하를 유발한다. 따라서 최근 휘발성유기규소화합물인 실록산은 바이오가스 연소 전에 필수적으로 제거해야 하는 물질로 인식되고 있으며, 이를 위한 다양한 제거방법 연구 중에서는 흡착제거가 가장 일반적인 방법으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 활성탄 및 고분자 trap 역할에 주로 이용되는 제올라이트를 이용하여 실록산의 흡착제거 성능을 평가하고자 하였다. 흡착제로는 다양한 제올라이트(A형, X형, Y형, β형 제올라이트 및 ZSM-5)와 일반적인 흡착제인 활성탄을 결과 비교를 위하여 사용하였으며, 실록산은 매립가스 중 가장 높은 빈도와 농도로 발생되는 oxtamethyl-cyclo-tetrasiloxane (D4)를 흡착질로 사용하였다. 등온에서의 흡착평형실험결과, D4 흡착용량은 activated carbon의 및 β형 제올라이트가 43 mg/g, ZSM-5 및 A형 제올라이트가 각각 24, 16 mg/g으로 나타났고, X형과 Y형 제올라이트는 2 mg/g 미만으로 흡착효과가 거의 나타나지 않았다. 일반적으로 제올라이트는 분자체 역할을 하는 동공(cavity)의 모양 및 사이즈에 의해 흡착특성이 결정되는 것으로 알려져 있으나, 본 결과에서는 실록산(D4)은 제올라이트의 극성에 의한 선택성의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

In order to accelerate the biodegradation of easily organic materials in landfilled waste before excavating a closed solid waste landfill and prevent to be dried the landfilled wastes at the same time, this study has suggested the Dual Step Biostabilization System (DSBS), which could inject air with dry fog into its body. In addition, the applicability of the DSBS was estimated by means of field test at a closed landfill. As a result of field test, the reduction of oxygen consumption rate for landfilled wastes (48%) stabilized by air with dry fog was higher than that of landfilled wastes (38%) stabilized by only air. Three lysimeter experiments were, also, performed for the landfilled wastes sampled from the closed landfill. The production of cumulative carbon dioxide for landfilled wastes stabilized by air with dry fog was estimated to be highest (1,144.8 mL). In case of lysimeter that moisture was not introduced was found to be 1,051.9 mL, while another lysimeter that moisture was introduced through horizental trenches was 1,095.8 mL. It is clear that the DSBS can accelerate the biodegradation of organic compounds. In terms of volatile solids, the reduction amount of volatile solids for air with dry fog was higher than that of the other conditions.

The objective of this research was to suggest the estimation method of air injection quantity for pre-stabilization of landfilled wastes in a sustainable landfill. A study on the determination of oxygen demand quantity of landfilled wastes, therefore, was conducted in two different experiments. Firstly, a batch test was performed in order to measure the oxygen quantity required to oxidize easily degradable organic matter under aerobic conditions. Secondly, a lysimeter experiment was carried out to assess the air injection period according to moisture content (20%, 30%, 40%, 50%) and to validate the oxygen demand quantity obtained by the batch test. This study assumed that landfilled wastes contain two different organic matters and two matters are sequentially utilized by microorganism. The first one provides the faster oxygen uptake rate that called the “easily degradable organics”. During the second phase of the aerobic decomposition, the other one provides the slower oxygen uptake rate that called the “moderately degradable organics”. Also, in this study, a modified logistic equation divided two terms (fractions of easily degradable organic and moderately degradable organic) was suggested to determine the oxygen demand quantity for easily degradable organic of landfilled solid waste. As a result, the oxygen demand quantity obtained by the batch test led to similar results compared with that of lysimeter experiment. Therefore, it showed that the modified logistic equation and batch test were appropriate for determination of oxygen demand quantity for decomposition of easily degradable organic matter. Also, air injection period for decomposition of easily degradable organic decreased with the increase of moisture content.

In this study, we evaluated the applicability of upflow percolation test of European Standard as one of waste landfill stabilization index. Landfilled waste samples were taken from an old uncontrolled waste landfill site before and after 1 month aerobic treatment. Diameter of 10 cm and height of 30 cm column was filled with landfilled waste sample, and the column was saturated with deionized water for three days to reach equilibrium. And then upflow leachant was flowed by peristaltic pump with a linear velocity of 15 cm/day. Given schedule of sampling times leachate was sampled several times, and pH, COD, NH4-N, and Cl− of leachate were analysed. At the same time AT4 test, which is test for aerobic biochemical stabilization index, was performed. Upflow percolation test and AT4 test for landfilled waste samples before and after aerobic treatment showed significant statistical difference of results. From the results, upflow percolation test might be used as an complementary waste landfill stabilization index with AT4 test, and database of landfilled waste sample with different landfill ages should be accumulated to setup the proper waste landfill stabilization index.

In this prolonged economic recession, the countries in Northeast Asia play a crucial role in the global market and the relationship between Korea and China gets more attention due to its significant achievement during the past 20 years after the establishment of diplomatic ties in 1992. In this regards, this study presents general overview of Korea-China Car Ferry Route and evaluates the efficiency level of each operating route using DEA model. Incheon-Yingkou, Incheon-Lianyungang, Pyeong Taek-Lianyungang are analyzed as efficent routes, while from the view point of passenger efficiency, 4 routes i.e, Incheon-Dalian, Incheon-Dandong, Pyeong Taek- Weihai, Gunsan-Shidao are also noted as efficient routes. Consequently, other inefficient routes can benchmark these efficient routes by increasing cargo volume and passengers.