본 연구는 저토심 옥상녹화에 적용 가능한 초본류 및 지피식물을 중심으로 식물의 광합성작용을 통한 CO2 흡수량과 증발산량을 정량화하여 도시미기후 관점에서의 옥상녹화식물의 환경성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해 옥상녹화용 초본류 7종을 대상으로 적외선 CO2 가스 분석기에 의한 CO2 교환 속도 분석을 통해 각 식물의 CO2 흡수량과 증발산량을 측정하였다. 실험기간은 생장이 활발해지기 시작하는 5월부터 11월까지 매월 2반복 측정하였고, 주변 환경에 예민한 초본류의 특성상, 환경변수가 고정된 실내에서 광도의 변화를 주어 실시하였다. CO2 흡수량과 증발산량을 산출한 결과 단위엽면적당 CO2 흡수량은 초본류 중 구절초가 21.47×10-6g/cm2/s, 매발톱꽃이 12.74 g×10-6g/cm2/s로 높은 흡수율을 보였고, 켄터키블루그래스도 16.20×10-6g/cm2/s로 비교적 높았다. 단위엽면적당 증발산량은 켄터키블루그래스가8.75×10-5g/cm2/s로 가장 많았고, 다음은 매발톱꽃 8.66×10-5g/cm2/s, 구절초 8.58×10-5g/cm2/s 순으로 나타났다.

지구온난화는 자연생태계에 큰 변화를 가져오고, 식물의 생육에 큰 영향을 미친다. 상수리나무와 굴참나무는 분류학 적으로 가깝고, 우리나라 산림 저지대에서 우점종이다. 본 연구는 두 종의 어린 묘목이 CO2농도와 기온이 증가하면 생육반응이 어떻게 일어나는지 알아보기 위해 CO2농도는 700~800ppm으로, 기온은 대조구보다 약 3℃높게 처리하여 생장특성을 측정하고 분석하였다. 상수리나무는 지구온난화처리구에서 뚜렷하게 차이나는 형질이 줄기 길이와 식물체 무게이고, 굴참나무는 줄기 직경과 줄기 무게이었다(p〈0.05). 또한 평균 변화율로 보았을 때 굴참나무보다 상수리나무에서 많은 종류의 형질이 크게 변화하였다. 이는 지구온난화조건이 되면 한반도 중부지방에서 굴참나무보다 상수리나무의 생육반응이 더 민감하다는 것을 시사한다. 주성분분석은 두 종이 CO2농도와 기온이 증가하면 종과 상관없이 유사한 경향성으로 배열되어 나타났다. 이러한 반응을 결정짓는 형질은 잎 수, 잎 넓이, 잎 폭, 지상부 길이, 잎 길이, 지상부 무게, 줄기 무게, 잎 무게, 지하부 무게와 식물체 무게 등 대부분의 측정된 것들과 관련이 있었다.

연소식 CO2 발생기 사용시 사용하는 연료에 따라서 발생되는 CO2 농도 및 유해가스 농도를 비교 분석하는 것을 목표로 하였다. 사용 연료로는 등유, LPG, LNG를 이용하였다. 연소식 CO2 발생기는 등유사용 국내제품을 설치한 온실(A), 외국제품을 설치한 온실(B), LPG 사용 국내제품과 외국제품을 설치한 온실 2개소(C와 D) 및 LNG 사용 온실(E)을 선정하였다. 측정은 서울대학교 농생명과학공동기기원(NICEM)의 실내공기질 분석 시스템의 일부 측정시스템을 온실로 이동하여 측정하였다. 연소식 CO2 발생기 작동 유무에 따른 CO2 가스 증감은 NOx류의 증감에 정의 상관을 보였으며, 사용 연식에 따른 버너의 내구성 저하에 따른 유해가스 발생량이 증가하였다. CO 농도가 매우 높게 나올 경우에는 발생기 내부에 컨버터를 장착하여 농도를 저감시켜 직물의 생리장해를 예방시킬 필요가 있었다. 전체적으로 CO2 발생에 따른 유해가스 농도는 최근 설치된 장치에서는 큰 문제가 없었으며 가장 낮은 유해가스 발생량은 국산 LPG 제품을 사용한 D 온실이었다.

연구는 관엽식물 4종을 배지종류, 광도 및 이산화탄소 농도를 달리하여 식물의 광합성 반응을 조사하고, 그 결과에 기초하여 실내환경 조절에 효율적인 식물을 선정하고자 실시하였다. 식물재료로는 싱고니움, 디펜바키아, 쉐프렐라 홍콩, 드라세나를 사용하였으며, 성분과 성질이 다른 두 배지(peatmoss, hydroball)에 각각 재배하였다. 광도는 PPFD 0, 30, 50, 80, 100, 200, 400, 600μmol·m-2·s-1의 수준으로 조절하고, 이산화탄소 농도는 0, 50, 100, 200, 400, 700, 1000, 1500μmolCO2·mol-1의 수준으로 처리하였다. 광도 및 엽육내 CO2 농도변화에 따른 관엽식물의 광합성 반응을 조사한 결과, 약광에서의 광합성 능력을 나타내는 순양자수율은 쉐프렐라 홍콩과 디펜바키아에서 높게 나타났으며, 두 실내식물은 고농도의 이산화탄소 환경에서도 다른 두 식물에 비해 높은 광합성율을 기록했다. 드라세나 와네키는 두 조건 모두에서 가장 낮은 광합성 효율을 보였다. 두 배지 처리에 따라서는 각각의 관엽식물에서 엇갈린 광합성 반응이 관찰되었다. 쉐프렐라 홍콩은 피트모스 배지에서 광과 이산화탄소 증가에 따라 하이드로볼 배지에 비해 높은 광합성 속도를 보였지만, 디펜바키아는 그와는 정반대로 하이드로볼 배지에서 더욱 높은 광합성율을 기록했다. 싱고니움의 경우는 광처리에 의해서는 피트모스 배지에서 높은 광합성율을 보였지만 이산화탄소 처리에서는 배지간 차이가 없었다. 가장 낮은 광합성 효율을 보인 드라세나 와네키는 광에 의한 배지간 차이가 없었으며, 이산화탄소 증가시에는 피트모스에서 다소 높은 광합성율을 보였다. 따라서 실험한 4가지 관엽식물 중 광합성 효율이 가장 높았던 쉐프렐라 홍콩이나 하이드로볼 배지에서 높은 효율을 보인 디펜바키아가 실내 공기정화 및 실내 환경조절에 적합할 것으로 판단된다.

도시가로수의 탄소흡수원 기능을 평가하기 위하여 가로수로 흔히 식재되는 9개 수종을 선정하여 수종별 탄소저장량과 연간 이산화탄소 흡수량을 산정하여 비교하였다. 수종별로 가로수 식재현황을 고려하여 대상지를 선정하고 흉고직경과 수령을 측정하였으며, 활엽수와 침엽수 상대생장식을 활용하여 가로수의 탄소저장량과 생장속도, 연간 이산화탄소 흡수량을 산정하였다. 튤립나무, 메타세쿼이아, 양버즘나무가 빠른 생장속도를, 벚나무, 은행나무, 느티나무, 회화나무, 단풍나무는 중간의 생장속도를, 소나무는 느린 생장속도를 가진 그룹으로 분류되었고, 속성수의 경우 전정관리와 환경요인의 영향을 크게 받는 것으로 평가되었다. 조사한 9개 대표수종의 1 그루당 평균 탄소저장량은 205kgC/tree로, 수종에 따라 최대 518kgC/tree(튤립나무)에서 최소 41kgC/tree(소나무)를 나타냈다. 또한, 수종별로 생장 전년에 걸쳐 수목 1 그루가 흡수한 이산화탄소량은 연간 평균 7.6~99.1kgCO2/tree/y 의 범위로, 튤립나무의 흡수량이 가장 높고 메타세쿼이아, 양버즘나무의 순이었으며, 소나무가 가장 낮았다. 대표수종의 연간 이산화탄소 흡수량을 기초로 추정한 경기도 전체 도시 가로수의 연간 이산화탄소 흡수량은 경기도의 산림이 흡수하는 이산화탄소량의 약 0.67% 정도로 매우 작은 것으로 평가되었다. 그러나, 경기도에서는 매년 산림이 감소하고 시가화면적이 확대되고 있어 도심 내 탄소흡수원 확대는 점점 중요해질 것으로 보이며, 도심 내에서 수목은 열섬현상을 완화시키고 건물 냉난방에너지를 절감시킴으로써 간접적으로 이산화탄소 배출을 감소시키는 기능 또한 매우 중요한 의미를 가지고 있어 보다 다기능적인 관리가 이루어질 필요가 있다.

Methyl bromide (MB) has been banned by Montreal Protocol due to ozone depletion in developed countries since 2005 but uses for quarantine & pre-shipment (QPS) remains exemption due to no appropriate alternatives yet available. However, in 2010, the prohibition of QPS in European Union(EU) will be expected to phase out MB worldwide use. There is an inevitable need for MB alternatives technology. Also, other consumer's demand in QPS is that MB has damaging effect to the quality of highly valuable fresh products: some fruits, vegetables and mostly cut flowers. We evaluated 2% of phosphine(PH3) and 98% of CO2 mixtures as MB alternative in export cut flower fumigation. On sensitivity test, larvae of Aphis gossypii were most tolerant to PH3 fumigation in all stage of A. gossypii, Tetranychus urticae and Frankliniella occidentalis. The LC99 and LCT99 value of mixture gas for larvae of A. gossypii was 55 mg/L (24hr, 15℃) and 1,224 mgh/L(15℃), respectively. On confirmation trials scheduled in 28m3 container, all stages of A. gossypii, T. urticae, and F. occidentalis were completely controlled in 100g/㎥ of mixture gas for 24hrs at 8℃, and no damage was observed in roses, chrysanthemums, and lilies. The PH3 and CO2 mixture technology in cut flowers fumigation and their application will plays an practically important roles in further MB replacement strategy in Korea.

Supercritical carbondioxide is very effective in removing oils from a variety of seed matrices, devoid of any appreciable amount of phospholipid content. However, the limited solubility of phosphalipids in supercritical carbondioxide leaves behind a potentially valuable by-product in spent seed matrix. Any phospholipid extraction process from the spent matrix must maintain the structure and the quality of phospholipids and must be compatible with the end use of the seed protein meal an animal feed or for human consumption. An initial supercritical carbondioxide extraction of soybean flakes was performed at 32 MPa and 80℃ to extract the oils, leaving the phospholipids in the deflatted soybean flakes, A second step was performed on the defatted soybean flake using Xeth=0.10, Varying the pressure from 175 MPa to 70.6 MPa and temperature from 60℃ to 80℃. For all supercritical carbon dioxide/ethanol mixture extractions, a fraction rich in phospholipids was obtained. The fractions extracted from defatted soybean flakes were dried and them redissolved in chloroform before HPLC-ELSD analysis. Quantitative and qualitative analysis of phospholipids on soybean seeds, defatted soybean flake, and different extracted phospholipid fractions was carried out, to ascertain the effect of extraction pressure and temperature.

In this study, commercial pellet type sorbents for the collection of CO2 from a local municipal waste incinerator were prepared and characterized in terms of adsorption efficiency by varying the operating conditions of a field process. The concentration of CO2 in the flue gas ranged from 8 to 10%, which entered the test packed bed. As a result of this experiment, the sorbent procured from A-company, which is mainly composed of calcium compounds, showed the highest adsorption efficiency. The regeneration efficiency was fairly low, however. It also was found that based on adsorption breakthrough time, the relatively low flow rate of 10 LPM into the bed allowed higher collection efficiency. The higher flow rate of 40 LPM, on the other hand, tended to decrease the retention of the adsorption.

최근 온실가스 감축을 위한 세계 각국의 노력이 다각도로 진행되고 있으며, 국제적인 협력 또한 시급히 요구되고 있다. 이러한 노력의 일환으로 해운 업계에서는 항내에서 유발되는 선박 기인 온실가스 배출량 중 탄소에 대한 배출량 감축과 선박운항 비용 절감을 위한 친환경 항만 체계 구축 방안이 활발히 논의되고 있다. 이 논문에서는 탄소 배출량 감축 및 친환경 항만 체계 구축의 기초 연구로 정박 중인 선박에 자체 생산 전력을 공급하는 대신 육상전력을 공급하는 방안을 모색하였다. 이를 위하여 실제 운항중인 목포해양대학교의 실습선 새누리호를 대상으로 정박 중인 선박이 육상전력을 사용함으로써 얻을 수 있는 환경적 비용적 효과에 관해 고찰하였다. 연구 결과 육상전력을 사용한 경우에 CO2 배출량은 약 32.5%가 감소되었고, 운항비용은 약 33%가 절감된 것으로 나타났다.

아위느타리버섯에 대한 재배사내 CO2 농도에 따른 생육 및 수량성을 검토하여 시설재배에 적합한 CO2농도를 구명하고자 재배사의 CO2 농도를 500, 1000, 1500, 2000ppm으로 조절하면서 재배시험을 실시한 결과, 자실체 수량은 CO2 1000ppm 처리에서 102.4g/병으로 가장 높았고, CO2 2000ppm 처리에서 75.1g/병으로 가장 적게 나타나 통계적으로 유의하였다. CO2 농도에 따른 초발이 소요일수는 CO2 농도가 증가할수록 길어지는 경향으로 CO2 500, 1000ppm 처리에서는 6일, CO2 1500, 2000 처리에서는 각각 8일과 9일이 소요되었으며 생육일수 또한 같은 경향을 나타내어 수확에 소요되는 전체 재배일수는 CO2 500ppm 처리에서는 16일, CO2 2000ppm 처리에서는 23일로 나타났다. 아위느타리버섯의 생육상황은 발이개체수는 1500ppm 처리에서 12.2개, 유효경수는 1000ppm 처리에서 2.8개로 가장 많은 경향이었고, 자실체 갓직경, 대직경, 대길이 등은 처리간 차이가 없었으며, 자실체의 비정형과 발생율은 CO2 500, 1000, 1500ppm 처리에서는 4.0~7.3%로 유의차가 없었으나 2000ppm처리에서 13.8%로 현저히 증가하였다. 수확기 자실체의 중량에 따른 등급별 분포는 50g 이상은 갓의 신장이 1~2개체에서만 두드러졌던 500ppm 처리에서 10.3%으로 가장 높았으나, 상품화가 가능한 상등급과 중등급의 비율은 CO2 1000ppm 처리에서 65.4%로 가장 많았고. CO2 2000ppm 처리에서는 20g 이하의 하품의 비율이 59.3%로 가장 높은 것으로 나타났다. 수확기 자실체 갓과 대의 경도, 응집성, 검성 등의 물리적 특성은 처리간 큰 차이가 없어 CO2 농도가 수확기의 자실체 물성에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과로 아위느타리버섯 대량생산을 위한 시설재배사의 적정 CO2 농도는 자실체 수량과 유효경수가 많고 상품화가 가능한 중량의 개체 생산비율이 높은 CO2 1000ppm 처리가 가장 적합한 것으로 나타났다.

지구온난화 조건 하에 한국특산식물 섬자리공과 귀화식물 미국자리공의 발아, 식물계절 그리고 잎의 형태학적 변화 를 알아보기 위해 CO2농도(+380~420ppm)와 온도(+3.0℃)를 증가시킨 CO2+온도상승구(EC-ET)와 대조구(AC-AT)에서 실험하였다. 두 종의 발아율은 CO2+온도상승구에서 높았으며 발아개시일 역시 빨랐다. 그리고 섬자리공은 미국자리공에 비해 낮은 발아율 보였다. 섬자리공은 2년 통안 영양생장만 일어난 반면 미국자리공은 2008년과 2009년 한 해에 영양생장과 생식생장을 모두 하였다. 두 종의 식물계절은 CO2농도와 온도가 증가할수록 개업, 꽃대형성, 개화, 열매발달과 성숙시기가 빨라졌으며 잎의 노화 시기는 늦춰졌다. 섬자리공의 잎몸 길이는 CO2농도와 온도에 대한 영향을 받지 않았다. 반면 미국자리공은 CO2+온도상승구에서 높았다. 잎몸 폭 길이는 두 종 모두 CO2+온도상승구에서 높았다. 두 종의 총 잎 수는 구배별 차이가 없었다. 그리고 비엽면적은 섬자리공이 대조구에서 높은 반면 미국자리 CO2+온도상승구에서 높았다. 이상으로 볼 때, 지구온난화가 되면 미국자리공이 섬자리꽁보다 CO2농도와 증가에 대하여 더 민감하게 반응을 할 것으로 판단된다.

The performance of herbivores is directly determined by the quality of host plants which changed rapidly with abiotic environment. Elevated CO2-induced nitrogen decreases in plant foliage reduces the growth of chewing herbivorous insects. In contract, although aphids had species-specific response to elevated CO2, it was still considered that aphids’ population have been found to be the only feeding guild to respond positively to elevated CO2. Few studies of elevated CO2 effects on sap-feeding aphids can explain why aphids would make its success under elevated CO2 environment. Plant re-allocates the carbon and nitrogen in tissue under elevated CO2, and in turn alters structure of plant leaves, reduces the amino acid content of phloem sap and increased secondary metabolites of plant. However, it is difficult and unreasonable to predict the general response of aphids to elevated CO2 by using a single plant component. Instead, it is more likely that, in terms of interacting with host plant, aphids are trying to overcome the disadvantages of elevated CO2 and maximum their fitness under elevated CO2 environment. It may provide several cues to explain why individual species will achieve success under future elevated CO2. The present paper reviews recent studies of elevated CO2 effects on aphids and discusses the effects of elevated CO2 on aphid performance on crops using cotton and cereal aphids as examples. Further work examining induced defense of plant against aphids under elevated CO2 will contribute largely to current knowledge.

본 연구는 배추 재배시 기후변화에 대비하여 고온과 고농도의 이산화탄소 조건에서 생육반응과 세포조직의 변화를 알아보고자 수행하였다. 처리는 '대기중 온도+대기중 CO2 농도(Control)', '대기중 온도+대기보다 CO2 2배 상승(Elevated CO2)' '(대기온도보다 4℃ 상승+대기중 CO2 농도(Elevated temp.)', '대기온도보다 4℃ 상승+대기보다 CO2 2배 상승(Elevated temp.+CO2)'의 4가지 조건으로 처리하였다. 그 결과, 대기조건보다 온도만 높아지게 되면 배추의 생체중이 현저하게 저하되어 수량이 떨어지는 것으로 나타났고, 온도가 높아지고 CO2 농도가 동시에 올라가게 되면 생육이 어느정도 회복되는 것으로 나타났다. 또한 칼륨과 인산함량은 처리별로 차이가 없었지만 칼슘과 총질소함량은 온도만 높인 처리에서 높았고, 마그네슘 함량은 온도와 CO2 농도를 동시에 높인 처리에서 높게 나타났다. 배추잎의 세포 관찰결과 CO2 농도를 2배 정도 높인 처리에서 잎내의 전분함량이 증가하는 것으로 나타났고, 온도만 높인 처리에서 전분 함량이 가장 낮았다.

이산화탄소(CO2) 해양격리처리 방안의 실효성을 검토하기 위해서는 해양에 처리된 CO2가 해양생태계 및 해양생물에 미칠 수 있는 영향에 대해서 광범위하게 정보를 축적할 필요가 있다. 본 연구에서는 두족류인 참문어 Octopus vulgaris를 대상으로 고농도 CO2 환경(1, 2, 3%-CO2)에서의 폐사율 및 1%-CO2 환경에서의 생리학적 반응에 대해서 조사하였다. 참문어는 혈액채취를 위하여 복부대동맥에 케뉴레이션을 행한 후 호흡실에서 회복시켰다. 회복된 개체에 대하여 헤모림프의 산염기 조절인자에 대한 측정을 행하였다. 참문어는 3%-CO2 환경에서 72시간 안에 100% 폐사하였다. 헤모림프의 pH는 1%-CO2 노출 30분 후 유의하게 감소하였으나 실험종료 때까지 회복되지 않았으며, [HCO3-]는 CO2 노출 후 유의하게 증가하여 8시간에 7.8 mM를 나타내었으나 그 후 점차 감소하는 경향이었다. 헤모림프 이온([Cl-], [Na+], [K+])들은 유의한 변화를 보이지 않았다. 본 연구 결과 참문어는 방어, 넙치와 같은 경골어류 및 별상어와 같은 판새류보다 CO2에 민감한 것으로 사료된다.

본 연구는 묘의 생육을 최대화하기 위하여 생육 단계를 임의로 구분하고 각 단계 별 적정 환경 조건을 확립함에 목적을 두었다. 생육 단계는 총 20일의 배양기간을 6일(1단계), 7일(2단계), 7일(3단계)의 3단계로 구분하였다. 첫 번째 단계는 활착기로서 환경 처리 별 생육에 큰 차이가 나타나지 않았다. 높은 환경 조건에 의한 잎의 장해를 고려하였을 때, 80μmmol·m-2·s-1 의 PPFD 및 대기 중의 CO2 농도가 적합하였다. 두 번째 단계에서는 PPFD 및 CO2 조건이 높아짐에 따라 건물 중을 중심으로 부분적으로 향상되었다. 에너지 효율과 생육을 고려할 때, 160μmmol·m-2·s-1 의 PPFD와 700μmmol·mol-1의 CO2가 적합할 것으로 생각되었다. 세 번째 단계에서는 PPFD 및 CO2 농도가 높아짐에 따라 유의적으로 생육이 향상되었으며, 잎 및 마디의 발달상태도 현저히 향상되었다. 따라서 보다 적극적으로 생육증진을 고려할 때, 320μmmol·m-2·s-1 PPFD와 1800μmol·mol-1의 CO2가 적합할 것으로 생각되었다. 생육 단계별 환경 조절은 초기단계에 상대적으로 낮은 조건을 유지하고 후기단계에서 충분한 조건을 제공함으로써 건전한 묘를 생산할 수 있고 에너지 및 물질의 투입량을 절약할 수 있다.

딸기 재배용 온실 내 재배 벤치에서 생산량을 높이기 위하여 벤치 주위에서 이산화탄소를 공급하는 경우 환기 등에 의한 풍속으로 인하여 작물 주변의 적정가스 농도가 유지되지 못하는 현상이 발생한다. 본 연구에서는 이산화탄소를 보존시키고자 벤치 주변에 방풍막을 설치하는 방안에 대하여 분석하였다. 온실 내 벤치와 방풍막을 2차원 CFD 시뮬레이션으로 모델링하고 온실 내 공기의 풍속과 이산화탄소의 공급을 구현하여 보존되는 이산화탄소의 농도 분포를 살펴보았다. 또한 이를 통하여 설계한 온실의 환경조건에서의 적정한 방풍막 설치 높이를 제안하고자 하였다. 시뮬레이션에서 구현한 온실 내 풍속조건은 0.5, 1.0, 1.5 m/s이고, 방풍막의 높이는 미설치, 0.15, 0.30 m이고, 각 조건에서의 이산화탄소 농도를 측정하였다. 설계상의 편의와 시뮬레이션의 간소화를 위하여 벤치위의 작물은 없는 것으로 가정하였다. 일반적인 온실 내의 풍속 조건은 1.0 m/s로, 시뮬레이션 결과 이 때 벤치 위에서의 평균 이산화탄소 농도는 방풍막 미설치 시 420 ppm, 방풍막 설치 높이 0.15 m일 때 580 ppm, 0.30 m일 때 653 ppm으로 나타났다 딸기의 최대 생산량을 위한 적정 생육 이산화탄소 농도가 600~800ppm 정도인 것을 고려하여, 이와 같은 환경조건에서의 방풍막의 설치 높이는 0.30m가 적당할 것으로 판단하였으나 이산화탄소 공급조건, 작물의 배치 등의 조건변화에 따른 상황에서의 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것이다. 이처럼 방풍막의 설치가 온실 내에 시비한 이산화탄소를 작물 주변에 머무르게 하는 효과가 상당함을 알 수 있었으며, 설계한 환경조건에서 작물별로 적정한 수준의 이산화탄소량이 공급되고 있는지를 판단하기 위하여 CFD 기술이 이용될 수가 있음을 보였다.