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- 저자 : 남성현 ( Sung-hyeon Nam ) (검색결과 5 건)
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이지은 ( Ji-eun Lee ),남성현 ( Sung Hyeon Nam ),이준규 ( Jun Gyu Lee ),정재영 ( Jae Young Jung ),김혁수 ( Hyuck-soo Kim ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0
고로슬래그는 철 생산을 위해 고로에서 암석을 녹인 후 발생하는 부산물 중 급속도로 냉각된 비정질의 슬래그를 지칭하며, 제철 산업의 발전에 따라 그 발생량은 점차 증가하고 있다. 현재까지 고로슬래그는 규산질 비료, 시멘트 원료, 성토 및 도로용 골재 등으로 활용되었는데, 최근 고로슬래그는 규소, 칼슘 성분을 기반으로 CO<sub>2</sub>를 포집할 수 있다는 가능성이 제시되고 있다. 따라서 본 연구는 고로슬래그를 대기 중의 이산화탄소를 다량 포집할 수 있는 인공토양의 원료로 선택하여 새로운 재활용 방안으로 활용하고자 수행되었다. 고로슬래그의 이화학성 분석 결과, CaO와 SiO<sub>2</sub>가 전체 성분 중 약 77%를 차지하였으며, pH 및 모래 입자 크기(>0.05 mm) 분포 함량이 높았다. 국토교통부 조경설계기준에 따라 점토 함량과 pH 조절을 위해 점토광물 중 pH 3.5 규조토를 혼합하여 상급 수준으로 하였으며, 식물체에 유기물을 공급을 위해 탄소 중립 소재인 바이오차와 피트모스를 1:1(W/W)로 혼합하여 총 무게의 10%를 혼합하였다. 상추 생장 시험을 위해 일반 토양 처리구, 상토 처리구, 인공토양 처리구로 하여 시험을 수행하였다. 인공토양의 이화학성 및 상추 생육을 분석한 결과, 이화학성은 상급으로 조경설계기준에 부합하였으며, 인공토양 처리구와 상토 처리구의 생중량 및 건물중이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 상추의 엽록소 함량과 엽각 측정 결과, 인공토양 처리구에서 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 고로슬래그에 포함된 규산이 식물체를 직립시켜 광합성 효율이 증진된 것으로 판단된다. 결과적으로 고로슬래그를 혼합한 인공토양은 작물 생산에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단되며, 다양한 환경 분야에 탄소중립을 목적으로 활용 가능할 것으로 판단된다.
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Contamination index를 이용한 경기도 산업단지 인근 농경지 중금속 오염도 평가
박병준 ( Byung-jun Park ),이영돈 ( Young-don Lee ),남성현 ( Sung-hyeon Nam ),정재영 ( Jae-young Jeong ),김혁수 ( Hyuck-soo Kim ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0
산업화로 인해 전국적으로 형성된 산업단지는 다양한 제품을 제조하는 과정 중 각종 부산물, 폐수 등을 배출하고 있다. 산업단지로부터 배출되는 중금속으로 인해 인근 농경지가 오염될 수 있으며, 토양 내 잔류된 중금속은 생분해 되지 않고, 작물로 전이되어 작물 체내에 축적될 수 있다. 중금속으로 오염된 작물의 섭취는 인체에 흡수되어 다양한 질환을 유발하는데, 이러한 문제를 예방하기 위해 토양에 함유된 오염물질을 분석하여 오염 정도를 조사하는 것이 필요하다. 현재 우리나라는 토양 내 중금속의 총 함량을 분석해 토양환경보전법에 따라 오염 여부를 평가하고 있으나, 인위적인 오염원에 의한 영향과 기존 토양의 특성에 따른 자연배경농도 간 오염개연성을 구분하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 산업단지 인근 농경지 토양 내 오염농도와 자연배경농도간 상대적인 비율로 산출된 값을 Contamination index로 사용해 경기도 산업단지 인근의 농경지 토양(100점)의 중금속 오염도를 평가했다. 채취한 토양은 토양오염공정시험법에 따라 왕수로 분해하여 As, Cd, Cu, Ni, Pb 및 Zn 함량을 ICP-OES로 분석하였다. 각 지점별 중금속의 농도 값과 자연배경농도를 이용해 Contamination factor (C<sub>f</sub>)를 산출했고, 각 지점별로 산출된 C<sub>f</sub>의 합으로 Degree of contamination (C<sub>deg</sub>)를 산정하였다. 두 가지 Contamination index는 1~4등급으로 분류했다. 토양 중 중금속 함량 분석 결과 As, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn 함량은 토양오염 우려기준을 초과하지 않았다. C<sub>f</sub> 산출 결과 As는 주로 1등급, Cd, Zn은 2등급에 분포하고 있었으며, Ni Pb는 90% 이상이 1~2등급인 것으로 나타났다(Table 1). Cu, Zn은 10% 이상이 3등급에 분포하였으며 이를 통해 인근 산업단지로부터 오염될 수 있는 가능성이 높은 것으로 판단된다. 결과적으로 지점별 C<sub>f</sub>의 합(C<sub>deg</sub>)으로 오염도를 분류한 결과 1등급 56개, 2등급 40개, 3등급 4개로 평가되었으며, 일부 낮은 등급에 해당하는 지역에 대해서는 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.
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화력발전소 유래 바이오차(WPC)의 토양 내 납 안정화 효과
윤혁진(Hyuck-Jin Yoon),박병준(Byung-Jun Park),이찬규(Chan-Gyu Lee),정석순(Seok-Soon Jeong),김연호(Yeon-Ho Kim),남성현(Sung-Hyeon Nam),김혁수(Hyuck-Soo Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
바이오차는 많은 공극과 넓은 표면적을 가지며, pH가 높은 특성을 띄는 물질로 그동안 다양한 바이오차를 이용해 토양 중금속 안정화 연구가 진행되었다. 하지만 바이오차 생산에는 많은 에너지가 요구되기 때문에 상용화에 어려움이 있었다. 최근 화력발전소에서 목재펠릿 연소 후 대량으로 바이오차가 (Wood Pellet Biochar; WPC)가 발생하고 있으며, 본 연구는 이들 바이오차를 이용한 토양 중 납(Pb) 안정화 효율을 평가하고자 수행하였다. 본 연구에서는 WPC를 납 오염토양에 각각 1, 3, 5 %(w/w)의 비율로 처리하여 상추 재배 실험을 진행하였으며, 납 안정화 효율을 비교하고자 왕겨 바이오차(Rice Hull Biochar; RHC)를 동일한 비율로 처리하였다. 상추는 25±1℃로 유지되는 생장상에서 30일간 재배하였으며, 재배 후 토양은 1M NH₄NO₃로 추출하여 ICP-OES를 이용해 식물 유효태 Pb 함량을 분석하였다. 상추는 질산으로 분해한 후 Pb 함량을 측정하였다. 상추 재배 후 토양의 식물 유효태 Pb 함량은 무처리구(CON) 대비 WPC 5% 처리구 토양에서 85% 감소하는 것으로 나타났으며(Fig.1), 이는 바이오차 처리에 의한 토양 pH 상승과 유의한 관계가 있는 것으로 나타났다. 바이오차 처리에 의한 토양 중 식물유효태 Pb 함량 감소는 상추의 Pb 함량에 직접적인 영향을 미쳤다. 무처리구 토양에서 재배한 상추의 Pb 함량은 63.5 mg kg<SUP>-1</SUP>으로 WPC의 처리량에 따라 60.9%까지 유의하게 감소하는 경향을 보였으며, RHC 처리 토양에서는 최대 31.3% 감소하여 WPC의 중금속 안정화 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 결과적으로 화력발전소에서 대량 발생하는 바이오차는 농경지 중금속 오염 토양에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 〈수식 본문참조〉
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하이드로겔 처리가 토양의 질 및 상추 생육에 미치는 영향
윤혁진 ( Hyeok-jin Yun ),박병준 ( Byung-jun Park ),이찬규 ( Chan-gyu Lee ),김연호 ( Yeon-ho Kim ),김혁수 ( Hyuck-soo Kim ),남성현 ( Sung-hyeon Nam ),정재영 ( Jae-young Jung ) 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-
지구 온난화 토양수분의 감소는 가속화 되고 있으며, 지구 평균 기온이 2도 상승 시 전세계 면적의 23%가 토양 수분 감소로 인한 심각한 피해를 입을 것이라는 예측 결과가 보고되었다. 따라서 이러한 위협요인으로부터 토양 수분을 지속적으로 유지하기 위한 방안 중 하나로 하이드로겔(Hydrogel) 적용을 고려할 수 있다. Hydrogel은 친수성 가교 망상 고분자 물질로 수분 공급 시 이를 흡수해 팽창하고, 수분 부족시 흡수한 물을 다시 방출하는 능력이 있어 건조 조건에서 식물 생육에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 또한, 토양 수분 함량의 지속적 유지는 토양의 질에도 긍정적인 변화를 유도할 수 있다. 본 연구에서는 Hydrogel 처리에 따른 토양의 물리, 화학적, 생물학적특성 변화와 작물의 생육 변화를 관찰하기 위해 토양 배양 실험과 상추 재배 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 2가지 토성(Sandy loam, Loam)을 지닌 토양을 준비하였으며, 토양에 0, 0.5, 1, 2% (w/w)의 Hydrogel을 각각 처리한 후, 토양의 30% 수준의 수분을 공급해 안정화한 뒤, 50일 간 토양의 물리, 화학, 생물학적 변화를 조사하였다. 그 결과 Hydrogel의 처리량이 증가함에 따라 토양의 수분 함량은 증가하고 용적밀도는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 상추의 생장에도 차이를 나타냈는데, Hydrogel 처리량에 비례하여 식물의 건중량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 토양 배양 시험에서 토양의 물리적 특성(용적밀도 등) 외에 화학적, 생물학적인 특성은 Hydrogel 처리에 따른 유의적인 차이는 확인할 수 없었다. 결과적으로 Hydrogel을 토양에 처리시 작물의 수분 공급을 원활히 하여 작물 생육에 긍정적 영향을 미치는 것을 확인하였다. 하지만 토양 대비 1% 이상의 Hydrogel을 처리하면 토양의 용적밀도가 식물 재배 적정기준 이상으로 낮아져 실제 토양에 적용을 위한 적정 처리량 설정이 요구되며, 장기 모니터링을 통한 토양 화학, 생물학적 특성 변화 조사가 필요할 것으로 판단된다.
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