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- 저자 : 윤현민 ( Hyeon Min Yun ) (검색결과 3 건)
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인위적 CO<sub>2</sub> 누출에 따른 토양 CO<sub>2</sub> 플럭스와 농도의 시공간적 모니터링
김현준 ( Hyun-jun Kim ),한승현 ( Seung Hyun Han ),김성준 ( Seongjun Kim ),윤현민 ( Hyeon Min Yun ),전성천 ( Seong-chun Jun ),손요환 ( Yowhan Son ) 한국환경영향평가학회 2017 환경영향평가 Vol.26 No.2
CCS (Carbon Capture and Storage)는 공업용 자원이나 에너지 기반의 자원으로부터 CO<sub>2</sub>를 포집하여 고갈 유·가스전, 석탄층, 바다, 심부 대염수층 등에 저장하는 기술이다. 그러나 잠재적인 CO<sub>2</sub> 누출은 환경문제를 유발할 수 있기 때문에 저심도에서 CO<sub>2</sub>의 누출을 검출할 수 있는 모니터링 기술이 필요하다. 따라서 본 연구는 인위적인 CO<sub>2</sub> 누출실험을 통해 지표면 부근에서 토양 CO<sub>2</sub>가 확산되는 경향을 분석하고자 실시하였다. 시험대상지 “The Environmental Impact Evaluation Test Facility (EIT)”는 2015년에 충북 음성군 대소면에 설치되었다. 총 5개의 구역 중 2, 3, 4구역에서 약 34 kg CO<sub>2</sub>/day/zone의 CO<sub>2</sub>를 2015년 10월 26일부터 30일까지 주입하였다. CO<sub>2</sub> 플럭스는 LI-8100A를 이용하여 3구역의 누출구로부터 0m, 1.5m, 2.5m, 10m 지점의 지표면에서 11월 13일까지 매 30분마다 측정하였으며, CO<sub>2</sub> 농도는 GA5000을 이용하여 3개 구역의 누출구로부터 0m, 2.5m, 5.0m, 10m 지점의 15cm, 30cm, 60cm 깊이에서 11월 28일까지 1일 1회 측정하였다. CO<sub>2</sub> 플럭스는 누출시작 5일 후에 누출구로부터 0m 지점에서 확인되었으며 누출이 종료된 이후에도 11월 13일까지 계속 증가하였다. 2.5m, 5.0m, 10m 지점의 CO<sub>2</sub>플럭스 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다. 한편, CO<sub>2</sub> 농도는 인위적인 CO<sub>2</sub> 누출이후 둘째 날에 3구역의 누출구로부터 0m 지점의 60cm 깊이에서 38.4%로 측정되었다. CO<sub>2</sub> 농도는 시간이 지날수록 수평적으로 더 넓게 확산되었으나, CO<sub>2</sub> 누출을 종료할 때까지 모든 구역에서 누출구로부터 5m 지점까지만 검출되었다. 또한, CO<sub>2</sub> 누출 마지막 날에 30cm와 60cm 깊이에서 CO<sub>2</sub> 농도는 각각 50.6±25.4%와 55.3±25.6%로 유사하게 측정되었으나, 15cm 깊이에서는 31.3±17.2%로 다른 지점에 비해 유의하게 낮은 것으로 나타났다. CO<sub>2</sub> 누출을 종료한 후 모든 구역의 모든 깊이에서 CO<sub>2</sub> 농도는 약 1달 동안 서서히 감소하였지만 누출 직후보다는 여전히 높았다. 결론적으로 누출구로부터 가깝고 깊이가 깊을수록 CO<sub>2</sub> 플럭스와 농도는 높은 것으로 나타났으며, 누출이 된 CO<sub>2</sub> 기체는 누출이 멈추더라도 장기간 토양 내에 잔류할 수 있기 때문에 장기 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. CCS (Carbon Capture and Storage) is a technical process to capture CO<sub>2</sub> from industrial and energy-based sources, to transfer and sequestrate impressed CO<sub>2</sub> in geological formations, oceans, or mineral carbonates. However, potential CO<sub>2</sub> leakage exists and causes environmental problems. Thus, this study was conducted to analyze the spatial and temporal variations of CO<sub>2</sub> fluxes and concentrations after artificial CO<sub>2</sub> release. The Environmental Impact Evaluation Test Facility (EIT) was built in Eumseong, Korea in 2015. Approximately 34kg CO<sub>2</sub> /day/zone were injected at Zones 2, 3, and 4 among the total of 5 zones from October 26 to 30, 2015. CO<sub>2</sub> fluxes were measured every 30 minutes at the surface at 0m, 1.5m, 2.5m, and 10m from the CO<sub>2</sub> releasing well using LI-8100A until November 13, 2015, and CO<sub>2</sub> concentrations were measured once a day at 15cm, 30cm, and 60cm depths at every 0m, 1.5m, 2.5m, 5m, and 10m from the well using GA5000 until November 28, 2015. CO<sub>2</sub> flux at 0m from the well started increasing on the fifth day after CO<sub>2</sub> release started, and continued to increase until November 13 even though the artificial CO<sub>2</sub> release stopped. CO<sub>2</sub> fluxes measured at 2.5m, 5.0m, and 10m from the well were not significantly different with each other. On the other hand, soil CO<sub>2</sub> concentration was shown as 38.4% at 60cm depth at 0m from the well in Zone 3 on the next day after CO<sub>2</sub> release started. Soil CO<sub>2</sub> was horizontally spreaded over time, and detected up to 5m away from the well in all zones until CO<sub>2</sub> release stopped. Also, soil CO<sub>2</sub> concentrations at 30cm and 60cm depths at 0m from the well were measured similarly as 50.6±25.4% and 55.3±25.6%, respectively, followed by 30cm depth (31.3±17.2%) which was significantly lower than those measured at the other depths on the final day of CO<sub>2</sub> release period. Soil CO<sub>2 </sub>concentrations at all depths in all zones were gradually decreased for about 1 month after CO<sub>2</sub> release stopped, but still higher than those of the first day after CO<sub>2</sub> release stared. In conclusion, the closer the distance from the well and the deeper the depth, the higher CO<sub>2</sub> fluxes and concentrations occurred. Also, long-term monitoring should be required because the leaked CO<sub>2</sub> gas can remains in the soil for a long time even if the leakage stopped.
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총설 : 흰개미가 생태계 탄소 순환에 미치는 영향: 고사목 분해를 중심으로
김성준 ( Seong Jun Kim ),이종열 ( Jong Yeol Lee ),한승현 ( Seung Hyun Han ),장한나 ( Han Na Chang ),이소혜 ( So Hye Lee ),윤현민 ( Hyeon Min Yun ),손요환 ( Yo Whan Son ) 한국임학회 2016 한국산림과학회지 Vol.105 No.1
흰개미는 전세계적으로 2600여종 이상이 보고되었으며, 집을 형성하고 군체를 이루는 등 각종 생존 전략을 바탕으로 다양한 생태계에서 살아가고 있다. 그런데 근래 흰개미 활동이 육상 생태계의 탄소 순환에 중요한 역할을하는 것으로 알려지면서 이에 대한 연구가 진행되고 있다. 관련 연구 결과를 분석한 결과, 흰개미의 활동은 토양 유기탄소 농도 변화, 메탄 발생 및 유기물 분해 등을 조절하여 탄소 순환에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 흰개미집은 흰개미 생물량이 집중된 지점으로 일반 토양에 비하여 평균 1.8배 많은 유기탄소를 함유하며, 열대 산림 및 사바나 지역에서 연간 0.0-6.0 kg ha.1의 메탄을 방출하는 메탄의 점 발생원이었다. 또한 흰개미의 섭식 활동은 고사목의 부피 대비 표면적의 비율을 증가시켜 고사목 분해를 가속화하였다. 이 중에서도 Rhinotermitidae과 흰개미에 의한 고사목 분해는 온대 산림의 탄소 순환에서 중요한 것으로 보고되고 있다. 그러나 이에 대한 연구는 극히 부족한 실정이므로 온대 산림에서의 흰개미에 의한 고사목 분해 연구가 필요하다. 흰개미에 의한 고사목 분해는 고사목을 결의 수직 방향으로 잘라 만든 단판 시료에 흰개미의 접근을 차단한 후 분해되도록 하고, 처리하지 않은 시료의 분해율과 비교함으로써 연구할 수 있다. 흰개미에 의한 고사목 분해 연구를 통하여 육상 생태계 중 특히 온대 산림에서의 탄소 순환을 보다 명확히 이해할 수 있을 것으로 기대된다. Globally, there are more than 2600 species of termites which adapted plenty of terrestrial ecosystems by various strategies such as making termite nest and society. Various studies were recently carried out on termites because they play significant roles in the context of carbon (C) cycle of terrestrial ecosystems. According to the results of previous studies, termite activities influenced the amount of soil organic C, methane emission, and organic matter decomposition. Termite nests, where termite biomass was concentrated, exhibited 1.8 times higher soil organic C concentration than reference soils, and emitted 0.0-6.0 kg ha.1 year.1 of methane in tropical forests and savannas. Feeding activity of termites, in addition, accelerated coarse woody debris (CWD) decomposition by increasing the surface area to volume ratio of CWD. Especially, CWD decomposition induced by the Rhinotermitidae family appeared to be significant for the C cycle in temperate forests. However, more studies should be conducted on termite-induced CWD decomposition in temperate forests because few studies have dealt with it. The termite-induced CWD decomposition could be measured by preparing disc-shaped CWD samples, excluding access of termites to the CWD samples, and comparing the decomposition rate of the CWD samples with and without the termite exclusion treatment. Studies on the termite-induced CWD decomposition would contribute to further elucidation of the C cycle in temperate forests.
KCI
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