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- 저자 : Chae Min Ahn(안채민) (검색결과 11 건)
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안채민(Chae Min Ahn),주진철(Jin Chul Joo),김진호(Jin Ho Kim),최선화(Sun Hwa Choi),장진선(Jin Seon Jang),고현우(Hyeon Woo Go) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.4
목적 : 수상태양광 발전시설의 유형과 특징, 국내외 설치사례를 조사・분석하여, 수상태양광 발전시설의 발전용량과 수면 점유율을 비교하고, 수질 및 수생태계에 미치는 영향에 관련된 주요 환경 쟁점에 대해 고찰하였다. 방법 : 국내외 수상태양광 발전시설에 대한 기존 문헌 및 수상태양광 설치 회사에서 제공하는 정보와 데이터를 추출하여 통계적으로 분석하였다. 결과 및 토의 : 수상태양광 발전시설은 일반적으로 폰튠형, 프레임형, 태양 추적형의 3가지 유형으로 구분되어 국가별・지역별로 다양하게 설치되고 있다. 2018년 하반기 기준 전 세계적으로 수상태양광 발전용량은 1.3 GWp로 중국, 일본, 한국, 대만, 영국 순서로 수상태양광 발전시설이 많이 설치되고 있으며, 한국을 제외한 다른 국가들에서는 폰튠형이 한국의 경우 프레임형이 주로 설치되었다. 수원의 활용구분에 따라 식수용 수자원은 낮은 발전용량과 수면점유율로 설치된 반면, 농업용 수자원은 다양한 발전용량과 수면 점유율로 설치되었다. 이외에도 산업용, 빗물저장, 기타 수자원에는 비교적 높은 발전용량과 수면 점유율로 설치되어 있음을 확인하였다. 수상태양광 발전시설설치에 따른 주요 환경 쟁점인 기자재 유해물질 용출, 정체구역 발생에 따른 수질변화, 수면 점유율에 따른 수질변화 및 수생생물 군집변화, 수온・조도 변화, 전자파로 인한 수생태계 교란 가능성에 관련된 기존 문헌 고찰결과, 수상태양광 발전시설이 미치는 영향은 미미하며, 녹조저감과 수생태계 복원의 긍정적인 효과를 확인할 수 있었다. 결론 : 수상태양광 발전시설의 설치가 수환경(수질・수생태계)에 미치는 영향은 미미한 것으로 확인되었으나, 극한 조건을 반영한 추가 실험, 수상태양광 수면 점유율, 배열 및 유형별 장기간 지속적인 수질・수생태계 모니터링이 필요한 것으로 판단된다. Objectives : After investigation of types, characteristics, and domestic and overseas installation cases of floating photovoltaic power plants (FPVs), both power generation capacity and coverage ratio of the FPVs were analyzed, and the major environmental issues impacting on water quality and aquatic ecosystem were reviewed. Methods : Both information and data of the FPVs extracted from existing literature and provided by the FPVs installation companies were statistically analyzed. Results and Discussion : FPVs divided into three types such as pontoon type, frame type, and solar tracking type are installed in various ways by country and region. As of the second half of 2018, the global power generation capacity of FPVs is 1.3 GWp, and FPVs have been intensively installed in China, Japan, Korea, Taiwan, and UK. While the pontoon type has been mainly installed in other countries except Korea, the frame type was mainly installed in Korea. Among various water resources, FPVs installed in agricultural water resources have various power generation capacity and coverage ratio whereas FPVs installed in industrial, rainwater storage, and other water resources have relatively high power generation capacity and coverage ratio. Compared to FPVs installed in other water resources, FPVs installed in drinking water resources have relatively low power generation capacity and coverage ratio. After reviewing the major environmental issues related to FPVs (i.e., leaching of hazardous substances, deterioration of water quality and aquatic ecosystem, changes in water temperature and illumination, and disturbance of aquatic ecosystem), the impacts of the FPVs on water environment are found to be insignificant, and the positive effects (i.e., mitigation of green tide and restoration of the aquatic ecosystem) are confirmed. Conclusions : Although the impacts of the FPVs on water environment (water quality and aquatic ecosystem) are found to be insignificant, additional experiments reflecting extreme conditions and long-term continuous monitoring of water quality and aquatic ecosystem in terms of coverage ratio, array and type of FPVs are required.
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초음파 장치의 주파수 변화에 따른 Microcystis aeruginosa의 성장억제 평가
장소예(So Ye Jang),주진철(Jin Chul Joo),강은별(Eun Byeol Kang),안채민(Chae Min Ahn),박정수(Jeongsu Park),정무일(Moo Il Jeong),이동호(Dong Ho Lee) 응용생태공학회 2021 Ecology and resilient infrastructure Vol.8 No.3
초음파의 고주파 (1.6 MHz), 저주파 (23 kHz) 조사를 통해 Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa)의 성장 억제 효과(growth inhibition effect)를 대용량 (7.2 L) 조류 시료를 활용해 실험실 규모 (lab-scale) 실험을 통해 검증하였다. 6시간 고주파 조사 후 chl-a 농도와 M. aeruginosa 개체수는 점진적인 감소 경향이 관측된 반면, 6시간 저주파 조사 후 chl-a 농도 및 M. aeruginosa 개체수가 고주파 대비 급격하게 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 초음파 조사기간 보다 조사종료 이후의 일차분해상수 (k)가 큰 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 기존 연구에 비해 비교적 낮은 단위부피당 초음파 에너지가 조류 세포막과 내부기관에 미치는 영향이 지연되어 일정 시간 이후 점진적인 조류 성장 억제 효과가 관측되는 것으로 사료된다. 초음파 조사 후 chl-a 농도와 M. aeruginosa 개체수 변화, 성장률과 일차분해율을 종합적으로 비교한 결과, 저주파에서 조류 성장 억제 효과가 우수한 것으로 확인되었으며, 저주파에서 M. aeruginosa 세포막으로 에너지 투과 효율이 우수해 기낭 등 내부기관에 더 큰 손상을 유도하기 때문인 것으로 사료된다. SEM과 TEM image 관측을 통해서도 고주파 보다 저주파에서의 M. aeruginosa의 세포 표면 및 세포막의 손상이 명확하게 관측되었다. 마지막으로 초음파에 의한 M. aeruginosa의 기낭 파괴 및 세포막의 기능손상을 통해 용출되는 독성물질인 microcystin-LR의 수중 유출은 검출한계 (0.1 μg L-1) 미만으로 용출되어 수생태계에 미치는 유해성은 미미한 것으로 판단된다. The growth inhibition effects of M. aeruginosa were verified using large volume (7.2 L) of algae samples and ultrasonication (high frequency of 1.6 MHz vs. low frequency of 23 kHz) in lab-scale experiment. The chlorophyll-a (chl-a) and cell number decreased gradually after 6 hr sonication with high frequency of 1.6 MHz whereas both decreased sharply after 6 hr sonication with low frequency of 23 kHz. Additionally, the first order degradation coefficient (k) values after sonication were greater than those during sonication. These results indicate that relatively low sonication energy per volume may affect the cell membrane and internal organs of M. aeruginosa in a slow and retarded manner and resulted in gradual decrease of cell numbers of M. aeruginosa. Based on the comparison of chl-a and cell number of M. aeruginosa after sonication, low frequency of 23 kHz is superior for growth inhibition of M. aeruginosa, since low frequency of 23 kHz easily penetrates the cell membrane and ruptures the internal organs including gas vesicles. As is evident in SEM and TEM images, ruptured cell membranes were clearly observed for low frequency of 23 kHz. Finally, the microcystin-LR in water is not detected and considered to be harmless in aquaculture systems.
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토지이용형태에 따른 농업비점오염원 강우유출수 내 유량가중평균농도의 통계학적 분석 및 고찰
고현우(Hyeon Woo Go),주진철(Jin Chul Joo),이동휘(Dong Hwi Lee),안채민(Chae Min Ahn),최선화(Sun Hwa Choi),강의태(Eue Tae Kang) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.10
목적: 본 연구에서는 다양한 실험조건 및 토지이용형태에서 조사된 농업비점오염원에서 배출되는 강우유출수를 논, 밭, 고랭지 밭, 비닐하우스로 구분한 후, 각 수질항목에 대한 유량가중평균농도(event mean concentrations, EMCs) 값을 통계학적으로 비교 · 분석하여 정량 · 정성적 특징을 규명해 강우유출수가 유입되는 하천 수질의 기여도 산정 시 보조 자료로 활용하고자 하며, 원단위(unit loads)는 환경부 오염총량기술지침(2019)원단위와 비교하여 산정된 원단위 범위의 신뢰성을 확보하고자 한다. 방법: 다양한 연구에서 조사된 EMCs 및 원단위를 토지이용형태에 따라 논, 밭, 고랭지 밭, 비닐하우스로 분류하였다. 이후 토지이용형태별로 분류된 EMCs와 원단위 데이터를 통계학적으로 비교 · 분석하였다. EMCs 값의 경우, ‘수질인자들의 토지이용형태별 EMCs값은 통계학적으로 유의한 수준에서 다르지 않다’인 귀무가설을 수립하고 통계학적 분석 결과 이분산으로(p< 0.05)으로 조사되어 Welch-test 검정법을 활용하였으며, Games-Howell 방법을 이용하여 사후검정을 실시하였고, 원단위는 환경부 오염총량기술지침(2019)원단위와 비교 · 검토하였다. 결과 및 토의 : 논, 밭, 고랭지 밭, 비닐하우스의 토지이용형태별 모든 수질항목에서 토지이용형태에 따라 다양한 EMCs 값을 나타냈으며, 대부분의 수질항목에서 고랭지 밭 > 밭 > 비닐하우스 > 논 순으로 EMCs 값이 감소하는 경향을 나타냈다. 토지이용형태에 따른 모든 수질항목의 변동계수(CV) 값은 0.5 이상의 높은 값을 나타내는 것으로 조사되었으며, 이러한 결과를 통해 농업비점오염의 경우 여러 자연적, 인위적 요인에 따른 복합적인 작용으로 인해 EMCs 값이 매우 다양하고 편차가 큰 것으로 판단된다. 사후분석 결과, 모든 수질항목에서 각기 다른 통계학적 유의성을 나타내었다. 이는 토지이용형태 뿐만 아니라 계절, 강우량, 선행무강우일수, 강우 유출률 등의 자연적요인과 경작주의 조작형태, 배출경로, 작물의 종류, 퇴비의 양 등의 인위적 요인이 복합적으로 결합되어 강우유출수의 유출특성에 영향을 미치며, 특히 고랭지 밭의 경우 경사도라는 독특한 지형적 특징을 가지고 있어 모든 수질항목에서 다른 토지이용형태와 통계학적으로 유의하게 다른 것으로 도출되었다(p< 0.05) 결론: 논, 밭, 비닐하우스 대비 오염도가 매우 높은 고랭지 밭에 대한 대책이 우선시되어야 한다고 판단되며, 토지이용형태 뿐만 아니라 계절, 강우량, 선행무강우일수, 강우 유출률 등의 자연적 요인과 경작주의 조작형태, 배출경로, 작물의 종류, 퇴비의 양 등의 인위적 요인이 복합적으로 결합되어 강우유출수의 유출특성에 영향을 미치며, 이를 규명하기 위한 추가적인 데이터 확보 및 연구가 필요하다고 판단된다. Objectives : In this study, the characteristics of stormwater runoff from agricultural nonpoint pollution sources investigated under various experimental conditions were evaluated among different land use types (e.g., paddy, field, field (alpine), and vinyl house), and event mean concentrations (EMCs) for each water quality parameter were statistically analyzed. These results can be used in calculating the contribution of stormwater runoff to water quality of receiving water body by performing quantitative and qualitative analysis. The unit loads calculated were compared with Ministry of Environment TMDL (2019) to secure the reliability of the calculated unit loads. Methods : EMCs and unit loads investigated in various studies were classified in terms of paddy, field, field (alpine), and vinyl house. Among various land use types, EMCs and unit loads were statistically analyzed quantitatively and qualitatively. For EMCs, a null hypothesis is that ‘EMCs of water quality parameters among different land use types are not different at a statistically significant level (α=0.05)’. Based on the results of statistical analysis, heteroscedasticity (p<0.05) and Welch-test method were consequently applied, and post hoc test was performed using the Games-Howell method. Finally, unit loads was compared and reviewed against the TMDL (2019) unit loads of the Ministry of Environment. Results and Discussion : Various EMCs in all water quality parameters were found among different land use types (i.e., paddy, field, field (alpine) and vinyl house). For most water quality parameters, EMCs tended to decrease in the order of field (alpine) > field > vinyl house > paddy. The coefficient of variance (CV) values of all water quality parameters were 0.5 or greater. Based on these results, EMCs in agricultural nonpoint source pollution are very diverse and deviated due to the combination of natural and artificial factors. Post hoc test results indicated different statistical significance among all water quality parameters. In addition to the land use types, both natural factors (i.e., season, rainfall, antecedent rainfall day, and, rainfall runoff rate) and artificial factors (i.e., cultivator manipulation, emission route, type of crop, and amount of compost) affect the characteristics of stormwater runoff. In particular, in the case of field (alpine) with prominent topographical feature of slope, and EMCs were statistically greater than those from other land use types in all water quality categories (p<0.05). Conclusions : Countermeasures for field (alpine)with greater EMCs than paddy, field and vinyl house, should be performed priority. EMCs were affected by a complex interaction between natural factors (i.e., season, rainfall, antecedent rainfall day, and, rainfall runoff rate) and artificial factors (i.e., cultivator manipulation, emission route, type of crop, and amount of compost), and additional data and research are required for further study to elucidate these complex interactions.
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