Implementation of Polyacrylamide in the Agricultural Environment and its Recent Review

Yonghun Choi,Minyoung Kim,Youngjin Kim,Jonggil Jeon,Myungchul Seo 한국토양비료학회 2016 한국토양비료학회지 Vol.49 No.5

Nonpoint sources of pollution (NPS) is defined as diffuse discharges of pollutants (e.g., nutrient, pesticide, sediment, and enteric microorganism) throughout the natural environment and they are associated with a variety of farming practices. Previous studies found that water soluble anionic polyacrylamide (PAM) is one of the highly effective measures for enhancing infiltration, reducing runoff, preventing erosion, controlling nonpoint source of pollutants, and eventually protecting soil and water environment. Potential benefits of PAM treatment in agricultural soil and water environments have been revealed by many research and they include low cost, easy and quick application, and suitability for use with other Best Management Practices (BMPs) for NPS control. This study reviews the various applications of PAM and discusses its further potentials in agricultural environment.

SWAT 모형을 이용한 농촌지역의 점오염부하 평가

최용훈 ( Yonghun Choi ),박상준 ( Sangjoon Bak ),정연지 ( Yeonji Jeong ),이관재 ( Gwanjae Lee ),남내현 ( Naehyeon Nam ),임경재 ( Kyeongjae Lim ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

유역모형은 점오염원과 비점오염원을 예측하고, 합리적인 대책 수립 등에 활용하기 위해 사용된다. 모델의 주요 점오염원 입력자료는 하수처리장과 같은 수질오염물질 배출시설의 방류수 자료가 활용된다. 그러나 방류량 및 수질 자료가 없거나, 자료가 불충분한 경우에는 유역의 점오염원을 평가는 한계가 있다. 본 연구에서는 하수도 보급이 낮은 농촌지역에서 점오염원을 평가하는 방안으로 국가 배출부하량 자료를 활용하였고, 적용 전과 후의 오염부하를 비교하여 하수도 보급이 낮은 유역의 점오염 기여도를 SWAT 모형을 통해 평가하였다. 연구지역은 하수도 보급률이 29.4%로 낮은 횡성댐 유역으로 선정하였고, 평가항목은 수질오염총량제에서 사용하고 있는 BOD와 TP로 결정하였다. SWAT 모형의 입력자료 구축을 통해 점오염원을 입력하지 않은 시나리오 (S0)와 소규모 하수처리시설의 방류량과 수질을 적용한 시나리오 (S1), 그리고 국가 점오염원 배출부하량 자료를 활용한 시나리오 (S2)로 구분하였다. 2012년부터 2021년까지 평균 부하량은 BOD 항목에서 S0 287.6 ton/year, S1 287.9 ton/year, S3 299.3 ton/year, TP 항목에서 S0 10.8 ton/year, S1 10.9 ton/year, S3 11.4 ton/year으로 평가되었다. S0에 비해 S1에서는 BOD +0.3 ton/year, TP +0.1 ton/year, S2에서는 BOD +11.6 ton/year, TP +0.6 ton/year, S1에 비해 S2에서는 BOD + 11.3 ton/year, TP +0.5 ton/year의 차이가 발생하였다. S1의 점오염원 기여도는 BOD 0.1%, TP 1.2%로 매우 낮게 나타났으나, S2에서는 3.9%, 5.3%로 상승하였다. 유역의 주요 오염원이 비점오염으로 점오염원이 차지하는 비중은 크지 않았으나, 시나리오에 따라 점오염원의 편차가 상대적으로 크게 나타났다. 2021년 기준 국가 배출부하량 자료에서 횡성댐 유역의 BOD와 TP 점 배출부하는 전체 배출부하의 6.4%와 2.7%를 차지하는 것으로 조사되었다. 모형의 보정 수준 및 하천 유달율 등 다양한 원인으로 2021년 기준 국가 배출부하량 자료의 점오염원 기여율과 S2로 모의된 기여율 사이에서 차이가 나타났으나, 농촌지역의 점오염원 평가에 국가 배출부하량 자료가 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 다만 국가 점오염원 배출부하량은 모든 일자에 동일한 값으로 입력되므로, 향후 국가 점오염원 배출부하량을 월별 또는 일별로 구성할 수 있는 통계적인 접근 방안이 필요하다.

Alloyed 2D Metal–Semiconductor Heterojunctions: Origin of Interface States Reduction and Schottky Barrier Lowering

Kim, Yonghun,Kim, Ah Ra,Yang, Jin Ho,Chang, Kyoung Eun,Kwon, Jung-Dae,Choi, Sun Young,Park, Jucheol,Lee, Kang Eun,Kim, Dong-Ho,Choi, Sung Mook,Lee, Kyu Hwan,Lee, Byoung Hun,Hahm, Myung Gwan,Cho, Byung American Chemical Society 2016 NANO LETTERS Vol.16 No.9

<P>The long-term stability and superior device reliability through the use of delicately designed metal contacts with two-dimensional (2D) atomic-scale semiconductors are considered one of the critical issues related to practical 2D-based electronic components. Here, we investigate the origin of the improved contact properties of alloyed 2D metal semiconductor heterojunctions. 2D WSe2-based transistors with mixed transition layers containing van der Waals (M-vdW, NbSe2/WxNb1-xSe2/WSe2) junctions realize atomically sharp, interfaces, exhibiting long hot-carrier. :lifetimes of approximately 75,296 s (78 times longer than that of metal semiconductor, Pd/WSe2 junctions). Such dramatic lifetime enhancement in M-vdW-junctioned devices is attributed to the synergistic effects arising from the significant reduction in the number of defects and the Schottky barrier lowering at the interface. Formation of a controllable mixed-composition alloyed layer on the 2D active channel would be a breakthrough approach to maximize the electrical reliability of 2D nanomaterial-based electronic applications.</P>

가을배추밭에 대한 APKAE 모형의 적용성 평가

최용훈 ( Yonghun Choi ),김민영 ( Minyoung Kim ),김영진 ( Youngjin Kim ),김승희 ( Seounghee Kim ),서명철 ( Myungchul Seo ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2016 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2016 No.-

논 비점오염 저감을 위한 담수위 관리와 배출수 여과의 효과 분석

최용훈 ( Yonghun Choi ),김영진 ( Youngjin Kim ),김승희 ( Seounghee Kim ),김민영 ( Minyoung Kim ) 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.6

Field study was carried out to assess the effect of automatic inlet and filtration outlet to reduce non-point source discharge and save agricultural irrigation water from paddy. The comparison of control and treated plots showed that irrigation water was saved up to 58 mm and discharge water was reduced up to 110 mm. The filtration outlet improved the discharge water quality for SS, COD, TN and TP up to 60.1 %, 0.1 %, 4.5 %, and 26.0 %, respectively. Overall, the findings of this study indicated that non-point source pollution discharged from paddy fields where automatic inlet and filtration outlet were installed could be reduced 266.3 kg/ha/yr in SS, 10.3 kg/ha/yr in COD, 1.22 kg/ha/yr in TN, and 0.10 kg/ha/yr in TP, respectively. This clearly showed that the automatic inlet and filtration outlet are effective management method for saving of agricultural water and protecting water environment.

지구통계적 기법을 이용한 노지 밭의 토양수분 변이성 분석

최용훈 ( Yonghun Choi ),김민영 ( Minyoung Kim ),서명철 ( Myungchul Seo ),김영진 ( Youngjin Kim ),전종길 ( Jonggil Jeon ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

본 연구는 실제 농업인이 가을배추를 경작하는 평지밭과 경사밭을 대상으로 10 cm와 20 cm 그리고 30 cm 토양층의 토양수분함량을 조사하고, GS+ 프로그램을 이용하여 통계적인 방법으로 토양수분에 대한 공간변이성을 분석하였다. 토양수분 변동성은 평지밭에서 7.0∼31.3%, 경사밭에서 8.3∼39.4%의 범위였으며, 밭이 습할 때보다 건조할 때 크게 나타났다. Variogram modeling 결과는 경사밭보다 평지밭의 토양수분분포의 연속성이 좋은 것으로 나타났다. 조사기간 중 평지밭과 경사밭은 10월 21일에만 가뭄정도가 건조 이하인 부분이 나타났고, 토양수분의 분포도 상당히 불균일한 것으로 나타났다. 연구지역의 경사밭에서는 전체 면적, 평지밭에서는 중심부에 관개하는 것이 효과적인 것으로 분석되었다. 연구 결과처럼 지구통계학적 기법을 이용하여 토양수분 분포를 분석하면 적절한 관개 계획 수립에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

비닐 멀칭 재배를 위한 APKAE 모형의 적용성 검토

최용훈 ( Yonghun Choi ),김민영 ( Minyoung Kim ),서명철 ( Myungchul Seo ),김영진 ( Youngjin Kim ),전종길 ( Jonggil Jeon ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

본 연구는 토양특성과 재배이력 그리고 기상자료를 활용하여 일별로 토양수분을 평가 할 수 있는 토양수분 예측 모형(Assessment Program for Korean Agricultural Environment, APKAE)의 활용성을 높이기 위하여 수행하였다. 비닐 멀칭으로 배추를 재배한 밭의 토양수분함량을 주기적으로 측정하고, APKAE 모의 결과와 비교하였다. APKAE 모형은 노지 배추 밭에서 측정된 토양 수분 변화와 비교적 비슷한 경향을 나타냈다. 그러나 비닐 멀칭으로 배추를 재배한 밭의 실측과 비교한 모의 결과는 많은 차이가 나타났다. 이러한 결과는 비닐 멀칭에 의한 증발량 감소와 강우시 침투량 감소 등의 영향을 APKAE 모형에서 반영하지 못하기 때문인 것으로 판단되었다. 향후 비닐 멀칭에 의한 영향성을 모형에 반영할 수 있도록 지속적으로 토양 수분 모니터링과 필요한 자료의 수집을 할 예정이다.

노지 밭작물의 물부족 피해 경감을 위한 빗물 저장시설의 적정 용량 산정

최용훈 ( Yonghun Choi ),김영진 ( Youngjin Kim ),김민영 ( Minyoung Kim ),전종길 ( Jonggil Jeon ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

본 연구는 농촌진흥청의 밭작물 물관리 지침서와 기상청의 강우자료를 활용하여 우리나라 주요 작물의 재배 기간 동안 필요한 관개요구량과 강우량을 분석하고, 천수전에서 빗물을 이용하여 부족한 관개용수를 확보하기 위한 저장시설의 적정 용량을 산정하였다. 주요 작물은 밭작물 물관리 지침서와 재배면적 등을 고려하여 콩, 고추, 배추, 감자, 고구마로 선정하였고, 대표 재배지역은 재배 면적 순으로 상위 4~5개 지역을 대상으로 하였다. 저장시설의 용량 산정은 면적이 10 a인 사양토 밭을 기준으로 하였다. 작물의 재배기간동안 발생하는 약 30년 평균 누적 강우량과 물관리 지침서 관개요구량을 비교하여, 300 mm 깊이 토층의 유효수분함량이 50% 이하가 되는 기간이 연속 5일 지속될 경우 물이 부족한 것으로 정의하였다. 물이 부족한 시기의 총 부족량을 고려하여 빗물 저장시설의 적정 용량으로 산정하였다. 콩과 고구마 주산지에서는 물 부족이 나타나지 않았다. 고추는 영덕과 울진 지역에서 14일동안 11.6 ton와 13.0 ton, 배추는 평창 지역에서 22일동안 38.4 ton, 감자는 제주 지역에서 14일동안 6.5 ton, 강릉 지역에서는 20일동안 26.4 ton의 물이 부족한 것으로 분석되었다. 따라서 안정적인 밭작물 재배를 위해서는 약 40 ton/10 a 규모의 저장시설 용량이 필요한 것으로 분석되었다. 그러나 우리나라는 지역별로 강우 편차가 심하고, 작물에 따른 관개요구량이 다르기 때문에 하나의 저장 용량으로 결정하는 것은 과대평가 될 수 있으며, 이러한 부분을 해결하기 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

엽온 측정 빈도에 따른 작물 수분 스트레스 지수의 변화

최용훈 ( Yonghun Choi ),김민영 ( Minyoung Kim ),박정훈,김영진 ( Youngjin Kim ),전종길 ( Jonggil Jeon ),이상봉 ( Sangbong Lee ),조정건 ( Junggun Cho ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

본 연구에서는 측정 빈도에 따라 작물 스트레스 지수의 산정 결과가 어떻게 달라지는지 분석하여 최적의 관측 빈도를 구명하고자 하였다. 복숭아나무를 대상으로 작물 수분스트레스 지수 (Crop Water Stress Index, CWSI) 산정에 필요한 기상자료 (온도, 습도, 풍속, 일사량)와 복숭아나무 엽온을 1분 간격으로 측정하였다. 측정된 자료를 바탕으로 CWSI 경험식을 이용해서 측정 빈도별 (1, 5, 10, 15, 20, 30, 60분)로 CWSI_n (CWSI₁, CWSI₅, CWSI₁₀, CWSI₁₅, CWSI₂₀, CWSI₃₀, CWSI₆₀)을 산정하였다. 측정 빈도가 가장 많은 CWSI₁을 참값이라 가정하고, 각 빈도별 평균 CWSI_n과 CWSI₁과의 유효지수 (Nash-Sutcliffe efficiency, NSE)을 비교하였다. CWSI1이 0.5 이하인 구간과 0.5를 초과하는 구간 그리고 전체 구간(CWSI=0.0∼1.0)에 대하여 NSE를 산정하였다. 전체 구간에 대한 CWSI₁과 빈도별 CWSI_n의 NSE는 0.994 (CWSI₅), 0.983 (CWSI₁₀), 0.971 (CWSI₁₅), 0.958 (CWSI₂₀), 0.919 (CWSI₃₀) 그리고 0.812 (CWSI₆₀)로 전체적으로 0.8 이상의 높은 유효지수가 나타났다. 이에 반해 CWSI₁이 0.5 이하인 구간의 NSE는 0.980 (CWS_I5), 0.952 (CWSI₁₀), 0.911 (CWSI₁₅), 0.872 (CWSI₂₀), 0.808 (CWSI₃₀) 그리고 0.471 (CWSI₆₀)로 60분 간격으로 산정된 CWSI의 경우 유효지수가 큰 폭으로 하락한 결과를 나타냈다. 또한 CWSI₁이 0.5를 초과하는 구간에서는 NSE는 0.937 (CWS_I5), 0.803 (CWSI₁₀), 0.705 (CWSI₁₅), 559 (CWSI₂₀), -0.029 (CWSI₃₀) 그리고 -1.078 (CWSI₆₀)로 나타나 20분 간격 이상에서 유효지수가 큰 폭으로 하락하였다. 따라서 본 연구 결과 CWSI 산정에 있어 측정 빈도에 따른 오차를 줄이기 위해서는 15분 이하의 간격으로 측정하는 것이 효과적인 것으로 나타났다.

Intelligent Vehicle 환경에서 스마트 기기를 이용한 상황인지 서비스

최용훈(Yonghun Choi),지용구(YongGu Ji),박지형(JiHyung Park) 한국정보과학회 2011 정보과학회지 Vol.29 No.9