논토양의 환원환경에서 비소 및 중금속의 용출특성과 제강슬래그의 처리효과

윤성욱,유찬,윤용철,강동현,이시영,손진관,김동현,Yun, Sung-wook,Yu, Chan,Yoon, Yong-Cheol,Kang, Dong-Hyeon,Lee, Si-Young,Son, Jinkwan,Kim, Dong-Hyeon 한국농공학회 2016 한국농공학회논문집 Vol.58 No.3

There have been only a few studies focused on the stabilization of metal (loid)s in anaerobic soils such as paddy soils. In this study, laboratory-scale column tests were conducted to artificially manipulate anoxic conditions in submerged paddy fields and we observed the release behavior of As, Cd, Pb, and Zn, as well as to examine the stabilization effect of steel refining slag (SRS) on the metal(loid)s. The leachate samples were collected and chemical parameters were monitored during the test period. Results suggest that anoxic conditions were developed during submersion, and that As or heavy metals (particularly Cd) fractions bound to ferrous (Fe) /manganese (Mn) oxides were easily dissociated. Moreover, As is also reduced by itself to a trivalent form with higher mobility in the reducing environment of rice paddy soil. However, it was also shown that SRS significantly decreased the dissolution of Zn, Pb, Cd, and As in the the leachates; their removal rates in the SRS-treated soil were 66 %, 45 %, 24 %, and 84 %, respectively, of those in the control soil.

폐금속 광산의 영향을 받는 농경지 토양 내 금속성분 오염의 공간적 분포특성: 충청남도 부여군의 사례연구

윤성욱,김동현,강동현,이시영,손진관,김해도,윤용철,유찬,Yun, Sung-Wook,Kim, Dong-Hyeon,Kang, Dong-Hyeon,Lee, Si-Young,Son, Jinkwan,Kim, Hae-Do,Yoon, Yong-Chel,Yu, Chan 한국농공학회 2017 한국농공학회논문집 Vol.59 No.6

In this study, the concentrations of As, Cd, Cu, Pb and Zn in agricultural soils across a region of South Korea (Buyeo County) were investigated. Their pollution sources were assessed using multivariate statistical analysis, and Geographic Information System (GIS) technology was used to determine the distribution of these elements. Surface soil samples were collected from 114 locations across the agricultural fields in the study site. Cu and Zn were derived from natural sources (i.e., parent rocks of the soil), whereas As, Cd, and Pb were found to be originated from abandoned mines. The results of this study clearly show that the transport of anthropogenic As, Cd, and Pb is governed mostly by the specific environment of the paddy soil. Our approach was effective in clearly identifying the sources of metals and analyzing their contamination characteristics. We believe this study will provide useful information to future studies on soil pollution by anthropogenic sources.

온실의 잉여 태양에너지 회수용 FCU 소요대수 검토

윤성욱(Sung-Wook Yun),최만권(Man Kwon Choi),김하늘(Ha Neul Kim),강동현(Donghyeon Kang),이시영(Siyoung Lee),손진관(Jinkwan Son),윤용철(Yong Cheol Yoon) (사)한국생물환경조절학회 2016 생물환경조절학회지 Vol.25 No.2

본 연구에서는 이미 보고된 잉여 태양에너지 관련 연구결과와 현재 현장에 설치되어 있는 냉난방용 FCU 현황을 개략적으로 검토한 후, 잉여 태양에너지 회수에 필요한 FCU의 소요대수 결정 방법을 개략적으로 제시하여 앞으로 이 분야의 연구자 및 기술자들에게 기조자료를 제시할 목적으로 연구를 수행하였다. 실험기간 동안 최대, 평균 및 최저 외기온은 각각 28.2℃, 4.4℃ 및 -11.5℃정도였다. 온실 밖의 수평면 일사량은 0.8~20.5MJ·m<SUP>-2</SUP>로 정도의 범위였으며, 평균 및 총 일사량은 10.8MJ·m<SUP>-2</SUP> 및 1,187.5MJ·m<SUP>-2</SUP>으로 나타났다. 그리고 주간동안 온실 내의 평균기온과 상대습도는 각각 18.8~45.5 및 53.5~77.5%정도였다. 실험기간 동안 온실로부터 회수한 총 잉여 태양에너지는 6,613.4MJ정도로서 총 난방에너지인 98,600.2MJ 약 6.7%정도를 보충할 수 있을 것으로 나타났다. 또한 사양이 유사한 FCU를 사용하지만, 난방을 위하여 설치되는 FCU의 대수는 제각각 다른 것을 알 수 있었고, 좀 더 효율적이고 경제적인 관점에서 설치높이, 방향 및 설치 간격, 적정 대수에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 잉여 태양에너지 회수용 FCU의 적정 소요대수는 FCU를 통과하는 공기의 질량 및 순환유량을 기준으로 각각 8.4~10.9대 및 6.1~8.0대 정도이었다. 여기에 계산방법이나 FCU의 효율 및 사용 환경 등 위험률을 고려하면, 결국 9대 전후(약 24m<SUP>3</SUP>당 1대 정도)를 설치하면 될 것으로 판단되었다. In this study, previously reported surplus solar energy-related study result and current status of fan coil unit (FCU) for cooling and heating installed in the current sites were briefly examined and then a method to determine the number of FCUs required to recover surplus solar energy was schematically proposed to provide basic data for researchers and technical engineers in this field. The maximum, mean, and minimum outside temperatures during the experiment period were about 28.2℃, 4.4℃, and -11.5℃, respectively. The horizontal surface solar radiation level outside the greenhouse was in a range of 0.8-20.5MJ•m<SUP>-2</SUP> and mean and total solar radiation were 10.8MJ•m<SUP>-2</SUP> and 1,187.5MJ•m<SUP>-2</SUP>. The mean temperature and relative humidity in the greenhouse during the daytime were in a range of 18.8-45.5 and 53.5-77.5%. The total surplus solar energy recovered from the greenhouse during the experiment period was approximately 6,613.4MJ, which could supplement about 6.7% of the total heating energy 98,600.2 MJ. In addition, the number of FCUs installed for heating varies case to case, although similar FCUs are used. Thus, it is necessary to study the installation height, orientation and installation distance as well as the appropriate number of FCUs from the efficient and economical viewpoints. The required numbers of FCUs for surplus solar energy recovery were 8.4-10.9units and 6.1-8.0units based on air mass and circular flow rate that passed through the FCUs. Considering calculation methods and the risks such as efficiency and use environments of FCUs, it was found that about nine units (one unit per 24 m<SUP>3</SUP> approximately) needed to be installed. The required number of FCUs for surplus solar energy recovery was around one unit per 24m<SUP>3</SUP> approximately.

상추재배를 위한 시설하우스 배액의 비효평가 - 무기태 질소를 중심으로 -

윤성욱 ( Yun Sung-wook ),임주미 ( Lim Ju-Mi ),문종필 ( Moon Jongpil ),장재경 ( Jang Jaekyoung ),박민정 ( Park Minjung ),손진관 ( Son Jinkwan ),이현호 ( Lee Hyun-ho ),서효민 ( Seo Hyomin ),최덕규 ( Choi Duk-Kyu ) 한국농공학회 2021 한국농공학회논문집 Vol.63 No.4

The feasibility of HWS for agricultural use was analyzed through a crop cultivation test to utilize the hydroponic waste solution (HWS) generated from the nutriculture greenhouse. The fertilizing effect of HWS was assessed on the basis of the inorganic nitrogen (N) mostly existed in HWSs, and nitrogen (urea) fertilizer. Lettuce was selected as the target crop influenced by the soil treatment and also for the crop cultivation test. Thus, the change in growth characteristics of lettuce and that in chemical characteristics of the soil were investigated. In terms of the growth of lettuce, the C control group with 70% nitrogen (urea) fertilizer and 30% HWS and the D control group with 50% nitrogen (urea) fertilizer and 50% HWS were more effective than the practice control group (B) with 100% nitrogen (urea) fertilizer. The results of this study confirmed the combined applicability of the chemical fertilizer and HWS for crop cultivation. Because NO3-N present in HWS has a high possibility of leaching into the soil, its applicability as a fertilizer has been considered to be relatively low in Korea. However, if an appropriate mixing ratio of urea fertilizer and HWS could be applied, the problems associated with leaching of nitrate nitrogen could be reduced with beneficial effects on crop cultivation. Thus, future studies are required on the treatment effect of HWS with repeated cultivation, impact assessment on the surrounding environment, and appropriate fertilization methods using nitrogen (urea) fertilizer and HWS. These studies would facilitate the sustainable recycling of HWS.

농업지역의 하천퇴적토 내 미량원소의 분포특성

윤성욱 ( Sung-wook Yun ),문종필 ( Jongpil Moon ),손진관 ( Jinkwan Son ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

시설하우스 배액의 비효평가: 열무재배시험 결과를 중심으로

윤성욱 ( Sung-wook Yun ),문종필 ( Jongpil Moon ),손진관 ( Jinkwan Son ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

본 연구에서는 시설하우스 배액(폐양액)의 농업적 재이용 가능성을 검토하기 위하여 대상작물에 대하여 비효평가를 수행하였다. 작물재배시험은 온실 배액을 이용하여 대상작물인 열무(Raphanus Sativus L.)를 재배하는 방식으로 수행되었다. 대상작물은 직경 26.0 cm, 높이 32 cm의 와그너 포트(1/2,000a)에서 재배되었다. 대상토양에 대한 배액의 처리는 A) 무처리, B) 질소비료 100%, C) 질소비료 70% 및 배액 30%, D) 질소비료 50% 및 배액 50% 및 E) 질소비료 30% 및 배액 70% 등 총 5개 처리구로 구분하여 각각 3 반복으로 처리하여 비효평가를 수행하였다. 토양에 처리한 화학비료는 4요소로 질소(N)는 요소, 인산(P)은 용과린, 칼륨(K)은 염화가리 그리고 칼슘(Ca)은 소석회를 이용하였다. 대상작물의 생육조사는 파종일로부터 58일 후, 각 처리구별로 실시되었다. 각 처리구에서 대상작물을 수확한 다음 3개체씩 무작위로 선택하여 생체중, 엽수, 초장, 엽장, 엽폭, 근장 및 근주 등을 측정한 후 그 평균값을 대상작물의 생육특성 비교에 이용하였다. 그리고 대상토양 및 작물재배시험 후 각 처리구별 토양을 채취하여 pH, EC, 유기물, 총질소, 유효인산 및 치환성 양이온 등 이화학성을 분석하였다. 열무의 생육특성 지표값들은 생체중, 엽수, 초장, 엽폭 및 근장 등에서 질소(요소)비료만을 처리한 관행처리구(B)와 비교해 볼 때 C 및 D 처리구가 생육특성 지표값이 차이가 없고 오히려 몇몇 항목에서는 높게 나타나 생육이 매우 양호한 것으로 나타났다. 열무를 재배한 토양의 이화 학성 분석결과는 배액을 일반 요소비료와 함께 혼합하여 적용한 처리구(C∼E)가 일반 화학비료만을 적용한 B 처리구와 통계적으로 유의한 차이가 없거나 다소 낮게 나타났다.

폐금속 광산 주변 농경지 토양내 비소 및 금속성분들의 공간적 분포 및 이동특성: GIS를 이용한 접근

윤성욱 ( Sung-wook Yun ),최덕규 ( Duk-kyu Choi ),강동현 ( Dong-hyeon Kang ),손진관 ( Jinkwan Son ),유찬 ( Chan Yu ),김동현 ( Dong-hyeon Kim ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

본 연구에서는 폐금속 광산이 위치한 대상지역에 대하여 토양 내 비소 및 금속성분들의 분포특성을 조사하였다. 현장조사를 통해 1 개소의 폐금속 광산이 위치한 대상지역 내에 농경지 전체를 대상으로 총 162 지점에서 표토시료가 채취되었으며, 채취된 토양시료에 대하여 As, Pb, Cd 및 Zn의 농도가 분석되었다. 대상지역내 폐금속 광산으로부터 유래된 금속들의 주변 농경지에 대한 이동 및 분포특성을 검토하기 위하여 GIS가 이용되었다. 본 연구의 결과는 폐금속 광산으로부터 유래된 금속성분인 Cd, Pb 및 Zn과 준금속인 As는 이 성분들의 지구화학적 특성에 의해 이동 및 분포특성이 크게 다르다는 것을 명백하게 보여준다. 대상지역의 농경지 토양 내 As, Pb, Cd 및 Zn는 공통적으로 함금속 광산폐기물들의 직접적인 이동과 관련된 광미침식의 영향에 의해 광산과 인접한 토양(<600 m)에서 높게 분포하였다. 그러나 이러한 광미침식의 영향이 주요 이동경로인 Cd, Pb 및 Zn는 광산으로부터 거리가 증가할수록 이 성분들의 농도가 급격하게 감소하는 지수적 감쇠형태의 분포가 뚜렷하게 나타나는 반면에 As는 폐광산으로부터 600 m 지점 이후부터 오히려 그 농도가 지속적으로 증가하는 경향이 나타났으며, 광산으로부터 가장 멀리 떨어진 지점에서 높은 농도가 집중적으로 분포하는 핫스팟이 형성되었다. 본 연구의 결과는 광산폐기물로부터 토양으로 이동된 As는 토양 및 지하수환경에서 Pb, Cd 및 Zn 등과 같은 금속성분과는 크게 구별되는 지구화학적 거동특성에 의해 더 넓은 공간적 범위까지 큰 영향을 줄 수 있음을 보여준다.

시설원예 배액 재사용을 위한 병원종 분석과 배출 저감 방안

손진관(Jinkwan Son),박민정(Minjung Park),강태경(Taegyoung Kang),윤성욱(Sungwook Yun) 대한환경공학회 2022 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.11

시설원예 냉방을 위한 안개분무(포그) 결합 유동팬 구성방법 연구

손진관 ( Jinkwan Son ),임류갑 ( Ryugab Lim ),박민정 ( Minjung Park ),강태경 ( Taegyoung Kang ),윤성욱 ( Sungwook Yun ) 한국농업기계학회 2022 농업기계공학 Vol.2 No.1

The Korean facility horticulture industry is on the rise. However, climate change and warming are making it more difficult to produce crops in the summer. Therefore, it is necessary to input a technology capable of reducing the cooling load. This study is a technology development that combines an air airflow fan and a fog spray device. This technology can effectively lower greenhouse temperatures. In addition, farmers can reduce installation costs. There are 126 farms using airflow fans in 426 farms in the facility horticultural greenhouse, accounting for 30%. A typical fan size is 30 cm. Up to 10 fog nozzles can be attached here. Dry-bulb, Wet-bulb, Controller, Inverter type pump, Water reservoir, and Fognozzles are required to operate the airflow fan and fog combined system. The control system allows the step and range to be set and the operation time to be input. As a result of wind velocity, it was confirmed that the left point was measured low and the distance decreased. Considering the wind distance, arrangement, orientation, and installation intervals should be adjusted so as not to affect the crop. The particle size increases as the distance increases. The attachment of less than 10 fog nozzles and the use of high pressure nozzles should be considered. It is necessary to find out the actual efficiency of the airflow fan and fog combined system through further research.

지속가능한 시설원예를 위한 조성 계획 및 폐양액 관리 방안

손진관 ( Son Jinkwan ),윤성욱 ( Yun Sungwook ),권진경 ( Kwon Jinkyung ) 한국물환경학회 2023 공동춘계 학술발표회 논문집 Vol.2023 No.0