온실가스 배출 파라메타를 이용한 고추밭 토양의 N₂O 배출 예측

김건엽,송범헌,현병근,심교문,이정택,이종식,김원일,신중두,Kim, Gun-Yeob,Song, Beom-Heon,Hyun, Byung-Keun,Shim, Kyo-Moon,Lee, Jeong-Taek,Lee, Jong-Sik,Kim, Won-Il,Shin, Joung-Du 한국토양비료학회 2006 한국토양비료학회지 Vol.39 No.5

An empirical model of nitrous oxide emission from agricultural soil has been applied. It is based on the relationship between $N_2O$ and three soil parameters, soil mineral N(ammonium plus nitrate) content in the topsoil(0-15cm), soil water-field pore space, and soil temperature, determined in a study on clay loam and sandy loam at the pepper field in 2004. For comparisons between estimated and observed values of $N_2O$ emissions in the pepper field, it was investigated that $N_2O$ amount in the clay loam and sandy loam were overestimated as 12.2% and less estimated as 30%, respectively. However, $N_2O$ emissions were overestimated as 27.1% in the clay loam and 14.7% in the sandy loam from $N_2O$ gas samples collected once a week at the same time analyzing soil parameters. This modelling approach, based as it is well established and widely used soil measurements, has the potential to provide flux estimates from a much wider range of agricultural sites than would be possible by direct measurement of $N_2O$ emissions. 수원시에 위치한 농업과학기술원 시험포장인 고평통의 식양토와 본량통의 사양토에서 고추를 재배하였다. 식양토와 사양토의 2개 토성을 대상으로 토양 검정한 NPK 시비에 돈분퇴비 $25Mg\;ha^{-1}$를 각 각 시용하였다. 토양의 $N_2O$ 배출량 측정을 한 후 동시에 $N_2O$ 배출에 기여하는 토양수분, 무기태 질소, 지온 등을 측정하였고, 토양수분은 관수시점인 -50 kPa내의 범위로 한정하여 토양의 $N_2O$ 배출량을 실제 측정하였다. 온실가스 배출량을 예측하기 위해 영국의 경험 모델을 이용하여 $N_2O$ 배출의 예측값과 실측값을 비교 분석하였다. $N_2O$ 배출의 실측량과 무기태 질소($NO_3{^-}+NH_4{^+}$)의 관계에서 무기태 질소($NO_3{^-}-N+NH_4{^+}-N$)가 $10mg\;kg^{-1}$ 이하에서 $N_2O$ 배출량이 $1{\sim}10g\;N_2O-N\;ha^{-1}day^{-1}$로 나타나 $N_2O$ 배출에 대한 무기태질소 ($NO_3{^-}-N+NH_4{^+}-N$)의 한계선을 구분할 수 있었으며, 실측값인 토양온도와 WFPS(water filled pore space) 관계에서도 경험 모델의 배출 추정식인 (% WFPS)+{$2{\times}$토양온도($^{\circ}C$)}=90, (% WFPS)+{$2{\times}$토양온도($^{\circ}C$)}=105를 증명 하였다. $N_2O$ 배출의 실측량과 예측량을 1:1 대응한 결과, 식양토와 사양토 각 r=0.962, r=0.974로 나타났다. 고추밭의 $N_2O$ 배출량을 분석한 결과, 예측량과 작기 기간 전체 $N_2O$ 배출량의 비교에서 예측량은 식양토에서 12.2%가 낮게 평가 되었고, 사양토에서는 30%가 높게 평가 되었다. 그리고 토양 파라메타 분석 동시에 1주일에 1회 $N_2O$가스를 포집한 $N_2O$ 배출량에서는 식양토 27.1, 사양토 14.7%가 높게 평가 되었다. 향후 경험 모델의 정밀도를 높이기 위해서는 국내 작물재배환경에 맞는 파라메타의 수정이 필요하며 다양한 작물을 대상으로 연구가 있어야 할 것으로 생각한다.

다양한 발광 파장의 양자점을 첨가한 네마틱 액정의 전기 전도도 및 유전율 측정 연구

김건엽,곽종훈 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.8

We fabricated quantum dot/nematic liquid crystal mixtures (QD-NLCs) with various quantum dot emission wavelengths and measured the electrical resistance and the electrical capacitance as functions of the QD emission wavelength by using the current-voltage characteristic curve and the capacitor method, respectively. By combining the Frank elastic continuum theory and the Maier-Saupe mean field theory, we explicitly present the formulae for the electric resistance and the electric capacitor in terms of the order parameter of the QD-NLCs. Versatile physical parameters, such as the electrical conductivity, dielectric anisotropy constant, Frank elastic constant and quantum dot potential energy, for various quantum dot emission wavelengths are qualitatively estimated from the experimental data by using the proposed theoretical model; Reasonably good agreements are obtained between the measured and predicted results. 다양한 발광 파장에 따른 양자점-네마틱 액정 혼합물 (QD-NLCs)을 제작하였고, 첨가한 양자점의 발광 파장에 따라 제작한 시료들의 전류-전압 특성 곡선 및 축전기 방법으로부터 전기 저항과 전기 축전 용량을 각각 측정하였다. Frank 탄성 연속 이론과 Maier-Saupe 평균장 이론을 결합하여 양자점-네마틱 액정 혼합물의 질서 변수로 전기 저항과 축전 용량 식을 유도하였다. 제안한 이론 모형과 실험 데이터를 시늉 내기하여 다양한 양자점 발광 파장에 따른 전기 전도도, 비등방 유전율, Frank 탄성 상수, 양자점 포텐셜 에너지와 같은 물리적 값들을 정량적으로 결정하였으며, 이론과 실험 결과가 잘 일치함을 보였다.

지체장애인의 의료이용에 영향을 미치는 요인

김건엽,이영숙,박기수,손재희,감신,천병렬,박재용,예민해,Kim, Keon-Yeop,Lee, Young-Sook,Park, Ki-Soo,Son, Jae-Hee,Kam, Sin,Chun, Byung-Yeol,Park, Jae-Yong,Yeh, Min-Hae 대한예방의학회 1998 예방의학회지 Vol.31 No.2

대구지역 지체장애인들을 대상으로 만성이환시 의료이용에 영향을 미치는 요인을 조사하기 위하여 1997년 4월부터 7월까지 등록된 재가장애인에서 20세 이상의 지체장애인 1,307명 중 만성질환이 있다고 대답한 337명 전원을 대상으로 자기기입식 설문지와 면접을 통하여 자료를 수집하였다. 만성질환으로 인한 의료기관 이용률은 81.9%로 병의원이용이 69.1%, 약국이용이 12.8%였다. 단순분석 결과, 소인성 요인에 따른 의료이용실태에서는 기혼이고 직업이 있는 경우에서 의료기관 이용률이 유의하게 높았다(p<0.05). 건강관심이 높은 군에서 의료기관이용이 유의하게 높았으며(p<0.01), 필요성 요인인 평소 아플 때 대처하는 방식이 의료기관 이용과 유의한 관련성이 있었다(p<0.01). 경로분석결과 직업, 경제적상태, 의료보장상태, 평소 아플 때 대처방식이 직접적인 영향을 미쳤으며(p<0.05), 건강관심도, 단골진료기관 유무 등의 변수들도 간접적인 영향을 미쳤다. 의료기관 미이용 이유에서는 '돈이 없어서'가 31.1%로 가장 많았고, '별 증상이 없어서'(18.0%), '불편하거나 같이 갈 사람이 없어서'(14.8%), '그냥 있으면 나을 것 같아서'(14.8%), '시간이 없어서'(8.2%), '치료해도 소용이 없을 것 같아서'(6.6%)의 순이었다. 이상에서 만성질환을 가진 지체장애인들의 의료이용을 높이기 위해서는 장애인 스스로 건강과 질병에 대한 관심을 가질 수 있는 보건교육을 강화하고 장애인 고용촉진을 위한 정책을 마련하여 전반적인 경제적 수준을 향상시키고 의료보호의 확대를 통해서 의료이용의 형평을 추구하여야 겠다. To investigate determinants of health care utilization of the physically disabled over 20 years old in age living in Taegu city, a self-administered questionnaire survey was carried out for 337 disabled persons with chronic illness from April to July, 1997. Health care utilization .ate was 81.9%(69.1% for hospital or clinic and 12.8% for pharmacy). Marital status, job, health concern, and response to illness showed statistically significant relationship with health care utilization(p<0.05). By path analysis, job, economic status, medical security type and response to illness had a significant direct effect on health care utilization(p<0.05), however, health concern and regular source of care had an indirect effect. The reasons of no health utilization were due to economic problem(31.1%), no symptom(18.0%), inconvenience to seek care or no accompanying persons to be helped(14.8%), unseriousness of the severity of the illness(14.8%), too busy to be treated or no free time(8.2%), hopeless prognosis to be treated(6.6%) in order. In conclusion, it is recommended that the program for expanding medicaid, improving socioeconomic status by getting a job and health education to increase the health concern toward physically disabled should be implemented to increase health care utilization rate.

3차원 입체영상을 위한 색소 첨가 네마틱 액정의 광굴절 홀로그램 연구

김건엽,김지영,이지원,양혜리,이상조,김기현,곽종훈 한국물리학회 2010 새물리 Vol.60 No.4

We fabricate porphyrin:Zn-doped nematic liquid crystal (NLC) cells and measure the diffraction efficiencies for orientational photorefractive (OPR) holograms by means of a two-beam coupling experiment under the influence of an external electric field. We showed that the OPR holograms recorded in the NLC cell were reversibly rewritable just by switching ON and OFF the external electric field and/or turning ON and OFF the writing beam(s). Based on the material equations and the torque balance equation of the director axis of the NLC, we derived the real-time diffraction efficiency for the OPR holograms, and this with a comparison with the experimental data for various electric fields and laser beam intensities showed good agreement. 폴피린:아연(Porphyrin:Zn)이 첨가된 네마틱 액정 셀을 제작하여 외부 전기장을 인가하면서 이광파 혼합 실험으로 배열성 광굴절 홀로그램의 회절효율을 측정하였다. 액정 셀에 기록된 배열성 광굴절 홀로그램은 외부 전기장 또는 쓰기 빔을 끄고 켜고 함으로서 가역적으로 재생과 소거가 가능함을 알았다. 네마틱 액정에 관한 물질 방정식과 액정 방향자의 토오크 균형 방정식으로부터 배열성 광굴절 홀로그램의 실시간 회절효율을 유도하고 다양한 외부 인가 전기장과 레이저 빔의 세기 등에 따른 실험결과와 비교 분석하여 좋은 결과를 얻었다.

칼날 x축 주사법을 이용한 비선형 흡수 계수 측정

김건엽,곽종훈 한국물리학회 2007 새물리 Vol.54 No.4

We propose a knife-edge x-scan method to determine the nonlinear absorption coefficients of nonlinear optical materials and to derive an analytic expression by taking into account two-photon absorption. We determine the nonlinear absorption coefficients of versatile materials, such as amorphous chalcogenide and As$_{2}$S$_{3}$ thin films, and of photorefractive crystals, such as LiNbO$_{3}$:Fe, BaTiO$_{3}$, and SBN:Ce. The determined nonlinear absorption coefficients $\beta$ are $\beta _{\rm As_2 S_3 }$ = 0.509 cm/W, $\beta _{\rm BaTiO_3}$ = 268 cm/MW, $\beta _{\rm LiNbO_3:Fe}$ = 0.681 cm/kW and $,\beta _{{\rm SBN:Ce}}$ = $-$0.699 cm/kW, which show good agreement with the value reported in previous papers. 비선형 흡수 계수를 측정할 수 있는 칼날 $x$축 주사법을 제안하였고, 이광자 흡수 (two photon absorption)를 고려하여 해석적인 이론식을 유도하였다. 비정질 칼코게나이드 As$_{2}$S$_{3}$ 박막과 LiNbO$_{3}$:Fe, BaTiO$_{3}$, SBN:Ce등과 같은 광굴절 결정 매질을 이용하여 측정한 실험 결과를 유도된 이론식과의 시늉내기를 통해 비선형 흡수 계수를 결정하였다. 결정된 비선형 흡수 계수는 $\beta _{\rm As_2 S_3 }$ = 0.509 cm/W, $\beta _{\rm BaTiO_3 }$ = 268 cm/MW, $\beta _{\rm LiNbO_3:Fe}$ = 0.681 cm/kW, $\beta _{{\rm SBN:Ce}}$ = $-$0.699 cm/kW 이며, 기존의 논문에서 측정한 비선형 흡수 계수와 유사한 값과 부호를 보였다.

Effect of Soil Water Potential on Methane and Nitrous Oxide Emissions in Upland Soil during Red Pepper Cultivation

김건엽,정현철,손연규,김상윤,이종식,김필주 한국응용생명화학회 2014 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.57 No.1

Under intensive vegetable production, increasedproductivity is primarily considered for selecting better watermanagement and irrigation intensity in upland soils. Soil waterpotential at −30 kPa (field capacity) for red pepper (Capsicumannum L.) production, which is the optimum moisture potentialfor plants, is recommended for Korean upland soils to maximizefruit yield; however its impact on greenhouse gas (GHG)emissions have not yet been considered. In this study, red pepperwas cultivated under two soil water potentials at −30 and −50 kPaby drip irrigation control in two different textured soils (clay andsandy loams). Nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) emissionswere simultaneously investigated during the cultivation period. Results indicated N2O was the main GHG and contributed toapproximate 97–9% of the total global warming potential (GWP),though the extent of its contribution varied depending on soiltexture and soil moisture control with emitted CH4 being negligiblethroughout the investigation period. Between the treatments, soilmoisture control at −50 kPa was effective in reducing the emissionsof the two GHGs and also increased red pepper productivity inboth clay loam and sandy loam soils. Comparing the gross GWPper unit pepper fruit yield between the treatments, maintaining soilwater potential at −50 kPa by controlled irrigation led to a 50%reduction of GWP per unit pepper fruit yield. Therefore, dripirrigation control to lower soil water potential at −50 than −30 kPais recommended to obtain high crop yield and reduce GWP perunit red pepper fruit yield for red pepper production in Korea.

색소가 첨가된 네마틱 액정의 회전 점성 계수를 측정하는 간단한 방법

김건엽,곽종훈,우영승,오현석,이동명,이진수,김용준,이정수 한국물리학회 2009 새물리 Vol.58 No.2

We have proposed a simple method for determing the rotational viscosity coefficient of a dye-doped nematic liquid crystal (NLC) and have derived an analytic expression for the transmittance by combining the Leslie-Erickson equation and a closed-aperture Z scan. We determined the values for the rotational viscosity coefficient, γ1 for various concentrations of porphyrin:Zn-doped NLCs, and our results show good agreement with the values in the literatures. 네마틱 액정의 회전 점성 계수 (rotational viscosity coefficient)를 결정할 수 있는 간단한 광학 실험 방법을 제안하였다. Leslie-Erickson 방정식과 닫힌 개구 z-scan 식을 이용하여 해석적인 식을 유도하였으며, 실험으로 측정한 회전 점성 계수가 기존 논문에서 측정한 회전 점성 계수와 유사한 값을 보였다. 또한 색소 효과에 의해 소량의 색소가 네마틱 액정의 응답 시간을 감소시킴을 알 수 있었다.

농업분야 온실가스 인벤토리 평가 및 감축 기술 개발

김건엽 한국환경농학회 2012 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2012 No.-

C$_{60}$ 풀러렌이 첨가된 6CHBT 네마틱 액정의 스토크스 매개변수에 의한 질서변수 측정

김건엽,곽종훈,박상현,김정우,권용희,최원태,권준 한국물리학회 2016 New Physics: Sae Mulli Vol.66 No.9

We measured the Stokes parameters for a C$_{60}$ fullerene-doped 6CHBT nematic liquid crystal by employing the rotating analyzer method, from which the relevant orientational order parameters were determined for various concentrations of C$_{60}$ fullerene. An analytic expression relating the Stokes parameters to the orientational order parameter was derived by using Jones calculus. Alternatively, the order parameters were estimated by using the conventional rotating polarizer method to measure the polar angular absorbance at a wavelength of 633 nm. The measured orientational order parameters were compared by using two different optical methods, and the results showed very good agreement. The order parameters were shown to decrease to a certain minimum value of about 0.1 with increasing concentration of C$_{60}$ fullerene; then, they increased when C$_{60}$ fullerene dopants were added. 회전 검광자법을 사용하여 C$_{60}$ 풀러렌이 첨가된 6CHBT 네마틱 액정의 스토크스 매개변수들을 측정하고, Jones 계산법을 사용하여 스토크스 매개변수와 질서 변수의 관계를 설명할 수 있는 해석적인 이론식을 유도한 후 이로부터 질서 변수들을 결정하였다. 또한 기존의 회전 편광자법을 사용하여 측정한 편광 의존 흡광도로 633 nm 파장에서 질서 변수들을 측정하였다. 서로 다른 두 광학적 방법으로부터 측정한 질서 변수들을 비교하였고 그 결과가 매우 잘 일치함을 보였다. C$_{60}$ 풀러렌의 농도가 증가함에 따라 질서 변수는 감소하여 약 0.1 정도의 최소값에 도달한 다음 다시 증가하는 양상을 보였다.

친환경농업 - 녹색기술 영농법으로 탄소배출 줄인다.

김건엽,Kim, Geon-Yeop 전국농업기술자협회 2010 농업기술회보 Vol.47 No.3

오늘날 지구온난화현상이 심각한 환경문제로 대두되어, 1988년 IPCC 발족, 1994년 '기후변화협약' 발효를 통해 온실가스 배출을 저감하고 기후변화에 공동 대응을 모색하기 위한 범지구적 노력을 기울이고 있다. 우리나라도 2020년까지 온실가스 배출량을 감축목표를 BAU(business as usual:온실가스 감축을 위한 행동을 하지 않았을 때의 자연적인 배출변화량) 대비 30%로 결정한 바 있으며, 농업부문도 온실가스 감축기술을 개발하여 농업 현장에 널리 보급할 필요가 있다. 농업부분 온실가스 배출량은 1,840만 $CO_2$톤(2007)으로 산정되어 국가 전체 발생량의 2.9%에 해당한다. 이 중 경종부분이 65%, 축산부분이 35%인데, 경종부분 온실가스의 대부분은 벼농사가 차지하므로 벼농사에 있어서 온실가스 감축이 시급한 것으로 나타났다.