국내 지자체에서의 산림조성과 탄소흡수발자국 평가에 관한 연구

권순길,김준범,전승준 대한환경공학회 2023 대한환경공학회지 Vol.45 No.8

Purpose : At the national level, carbon absorption during the carbon neutrality goal plays an important role, and related forestry projects are continuously increasing. Until now, forest carbon absorption has been measured and managed in various ways at the national level, but specific carbon absorption indicators for each local government have not been approached in various ways. Accordingly, the carbon absorption footprint (CAF) was defined, and the carbon absorption amount and carbon absorption rate were calculated and analyzed to compare and analyze the current situation for each region. Method : As for the research method in this study, standard carbon absorption by tree species was matched on the basis of age level per forest area nationwide as of 2020, and the carbon absorption amount of metropolitan governments, the carbon absorption amount of 250 basic local governments, the carbon absorption amount per national land area, And the carbon absorption footprint per forest area was calculated. Afterward, the carbon absorption rate for the national land area and the carbon absorption rate for the forest area of the basic local governments were calculated. Results and Discussions : As a result of the study, the region with the highest amount of carbon absorption was in the order of Gangwon-do, Gyeongsangbuk-do, and Jeollanam-do, and the lowest carbon absorption was in the order of Gwangju Metropolitan City, Sejong Special Self-Governing City, and Daejeon Metropolitan City. Hongcheon-gun, Inje-gun, and Pyeongchang-gun in Gangwon-do had the highest absorption among basic local governments, followed by Yeongdeungpo-gu in Seoul, Dong-gu in Incheon, and Jung-gu in Busan in order of lowest. Seongbuk-gu, Gwangju-si, and Dong-gu, Daejeon were the basic local governments with a high absorption rate compared to the national land area, followed by Yeongdeungpo-gu, Dong-gu, Incheon, and Seongdong-gu, Seoul, respectively. Lastly, basic local governments with a high carbon absorption rate compared to forest areas were in the order of Seongbuk-gu in Seoul, Ulju-gun in Ulsan, and Hongcheon-gun in Gangwon-do, and Seongdong-gu, Gangdong-gu, and Dongjak-gu in Seoul were in the order of low rates. Overall, a lot of carbon was absorbed in Gangwon-do and Gyeongsangbuk-do, but when approaching the absorption ratio to the national area, on the contrary, Seoul, Gyeonggi, and Incheon showed high absorption rates. The ratio of carbon absorption to forest area was uniform across the country. Results : Based on this study, continuous research is needed to develop a forest creation scenario and achieve more carbon absorption. Since carbon absorption fluctuates greatly depending on forest management, it is considered that it will be an important indicator in terms of strategy presentation in afforestation or sink planning in the future for metropolitan or basic local governments. 목적 : 국가 차원에서 탄소중립 중 탄소흡수는 중요한 역할을 담당하고 있으며, 관련 산림 사업이 지속적으로 증가하는 추세이다. 현재 국가 차원에서 산림의 탄소흡수량은 여러 방법으로 측정 및 관리되고 있지만, 지자체별로 구체적인 탄소흡수지표들에 대해서는 아직까지 다양한 방법으로 접근해오고 있지 않다. 이에 본 연구에서는 탄소흡수발자국의 정의를 내리고, 탄소흡수량 및 탄소흡수비율을 산출 후 비교분석하여 각 지역마다 현 시점을 보여주고자 하였다. 방법 : 연구방법으로는 2020년 기준 전국을 대상으로 산림면적당 임상별(침엽수, 활엽수, 혼효림)/영급별(I~VI급 이상)을 기준으로 수종별 표준탄소흡수량을 매칭하여 광역자치단체의 탄소흡수량과 250개에 대한 기초지방자치단체의 탄소흡수량, 국토면적당 탄소흡수량, 그리고 산림면적당 탄소흡수량의 탄소흡수발자국을 산정하였다. 이후, 기초지방단치단체의 국토면적 대비 탄소흡수 비율, 산림면적 대비 탄소흡수 비율을 산출하였다. 연구결과 및 토론 : 연구결과 광역자치단체 중 흡수량이 높은 지역은 강원도, 경상북도, 전라남도 순이며, 흡수량이 낮은 지역은 광주광역시, 세종특별자치시, 대전광역시 순으로 나왔다. 기초자치단체 중 흡수량이 높은 지자체는 강원도 홍천군, 인제군, 평창군 순이며, 낮은 순으로는 서울시 영등포구, 인천시 동구, 부산시 중구 순으로 나왔다. 국토면적 대비 높은 흡수비율을 가진 기초지방자치단체는 서울시 성북구, 광주시 동구, 대전시 동구 순이며, 낮은 비율은 서울시 영등포구, 인천시 동구, 서울시 성동구 순으로 나타났다. 마지막으로 산림면적 대비 높은 흡수비율을 가진 기초지방자치단체는 서울시 성북구, 울산시 울주군, 강원도 홍천군 순이며, 낮은 비율을 가진 비율은 서울시 성동구, 강동구, 동작구 순으로 나타났다. 전반적으로 강원도와 경상북도 지역에서 많은 탄소흡수를 하였지만 국토면적 대비 흡수비율로 접근해봤을 때, 반대로 서울과 경기, 인천 지역에서 높은 흡수율을 보이고 있었다. 산림면적 대비 흡수비율은 전반적으로 균등하게 나타났다. 결론 : 본 연구를 기반으로 산림 조성 시나리오 개발과 이를 통해 더 많은 탄소흡수를 할 수 있도록 지속적인 연구가 필요한 시점이다. 산림경영에 따라 탄소흡수가 변동이 크기 때문에 추후 광역자치단체나 기초지방자치단체는 조림이나 흡수원 계획에 있어서 전략 제시 측면에서 중요한 지표가 될 것으로 사료된다.

환경·경제 통합분석을 위한 환경가치 종합연구 : 부문별 영향평가 및 가치추정

안소은,이홍림,박윤선,홍현정,서양원,김충기,한선영,정다운 한국환경연구원 2021 사업보고서 Vol.2021 No.-

Ⅰ. 탄소흡수·저장 통합분석 사례연구 1. 개요 및 분석범위 설정 □ 2050년 탄소중립 사회로의 성공적 전환을 위한 선제 작업으로, 생태계의 탄소흡수·저장량과 가치에 대한 과학적·객관적 평가가 가능한 탄소흡수·저장 통합분석 툴킷을 구축하였음 ○ 2016년 연구에서는 환경영향 정량화와 단위가치 연계를 위한 툴킷 기반을 구축하였고, 2021년 연구에서는 개선·안정화시켜 툴킷 구축을 완료하였음 - 올해 연구에서는 2016년 연구에서 설정한 생태계 유형, 생태계 탄소흡수·저장계수 등을 적용하여 2019년 당시의 생태계 탄소흡수·저장 기능을 평가·갱신하고 그 경제적 가치를 추정하여 탄소중립을 위한 정책 의사결정을 지원하고자 하였음 2. 영향평가 □ 2019년 기준, 생태계의 탄소저장량은 9억 5,000만 톤, 흡수량은 1,500만 톤/연으로, 2007년 대비 탄소저장량은 1% 감소, 흡수량은 1% 증가하였음 ○ 2019년 기준, 주요 탄소흡수·저장원인 산림의 탄소저장량은 7억 9,000만 톤, 흡수량은 1,500만 톤/연임. 2007년 대비 산림이 3% 감소하였으나, 탄소흡수·저장계수가 높은 활엽수림이 76% 증가하면서 산림의 탄소저장량은 2%, 흡수량은 1% 증가하였음 ○ 2019년 기준, 탄소저장 상위 지역은 경북(2억만 톤), 강원(1억 9,200만 톤), 전남(1억 600만 톤), 흡수 상위 지역은 강원(300만 톤/연), 경북(300만 톤/연), 경남(200만톤/연)임. 2007년 대비 서울, 경북, 강원, 울산을 제외한 모든 지역에서 탄소저장량이 1~14% 감소하였으며, 세종, 충남, 충북, 전북, 부산은 흡수량도 1~9% 감소하였음 3. 가치추정 □ 생태계 탄소흡수·저장 통합분석 툴킷은 2021년에 가치추정 단계의 단위가치 입력 프로세스를 개편함 ○ 국내뿐만 아니라 해외(EU-ETS)의 탄소배출권 가격을 단위가치 자료로 제공하며, 원하는 시점의 가격 자료를 선택할 수 있도록 함 ○ 시점으로 인해 발생할 수 있는 물가조정의 문제점을 보완하기 위해 시점별 물가를 조정하는 서비스를 제공 중임 4. 분석결과 및 시사점 □ 탄소흡수·저장 통합분석 툴킷은 생태계·행정구역별로 관련 정보를 제공할 수 있어 탄소중립 정책 의사결정을 위한 기초 도구로 활용할 수 있으리라 기대됨 ○ 탄소흡수·저장원을 식별하고, 공신력 있는 모델·자료에 기반하여 탄소흡수·저장 서비스에 대한 정량·공간 평가를 수행하였으며, 이의 경제적 가치를 산정하여 툴킷을 통해 관련 정보를 제공하였음 ○ 그러나 생태계 탄소흡수·저장량은 입력단위·자료에 크게 의존하므로, 툴킷의 실질적 활용을 위해 향후 탄소흡수·저장계수 설정방안, 표준·객관화된 입력자료 연계방안 등 탄소흡수·저장 평가·검증 고도화 연구가 필요함 Ⅱ. 물(담수) 공급 통합분석 사례연구 1. 개요 및 분석범위 설정 □ 건전한 물순환 달성을 위한 선제 작업으로, 생태계의 물 공급량과 가치에 대한 과학적·객관적 평가가 가능한 물 공급 통합분석 툴킷을 구축하였음 ○ 2017년 연구에서는 환경영향 정량화와 단위가치 연계를 위한 툴킷 기반을 구축하였고, 2021~2022년 연구에서는 툴킷을 개선·안정화시켜 구축 완료하는 것을 목표로 함 - 2021~2022년 연구에서는 2017년 연구에서 설정한 생태계 유형과 생태계서비스 평가 모델을 적용하되 입력자료·계수를 보완하여(2022년) 2019년 당시의 생태계물 공급 기능을 평가·검증하고(2022년), 경제적 가치산정 체계를 개편·적용하여 (2021~2022년) 지속가능한 물관리를 위한 정책 의사결정을 지원하고자 하였음 2. 영향평가 □ 2009년 기준, 불투수지역인 도시지역을 제외한 생태계의 물 공급량은 727억 톤임 ○ 물 공급을 담당하는 주요 생태계는 산림과 경작지로, 2009년 기준 산림은 472억톤(65%), 경작지는 209억 톤(29%)의 물을 공급하였음 ○ 2009년 기준, 물 공급 상위 유역은 한강 유역으로, 총 262억 톤(36%)의 물을 공급하였음. 낙동강, 영산ㆍ섬진강, 금강 유역은 195억 톤(27%), 145억 톤(20%), 117억톤(16%)의 물을 공급하였음 ○ 2009년 기준, 물 공급 상위 지역은 강원(148억 톤, 21%), 경북(105억 톤, 15%), 전남(93억 톤, 13%), 하위 지역은 서울(3억 톤), 세종(3억 톤), 대전(3억 톤)임 3. 가치추정 □ 생태계가 공급하는 물 공급량의 가치를 추정하기 위해서는 최종적으로 공급된 물이 어떻게 사용되었는지를 고려하여야 함 ○ 생태계에서 공급된 물의 일부는 인간이 생활하거나 농사를 짓거나 산업부문 생산에 활용되는 등 수자원으로 이용되고, 사용되지 않은 나머지 물은 추후의 사용을 위해 저장되거나 생태계에 잔존하며 생태기능을 유지하는 용도로 활용됨 ○ 생활용수나 공업용수에 사용되는 가격을 공급된 물 공급 총량에 곱하는 것은 생태계가 공급한 물 공급서비스에 대한 가치를 과대 혹은 과소 추정할 수 있음 □ 본 연구에서는 생태계 물 공급서비스 가치평가에 있어 물의 활용을 크게 생활용수, 공업용수, 농업용수로 구분하고, 공급량 중 용수로 이용되지 않은 나머지 수량(residual)은 저장되지 않고 생태계 유지를 위해 모두 사용된 것으로 가정하고자 함 ○ 총 공급 대비 용수로 이용된 이용비율은 약 50%(정확히는 0.4895를 적용)로 가정하고, 국가수자원관리종합정보시스템(이하 WAMIS)에서의 실제 과거의 용수별 사용비율을 적용하여 사용처별 추정량 도출 ○ 생활용수와 공업용수는 환경부 연도별 ‘상수도통계’ 중 생활용수와 공업용수의 단위당 수도요금을 단위가치로 사용 ○ 농업용수는 수도요금을 받지 않고 있어 사용목적인 농산물 생산 투입재로서의 부가가치를 통해 단위가치를 도출하는 ‘잔존가치접근법’ 활용 ○ 생태계 유지를 위해 활용되는 생태계 잔존량의 경우 사람들의 지불의사(WTP)를 추정하고, 이를 단위가치로 적용함으로써 해당 가치를 일부 반영 4. 분석결과 및 시사점 □ 물 공급 통합분석 툴킷은 생태계·유역·행정구역별로 관련 정보를 제공할 수 있어 물관리 정책 의사결정을 위한 기초 도구로 활용할 수 있으리라 기대됨 ○ 2022년에는 입력계수·자료를 보완하여 2019년 생태계 물 공급 기능을 평가·검증하고, 경제적 가치산정 체계를 적용하여, 지속가능한 물관리를 위한 정책 의사결정을 지원하고자 함 Ⅲ. 대기오염 건강영향 통합분석 사례연구 1. 개요 및 분석범위 설정 □ 대기오염 건강영향 통합분석 툴킷은 주요 대기오염물질(NOx, SO₂, PM_2.5, NH₃, VOC) 배출로 인한 초미세먼지(PM_2.5) 발생이 조기사망에 미치는 영향과 그 피해비용 평가를 지원함 ○ PM2.5을 유발하는 다양한 대기오염물질별 피해를 구분하여 평가할 수 있을 뿐만 아니라, 오염원 유형별(점오염원, 선오염원, 면오염원) 피해비용을 구분하여 평가할 수 있음 2. 영향평가 □ 건강영향 피해비용을 산정하기 위해서는 ① 오염물질별, 오염원별 배출량이 어떻게 되는지, ② 배출된 오염물질이 대기 중에 확산되어 대기오염 농도가 최종적으로 어떻게 변하는지, ③ 대기오염 농도에 노출된 인간이 얼마만큼의 건강피해를 입는지에 대한 물리적 환경영향 혹은 건강영향 정량화가 필요함 ○ 오염물질 배출량을 농도 변화로 전환하기 위해서 대기오염물질별, 오염원별 PM_2.5 전환율값 활용 ○ 대기오염 농도가 인간에 미치는 영향은 선행연구의 농도-반응계수 활용 3. 가치추정 □ 여러 가지 대기오염 건강영향 중 본 연구의 통합분석 툴킷은 ‘초미세먼지(PM_2.5) 장기 노출로 인한 조기사망 피해’를 일차적 평가대상으로 함 ○ 조기사망자 수로 나타난 영향평가 결과를 경제적 피해비용으로 환산하기 위해 사망위험감소가치(VSL: Value of Statistical Life) 적용 - 안소은 외(2019, p.8)에서 제시한 선행연구 사망위험감소가치(VSL) 자료 중 일부 선행연구의 사망위험감소가치 자료를 선택하여 사용 4. 분석결과 및 시사점 □ 대기오염 건강영향 통합분석 툴킷을 통해 PM_2.5 장기노출로 인한 조기사망의 오염물질별, 오염원별 단위 피해비용 결과를 확인할 수 있음 □ 향후 자료 및 방법론의 지속적인 업데이트를 통해 평가결과의 신뢰도 제고가 필요함 ○ 특정 지자체 혹은 특정 사업을 대상으로 한 세부적인 정책평가를 위해서는 더 세밀한 단위에서의 자료 적용이 요구됨 ○ 자료 개선의 노력과 동시에 미세먼지로 인한 피해범위를 입원, 외래와 같은 여타 건강영향으로 확대하고, 나아가 불편함(삶의 질)에 미치는 사회적 비용으로까지 확대하는 등 연구의 범위를 더욱 확장할 필요가 있음 Ⅳ. 화학물질 건강영향 통합분석 사례연구 1. 개요 및 분석범위 설정 □ 화학물질 건강영향 통합분석 툴킷의 개요 ○ 화학물질의 건강영향 평가 및 가치추정 연구는 환경경제 통합분석을 위한 환경가치 종합연구의 일환으로 추진되었으며, 2016~2020년에 걸쳐 수행되었음 - 2016~2018년: 화학물질 건강영향 평가를 위한 평가방법론 마련 및 수은 또는 납에 대해 방법론 시범 적용 - 2019~2020년: 화학물질 건강영향 대상 화학물질 확대를 위한 사례연구 수행 ○ 올해 연구에서는 화학물질 건강영향 평가방법론에 대한 기존 연구 결과를 종합하여 화학물질 건강영향 통합분석 툴킷을 마련함 - 화학물질은 물질별로 각각의 종결점이 있으며, 이 물질들이 가진 종결점을 화폐화하는 과정을 통해 가치추정 수행 - 대상 화학물질로 수은을 시범 선정하였으며, 향후 대상 화학물질을 확대할 수 있도록 모델 설계 2. 영향평가 □ 화학물질 및 종결점 설정 ○ 화학물질: 화학물질 건강평가방법론 구축을 위해 시범 적용된 ‘수은’으로 결정 ○ 종결점: 수은의 종결점은 IQ 저하, 경미한 지적 장애(MMR) 및 심혈관계 조기사망으로 결정 □ 화학물질 건강영향 ○ 수은-IQ 저하 - 국내 자료 가용 현황을 고려하여 ‘모발 중 수은 농도’를 선택하고 해당 농도와 IQ 변화 용량반응(DR)함수 적용 ○ 수은-MMR - 신생아의 수은 노출로 인한 경미한 지적 장애(MMR)는 WHO의 수은 피해비용 산정 시트를 활용하여 DALYs값 도출 ○ 수은-심혈관계 조기사망 - 메타분석을 통해 용량반응(DR)함수를 선정하고, 상대위험도(RR)를 적용하여 수은 노출로 인한 심혈관계 사망자 추정 ○ 통합분석 툴킷에서는 사용자가 제시된 함수식을 바탕으로 입력값을 변경할 수 있도록 옵션 제공 3. 가치추정 □ 수은-IQ 저하 ○ IQ 변화 단위가치 적용: 2차 연도에 수행된 IQ당 평균 피해비용 적용 ○ Mincer의 임금방정식 적용: 교육 수준 변화에 따른 소득 변화를 IQ 하락으로 인한 연간 소득 손실 총합으로 도출 □ 수은-MMR ○ DALYs의 단위가치에 사망위험감소가치(VSL)에 근거한 연간사망위험감소가치 (VOLY: Value of Life Year)값을 적용하여 도출 ○ 사망위험감소가치(VSL)는 안소은 외(2018a, pp.86-87)에서 메타분석을 통해 도출 □ 수은-심혈관계 조기사망 ○ 안소은 외(2018a, pp.86-87)에서 메타분석을 통해 도출된 2015년 기준 사망위험감소가치(VSL)를 2016년으로 환산하여 적용 □ 통합분석 툴킷 ○ 통합분석 툴킷에서는 기본값을 위와 같이 제시하며, 사용자가 입력값을 변경할 수 있도록 옵션 제공 4. 분석결과 및 시사점 □ 툴킷의 최종 결과물 ○ 수은으로 인한 IQ 저하 피해비용 ○ 수은으로 인한 태아의 경미한 지적 장애(MMR) 피해비용 ○ 수은으로 인한 심혈관계 조기사망 피해비용 □ 시사점 ○ 화학물질은 각각 인체에 영향을 주는 기전(Pathway)이 달라 다른 통합분석 툴킷들과 달리 일반화하기 어렵고, 하나의 화학물질에도 다수의 종결점이 존재할 수 있어 본 과제의 여타 툴킷들과는 차별적으로 구성됨 ○ 본 연구에서는 ‘수은’의 건강영향을 시범적으로 툴킷에 반영하였으며, 향후 대상 화학 물질을 확대하고자 함 ○ 2021년부터 국민환경보건기초조사 대상 화학물질이 대폭 확대되어 툴킷 적용대상 화학물질을 보다 구체적으로 검토할 수 있을 것으로 기대됨 ○ 향후 2022~2023년 연구에서는 화학물질 통합분석 시스템을 고도화하고, 화학물질 규제영향분석을 지원할 수 있는 방안을 모색하여 정책 활용도를 제고하고자 함 Ⅰ. Case Study with Integrated Analysis Toolkit for Carbon Absorption and Storage 1. Background and scope of analysis □ In preparation for a successful transition to a carbon-neutral society by 2050, this study develops the integrated analysis toolkit for carbon absorption and storage to evaluate the carbon absorption, storage, and value of the ecosystem services scientifically and objectively. ○ The 2016 study laid the foundation for toolkit development to link the quantitative environmental impact assessment and environmental unit values, and the 2021 study completed the development of the toolkit after much improvement and stabilization. - This year’s study aims to support the policy decision-making for achieving carbon neutrality by assessing and renewing the carbon absorption and storage capacity of ecosystems measured in 2019 to estimate its economic value using the ecosystem types and the carbon absorption and storage coefficients of the ecosystem established in the 2016 study. 2. Impact analysis □ As of 2019, the ecosystems stored 950 million tons of carbon and absorbed 15 million tons of carbon per year, with carbon storage reduced by 1% and carbon absorption increased by 1% compared with 2007. ○ As of 2019, forests, a major carbon sink, stored 790 million tons and absorbed 15 million tons of carbon per year. Although forests shrank by 3% compared with 2007, the carbon storage and absorption rose by 2% and 1%, respectively, following a 76% increase of the broad-leaf forest area with high carbon absorption and storage coefficient. ○ As of 2019, the regions with the largest carbon storage were Gyeongbuk (200 million tons), Gangwon (192 million tons), and Jeonnam (106 million tons), and the regions that absorb carbon the most were Gangwon (3 million tons/year), Gyeongbuk (3 million tons/year), and Gyeongnam (2 million tons/year). The carbon storage decreased by 1-14% in all regions except Seoul, Gyeongbuk, Gangwon, and Ulsan, and the carbon absorption also fell by 1-9% in Sejong, Chungnam, Chungbuk, Jeonbuk, and Busan compared to 2007. 3. Value estimation □ The unit value input process in the stage of environmental evaluation in the integrated analysis toolkit for carbon absorption and storage was revised in 2021. ○ The toolkit not only provides the price information of both domestic and overseas (EU-ETS) carbon credit as unit value data, but also allows users to select the price information at the desired time. ○ To complement the price difference at different points of time, the toolkit currently provides services to adjust inflation at different points of time. 4. Analysis results and implications □ The integrated analysis toolkit for carbon absorption and storage of ecosystems is expected to be used as a basic tool for the decision-making of carbon net-zero policy since it can provide relevant data for each ecosystem and administrative district. ○ The toolkit provided relevant information by identifying the source of carbon absorption and storage and conducting quantitative and spatial evaluation on the carbon absorption and storage services based on reliable models and data. ○ However, as the ecological carbon absorption and storage largely depends on the input unit and data, it requires further study on the assessment and verification of carbon absorption and storage, including research on methods to set coefficients for carbon absorption and storage and ways to incorporate standardized and objective input data. Ⅱ. Case Study with Integrated Analysis Toolkit for Water (Freshwater) Supply 1. Background and scope of analysis □ As a prior step to achieving the sound water cycle, an integrated analysis toolkit for water supply was developed which can evaluate the water supply volume and the value of the ecosystem services in a scientific and objective manner. ○ The 2017 study laid the foundation for toolkit development to link the quantitative environmental impact assessment and environmental unit values, and the 2021-2022 study aims to improve and stabilize the toolkit in an effort to complete the development of the toolkit. - The 2021-2022 study aimed to support the policy decision-making for sustainable water management (2021-2022) by applying the type of ecosystem and the ecosystem service evaluation model set in the 2017 study with revised input data and coefficients (2022) to assess and verify the water supply function of the 2019 ecosystem (2022) and revise and apply the economic evaluation system (2021-2022). 2. Impact analysis □ As of 2009, the water supply volume of the ecosystems except the impervious urban area was 72.7 billion tons. ○ Forests and arable land are key ecosystems that supply water, and as of 2019, the forests supplied 47.2 billion tons of water (65%) and the arable land supplied 20.9 billion tons of water (29%). ○ As of 2009, the Han River basin supplied the largest water volume of a total of 26.2 billion tons (36%). The Nakdong River, Yeongsan & Seomjin River, and Geum River basins supplied 19.5 billion tons (27%), 14.5 billion tons (20%), and 11.7 billion tons (16%) of water, respectively. ○ As of 2009, the region that supplied the largest amount of water was Gangwon (14.8 billion tons, 21%), followed by Gyeongbuk (0.5 billion tons, 15%) and Jeonnam (9.3 billion tons, 13%) and the regions that supplied water in relatively smaller volumes were Seoul (300 million tons), Sejong (300 million tons), and Daejeon (300 million tons). 3. Value estimation □ To estimate the value of the water supply volume of the ecosystems, it is necessary to take into account how the supplied water has been consumed at the final stage. ○ Part of water supplied by the ecosystems is used for living, farming or industrial productions, and the residual water is stored for future use or remains within the ecosystems to sustain the ecological functions. ○ Multiplying the price of residential or industrial water by the total water supply volume could either over- or underestimate the value of water supply service of the ecosystems. □ This study classifies the types of water consumption into residential, industrial, and agricultural water in the estimation of water supply service value of the ecosystems, and the residual water not used for the above purposes is assumed to be fully consumed for maintaining the ecosystems. ○ This study estimates the water consumption volume for each purpose by applying the past water use ratio in the Water Resources Management Information System (WAMIS), assuming that the ratio of water consumption to the total supply is approximately 50% (0.4895, to be exact). ○ This study uses the water rate per unit of the residential and industrial water in the annual “statistics of waterworks” by the Ministry of Environment as unit values for the residential and industrial water. ○ Since agricultural water does not charge a water rate, this study applies the “residual value approach” to derive unit values through added value as an input for agricultural production, the purpose of the water supply. ○ As for the residual water in the ecosystems used to maintain the ecosystem, this study reflects its value partially by estimating people's willingness to pay (WTP) and applying it as unit values. 4. Analysis results and implications □ The integrated analysis toolkit for water supply is expected to be used as a basic tool for the decision-making of water management policy since it can provide relevant data for each ecosystem, basin, and administrative district. ○ The toolkit aims to complement the input coefficient and data in 2020 to assess and verify the water supply function of the ecosystem measured in 2019 and support the policy decision-making for sustainable water management by applying the economic evaluation system. Ⅲ. Case Study with Integrated Analysis Toolkit for Health Impacts of Air Pollution 1. Background and scope of analysis □ The Integrated Analysis Toolkit for Health Impacts of Air Pollution supports the evaluation of the impact of PM_2.5 generated by key air pollutants (NOx, SO₂, PM_2.5, NH₃, and VOC) on premature death and the cost of damage. ○ The toolkit not only assesses the damage per each air pollutant that causes PM_2.5, but also evaluates the cost of damage for each source of pollution (point source, line source, and surface source). 2. Impact analysis □ To estimate the damage costs resulting from health impacts, quantitative analysis of physical environmental impact or health impact is required so as to identify ① the emissions of each source of pollution per pollutant, ② how how the diffusion of air pollutants in the atmosphere finally changes the level of air pollution, and ③ how much health damage is inflicted on the people exposed to air pollutant concentrations. ○ To convert the air pollutant emissions into concentration changes, this study uses the PM_2.5 conversion rate for each air pollutant and source of pollution. ○ This study uses the concentration-response coefficients from previous studies to estimate the impact of air pollutant concentrations on people. 3. Value estimation □ The Integrated Analysis Toolkit in this study sets “the premature death caused by long-term exposure to PM_2.5” as the primary evaluation target among numerous health impacts of air pollution. ○ To convert the impact analysis result indicated by the number of premature deaths into the economic cost of damage, the Value of Statistical Life (VSL) was applied. - The VSL data from Ahn et al. (2018) and OECD (2012) was used as final data. 4. Analysis results and implications □ Using the integrated analysis toolkit for health impacts of air pollution, the cost of damage of premature death caused by long-term exposure to PM_2.5 can be determined for each air pollutant and source of pollution. □ The reliability improvement of the analysis results is required through continuous updates of data and methodologies. ○ For more specific policy evaluation targeting a certain municipality or project, more detailed data is required. ○ Along with the effort to enhance the quality of data, the scope of research needs to be expanded further to include other health impacts such as hospitalization and outpatients due to particulate matter and even the social cost associated with discomfort (the quality of life). Ⅳ. Case Study with Integrated Analysis Toolkit for Health Impacts of Chemical Substances 1. Background and scope of analysis □ Background of Integrated Analysis Toolkit for Health Impacts of Chemical Substances ○ As part of the environmental valuation study for integrated environmentaleconomic analysis, the health impact analysis and value estimation of chemical substances were pursued and conducted from 2016 to 2020. - 2016-2018: A methodology for health impact analysis of chemicals was established and applied to mercury or lead as a trial run. - 2019-2020: Case studies were conducted to expand the target chemicals for health impact analysis. ○ In this year’s research, the Integrated Analysis Toolkit for Health Impacts of Chemical Substances is developed based on the comprehensive review of the previous studies on the health impact analysis methodologies of chemical substances. - Each chemical substance has its end-point and its value is estimated through the monetization of end-points. - Mercury has been selected as a target chemical in the trial run and the analysis model has been designed to expand the target chemicals in the future. 2. Impact analysis □ Chemical substances and end-points setting ○ Chemical Substances: Mercury that was used in the trial run for the development of health impact analysis methodologies of chemical substances was selected. ○ End-points: The decline in IQ, Mild Mental Retardation (MMR), and premature death due to cardiovascular diseases were determined as the end-points of mercury. □ Health impacts of chemical substances ○ Mercury-decline in IQ - Based on the data available in Korea, “mercury concentrations of hair” has been selected as the analysis subject and the dose-response (DR) function of the corresponding concentration and changes in IQ has been applied. ○ Mercury-MMR - DALYs values are estimated using the Mercury Sheet of WHO (2008) for the MMR due to mercury exposure of newborns. ○ Mercury-premature death due to cardiovascular diseases - DR function is selected by meta-analysis, and relative risk (RR) is applied to estimate the number of premature deaths caused by cardiovascular diseases due to mercury exposure. ○ The Integrated Analysis Toolkit offers options for users to change the input data based on the presented functions. 3. Value estimation □ Mercury-decline in IQ ○ Application of unit values of changes in IQ: the average cost of damage per IQ analyzed in the second year is applied. ○ Application of Mincer wage equation: income changes according to changes in education levels are calculated by adding annual income losses resulting from the decline in IQ. □ Mercury-MMR ○ The Value of Life Year (VOLY) based on VSL is applied to the unit value of DALYs. ○ VSL is determined through meta-analysis from Ahn et al. (2018). □ Mercury-premature death due to cardiovascular diseases ○ The VSL of 2015 presented in Ahn et al. (2018) by meta-analysis was converted to the 2016 value and applied. □ Integrated Analysis Toolkit ○ Integrated Analysis Toolkit offers default values as described above and provides options for users to change the input data. 4. Analysis results and implications □ Final product of the toolkit ○ Damage costs of decline in IQ caused by mercury exposure ○ Damage costs of MMR in newborns caused by mercury exposure ○ Damage costs of premature deaths due to cardiovascular diseases due caused by mercury exposure □ Implications ○ This toolkit is distinguished from other integrated analysis toolkits in that it is difficult to generalize this toolkit as health impacts of chemical substances have different pathways and multiple end-points can exist for a single chemical substance. ○ In this study, the toolkit was applied to mercury as a trial, butit(the toolkit) will be applicable to more chemicals in the future. ○ A more detailed review of chemicals for toolkit application will be possible since the subject chemical substances for the Korean National Environmental Health Survey will be expanded from 2021. ○ The future studies from 2022 to 2023 will seek ways to advance the integrated analysis system for chemical substances and support the impact analysis of chemical regulations in an effort to promote its utilization in policy-making.

개의 실험적 췌외분비부전에서 단백과 탄수화물의 흡수가 지방 흡수에 미치는 영향

정준표,정재복,박승우,이세준,문병수,송시영,이관식,이상인,문영명,강진경,Eugene, P. Dimagno 대한소화기학회 2002 대한소화기학회지 Vol.40 No.2

목적: 췌외분비부전에 의한 지방변의 치료는 아직 난제로서 이를 해결하기 위해서는 지방 흡수에 영향을 미치는 요인을 밝히는 것이 필요하다. 식이가 지방 흡수에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으나, 아직 지방, 단백 및 탄수화물 등의 흡수에 있어서 상호 관련성 여부에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 개의 실험적 췌외분비부전에서 지방, 단백 및 탄수화물 등의 흡수가 효소 제제(세균성 리파제, 돼지 췌효소제) 및 용량 의존적인지, 지방 흡수가 단백 및 탄수화물의 흡수와 연관되는지 등을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 20 ㎏ 내외의 암컷 mongrel 개 5마리를 사용하였고, 주-부췌관을 결찰-분리하여 췌외분비 부전을 유발하였다. 효소제의 제형은 모두 분말을 사용하였으며, 용량은 세균성 리파제와 돼지 췌효소제 각각 7.500, 15,000, 30,000 IU을 사용하여 무순서로 실험하였고, 무치료 대조실험도 시행하였다. 실험식이로는 고지방식이{850 Cal, 지방 43% (80.2 g), 단백질 36% (151.6 g), 탄수화물 21% (98.2 g)}를 사용하였다. 72시간 동안 대변을 수집하여 대변내 지방, 단백 및 탄수화물의 양을 측정하였고, g/24 hr로 환산하였다. 지방, 단백 및 탄수화물의 coefficient of fat absorption (CFA), coefficient of protein absorption (CPA) 및 coefficient of carbohydrate absorption (CCA)을 계산하였으며, 다중회귀분석을 이용하여 통계 처리하였다. 결과: CFA, CPA 및 CCA 모두 췌효소제의 용량 의존적으로 증가하였으며(각각 p<0.001), CFA와 CPA는 돼지 췌효소제가 세균성 리파제보다 더 컸으나(각각 p=0.002 및 p<0.001), CCA는 효소제의 종류와는 무관하였다. CPA가 증가할수록 CFA는 증가하였으며(p<0.001), CCA가 증가하여도 CFA는 증가하였다(p<0.001). 결론: 개의 실험적 췌외분비부전에서 지방, 단백 및 탄수화물의 흡수는 췌효소의 용량 의존적으로 증가하고, 돼지 췌효소제가 세균성 리파제보다 지방 및 단백의 흡수에 유리하며, 단백과 탄수화물의 증가는 지방의 흡수를 증가시킨다. 따라서 단백과 탄수화물의 흡수를 극대화하도록 식이를 조절하면 지방 흡수를 증가시킬 수 있을 것으로 생각된다. Background/Aims: Interactions among fat, protein, and carbohydrate absorption may play a role in the treatment of steatorrhea. We determined in canine exocrine pancreatic insufficiency (EPI) whether fat, protein, and carbohydrate absorptions are dependent on the pancreatic enzyme preparation (bacterial lipase, BL; porcine lipase, PL) and whether absorption of fat is related to absorptions of protein and carbohydrate. Methods: Five dogs underwent ligation of pancreatic ducts. Then, seventy two-hour fecal balance studies were performed while a high fat meal (fat 43%) was given. Powdered BL or PL was given at doses of 0, 7,500, 15,000, and 30,000 IU. Stool fat, protein, and carbohydrate were measured and coefficients of fat (CFA), protein (CPA), and carbohydrate (CCA) absorptions were calculated. Multiple regression analysis was used for statistical analysis. Results: CFA and CPA increased preparation (PL is better than BL) and dose dependently. However, CCA increased dose-dependently but not preparation-dependently. Fat absorption increased as protein and carbohydrate absorption increased (p<0.001). Conclusions: In dogs with EPI fed a high fat diet, porcine pancreatic enzyme increases fat and protein absorption greater than bacterial lipase, and the increase of fat absorption is related to the increase of protein and carbohydrate absorptions.

재창업자의 긍정심리자본이 흡수역량을 통해 의사결정의 질에 미치는 영향에 대한 연구

전정구,서영욱 한국벤처창업학회 2020 벤처창업연구 Vol.15 No.6

The purpose of this study is to explore the impact of self-efficacy, hope, and resilience, which are factors of the positive psychology capital of the re-startup CEO, on the quality of decision-making through the absorption capacity, and the effect of the re-startup's absorption capacity. In particular, this study was started from the question of how positive psychological capital would affect to the re-startup CEO. The survey was conducted from re-founders who received funding from Korea SMEs & Startups Agency. And 144 sample data were analyzed by using SPSS 24.0 for descriptive statistics and by using Smart PLS 3.0. for SEM. The factors of Positive Psychological Capital were extracted to three factors: self-efficacy, hope, and resilience. As a result, it is shown that self-efficacy had a positive effect on potential absorption capacity, and hope had no effect on potential absorption capacity, and positive effects on realized absorption capacity. Resilience has been shown to have a positive effect on potential absorption and realized absorption capacity. It has been shown that potential absorption and realized absorption have a positive effect on the quality of decision making. This study is intended to provide theoretical and practical implications. 본 연구는 재창업기업 대표를 대상으로 재창업자의 긍정심리자본 요인인 자기효능감, 희망, 회복탄력성이 흡수역량에 미치는 영향과 재창업자의 흡수역량이 의사결정의 질에 미치는 영향을 고찰하였다. 특히 본 연구는 재창업자에게 심리적 요인들 중 긍정심리자본이 어떠한 영향을 미칠까하는 궁금함에서 출발하였다. 연구대상은 중소벤처기업진흥공단으로부터 재창업 지원자금을 받은 재창업기업 대표를 대상으로 실시하였으며, 조사한 144명의 표본자료를 SPSS 24.0을 활용하여 빈도 분석을 Smart PLS 3.0을 활용하여 구조모형방정식 분석을 실시하였다. 재창업자의 심리적 특성인 긍정심리자본을 자기효능감, 희망, 회복탄력성의 3가지 요인으로 구분하여, 잠재적 흡수역량과 실행적 흡수역량에 미치는 영향을 분석한 결과, 자기효능감은 잠재적 흡수역량에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났고, 실행적 흡수역량에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 희망은 잠재적 흡수역량에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 실행적 흡수역량에는 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 회복탄력성은 잠재적 흡수역량 및 실행적 흡수역량에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그리고 잠재적 흡수역량 및 실행적 흡수역량은 의사결정의 질에 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 실무적 시사점과 이론적 시사점을 제공하고자 한다.

Åbsoro-PepTM의 3D 라만 분광 피부 측정기를 이용한 피부 흡수도 개선에 대한 예비적 인체적용시험

권승빈,박소연,이봉직,손미령,안규중,안인숙 한국피부과학연구원 2024 아시안뷰티화장품학술지 Vol.22 No.1

Purpose: The skin acts as a barrier to prevent external harmful substances from entering the body. This function interferes with active ingredient absorption. Understanding the degree of absorption of the substance into the skin is important to predict the effectiveness of cosmetic active ingredients. This study aimed to investigate the human efficacy of Åbsoro-Pep™ substance, which contains gold cysteinyl hydroxy-prolyl dipeptide-48 as a key ingredient, for improving absorption. Methods: This study conducted a human application test to evaluate the improvement in skin absorption (including absorption rate, speed, and depth) of Åbsoro-Pep™ using three-dimensional Raman spectroscopy, targeting adult women aged 20–68 years. Results: The results revealed that skin absorption rate, speed, and depth were all significantly enhanced (p<0.001) 30 min after application of the test substance compared to before application. Additionally, a high-concentration test confirmed that substance A application site was more helpful than substance B application site by improving skin absorption rate, speed, and depth by 1.80, 2.13, and 2.13 times, respectively. Conclusion: Åbsoro-Pep™, which combines gold nanoparticles with peptides, is expected to be predominantly used and applied in functional cosmetics to improve skin absorption. 목적: 피부는 외부 유해물질의 내부 침입을 보호하는 장벽기능을 한다. 이런 장벽기능은 유효성분의 흡수에 대해 방해 작용을 한다. 화장품 유효성분의 효과를 기대하기 위해서는 물질의 피부 흡수 정도를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 gold cysteinyl hydroxyprolyl dipeptide-48 hydroxyprolyl dipeptide-48을 핵심성분으로 하는 Åbsoro-PepTM 물질의 흡수도 개선에 대한 인체효능평가를 진행하고자 한다. 방법: 본 연구는 20-68세의 성인여성을 대상으로 3D Raman Spectroscopy를 이용하여 Åbsoro-PepTM의 피부 흡수도(피부 흡수율, 피부 흡수 속도, 피부 흡수 깊이) 개선에 대한 인체적용시험을 실시하였다. 결과: 피부 흡수도 개선도를 분석한 결과, 피부 흡수량, 피부 흡수 속도, 피부 흡수 깊이 모두 시험물질 사용전과 비교하여 시험물질 사용 30분 후 통계적으로 유의한 수준으로(p<0.001) 개선됨을 나타냈다. 또한 높은 농도인 시험물질 A 도포부위가 B 도포부위의 1.80배 피부 흡수율 개선, 2.13배 피부흡수속도 개선, 2.13 배 피부 흡수 깊이 개선으로 더욱 도움을 주는 것으로 확인하였다. 결론: 금나노입자가 펩타이드와 결합한 Åbsoro-PepTM은 피부 흡수도를 개선하여 그 효능을 극대화함으로써 기능성 화장품에서의 폭넓은 활용과 응용을 기대하고자 한다.

산림의 CO₂ 흡수량 평가를 위한 통계 및 공간자료의 활용성 검토 - 안산시를 대상으로 -

김성훈 ( Sunghoon Kim ),김일권 ( Ilkwon Kim ),전배석 ( Baysok Jun ),권혁수 ( Hyuksoo Kwon ) 한국환경영향평가학회 2018 환경영향평가 Vol.27 No.2

본 연구는 안산시 산림을 대상으로 연간 CO₂ 흡수량 평가를 위한 통계 및 공간자료의 활용성을 검토하였다. 통계자료, 임상도(1:5,000), 산림수종 표준 탄소흡수량 자료들을 활용해 산림의 연간 CO₂ 흡수량을 산정하였다. 또한 세분류토지피복도를 이용한 연간 CO₂ 흡수량 분석 및 활용성을 검증하였다. 통계자료를 이용한 경우 2010년을 기준으로 연간 CO₂ 흡수량의 차이가 컸다. 이는 2010년부터 산림기본통계의 작성 방법이 고도화됨에 따라 임목축적이 급격히 증가한 결과이다. 향후 통계자료를 활용할 경우 최근의 산림기본통계를 이용한 보정이 필요하다. 임상도(1:5,000)와 산림기본통계(2015, 2010)의 시기 차이를 이용한 방법은 수종들의 생장량에 따른 CO₂ 흡수량이 반영되지 않았다. 산림수종 표준 탄소흡수량 자료와 임상도(1:5,000)를 이용한 결과 연간 42,369 ton을 흡수하였다. 세분류토지피복도와 산림수종 표준 탄소흡수량 자료를 이용한 결과는 40,696 ton이었다. 임상도(1:5,000)를 이용하여 세분류토지피복도를 검증한 결과 p<0.01 수준에서 유의했고, 흡수량 차이는 1,673 ton이었다. 본 연구는 다양한 산림활동의 온실가스 감축 효과 평가에 있어 객관적 기준을 적용하는 일환으로서 의의를 지닌다. 나아가 탄소흡수원과 관련된 토지이용 및 관리 등의 의사결정 지원을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다. This research was conducted to examine the availability of spatial data for assessing absorption rates of CO₂ in the forest of Ansan-si and evaluate the validity of methods that analyze CO₂ absorption. To statistically assess the CO₂ absorption rates per year, the 1:5,000 Digital Forest- Map (Lim5000) and Standard Carbon Removal of Major Forest Species (SCRMF) methods were employed. Furthermore, Land Cover Map (LCM) was also used to verify CO2 absorption rate availability per year. Great variations in CO₂ absorption rates occurred before and after the year 2010. This was due to improvement in precision and accuracy of the Forest Basic Statistics (FBS) in 2010, which resulted in rapid increase in growing stock. Thus, calibration of data prior to 2010 is necessary, based on recent FBS standards. Previous studies that employed Lim5000 and FBS (2015, 2010) did not take into account the CO₂ absorption rates of different tree species, and the combination of SCRMF and Lim5000 resulted in CO₂ absorption of 42,369 ton. In contrast to the combination of SCRMF and Lim5000, LCM and SCRMF resulted in CO₂ absorption of 40,696 ton. Homoscedasticity tests for Lim5000 and LCM resulted in p-value <0.01, with a difference in CO₂ absorption of 1,673 ton. Given that CO₂ absorption in forests is an important factor that reduces greenhouse gas emissions, the findings of this study should provide fundamental information for supporting a wide range of decision-making processes for land use and management.

상전이 물질이 함침된 활성탄의 열적 특성 평가

배지열,김광수 대한환경공학회 2019 대한환경공학회지 Vol.41 No.10

목적: 열의 흡수 및 방출능력이 있는 상전이 물질을 에너지 매체로 사용하는 연구는 꾸준히 진행되어왔으며 캡슐형태로 주로 적용되었다. 하지만 제조공정이 복잡하고 환경오염물질이 발생되어 생산비의 대부분이 오염물질 제거에 사용되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 활성탄을 상전이 물질의 충전매체로 사용하여 보다 간단하고 효과적인 열저장매체를 개발하고자 한다. 활성탄의 세공에 상전이 물질이 모세관 현상으로 흡착되는 원리를 이용하여 상전이 물질을 충전하는 방법을 개발하고 개발 소재의 열흡수 및 방출에 대한 특성을 알아보고자 한다. 방법: 본 실험에 사용한 상전이 물질은 지방산 물질인 Caprylic acid, 수화물 무기염으로는 Mn(NO3)2・4H2O, Mn(NO3)2・6H2O, Zn(NO3)2・6H2O, 그리고 알칸계 탄화수소류로는 n-hexadecane을 이용하였다. 활성탄 세공에 상전이 물질을 다음과 같이 충전하였다. 상전이 물질에 활성탄을 주입하여 혼합한 후 10기압의 고압반응기에서 약 10시간을 유지시킨다. 마지막으로 10℃에서 50℃ 범위 안에서 개발 소재의 열의 흡수/방출 능력을 알아보았다. 결과 및 토의: 온도에 따른 상전이 물질의 부피변화를 확인한 결과 유기산 및 수화물 염은 온도가 내려가면서 분자 간 평균거리가 감소하여 부피가 감소함을 알 수 있다. 각 상전이 물질의 열 흡수 방출특성을 평가한 결과 Caprylic acid는 약 17℃에서 근처에서 그리고 n-Hexadecane은 약 15℃ 근처에서 열흡수 및 방출이 일어남을 보여주고, Mn(NO3)2・4H2O 및 Zn(NO3)2・6H2O 은 약 35℃ 근처에서 그리고 Mn(NO3)2・6H2O 약 25℃ 근처에서 열의 흡수 및 방출 즉, 잠열이 있음을 보여주고 있다. 특히 열을 흡수하는 과정은 서서히 진행되는 반면 열을 방출하는 과정은 매우 급격하게 진행되었으며 Mn(NO3)2・4H2O 및 Zn(NO3)2・6H2O의 경우 열의 방출과정에서 두 번의 변곡점을 보여주고 있어 상전이 시 액체상태와 고체의 불안한 상태를 유지하는 과냉각(super cooling) 현상 때문인 것으로 사료되었다. 혼합 상전이 물질을 평가한 결과 Mn(NO3)2・4H2O/Mn(NO3)2・6H2O 혼합물과 Mn(NO3)2・4H2O/Zn(NO3)2・6H2O 혼합물의 경우 열 흡수와 방출 2개의 변곡점을 보여주었으며 반복실험에서도 비슷한 경향을 나타내었다. 반면에 Mn(NO3)2・6H2O과 Zn(NO3)2・6H2O을 혼합한 경우는 열흡수 및 방출실험을 반복할수록 재현성이 저하되었다. 충전된 상전이 충진된 활성탄의 열 흡수 및 방출특성을 평가한 결과 Caprylic acid, Mn(NO3)2・6H2O, Zn(NO3)2・6H2O 모두 열의 흡수 및 방출이 진행되었으며 각각의 녹는점 및 어는점은 원료물질 그대로의 온도에서 재현되었으며 특히 수화물 염의 가장 단점인 과냉각현상을 극복할 수 있었다. 활성탄 세공에 충전된 상전이 물질을 적층시켜 열흡수 및 방출특성을 평가한 결과 열의 흡수의 경우 하부에서부터 상부까지 점진적으로 진행되며 특히 상부에서 열의 흡수가 많음을 확인하였다. 반면에 열 방출의 경우 상부보다는 하부에서 많이 진행됨을 보여주고 있다. 각각의 상전이 물질을 균일하게 혼합하였을 경우 광범위 온도에서 균일한 분포로 일어났으며, 반복 실험에서도 비슷한 양상을 보여주어서 활성탄세공에 상전이 물질을 충진하여도 안정된 열 충전 매체로 사용할 수 있음을 확신할 수 있었다. 결론: 1) 상전이 물질중 acprylic acid, n-hexadecane은 과냉각 현상이 없었으나 무기성 상전이 물질은 과냉각 현상이 발생하였다. 2) 과냉각 현상은 열을 방출하는 냉각과정에 ... Objectives: The use of phase change materials (PCMs) with the ability to absorb and release heat as an energy medium has been extensively studied where encapsulated material was used. Though these heat storage systems seem efficient but practical application suffers due to their high manufacturing cost, complexity in the manufacturing process, and eco-unfriendly nature. In this study, we developed an affordable, simpler and more efficient heat storage media by using activated carbon as a filling medium for PCM. The purpose of this study is to develop a method for caging a PCM by using the adsorption phenomenon where the PCM is adsorbed by the capillary phenomenon in the pores of activated carbon. The heat absorption and releasing characteristics of PCM embedded-activated carbon composite was investigated to comment on the applicability of the composite. Methods: The PCM used in this experiment were caprylic acid (CH3(CH2)8COOH), Mn(NO3)2・4H2O, Mn(NO3)2・6H2O, Zn(NO3)2・6H2O, and n-hexadecane. The PCM embedded-activated carbon composites were prepared and studied by adopting a standard protocol. After adding and mixing the degassed activated carbon in a beaker containing a PCM, it was maintained in a high-pressure reactor of 10 atm to push the PCM into the pores of the activated carbon. The heat absorption/release capacity of the PCM embedded-activated carbon was examined within the range of 10℃ to 50℃. Results and Discussion: The organic acid and the hydrated salt decreased the volume by decreasing the average distance between molecules as the temperature decreased. The heat absorption and release temperature of caprylic acid and n-Hexadecane was ~17℃ and ~15℃, respectively. Also, for Mn(NO3)2・4H2O and Zn(NO3)2・6H2O, the absorption and release of heat, i.e., latent heat was ~35℃ and ~25℃, respectively. In particular, the process of absorbing heat proceeds slowly while the process of heat release proceeds very rapidly. Moreover, Mn(NO3)2・4H2O and Zn(NO3)2・6H2O showed two inflection points in the heat release process. It was probably due to the supercooling phenomenon where the liquid and solid phase coexisted during the phase transition. From the evaluation of the mixed PCM, the inflection point of heat absorption and emission was given for the mixture of Mn(NO3)2・4H2O/Mn(NO3)2・6H2O and Mn(NO3)2・4H2O/Zn(NO3)2・6H2O. Similar trends were observed in repeated experiments. On the other hand, when Mn(NO3)S・6H2O and Zn(NO3)2・6H2O with higher water molecules content were mixed, reproducibility decreased in the subsequent heat absorption and release cycles. The heat absorption and emission characteristics of caprylic acid, Mn(NO3)2・6H2O and Zn(NO3)2・6H2O embedded activated carbon was found reproducible in multiple melting and freezing cycles and the overcooling phenomenon was overcome. The heat absorption and release characteristics of laminated PCM embedded activated carbon showed that the absorption of heat proceeded gradually from the bottom to the top, and the absorption of heat was significantly high at the top. On the contrary, heat dissipation was observed to proceed more at the bottom than at the top. The homogeneous mixing of various PCM embedded activated carbon composites resulted in a uniform distribution over a wide range of temperatures. Dozens of repeated experiments showed a similar pattern, which ensured that the activated carbon can be used as a stable thermal charging medium even with a PCM. Conclusions: 1) Caprylic acid and n-hexadecane did not have the supercooling phenomena, but the hydrate-containing inorganic phase change material showed the supercooling phenomenon where both the liquid and solid phases coexisted. 2) The supercooling phenomena occurred during the cooling process that released the heat, especially when the hydrated water content was higher. On the other hand, when the phase change material is filled into the activated carbon pores, the supercooling ph...

비격막식 전해수에 의한 악취 및 VOCs 제거 공정 개발

김로중,김영래,임성일,김래현,정건용 한국냄새환경학회 2006 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.5 No.1

본 연구에서는 VOCs의 습식처리공정을 개발하기 위하여 비격막식 전기분해수를 흡수세정액으로 하여 휘발성 유기화합물의 제거효과를 실험하였다. 비격막식 전기분해장치를 제작하여 시상수와 20%의 NaCl 용액을 전해질로 투입하여 생성한 전해수를 흡수액으로 사용하였다. 흡수세정 실험은 실험실 규모의 선회류식 흡수세정탑과 Pilot규모의 선회류식 흡수세정탑에서 흡수 성능을 실험하였다. 실험실 규모의 선회류 흡수세정탑 실험에서 전기분해수에 대한 흡수세정효율은 물(전해질 없음)<NaCl을 첨가한 이온수의 순으로 전해질 첨가여부에 따라 차이가 났다. 반응속도는 초기에 급격한 ORP 값의 변화가 VOCs의 흡수속도에 가장 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 수용성 VOCs의 경우 우수한 흡수세정 효율을 나타내었으나 BTX를 포함한 불용성 VOCs의 경우 흡수세정효율이 낮은 것을 알 수 있었다. 불용성 유기화합물인 BTX의 흡수효율을 향상하기 위해 그에 맞는 전해질을 개발하면 추가적인 설비 없이 흡수세정 기술만으로 악취 및 VOCs 제거가 가능할 것으로 사료된다. The purpose of this project is to develop the VOCs (the Volatile Organic Compounds) controlling process. In order to achieve our goal, we practiced with non-membrane electrolysis water for absorption scrubbing water. Non-membrane electrolysis system is produced to use absorption scrubbing water. And also this procedure obtains electrolysis water using electrolyte (20% of NaCl-sol). For absorption efficiency, it can be divided into two different types of Multi-Scrone (the vortex absorption tower). One is in a Laboratory scale and the other is in Pilot Plant scale. In Laboratory scale, it shows a difference from 20% of NaCl-sol in order. We also learned that the sudden change of ORP at the first stage gives such a big influence to velocity in process. The vortex absorption tower has better efficiency than packed tower. In spite of that fact, we all know BTX (insoluble organic compounds) has lower absorption efficiency. It is also confirmed in the vortex absorption tower. This project makes our future research strong enough to remove Odor and VOCs only with absorption scrubbing technique. Furthermore, this reference will help our research to develop electrolyte and improve absorption efficiency of BTX as well.

석탄 화력발전소의 비산재를 이용한 건식 CO₂ 흡수제 제조 및 특성 연구

이제희(Jae Hee Lee),위정호(Jung Ho Wee) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.8

본 논문에서는 석탄화력발전소에서 배출되는 비산재의 CO₂ 건식흡수제의 첨가제 및 담체로써의 효과를 검토하였다. 이를 위해 필요에 따라 비산재와 CO₂ 포집 유효 성분인 NaOH, CaO 및 물을 조합하여 여러 종류의 흡수제를 제조한 후, CO₂흡수 실험을 포함한 흡수제의 특성 분석을 수행하였다. 그 결과, 조건에 따라 흡수율과 흡수 온도, 속도 및 탈기 현상 등, 비산재 투입에 의한 다양한 효과를 확인할 수 있었고 NaOH, CaO 및 비산재와 물이 첨가되어 제조된 흡수제에서 비산재 효과가 가장 크게 나타났다. 550℃에서 본 흡수제의 CO₂ 흡수율은 비산재가 첨가되지 않은 흡수제에 비해 35.6% 높았고 흡수종료 후, CO₂ 탈기 현상도 관측되었다. 이는 비산재 첨가 때문으로 흡수제 내, 유효 성분들이 비산재 주변으로 분산도가 높고 상대적으로 미세한 입자로 존재하였다. 또한 비산재의 담체 역할이 확인되며 NaOH로 인해 흡수제 내 포졸란 반응이 억제되기 때문이다. 탈기 현상도 비산재 첨가로 인한 현상으로 NaOH, CaO가 비산재와 물리, 화학적 결합을 형성하여 Na와 Ca에 포집되어 있는 CO₂의 결합력이 약화되기 때문으로 판단된다. This paper investigates the effect of coal-fired fly ash on dry CO₂ sorbents as the supports and additives. For this purpose, various kinds of dry sorbent were manufactured by mixing fly-ash, the primary CO₂ absorption components (NaOH and CaO) and water with their different combination. Thereafter, their CO₂ absorption performance and the property were analyzed. As a result, variation of absorption efficiency and temperature as well as CO₂ desorption of the sorbents are confirmed, which may be primarily ascribed to fly-ash addition to the sorbents. Particularly, fly-ash effect is strongly measured in the sorbent manufactured by mixing all four components (named WNCF sorbents). Absorption efficiency of WNCF sorbents at 550℃ is 35.6% higher than that of fly- ash free sorbent and desorption is solely observed in WNCF sorbents. Fly-ash in WNCF sorbents leads to increase the dispersity of CO₂ absorption components and decrease their particle size in the sorbents. In addition, fly-ash is used as the supports and pozzolanic reaction is hindered by NaOH in WNCF sorbent. Furthermore, CO₂ desorption from the sorbents may be due to fly-ash. The interaction between fly-ash and CO₂ absorption components substantially attenuate the strength between captured CO₂ in CaO and NaOH.

흡수역량과 경영성과의 관계에 대한 혁신유형의 매개효과 연구

서은화(Eun-Hwa Seo) 대한경영학회 2021 大韓經營學會誌 Vol.34 No.8