• 제목/요약/키워드: 무산소

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인공 호소의 연속모니터링을 통한 DO 동적변화 규명 (Dynamic Change of the DO Concentration by Continuous Monitoring in Artificial Lake)

  • 최선화;이승헌;박형석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.494-494
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    • 2017
  • 국내의 호소는 대부분이 농업용수 공급을 목적으로 설치된 인공 호소이다. 최근 이상기후 및 유역 오염원 증가로 호소의 수질오염도가 증가 추이에 있으며, 특히 하절기 외기온도 상승과 함께 녹조 대량발생, 어류 집단폐사 등 수질오염사고가 야기되고 있다. 이러한 수질오염사고는 호소의 지역적 특성으로 인한 여러 가지 원인이 있겠지만 직접적인 원인으로는 호소의 산소 고갈에 기인된다. 본 연구에서는 농업용 호소의 수온, DO, EC 등에 대한 일주기 및 계절적 동적변화를 규명하여 호소의 수질개선대책수립에 활용하고자 하였다. 연구대상 지구는 경기도 시흥시에 소재하고 있는 M 농업용 저수지이며, 2015년 6월 4일부터 9월 22일까지 수온, DO, EC을 측정할 수 있는 연속 자동측정장치를 설치하였고, 측정지점은 저수지 수심을 상(바닥층에서 1.5m 상부), 중(바닥층에서 1.0m 상부), 하(바닥층에서 0.5m 상부)로 구분하여 각각 측정하였다. 호소의 수온은 일주기로 수온성층 형성과 대류혼합이 반복되었으며, 상 하층간의 수온 차이가 평균 $1.4^{\circ}C$, 최대 $5.0^{\circ}C$의 차이를 보였다. 또한 강우가 발생한 이후에는 일시적으로 저수지 상 하 층간 수온 차이가 거의 없는 것으로 나타났는데, 이는 강우에 의한 수체의 수직혼합으로 저수지 전체의 물질순환에 영향을 미친 것으로 판단된다. 호내 DO 농도는 일(day) 주기 동안 농도변화가 크게 나타났으며, 여름철 무강우 기간에는 저수지 바닥층의 평균 DO 농도가 약 0.5mg/L로 거의 무산소 상태가 지속되는 것으로 관측되었다. DO는 기온이 낮아지거나 강수가 발생할 때 대류에 의한 수직혼합에 의해 간헐적으로 회복되다가 다시 고갈되는 현상이 반복되는 것으로 나타났다.

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간헐포기공정과 막결합 간헐포기공정의 오염물질 제거특성 비교 (Comparison of Pollutants Removal between the Intermittently Aerated Bioreactor(IABR) and Intermittently Aerated Membrane Bioreactor(IAMBR))

  • 최창규;이광호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1B호
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    • pp.119-124
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 간헐포기공정(IABR)과 막결합 간헐포기공정(IAMBR)의 오염물질 제거능력과 영양염류 제거 mechanism을 비교 검토하여 막침적의 타당성을 확보하고 질산화율 및 탈질율을 산정하였으며, 질소물질수지를 수립하고자 하였다. 그 결과로서 IAMBR과 IABR의 경우 유기물 제거에 있어서는 큰 차이를 보이지 않았으나 영양염류 제거능력은 IAMBR이 IABR에 비해 높게 나타났다. 또한, 무산소 상태에서 반응조 내의 질산성 질소 농도가 IAMBR이 낮게 유지되는 것으로 보아 높은 탈질화 반응이 일어난 것으로 판단되며, 질소물질수지의 결과에서도 IAMBR에서 탈질된 질소성분이 40.9%로 IABR의 10.7%보다 4배 이상 높은 탈질능력을 보였다. 따라서, 높은 MLSS 농도의 유지와 간헐적 유입 유출 방식의 적용이 가능한 장점을 지니고 있는 막이 월등한 질소제거능력의 차를 보임으로써 간헐포기공정에 대한 막결합의 타당성이 충분한 것으로 사료된다.

대학 축구선수에서 일회성 무산소 운동에 따른 운동 유발성 스트레스 반응의 변화 (Changes of Exercise-induced Stress Response with an Acute Anaerobic Exercise in Elite Soccer Players of University)

  • 가기현;권대근;박재용;강준용;송영주
    • 운동영양학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.211-216
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    • 2009
  • This study was conducted to investigate the changes of exercise-induced stress response with acute anaerobic exercise in elite soccer players of university. The subjects were divided into elite soccer players of university (SG, n=10) and control group (CG, n=10). Subjects were tested three consecutive Wingate test for 30 seconds involving 2 times of 3 mins of resting time. In addition, whole blood and capillary blood were collected at rest, immediately post-exercise and 60 mins. of recovery time. Obtained results were as follows: Evaluated mean power and peak power of SG group was significantly higher than that of CG group in the all phase of Wingate test, respectively (p<.01). Although resting serum TG, TC, HDLC levels were not significant difference between SG and CG group, resting serum glucose of SG group was significantly lower than that of CG group. In addition, serum CRP levels of SG group were significantly lower than that of CG group at rest, immediately post-exercise and 60 mins of recovery time, respectively (p<.01). In serum cytokines, in spite of no significant differences in IL-1β levels between SG and CG group, IL-6 levels of SG group were significantly lower than that of CG group at immediately post-exercise and 60 mins. of recovery time, respectively (p<.05, p<.01). From these results, long-term combination training have a crucial role in amelioration of acute exerciseinduced stress response in elite soccer players.

돈 분뇨 액비에 미생물 첨가가 배추의 발아지수에 미치는 영향 (Effect of Microbial Inoculant to Pig Liquid Fertilizer on Germination Index of Chinese Cabbage)

  • 김태일;유용희;정의수;;양창범;김민균
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.135-146
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    • 2005
  • 본 연구는 돈 분뇨 액비에 미생물 첨가가 배추의 발아지수에 미치는 효과를 구명하기 위해서 수행하였다. 돈 분뇨 액비는 107일 동안 폭기와 무폭기 상태로 액상비료를 제조하여 공시하였고 미생물 첨가는 $0.05\%,\;0.1\%,\;0.2\%,\;0.3\%$ 수준으로 하였다. $0.05\%$ 미생물 접종 처리구에서 식물 독성이 낮고 발아지수가 높게 나타났다. 첨가수준별 돈분 액비 이용시험에서 초기 돈 슬러리의 액비성상은 T-N 2,873 ppm, T-P 753 ppm, $NH_4-N$ 1,441.6 ppm, $NO_3-N$ 16.48ppm으로 50일이 되면서 폭기조건에서 T-N 3,672 ppm, T-P 164 ppm, $NH_4-N$ 183.87 ppm, $NO_3-N$ 21.97 ppm로 변화하였으며, 무폭기 조건에서 T-N 1,261 ppm, T-P 68 ppm, $NH_4-N$ 161 ppm, $NO_3-N$ 16.87 ppm로 나타났다. 미생물을 처리하지 않고 107일동안 폭기조건과 무폭기 조건으로 액비화한 시료의 발아지수는 각각 83과 40.4이였다. 돈 분뇨 액비를 무산소 제조시 $40\%$ 이상, 호기제조시 $50\%$ 이상의 발아지수가 개선되었다. 이와 같은 결과는 액비제조 처리가 무산소 제조보다는 호기제조 처리가 작물에 양호한 것으로 판단되어지며 이는 호기처리시 총질소의 함량을 높게 유지할 수 있도록 하는 결과인 것으로 사료된다.

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해상 어류가두리양식장의 환경영향 평가: II. 가두리 양식장 퇴적물의 산소-황화수소 경계면에서 황화수소의 산화율 및 무산소 퇴적층에서 황산염 환원율 추정 (Environmental Impact Assessment by Marine Cage Fish Farms: II. Estimation of Hydrogen Sulfide Oxidation Rate at $O_2$-H$_2$S Interface and Sulfate Reduction Rate in Anoxic Sediment Layer)

  • 이재성;김기현;유준;이필용;정래홍;이원찬;한정희;이용화
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제9권2호
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    • pp.64-72
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    • 2004
  • 유기물이 많이 유입되는 해상어류가두리 양식장 퇴적물에서 전극 크기가 25$mu extrm{m}$인 미세전극을 이용하여 공극수의 산소, 황화수소, pH의 미세연직 농도를 측정하였다. 산소와 황화수소의 연직분포에서 얻어진 미세구간에 1차 확산ㆍ반응모델을 적용하여 각 구간에서의 산소 소모율, 황화수소 산화율, 황산염의 환원율을 추정하였다. 산소투과깊이는 0.75 mm였으며, 미세구간은 상부와 하부층 2개로 나누어졌다. 산소소모는 황화수소의 산화 영향으로 상부층에 비해 하부층에서 높았고 총산소소모플럭스는 0.092 $\mu$mol $O_2$$cm^{-2}$ $hr^{-1}$였다. 산화층에서 황화수소 산화는 0.7 mm 두께에서 0.030$\mu$mo1 H$_2$S $cm^{-2}$ $hr^{-1}$의 결과를 나타냈으며, 이 곳에서 황화수소의 turnover time은 약 2분으로 화학적 산화와 생물학적 산화가 동시에 일어나고 있었다. 황화수소와 산소의 소모율 비는 0.84로 황화수소 산화에 산소 이외의 다른 전자수용체가 사용되거나 산소-황화수소 경계면 주변에서 황 침전의 가능성을 시사하고 있었다. 추정된 총 황산염 환원 플럭스는 0.029$\mu$mol $cm^{-2}$ $hr^{-1}$로서 총산소소모플럭스의 60% 이상을 차지하고 있어 무산소 환경에서 유기물 분해가 산화환경에서보다 큰 역할을 하는 것으로 나타났다.

가축분뇨처리공정의 자동제어 인자 신뢰성 평가 및 적정 외부탄소원 공급량 지표 확립 (Estimation of Reliability of Real-time Control Parameters for Animal Wastewater Treatment Process and Establishment of an Index for Supplemental Carbon Source Addition)

  • 박재인;라창식
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제50권4호
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    • pp.561-572
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    • 2008
  • 다양한 조건하에서 가축분뇨처리공정을 운전하면서 각 자동제어 인자의 반응을 분석하고 ORP, DO, pH(mV)-time profile를 이용한 자동제어 신뢰성을 평가하였다. 또한 무산소 조건에서의 잔존 유기물 및 미생물 자기산화에 의한 탈질율을 고려한 적정 외부탄소원 공급량 지표를 파악하였다. 실험은 45L의 유효용적을 지닌 실험실 규모의 SBR 공정을 이용하여 수행되었다. ORP-와 pH(mV)-, DO-time profile 상에서 완전질산화를 의미하는 NBP가 뚜렷하게 발현하던 중 NH4-N의 낮은 부하와 고농도 NOx-N 함유 폐수의 유입 및 불충분한 무산소 조건 제공이 이루어졌을 때 ORP-와 DO-time profile 상에서 NBP가 사라지기 시작하였으며 NOx-N의 지속적인 증가에 의해 ORP 값의 민감성이 둔화되기 시작하였다. 그러나 pH(mV)-time profile은 항상 일정한 변화패턴을 유지하면서 암모니아성 질소의 완전 질산화가 이루어졌을 때 뚜렷한 NBP를 발현하였다. NOx-N/NH4-N의 비가 80:1 수준까지 높아지는 조건하에서도 pH(mV)- time profile상에서의 이러한 안정적 NBP의 발현은 지속되었으며 발현되는 NBP는 MSC(Moving Slope Change)의 변화 패턴을 추적함에 의해 인식되도록 프로그램 할 수 있었다. pH(mV)-time profile에서의 NBP의 발현과 MSC를 이용한 자동제어시점 인식은 반응조내 NOx-N 농도가 무려 300mg/L 이상의 수준에서도 안정적이었다. 유기물 농도에 따른 자동제어 인자의 반응을 분석한 시험에서도 반응조내 유기물의 농도가 STOC 기준 약 10,000mg/L 수준으로 증가함에도 불구하고 pH(mV)-time profile 상에서의 이러한 NBP 발현은 지속되었으며 고농도 유기물 축적 하에서도 동일한 자동제어 알고리즘이 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 잔존 유기물과 미생물 자기산화에 의한 탈질율은 약 0.4mg/L.hr로 분석되었으며 안전지수 0.1을 도입하여 산출된 NOx-N 기준 적정 외부탄소원 공급량은 0.83 STOC/NOx-N으로 파악되었다.

산화 촉진 조건에서 한우육의 항산화효소 활성, 지방산화 및 향기패턴의 관계 (Relationship of Antioxidant Enzyme Activity, Lipid Oxidation, and Aroma Pattern of Hanwoo (Korean Cattle) Beef under Oxidation-promoted Condition)

  • 강선문;무흘리신;김거유;조수현;박범영;정석근;이성기
    • 한국축산식품학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.346-353
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    • 2012
  • 본 연구는 산화 촉진 조건에서 한우육의 항산화효소 활성, 지방산화 및 향기패턴의 관계에 관해 구명하고자 실시하였다. $15^{\circ}C/RH$ 100%와 동일한 이산화탄소의 농도(20%)에서 산소의 농도(0%, 25%, 50% 및 75%)에 따라 8일간 저장하면서 가스의 농도, catalase 및 glutathione peroxidase(GSH-Px) 활성, TBARS, 육색 및 향기패턴을 분석하였다. 가스의 농도는 산소 처리구들에서 저장기간 동안 산소의 감소와 이산화탄소의 증가를 보였으며, 총감소량과 총 증가량은 25%>50%>75% 순으로 높았다. Catalase활성은 저장기간 동안 산소 농도에 따른 차이를 보이지 않았으나, GSH-Px 활성은 저장 중 산소의 농도가 증가함에 따라 급격히 감소하여 8일째에는 0%>25%>50%>75%순으로 높게 나타났다(p<0.05). TBARS 함량은 산소의 농도가 증가함에 따라 빨리 촉진되어 저장 2일째부터 0%<25%<50%<75% 순으로 높게 나타났다(p<0.05). 육색은 산소처리구들의 명도($L^*$)가 무산소 처리구보다 높았다(p<0.05).적색도($a^*$)는 저장 0일째에 0%<25%<50%<75% 순으로 높았으나(p<0.05), 2일째부터는 산소 처리구들이 낮았다(p<0.05). 황색도($b^*$)는 산소 처리구들이 높았으며(p<0.05),저장 0일과 8일째에 0%<25%<50%<75% 순으로 높게 나타났다(p<0.05). 전자코에 의한 향기패턴은 저장 8일째에 무산소 처리구와 산소 처리구들간에 뚜렷하게 분별되었다. 따라서 산소의 농도가 증가함에 따라 한우육의 항산화효소, 지방산화 및 육색의 안정성이 현저하게 저하되었으며, 항산화효소 활성 및 지방산화가 향기패턴의 차이에 영향을 미친다고 사료된다.

무산소 환경에서의 화강암에 대한 세슘 수착 특성 연구 (Cesium Sorption to Granite in An Anoxic Environment)

  • 조수빈;권기덕;현성필
    • 광물과 암석
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    • 제35권2호
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    • pp.101-109
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    • 2022
  • 고준위방사성폐기물 내에 핵분열 생성물로 존재하는 방사성 세슘의 이동은 화강암을 기반으로 하는 고준위방사성폐기물 처분장의 안전성 평가를 위한 중요한 고려 항목이다. 지하수의 수리화학적 특성과 모암을 이루는 광물과의 반응 특성은 처분장에서 방출된 세슘의 이동 속도를 결정하는데 있어서 중요한 요소이다. 알칼리 금속인 세슘은 지하수 내의 주요 양이온들과 수착 자리를 놓고 경쟁하는 것으로 알려져 왔고, 흑운모는 화강암의 핵종 수착 특성에 중요한 기여를 하는 구성광물로 알려져 왔다. 이 논문은 심부 처분장의 무산소 환경을 모사하기 위해 혐기성 챔버에서 전형적인 중생대 원주화강암에 대한 세슘 수착특성을 연구한 결과를 보고한다. 분쇄한 화강암에 대하여 전해질(NaCl, KCl, CaCl2) 용액과 합성지하수를 사용하여 세슘 초기농도(10-5, 5×10-6, 10-6, 5.0×10-7 M)를 달리하여 세슘 수착속도와 수착량을 측정하였다. 세슘 수착 실험 결과는 유사 2차 속도 모델(r2 = 0.99)과 프로인들리히(Freundlich) 등온선 모델(r2 = 0.99)로 잘 모사되었다. 특히 염화포타슘(KCl)은 모든 이온강도 및 세슘 초기농도에서 다른 전해질에 비해 가장 강력하게 세슘 수착을 제한하였다. 이는 포타슘 이온(K+)이 세슘의 가장 효과적인 경쟁 이온임을 지시하는 것으로 판단된다. 흑운모 함량에 따른 세슘 수착 실험 결과 흑운모의 세슘 수착 분배계수는 화강암 자체의 값보다 약 2배 이상 높았으며 선형관계를 나타냈다. 포타슘 이온은 주로 흑운모에 의해 공급되기 때문에, 이러한 결과는 처분심도 ~500 m 깊이에서 화강암체 내에 존재하는 흑운모가 세슘의 효율적인 수착재로 작용하지만 또한 지하수의 수리화학 조건에 따라 세슘의 수착을 저해하는 역할을 할 수 있음을 지시하며, 향후 이에 대한 상세한 후속 연구가 필요함을 보여준다.

물질수지를 이용한 A2O 고정생물막법에서의 호기탈질평가 (Evaluation of Oxic Denitrification in A2O Fixed Biofilm System through Mass Balance)

  • 윤조희;박승환;이상훈;김승현
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.231-239
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    • 2000
  • 본 연구는 $A_2O$ 공정을 적용한 고정생물막법을 이용하여 고농도의 총무기성질소(TIN) 유입으로 인해 C/N비가 낮은 폐수를 처리하기 위하여 최적의 운전조건 탐색과 생물학적 호기탈질을 평가하였다. 혐기조와 무산소조에 세라믹 여재를 그리고 호기조에 PVC 여재를 충전한 실험장치는 C/N(TOC/TIN)비를 0.5로 일정하게 유지하고 알칼리도를 변화시켜 실험을 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 유기물제거는 운전조건에 관계없이 96.0% 이상의 높은 제거효율을 얻었다. 유입수의 알칼리도를 약 1210mg/L(Run 5)로 운전하였을 때, $NH_4{^+}-N$와 총 질소 평균 제거효율은 각각 93.5%, 81.8%이었으며, 제거된 총 질소 중 64.9%가 호기조에서 생물학적 탈질에 의해서 제거되었다. 호기조에서 물질수지를 이용하여 질소와 알칼리도를 분석한 결과, 1mg의 $NO_2{^-}-N$가 탈질에 의해 제거될 때 2.49~3.46mg의 알칼리도가 생성되었다. 호기조에서의 생물학적 탈질은 ${\Delta}TOC/{\Delta}DEN$의 이론적인 비 1.22보다 낮은 0.84(Run 5)에서 일어났다.

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A2O공정 운전인자 조정에 대한 연구 (A Study on Adjustment of Operational Factor in A2O process)

  • 유호식;이병희
    • 유기물자원화
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    • 제23권3호
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    • pp.33-41
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    • 2015
  • 대규모 시설확장 없이 기존하수시설의 운영 방식개선으로 처리효율을 극대화할 수 있는 방법을 찾아보고자 하였다. 충분한 질소제거를 위해 체류시간 79%는 호기조에 할애할 필요가 있었다. 포기시간이 길어질수록 질산화가 많이 진행되었는데 인 농도는 반대의 경향을 보여주었다. 긴 포기시간에서 높은 농도의 인 배출을 보여주고 있었다. 높아진 $NO_3-N$의 방해로 PAOs의 활동이 저하되어 TP 및 $PO_4-P$의 흡수가 저조해지는 현상으로 추정되었다. 충분한 질소제거를 위해 긴 포기시간을 선택해야 하지만 TP 및 $PO_4-P$의 농도를 낮출 수 있는 방법도 강구해야 할 필요성이 생겨 혐기조 체류시간을 가변적으로 확장하는 방법을 고안하였다. 혐기조와 무산소조를 두 칸으로 하지 않고 3등분하여 중앙 칸을 가변적으로 사용하는 경우를 설정해 보았다. 중앙 칸을 무산소 또는 혐기조로 사용하는 경우로 설정한 것이다. TN, $NH_3-N$, $NO_3-N$ 등은 충분히 낮추면서 TP 및 $PO_4-P$의 농도를 더욱 낮출 수 있었다. 혐기조 체류시간이 증가되어 탈질촉진이 생긴 것으로 판단되었다. 중앙 칸을 가변적으로 사용할 수 있는 방법으로는 호기조에서 오는 내부반송수를 두 번째와 세 번째 칸으로 밸브 연결하여 두 번째 칸을 선택적으로 혐기조로 운영하는 방법이다. 이러한 방식은 계절에 따라 수온변화에 대응하는 우수한 대안이 될 것으로 사료되었다.