• 제목/요약/키워드: 토양 성능

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현장규모의 유류오염토양 세척공법에 다단연속탈착 및 교반탈착기법을 이용한 세척공정 성능향상에 관한 연구 (A Study on the Full-scale Soil Washing Process Improved by Multi-stage Continuous Desorption and Agitational Desorption Techniques to Remediate Petroleum-contaminated Soils)

  • 서용식;최상일;장민
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권5호
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    • pp.81-87
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    • 2008
  • 최근 주한미군기지 이전에 따른 토양오염도 조사결과, 유류저장시설에서의 누출 및 사격장내 중금속에 의한 오염이 심각한 것으로 보고되었으며 오염토양 정화에 대한 관심이 증대되고 있다. 다단연속탈착기법과 교반탈착기법을 적용한 현장규모의 유류오염토양 세척공정 성능향상에 관한 연구를 위해서 각각 다른 세지역의 정화대상부지 오염토양 중 미세토사가 29.3, 16.6, 7.8% 함유된 토양을 사용하였으며, 초기 오염농도는 각각 5,183, 2,560, 4,860 mg/kg이였다. 세척실험에 사용한 세척제로는 물을 이용하였으며 세척수를 6개월 이상 100% 재활용하여 세척공정을 운영하였다. 현장규모 세척 실험 결과 각기 다른지역의 오염토양 중 3.0 mm 이상의 오염토양은 세척수 분사압력 3.0 kg/$cm^2$의 고압분사를 통한 습식분리 후 TPH 농도는 280, 50, 356 mg/kg으로 초기농도 대비 각각 85.2, 98.2, 89.9%의 TPH 제거율을 보였다. 3.0${\sim}$0.075 mm의 모래입경에 대하여 1차 물리적 탈착 후 TPH 농도 [초기 입경별 오염부하량 대비]는 834, 1,110, 1,460 mg/kg 이었으며, 추가적인 세척공정의 2차 연속 물리적 탈착인 다단연속탈착기법을 통한 TPH 농도는 각각 330, 385, 245 mg/kg으로 초기농도 대비 각각 92.4, 90.6, 90.1%의 세척효율을 보였다. 미세모래 입경(0.075${\sim}$0.053 mm)에 대한 다단연속세척 후 TPH 농도는 791, 885, 1,560 mg/kg으로 나타났으며, 추가적인 교반 탈착 후 TPH 농도는 각각 428, 440, 358 mg/kg으로 초기농도 대비 92.0, 93.9, 92.9%의 제거율을 보였다. 이와 같은 결과를 바탕으로, 토양세척기법은 TPH 법적기준을 맞출 수 있는 전략적 복합공정을 통해 다양한 오염토양에 폭넓게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

가시·근적외 분광 스펙트럼을 이용한 토양 이화학성 추정 (Quantification of Soil Properties using Visible-NearInfrared Reflectance Spectroscopy)

  • 최은영;홍석영;김이현;송관철;장용선
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.522-528
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    • 2009
  • 농경지에서 채취한 30개의 토양 Profile에 대해 깊이별로 채취한 시료를 이용하여 pH, CEC, Ca, Mg, Org.C항목에 대해 분광 스펙트럼과 화학분석에 의한 토양 특성값의 통계적 정량화를 수행하였다. 추정모델의 신뢰도를 높이기 위해 원시 반사 스펙트럼 외에도 Log, 도함수, Continuum 제거 등의 변환을 거친 스펙트럼을 입력변수로 이용하였고 그 중에서CR스펙트럼은 각 토양 특성 항목과 일괄 추정, 유형별 추정식의 모든 경우에서 통계적 유의성을 가진 추정 결과를 보였다. 특정 토양 특성 항목에서는 다른 변환 스펙트럼이 더 유의한 결과를 나타내었지만, 동시 다항목 분석을 하는 경우 CR 스펙트럼을 이용하는 것이 분석의 신속성과 용이성을 제공할 것으로 사료된다. 추정모델 성능 향상을 위해 토양의 여러 특성에 의한 스펙트럼의 변화 중에서 큰 요인 중 하나인 토색과 관련된 Fe에 의한 500-1200 nm 영역에서의 흡수 스펙트럼 특징에 의해 유형을 나누어 추정모델을 도출하였다. 유형별 추정모델 적용 결과가 일괄 추정값보다 월등히 높은 결과를 나타내지는 않았지만, 대체적으로 유형별 추정모델이 약간 높은 유의성을 나타내었고, 특히 Ca와 CEC의 경우 상당히 향상된 결과를 보였다. 이러한 스펙트럼의 처리와 스펙트럼의 유형 분류 등을 고려한 정량 추정 모델을 통해 가시 근적 외 영역의 스펙트럼을 이용하여 토양의 특성을 동시에 다항목에 대한 분석을 신속하게 수행할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 추정 모델은 토양 특성에 대해 광역 단위에서 다량의 시료 분석에 유용하므로 지역, 세계 규모의 디지털 토양 매핑, 토양 분류 및 원격탐사 자료와의 연계 분석에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Cold Mix Asphalt로 처리한 디젤 오염 토양의 흡착 및 용출특성 (Sorption and Leaching Characteristics of Diesel-Contaminated Soils Treated by Cold Mix Asphalt)

  • 서진권;황인성;박주양
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권4호
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    • pp.24-31
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    • 2004
  • 유류오염토양을 건설재료로 재활용할 수 있는 방안으로써 Cold Mix Asphalt(CMA) 처리를 제시하였고 디젤 및 디젤화합물로 오염된 토양의 CMA 처리특성을 고찰하였다. 양이온성 또는 음이온성 또는 비이온성 계면활성제를 함유하고 있는 5가지 아스팔트 이멀젼을 이용해서 디젤 오염토양의 처리능을 고찰한 결과 첨가된 계면활성제의 차이에 의한 성능의 차이는 확연하게 드러나지 않았으나, 토양과의 친밀성 및 흡착계수를 고려하여 Lauryl Dimethyl Benzyl Ammonium Chloride (LDBAC)를 포함한 이멀젼을 오염토양 처리에 적합한 아스팔트 이멀젼으로 선정하였다. 아스팔트 이멀젼 LDBAC에 의한 세가지 디젤화합물의 처리능은 docosane, pentadecane, undecane의 순으로 높은 것으로 나타났다. 아스팔트 이멀젼 LDBAC를 이용하여 CMA처리된 토양에 대한 용출실험결과 비교적 고농도인 10,000 mg/kg 의 디젤로 오염된 토양도 CMA처리 가능함을 확인하였다. 공시체로부터 디젤의 용출은 초기 4일까지는 확산에 의한 거동을 보여 주었고 그 이후로는 용출속도가 감소하여 총 용출가능양의 $50\%$ 이상이 유출되었다고 판단되는 depletion의 거동을 보여 주었다. CMA처리된 오염토양으로부터 3가지 디젤화합물의 총용출량은 undecane > pentadecane > docosane의 순서로 높은 것으로 나타났으며, pentadecane의 경우 CMA 처리시 양생속도가 상대적으로 더딘 것으로 밝혀졌다.

토양오염 최적정화기술 선정을 위한 성능평가모델 개발 (Development of Performance Evaluation Model for Optimal Soil Remediation Technology Selection)

  • 김상태;고우찬;이승우;김흥래
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제20권7호
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    • pp.13-22
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    • 2015
  • In this study, we have developed the performance evaluation model for the optimal soil remediation technology selection. Performance evaluation model is composed in the evaluation of two steps. In the first stage, the candidate technologies are derived according to the conditions of drilling, type and concentration of pollutants, and the saturated/unsaturated of target site. In the second stage, each individual candidate technology is evaluated by performance evaluation model. The performance evaluation model has 5 groups of evaluation items and 12 evaluation items which have their own evaluation index and their own weights through the AHP approach surveying 40 experts. From the case study of actual design cases, the applicability of the performance evaluation model was confirmed.

공공 기상데이터와 기계학습 모델을 이용한 토양수분 예측 (Prediction of Soil Moisture with Open Source Weather Data and Machine Learning Algorithms)

  • 장영빈;장익훈;최영찬
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.1-12
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    • 2020
  • 토양수분은 농업에서 필수적인 자원으로 이의 변화와 부족을 예측함으로써 관리되어왔다. 최근 현장에서의 적용 용이성과 다양한 지역에 대한 일반화 가능성이 뛰어난 통계 및 기계학습 알고리즘을 활용한 토양수분 예측 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 국내에서 생성되는 데이터를 이용한 연구들은 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 1) 국내 공공기상 데이터만으로 충분한 성능을 내는 토양수분 예측 모델을 만들 수 있는지, 2) 어떠한 기계학습 모델이 국내에서 생산되는 데이터와 토양환경에서 가장 높은 예측 성능을 보이는지, 3) 단일 기계학습 모델을 이용해 다양한 지역에 적용 가능한지를 확인해보려 한다. 본 연구에서 Support Vector Machines (SVM), Random Forest (RF), Extremely Randomized Trees (ET), Gradient Boosting Machines (GBM), and Deep Feedforward Network (DFN) 알고리즘과 종관기상관측 자료, 농업기상관측자료를 활용하여 안동, 보성, 철원, 순천 지역의 토양 수분을 예측하는 모델을 만들었다. 그 결과, GBM을 이용한 모델이 R2 : 0.96, Root Mean Squared Error(RMSE) : 1.8로 가장 낮은 예측 오차를 보였다. 또한 GBM을 사용한 모델이 가장 낮은 지역간 예측 오차 분산을 보여 가장 일반화하기에 적절한 모델로 확인되었다.

Sentinel-1 & -2 위성영상 기반 식생지수와 Water Cloud Model을 활용한 토양수분 산정 (Soil moisture estimation using the water cloud model and Sentinel-1 & -2 satellite image-based vegetation indices)

  • 정지훈;이용관;김진욱;장원진;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권3호
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    • pp.211-224
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    • 2023
  • 본 연구에서는 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 기반의 식생을 고려하는 후방산란모델 Water Cloud Model (WCM)을 활용한 토양수분 산정 연구를 수행하였다. 금강 상류의 용담댐유역을 포함한 40 × 50 km2 영역의 Sentinel-1 SAR 및 Sentinel-2 MSI (Multi-Spectral Instrument) 영상을 수집하여 연구에 활용하였다. WCM의 식생변수로는 Sentinel-1 기반의 식생지수 RVI (Radar Vegetation Index), 탈분극비(Depolarization Rario, DR)와 Sentinel-2 기반의 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 활용하였다. WCM의 정모델링(forward modeling)은 토양수분과 후방산란계수의 특성이 유사한 3개 Group으로 나누어 수행하였다. 토양수분과 후방산란계수의 선형적인 관계가 명확할수록 Group의 모의 성능이 더 높게 나타났으며, 식생지수 별로는 NDVI, RVI, DR 순으로 정확도가 높았다. 토양수분을 모의하기 위해 모의된 후방산란계수를 반전(inversion)하였으며, 모의 성능은 정모델링 결과와 비례하였다. WCM 모의의 오류는 실측 후방산란계수 기준 약 -12dB를 기점으로 증가하는 양상을 보였다.

사면 보호를 위한 녹생토 재료 특성 검증 (The Verification Of Green Soil Material Characteristics For Slope Protection)

  • 이병재;허형석;노재호;장영일
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.681-692
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    • 2017
  • 최근 들어 사회 간접시설 확충 및 경제발전 계획에 의하여 전국적으로 도로 확포장공사 및 신도시 건설 등 대규모 공사가 이루어지며 이로 인하여 인위적인 사면 훼손이 급격히 증가되고 있다. 기존의 비탈면녹화공법인 식생 기반재 취부공법은 결합력의 부족이나 건조화, 유기물의 부족 등의 문제점들을 보이고 있다. 본 연구에서는 천연부엽토, 바크퇴비, 코코피트, 질석이 포함되어 사용되고 있는 식생 기반재와 친환경적인 토양첨가제를 활용하여 연구수행을 하였다. 토양첨가제의 혼합비율에 따라 압축강도를 측정하였으며 식생 기반재와 토양첨가제를 혼합하여 흙다짐시험방법을 준용하여 몰드높이, 다짐횟수, 다짐방법(층), 양생 조건 등으로 하여 사면 보호용 녹생토 재료특성에 관한 실험을 진행하였다. 실험결과, 석고계 시멘트를 사용한 토양 첨가제에서 우수한 강도 성능이 나타났으며, 성능 향상제와 pH조절제를 사용함으로써 식생 생육기준에 만족하였다. 녹생토와 토양첨가제의 혼합에 따라 강도가 증가하는 것을 확인 할 수 있었으며, 사면 보호 안정성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

컴퓨터 모의시험에 의한 트랙터견인형 액상가축분뇨 살포기의 적정용량 예측 (Prediction of Optimum Capacity for Tractor Drawn Liquid Manure Tank Spreader by Computer Simulation)

  • 이규승
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.135-144
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    • 2002
  • 본 연구는 농촌지역에 많이 보급되어 있는 50 마력급 트랙터의 견인 및 주행성능을 우리나라의 주요 수도 포장을 대상으로 컴퓨터 모의 시험을 통해 예측하여 최근 이용이 증대되고 있는 액상가축분뇨 살포기의 적정용량을 구하기 위해 수행되었다. 모의 시험은 액상가축분뇨 살포기의 용량에 영향을 미치는 토양인자와 차량인자를 포함하는 수학적 모델을 이용하였다. 토양 물리적 특성은 우리나라 수도재배의 대표적인 지역중의 일부라고 볼 수 있는 이리, 남양간척지, 아산만지역, 평택, 밀양, 상주, 김해, 김포, 안동, 강화 지역에서 3곳의 서로 다른 면 단위 지역을 선택하여 측정하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 28개 조사지역의 토성은 미사질양토(SiL) 지역이 19곳으로 제일 많았으며 미사질식양토(SiCL), 사질양토(SL), 양토(L)가 한두 곳으로 조사지역의 대부분 토양은 양토 계통이었다. 이들 지역에서 경운정지 시기의 토양수분 함량은 주로 30~40%의 범위이었으며, 드물게 20% 범위의 지역과 50%가 넘는 지역이 한두 곳 있었다. 겉보기밀도는 대부분 1,500~l,700 kg/㎥의 범위이었다. 원추지수는 1부터 18kg/$\textrm{cm}^2$ 이상까지 넓은 범위에 걸쳐 나타났으며, l0cm와 15cm 사이에서 원추지수가 급격히 증가하여 이 깊이에서 경반이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 2. 논토양의 토양물리성을 고려한 액상가축분뇨 살포기의 용량은 슬립에 따라 차이는 있으나, 아주 연약한 지역을 제외하고는 대부분의 지역에서 3,000kg$_{f}$ 이상이었으며, 대부분 4,000~6,000kg$_{f}$ 의 범위에 있었다. 그러나 안동 일부지역과 남양만 지역과 같이 아주 연약한 지역에서는 액상가축분뇨 살포기의 용량이 1,000kg$_{f}$ 전후이거나 음의 값을 갖는 경우도 있어 이 지역에서의 액상가축분뇨 살포기의 용량은 다른 지역에 비해 적게 설계하거나 액상가축분뇨 살포기의 사용에 문제가 있을 수 있다고 판단된다.본 연구는 농촌지역에 많이 보급되어 있는 50 마력급 트랙터의 견인 및 주행성능을 우리나라의 주요 수도 포장을 대상으로 컴퓨터 모의 시험을 통해 예측하여 최근 이용이 증대되고 있는 액상가축분뇨 살포기의 적정용량을 구하기 위해 수행되었다. 모의 시험은 액상가축분뇨 살포기의 용량에 영향을 미치는 토양인자와 차량인자를 포함하는 수학적 모델을 이용하였다. 토양 물리적 특성은 우리나라 수도재배의 대표적인 지역중의 일부라고 볼 수 있는 이리, 남양간척지, 아산만지역, 평택, 밀양, 상주, 김해, 김포, 안동, 강화 지역에서 3곳의 서로 다른 면 단위 지역을 선택하여 측정하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 28개 조사지역의 토성은 미사질양토(SiL) 지역이 19곳으로 제일 많았으며 미사질식양토(SiCL), 사질양토(SL), 양토(L)가 한두 곳으로 조사지역의 대부분 토양은 양토 계통이었다. 이들 지역에서 경운정지 시기의 토양수분 함량은 주로 30~40%의 범위이었으며, 드물게 20% 범위의 지역과 50%가 넘는 지역이 한두 곳 있었다. 겉보기밀도는 대부분 1,500~l,700 kg/$m^3$의 범위이었다. 원추지수는 1부터 18kg/$cm^2$ 이상까지 넓은 범위에 걸쳐 나타났으며, l0cm와 15cm 사이에서 원추지수가 급격히 증가하여 이 깊이에서 경반이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 2. 논토양의 토양물리성을 고려한 액상가축분뇨 살포기의 용량은 슬립에 따라 차이는 있으나, 아주 연약한 지역을 제외하고는 대부분의 지역에서 3,000$kg_f$ 이상이었으며, 대부분 4,000~6,000$kg_f$의 범위에 있었다. 그러나 안동 일부지역과 남양만 지역과 같이 아주 연약한 지역에서는 액상가축분뇨 살포기의 용량이 1,000$kg_f$ 전후이거나 음의 값을 갖는 경우도 있어 이 지역에서의 액상가축분뇨 살포기의 용량은 다른 지역에 비해 적게 설계하거나 액상가축분뇨 살포기의 사용에 문제가 있을 수 있다고 판단된다.

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분광특성 분석에 의한 논 잡초 검출법 개발 (Development of technique to detect weeds in paddy field using spectrophotometric analysis)

  • 서규현;서상룡;성제훈
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.438-443
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    • 2002
  • 본 연구는 수도작에서 토양과 식물체의 분광반사특성과 영상처리를 이용한 기계시각 잡초검출 센서를 개발하기 위한 기초연구로서 분류하고자 하는 대상체들의 분광반사율을 조사하여 주요한 파장을 선정하고 선정된 파장을 이용한 판별분석을 통해 각 대상체에 대한 분류 정확도를 중심으로 잡초검출 가능성을 조사하기 위하여 수행하였으며, 실험으로부터 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 토양과 식물체를 구분하는데 효과적인 파장은 마른 토양의 경우 680 nm, 배수 토양에 있어서는 810 nm로 선정하였고, 토양을 배제한 후 벼와 잡초를 구분하기에 효과적인 파장은 580, 680 nm로 선정하였다. 2. 토양과 식물체를 구분하기 위한 판별분석 결과 2가지 토양상태 모두 식물체와 완전히 구분 가능한 것으로 나타났다. 벼와 잡초를 구분하기 위한 실험에서, 벼는 98%의 분류정확도로 구분이 가능하였고, 잡초는 83%의 분류정확도로 구분이 되는 것으로 나타났다. 따라서 차후 분광학적 원리를 이용한 센서를 제작할 때 본 연구에서 선택한 주요 파장과 판별함수를 이용하여 장치를 구성하고 알고리즘을 제작한다면 벼, 잡초, 토양을 효과적으로 구분이 가능할 것으로 판단되었다. 3. 컬러 CCD 카메라를 사용하는 경우에 있어 식물체와 토양을 구분하기 위해 3 종의 파장 중 630 nm 파장만의 이용을 고려하여 그 분류성능을 분석한 결과, 식물체와 토양은 소수의 관측치를 제외하고 완전히 구분이 가능했고, 벼와 잡초를 구분한 결과에서는 비교적 높은 분류능력을 가진 것으로 나타나 차후 컬러 CCD 카메라를 이용하여 장치를 구성하는데 좋은 기초가 될 것으로 판단된다. 배양체의 접종작업은 모든 배양실이 인력에 의존하였으며, 배양체를 배지와 분리하여 불필요한 부분을 제거하고 배양작물에 따라 생육정도를 2~3등급으로 구분하여 배양용기의 배지 위에 치상하는 과정으로 수행되었으며, 작업능률은 호접란의 경우 배양병에 25본을 접종하는데 시간당 6병, 심비디움은 원형 플라스크에 25본을 접종하는데 시간당 10병 정도였다. 바. 식물체의 대량증식에 사용되는 플라스크, 배양병, PE용기 등 배양용기의 세척작업은 농원의 1개배양실에서 간이식 세척기, 이 외의 9개배양실은 모두 물에 담겨 두었다가 세제와 브러쉬 등을 사용하여 인력으로 세척하고 있어 생력화 기술개발이 요구되었다.도가 빠를수록 건조속도가 빨라졌으며, 건조에너지도 1,334kcal/kg.water로 비슷하게 소요되었다. 마. 시험구와 대비구의 건감률은 시험구에서 1.08~1.36w.b./h로 나타나 대비구보다 약 9.9~18.3%가 높게 나타났고, 건조에너지는 10.2~14.6%가 절감되었다. 발아율은 열풍온도가 낮을수록 높게 나타났고 시험구가 대비구보다 발아율이 낮게 나타났으며, 동할률 증가량도 원적외선.열풍 복합건조방법이 높게 나타나 이것은 곡물 표면에 원적외선 방사에의한 복사열이 전달되어 열장해를 받았기 때문으로 판단되며, 금후 더 연구하여 적정 열풍온도 및 방사체 크기를 구명해야 할 것이다.으로 보여진다 따라서 옻나무 유래 F는 포유동물의 생식기능에 중요하게 작용하는 것으로 사료된다.된다.정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을

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HPLC-UV검출기를 이용한 논토양 중 oxolinic acid 분석 (Determination of Oxolinic Acid in Paddy Soil by HPLC Coupled with UV Detector)

  • 노석초;마상용;한성수
    • 농약과학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.303-310
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    • 2005
  • 논토양 중 quinolone계의 항균성물질인 oxolinic acid에 대하여 HPLC-UV검출기를 이용하여 정량하는 잔류분석방법을 설정하였다. 논토양 시료는 지역과 토성이 다른 2토양을 공시하였으며, 토양 중 oxolinic acid는 4 M-KOH : MeOH(1 : 3, v/v) 혼합용매로 추출하여 추출액을 산성화 한 다음 dichloromethane으로 액 액분배하여 dichloromethane층을 탈수, 농축 한 후 HPLC로 분석하였다. Oxolinic acid의 머무름 시간은 10.2 min이었으며, 검출파장은 262 nm였다. 표준검량선은 $1{\sim}40$ ng에서 결정계수($r^2$)가 $0.999^{**}$로 직선성을 보였으며, 직선회귀식은 y=378.99x+135.08이었다. 논토양 무처리시료에 oxolinic acid를 0.2 mg/kg과 1.0 mg/kg 수준으로 표준품을 첨가하여 회수율을 측정한 결과 토양 1의 평균 회수율은 각각 $90.9{\pm}4.52%$ (n=3)와 $95.0{\pm}0.23%$ (n=3)였으며, 각각의 변이계수는 4.97%와 0.24%였다 토양 2에서는 $92.2{\pm}1.15%$ (n=3)와 $93.1{\pm}0.31%$ (n=3)로 각각의 변이계수는 1.25%와 0.33%이었다. 검출한계는 두 토양 공히 0.05 ppm(50 ppb)이었다.