• 제목/요약/키워드: 환경공학적 특성

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미생물을 이용한 L-트립토판 유래 방향족 화합물 생산 최근 연구 (Recent Research Progress in the Microbial Production of Aromatic Compounds Derived from L-Tryptophan)

  • 이지영;이진호
    • 생명과학회지
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    • 제30권10호
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    • pp.919-929
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    • 2020
  • 방향족 화합물은 화학, 식품, 고분자, 화장품, 의약 산업 등에 이용되는 중요한 물질로, 현재까지 대부분 화학 합성법 또는 식물 추출법으로 만들어진다. 그러나, 화석 연료의 고갈, 지구 온난화, 환경규제의 강화, 식물자원의 과다한 채취 등의 많은 위협요인에 직면하면서 재생 가능한 생물자원을 이용한 미생물을 이용한 생물공학적 방법으로 방향족 화합물을 생산하는 것은 매우 유망한 대안이다. 대사공학이 합성생물학과 접목되면서, L-트립토판 생합성 경로 유래의 인공 생합성 경로가 재 구축되어 5-히드록시트립토판, 세로토닌, 멜라토닌, 7-염화-L-트립토판, 7-브로모-L-트립토판, 인디고, 인디루빈, 인돌-3-초산, 바이오라세인, 데옥시바이오라세인과 같은 다양한 고부가 화합물을 생산할 수 있게 되었다. 본 총설은 이러한 방향족 화합물의 특성, 용도, 생합성 경로를 요약하였다. 또한 방향족 화합물을 미생물을 이용하여 생산하기 위한 최신의 대사공학 전략과 생산 농도를 올리는데 제기되는 문제들을 극복하기 위한 해결방안 등을 정리하여 보고한다. 시스템 대사 공학에 기반한 균주 개발과 재생 가능한 생물자원을 사용한 배지 및 생물공정의 최적화가 이루어지면 방향족 화합물의 미생물 생산을 위한 상업적으로 실행 가능한 기술 개발을 가능하게 할 것으로 예상된다.

충격소음으로 인한 양식어류 피해기준 제안 (Suggestion of Safety Level in Fish Farming by Impulsive Sound)

  • 최태홍;김정한;송하림;고진석
    • 터널과지하공간
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    • 제25권2호
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    • pp.125-132
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    • 2015
  • 어류 양식장 인근에서 건설공사로 인하여 발생하는 소음 진동의 경우 피해 금액과 산정방식 선정은 건설공사에 대한 공종별 전문가의 공학적, 기술적 의견이 배제된 상태에서 이루어지고 있다. 피해자 측이 일방적으로 어류 전문가들의 생물학적 자문 위주의 논리만 주장하는 반면, 어류에 대한 생물학적 전문지식이 부족한 건설사 측은 일반적인 건설소음 진동에 관한 논리를 전개하는 경우가 대부분이다. 그래서 중앙 환경 분쟁 조정위원회에서는 2009년 소음 진동으로 인한 육상 양식어류 피해 평가 및 배상액 산정기준에 관한 연구를 통해 구체적인 피해기준을 제시하였다. 국내의 경우 수중소음 피해인정 기준을 140 dB re $1{\mu}Pa$을 인정하고 있다. 이 기준은 충격음이 아닌 1초 이상의 연속음의 RMS 값이다. 또한, 기존 연구 자료들을 보면 어류는 골표류와 비골표류, 기각류와 비기각류 등 어종에 따라서 수중소음에 대한 반응이 많은 차이가 있는 것으로 보인다. 그래서 본 연구는 충격음과 연속음의 특성 차이를 고려하여 충격음의 피해기준을 제시하려 한다.

다양한 단백질과 폴리펩타이드로 코팅된 PLGA 표면과 슈반세포와의 상호관계 (Interaction of Schwann Cells with Various Protein- or Polypeptide-Coated PLGA Surfaces)

  • 박기숙;김수미;김문석;이일우;이종문;이해방;강길선
    • 폴리머
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    • 제30권5호
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    • pp.445-452
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    • 2006
  • 본 연구에서는 슈반세포와 다양한 세포 부착인자로 코팅된 고분자 표면과의 상호관계에 대해 연구하였다. 세포 접착인자로 알려진 피브로넥틴, 피브리노겐, 라미닌, 비트로넥틴, 폴리-D-라이신 및 폴리-L-라이신을 PLGA 필름에 코팅하고 물 접촉각 측정과 ESCA 분석을 실시해 표면특성을 평가하구 접착인자로 코팅하거나 하지 않은 PLGA 필름의 표면에 슈반세포를 배양한 후 세포 계수와 SEM 관찰을 통해 세포 부착과 성장을 알아보았다. 세포 계수 결과에서 세포 부착은 PLGA 표면의 단백질 흡착과 관련 있음을 확인할 수 있었으며, 세포의 성장은 배양액의 우태아혈청 함량의 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 슈반세포의 접착과 성장이 특정한 세포 접착인자에 의해 영향을 받음을 알 수 있었다. 본 실험의 결과를 통해 조직공학적 신경 재생에 응용하기 위한 신경유도관의 개발에서 세포의 부착과 성장을 향상시키기 위해서는 세포의 종류 및 배양조건에 따라 신경유도관이 적절한 표면환경을 제공해야 함이 필수적임을 알 수 있었다.

경량골재 콘크리트의 공학적 성질에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Engineering Properties of Lightweight Aggregate Concrete)

  • 성찬용
    • 한국농공학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.75-82
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    • 1997
  • 건설기술과 산업의 발전에 따라 구조물은 대형화되어 가고, 건설공사의 급격한 팽창으로 골재 수용량이 급증함에 따라 천연골재자원은 점차 부족현상을 면치 못할 처지에 있다. 또한, 무리한 천연골재의 채취는 자연환경을 훼손시킬 뿐만 아니라 자연보호 측면에서도 심각한 공해문제로 대두되고 있어 공급량 부족현상은 날로 심화되고 있다. 이에 세계 몇몇 나라에세는 산업부산물을 이용한 골재 생산으로 공해예방과 폐기물 활용방법을 연구하고 있다. 산업부산물중 플라이 애쉬 생산량은 전 세계적으로 매년 약 2억여톤에 달하고 있으나 이중 일부만 활용되고 있는 실정이다. 이와같은 부산물을 활용하기 위한 일환으로 산업부산물인 PFA(Pulverized Fuel Ash)로 만든 인공경량골재의 년생산량이 영국은 600,000$m^3$, 미국은 300,000$m^3$이며, 매년 증가주세에 있다. 고성능 경량골재 콘크리트는 단위중량의 증가없이 내구성과 강도를 향상시켜 실용화 측면에서 경제적인 효과가 있으며, 플라이 애쉬로 만든 경량골재는 시멘트와의 친화력이나 접착면에서 우수한 것으로 알려져 있다. 본 시험에 사용한 골재는 플라이 애쉬로 만든 인공경량 조골재와 강모래이고, 결합제로서 프틀랜드 시멘트를 사용하였다. 부수적인 결합재로서는 플라이 애쉬, 슬래그, 실리카 흄을 사용하였으며, 고성능 경량골재 콘크리트를 개발코자 재령 28일과 180일의 압축강도가 각각 50MPa와 60MPa가 되도록 배합설계를 하였다. 본 연구에서는 플라이 애쉬, 슬래그, 시리카 흄과 같은 산업부산물을 혼입했을때 경량골재 콘크리트의 압축강도, 휨강도, 동탄성계수, 공극체적, 공극률, 단위중량, 공극 크기별 분포등의 변화를 실험적으로 구명하여 재반 구조용 콘크리트에 활용하기 위한 기초자료를 마련코저 한다.있어 특정한 발육단계의 난포 사망기전을 연구하기 어렵다. 또한 난포는 생체 내에서 다양한 호르몬을 동시에 분비하기 때문에 특정한 난소국부호르몬이 사망기전에 미치는 영향을 조사하기 힘든 점이 있다. 최근 들어 난포체외배양이 다양하게 개발되면서, 이러한 어려운 점을 극복할 수 있게 되었다. 본 논문은 각 발육단계의 난포를 절단해 체외배양하면서, apoptosis DNA 절단 현상을 이용하여 각종 난소국부 호르몬들이 난포발육단계별로 사망기전에 미치는 영향을 요약해 보였다. 난포는 발육하면서 점차 복잡한 호르몬 경로를 생존을 위해 필요로 한다. Prevulatory난포생존에 필요한 난소국부호르몬들은 early antral 단계의 난포에서는 그 미치는 영향이 감소되다가 preantral단계의 난포에서는 영향을 전혀 미치지 못했다. 단지 예외는 cGMP처리로써, 세포내 cGMP수준을 일정하게 유지시켜주는 것이 난포발육단계에 무관하게 생존에 중요한 인자로, 장래 연구는 난포 세포내의 cGMP수준을 조절하는 기작을 규명하는데 있을 것이다.인정되지 않았다. 7. 농지보전 처리구인 배수구와 초생수로구는 비처리구에 비해 낮은 침두 유출량과 낮은 토양유실량을 나타내었다.구보다 14% 절감되는 것으로 나타났다.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 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가

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심부시추공 처분시스템의 국내적용 가능성 예비 평가 (Preliminary Evaluation of Domestic Applicability of Deep Borehole Disposal System)

  • 이종열;이민수;최희주;김경수;조동건
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.491-505
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    • 2018
  • 현재 기준개념으로 개발하여 상용화 단계에 있는 심층 동굴 처분기술에 대한 대안으로서 지질학적 조건이 더 안정적인 지하 3~5 km의 심도에 사용후핵연료를 포함한 고준위폐기물을 처분하는 심부시추공 처분기술의 국내 적용 가능성을 예비 평가 하였다. 이를 위하여 심부시추공 처분개념의 기술적 적용성 분석에 필요한 국내 기반암 분포특성 및 심부시추공 처분부지 적합성 평가 기술 분석과 대구경 심부시추기술을 평가하였다. 이들 분석결과를 바탕으로 심부시추공 처분시스템 설계 기준 및 요건에 적합한 심부시추공 처분용기 및 밀봉시스템 개념을 설정하여 예비 기준 심부시추공 처분 개념을 도출하였다. 그리고 도출된 예비 기준 처분시스템에 대하여 열적 안정성 및 그래픽 처분환경에서의 처분공정 모사 등 다양한 성능평가를 수행하고 이들을 종합하여 심부시추공 처분시스템의 국내 적용성에 대하여 다양한 관점에서의 예비평가를 수행하였다. 결론적으로, 심부시추공 처분시스템은 처분심도와 단순한 방법으로 인하여 안전성 및 경제적 타당성 측면에서 많은 장점이 있지만, 불확실성을 줄이고 인허가를 획득하기 위해서는 이 기술에 대한 현장실증이 필수적이다. 본 연구결과는 사용후핵연료 관리 국가정책 수립을 위한 공학적 근거자료로 활용이 가능하며, 심부시추공 처분기술에 관심을 갖는 방사성폐기물 관리 이해당사자들에게 필요한 정보자료로 제공될 수 있다.

양돈농가의 돈분뇨 액비화 처리 우수사례 실태조사 (A Case Study on the Effective Liquid Manure Treatment System in Pig Farms)

  • 김수량;전상준;홍인기;김동균;이명규
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.99-110
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    • 2012
  • 본 연구에서 조사된 일부 선도적인 양돈농가에서는 설치 운영하는 호기적 액상발효 공정은 대부분의 농가가 공정별 설계인자 및 물리 화학적인 성분변화의 특성보다는 경험적인 운영을 토대로 액비를 생산하고 있는 것을 알 수 있었다. 김 등의 조사연구에 따르면 가축분뇨의 발생단계인 분뇨수거방식은 현재 국내 돈사의 70% 이상이 슬러리 형태로 분뇨가 배출되고 있는 것으로 보고되고 있다. 양돈분뇨의 수거방식과 배출형태가 대부분 슬러리라는 사실은 양돈분뇨의 적정처리에 의한 환경오염 차단과 자원화 이용과정에 적용될 각종 공법 및 시스템 적용이 돈사 슬러리부터 집중 관리해야 함을 시사한다. 이처럼 가축분뇨 액비화의 적정처리에 있어서는 발생단계 뿐만 아니라 액비가 토양에 환원되기 직전까지의 모든 과정이 전반적으로 고려되어야 한다. 본 연구의 조사대상 농가의 가축분뇨 액비화 운영에 있어서 핵심적으로 구분 할 수 있는 단계를 주요사항 별로 구분하여 Table 8에 나타내었다. 가축분뇨 액비화 처리에 있어서 고액분리 단계의 경우 고액분리 방식과 효율에 따라 BOD (생물학적산소요구량), COD (화학적산소요구량), VFA (휘발성지방산) 등의 제거율의 차이가 있는 것으로 보고되고 있으며, 이는 후단공정 즉 주발효조에서의 공기주입량의 산정, 공기공급방식, 발효기간 및 2차 발효 등 운영방식 결정에 주요한 요인이 될 수 있다. 이와 같이 액비가 생산되어 토양에 환원되기까지의 과정은 각각의 주요한 요소들이 유기적으로 연계되어 있으며, 농가 현장을 방문조사하고, 생산되는 액비를 비교 분석한 결과 액비화 공정에 있어서 필수적인 핵심적 단계를 도출 할 수 있었다. 이에 대한 주요내용은 다음과 같다. 1. 돈사 슬러리 관리 단계 돈사 슬러리는 혐기부패를 최대한 방지하며, 주요 악취물질인 $H_2S$, $NH_4$, VFAs의 생성을 억제하여야 한다. 돈사환경을 개선하기 위한 방법으로서는 부숙이 완전히 완료되어 유용미생물이 활성화된 액비를 돈사 세척수로 이용하거나, 슬러리 피트에 일부 투입하여 단순 저장일수를 처리일수로의 개념적 전환이 필요하다. 2. 고액분리 단계 일반적으로 BOD의 주요원인인 고농도의 유기물질은 대부분 분뇨의 고형성분에 포함되어 있기 때문에 물리적 처리공정인 고액분리 단계에서 최대한으로 제거하여 후단공정인 주발효조의 부하를 최소화 시킨다. 3. 발효처리-공기공급 단계 축산농가 마다 사료의 종류나 관리방법 등이 각기 다르므로 배출되는 슬러리의 성상을 파악하여 물질수지와 처리일수에 기초한 발효조 용량과 공기주입량의 산정이 필요하다. 또한 공기확산 및 막힘현상을 고려한 자동제어 장치나 발효조의 상태를 감시 제어하기 위한 인자로서 pH 및 산화환원전위 등을 실시간으로 모니터링 하는 것이 중요하다. 4. 발효처리-미생물, 반송 단계 일반점검 (온도, pH, 용존산소, 산화환원전위, 전기전도도 등)과 정밀점검 (BOD, COD, VFAs, SS, N, P 등)의 주기적인 점검을 통하여 미생물 생장에 알맞은 유입농도와 반송량을 결정하고 농가환경에 맞는 발효조 운전방식을 확립 할 필요가 있다. 5. 후숙처리-최종액비 단계 후숙조에서는 공기과잉 투입으로 인한 질소성분의 손실을 방지하고, 유용미생물을 이용하여 토양환원에 적합한 액비를 제조한다. 가스발생에 의한 작물생육 피해를 방지할 수 있는 액비 안정화 운전기술을 확립하고, 살포시기를 대응하여 액비의 유 출입을 집중적으로 관리한다. 6. 액비유통센터 연계-농지환원 단계 제조된 액비는 액비유통센터에 위탁하여 살포하는 체계를 확립하고, 악취 민원의 발생을 최대한 억제한다. 액비유통센터는 철저한 년 중 살포프로그램을 운영하여 원활한 살포조직 체제를 구성하는 것이 중요하다. 축산농가에서 가축분뇨 관리방법은 축사의 입지, 주변 환경 및 각종 환경규제 등 여러가지 여건에 따라 각기 다르며, 다수의 축산농가가 특정한 처리방법을 동일하게 적용하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서 분석된 각 농가의 액비 성상 등은 여러 가지 환경적 요소가 복합적으로 작용하고 있으며, 조사농가 중 일부는 발효과정 중에 있는 액비를 채취하였으므로, 분석결과를 해석하여 가축분뇨 운영관리를 총체적으로 판단하는 것은 다소 무리가 있다. 추후에는 각 공정에 대해 유입되는 슬러리원수에서부터 처리가 완료되는 단계까지의 과정을 일괄적으로 분석하여, 유입 유출농도, 수리학적 체류시간 등 공학적 요소 및 이에 따른 경제성 평가 등을 세밀하게 연구할 필요성이 있다. 이밖에도 가축분뇨의 중요한 관리부분인 병원성미생물과 관련된 위해성 분분을 고려하지 않을 수 없다. 가축분뇨에는 인간에게 직접적인 영향을 미칠 수 있는 Escherichia coli, Campylobacter, salmonella, Listeria 등 다양한 병원성 세균이 발견된다. 최근 전국적으로 발생된 구제역 사태는 우리나라 축산업 자체에 큰 타격을 주었을 뿐만 아니라, 사회 경제적으로도 막대한 손실을 가져왔다. 이 사건을 계기로 국내 축산기반의 전면적 재정비가 불가피하게 되었음은 물론 가축 분뇨에서 유래한 병원성 미생물 및 바이러스 등의 근원적 대처방법 개선과 가축분뇨의 위생적 처리에 대한 안전관리가 시급한 현안이 되었다. 따라서 안전한 경축순환의 액비유통 관리 체계 구축을 위해서는 병원성 미생물, 바이러스 등과 같은 위해요소를 억제 할 수 있는 액비화 처리기술의 표준화 공정 개발 또한 필요하다.

비점오염원의 정량화방안에 따른 적정 설계용량결정 (Estimation of Optimal Size of the Treatment Facility for Nonpoint Source Pollution due to Watershed Development)

  • 김진관
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권6호
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    • pp.149-153
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    • 2008
  • 개발에 따른 수질오염을 최소화하기 위해서는 사업 전 후에 발생하는 오염량을 정량적으로 산정하여 관리할 필요가 있다. 점 오염원(point source)은 발생대상과 규모가 확정적이므로 법률적으로 강화된 기준에 의하여 충분한 대책을 수립할 수 있다. 이에 반해 비점오염원(non-point source)은 점오염원을 제외한 모든 오염원으로 발생기구나 전파경로에 대한 관리가 점오염원의 경우보다는 어렵다. 기존의 비점오염원 관리를 위한 강우량의 규모결정은 단순히 손실우량을 가정하여 이보다 큰 강우량을 이용하였으나 이는 연간 발생횟수나 지속시간에 대한 항은 거의 고려하지 못하는 실정이다. 이를 해결하기 위해서는 적정 설계강우량의 크기를 연간 발생횟수나 지속시간을 고려하여 결정하고 초기손실량, 유출률, 연간강우량, 연간강우횟수에 대한 적절한 민감도 분석(sensitivity analysis)이 동시에 수행 되어야한다. 본 연구에서는 평상시 강우의 발생특성에 대한 해석 기법연구와 해석적 확률기법(analytical probabilistic method)을 도입하고 공학적으로 합리적인 정량적 산정방법 및 최적환경용량 산정기법에 대하여 제시하여 실제 개발사업에서 합리적인 비점오염원 처리시설의 용량 및 효율을 결정할 수 있도록 하여 최적의 유역관리가 가능하도록 제안하였으며, 이를 위한 실증적 적용결과 분석을 위하여 유역자체개발에 의한 택지개발사례를 검토하였다. 앞으로도 개발은 계속 이루어질 수밖에 없으며, 개발에 따른 영향을 최소화하여 지속가능한 개발을 이루어야 한다. 특히 수자원의 이용에서 유역자체 개발과 더불어 수자원자체 개발에서도 점오염원의 관리만으로는 수질관리가 불가능한 것으로 판단되었다. 비점 오염원의 관리 시스템은 지속적으로 개발되고 있으나 정량적인 환경용량 산정 없이 편의적 접근이 시도되는 현실에 비추어 보다 공학적이고 정확한 판단이 필요한 시점이다. 이러한 일련의 기작으로 개발에 의하여 추가 발생되는 비점오염원의 양을 정량적으로 산정하여 자연상태보다 적극적인 대책을 수립하면 개발에 따른 오염원의 최소화뿐만 아니라 자연상태보다 효율적인 유지관리가 가능하다.

인공위성 영상레이더를 이용한 멕시코시티 시계열 지반침하 관측 (Monitoring of a Time-series of Land Subsidence in Mexico City Using Space-based Synthetic Aperture Radar Observations)

  • 주정헌;홍상훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1657-1667
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    • 2021
  • 지반침하는 인위적인 인간 활동 또는 자연적 현상에 의해 지표면이 가라앉는 현상이다. 멕시코시티는 전세계에서 가장 심각한 지반침하가 발생하는 지역 중 하나로 평가받고 있다. 멕시코시티 지반침하의 원인은 과도한 지하수 채취로서 해당 지역 전체의 물 사용량의 약 70%를 지하수가 차지하고 있다. 범 지구 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS) 또는 수준측량과 같은 전통적인 현장 관측 방법은 지반침하를 정확하게 측정하기 위해 선호되어 왔다. 하지만 GNSS 관측은 매우 높은 시간해상도를 가진 정확한 지표 변위량을 측정할 수 있음에도 불구하고, 넓은 지역에 대한 부분적인 관측 정보를 제공하고 많은 시간과 비용이 요구되는 한계점이 존재한다. 그러나, 인공위성 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)는 주야 조건과 기상상태에 관계없이 높은 공간 해상도의 지표변화 정보를 mm에서 cm 크기의 정밀도로 비교적 낮은 비용으로 관측할 수 있다는 점에서 효과적인 방법으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 2007년 2월 11일에서 2011년 2월 22일까지 획득된 ALOS PALSAR L-band 영상레이더를 이용하여 멕시코시티의 지반 침하 시계열을 추정하였다. 본 연구에서는 대표적인 시계열 분석 방법인 고정 산란체 위상간섭기법(persistent scatterer interferometry, PSI)과 small baseline subset (SBAS)을 적용하여 지표 변위의 시계열 결과를 획득하였으며 대기 효과 및 지형 오차를 제거하였다. PSI 및 SBAS 기법을 이용한 분석 결과 최대 지반침하 속도는 각각 -29.5 cm/year, -27.0 cm/year로 나타났다. 또한 연구지역을 지질 공학적 특성에 따라 세 가지 구역으로 분류하여 각 분류에서의 지반 침하속도를 비교한 결과, 단단한 기반암으로 구성된 지역에 비해 압축률이 큰 호수성 퇴적물로 구성된 지역에서 침하가 크게 발생하였다.

한국 연안산 단세포성 수소생산 남세균 종주들의 분류계통, 색소함량 및 최적성장 환경 (Phylogentic Position, Pigment Content and Optimal Growth Condition of the Unicellular Hydrogen-Producing Cyanobacterial Strains from Korean Coasts)

  • 박종우;김주희;조애라;정연덕;김평중;김형섭;이원호
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제20권3호
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    • pp.131-140
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    • 2015
  • 광생물학적 수소생산 잠재력을 가진 한국산 단세포성 남세균 단종배양체를 확립하기 위하여, 2005부터 4년 동안 우리나라 연근해역의 68개 정점에서 반복적으로 시료를 채집하였다. 확보된 77개 종주의 단종배양체 가운데 6개 종주(KNU CB-MAL002, 026, 031, 054, 055, 058)는 일반적인 수소생산 조건에서 0.15 mL $H_2\;mL^{-1}$ 이상의 수소 누적량을 나타내었고, 60시간 이상의 수소 지속생산을 기록하였다. 6개 실험 종주의 수소생산을 더욱 높여주는 최적의 공정을 규명하기 위한 연구의 일환으로, 각 종주의 수온 및 염분 등급 별 성장도를 측정하여, 종주 간의 차이(interstrain difference)를 비교 하였다. 실험 종주 6개의 일일 최대 성장률은 1.78~2.08 범위로 높았고, 모든 실험 종주가 질소고정능을 나타내어, 광생물학적 수소생산 잠재력이 높은 것으로 예상되었다. 16S rRNA 분석결과, 실험 종주 들은 Cyanothece sp. ATCC51142와 높은 유사도(99%)를 보였으나, 6개의 종주 모두가 분자계통도에서는 ATCC51142와 서로 다른 clade에 별도로 나뉘어져, 본 실험 종주의 일부는 신종일 가능성이 있다. 엽록소-a는 건중량 대비 함유량이 3.4~7.8%의 범위로 나타났으며, 보조색소인 홍조소와 남조소의 함유량은 대서양산 남세균 Synechococcus sp. Miami BG03511의 절반 수준이었다. 최적 성장온도로 확인된 $30{\sim}35^{\circ}C$ 구간 밖의 온도에서는 성장이 크게 제한되었으며, $40^{\circ}C$의 고온에서는 모든 실험종주의 성장이 거의 정지됨을 확인하였다. 실험 종주들은 30 psu의 염분에서 성장이 우세하였다. 이 가운데 CB055 종주는 15 psu까지의 상대적 저염 구간에서도 높은 성장을 유지하여, 염분의 변동에 대한 내성이 높은 종주로 확인되었다. 이와 같은 광염 특성의 종주는 연안수의 계절적인 염분변화가 상대적으로 큰 온대 연안역에서 이 종주를 생물공학적으로 응용하게 될 경우, 기반해수의 계절적인 염분 변화에도 불구하고 배양 공정상의 높은 유연성을 나타내게 될 것이다. 본 연구 결과 규명된 각 종주 별 생리적 특성 자료는 향후 광생물학적 수소생산 최적공정을 확립하기 위한 모델연구에 긴요할 것이다.

시비(施肥)의 합리화(合理化)와 비종개발(肥種開發) (Rationalization of Fertilizing and Development of Fetilizer)

  • 임선욱
    • 한국토양비료학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.49-50
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    • 1982
  • 비료(肥料)를 합리적(合理的)으로 시용(施用)하고 여러가지 사정(事情)에 적합(適合)한 비종(肥種)을 개발하는 문제(問題)는 작물(作物)의 생산성(生産性)을 향상(向上) 시키기 위한 것 뿐만 아니라 농업경영, 농업정책(農業政策) 및 화학공학적(化?工?的)인 측면(側面)에서도 검토(?討)되어야 할 문제(問題)이다. 경작(耕作)의 기술(技術)과 비료(肥料)의 제반사정(諸般事情)이 국가적(?家的), 지역적(地域的) 특성(特性) 또는 시대(時代)에 따라 변동(?動)있고 차이(差異)가 있게 되는 것은 여러가지 기본적(基本的)인 조건(條件)과 배경(背景)에 의한다고 할 수 있다. 그러한 조건(條件)으로 중요시(重要視)되는 것을 들면 다음과 같다. 1. 자원(資源)-천연산(天然産), 부산물(副産物) 에너지 2. 비료생산(肥料生産)의 기술수준(技術水準) 3. 토양(土壤)의 특성(特性) 4. 농경업(農耕業)의 특성(特性)과 경작기술수준(耕作技術水準) 5. 식물(植物) 영향학적(營養?的) 이론(理論)의 발전(?展) 6. 기계화(機械化) ((수송(輸送), 저장(貯藏), 시용(施用)을 위한) 시설(施設) 7. 작물(作物)의 영양소(營養素) 요구(要求)와 비료성분(肥料成分)의 복합화(複合化) 8. 비료(肥料)의 생산효율(生産效率) 및 이용율(利用率) 9. 잔류성분(殘留成分)의 축적(蓄積)과 공해성(公害性) 10. 노력(?力)의 경제(??)와 다목적화(多目的化)(농약혼합등(農?混合等)) 이와 같이 많은 조건(條件)들은 지역(地域) 사정(事情)에 따라 단독(單獨) 또는 복합적(複合的)으로 다소간(多少間)의 차이(差異)는 있겠으나 비료(肥料)의 생산(生産)으로부터 시용(施用)에 이르기까지 관련(關聯)될 것이다. 우리나라의 농업(農業)이 이제까지 주(主)로 미곡생산(米?生産)을 위한 답작(沓作) 위주(爲主)의 농업(農業)이었고 비료(肥料)도 그의 물리적(物理的), 화학적(化?的) 형태(形態) 및 성분비(成分比)가 답작(沓作) 위주(爲主)로 개발(開?) 생산(生産)되어 왔다고 할 수 있을 것이며 더구나 선택(選?)의 여유(餘裕)가 거의 없이 단순(單純)한 비종(肥種)에 한(限)하여 왔다고 할 수 있다. 앞으로 영농(營農)의 과학화(科?化), 현대화(現代化) 및 집약화(集約化) 과정(過程)에서 각종(各種) 재배기술(栽培技術)의 개선(改善)이 필연적(必然的)으로 이루워 질 것이다. 따라서 작물(作物)의 영양(營養) 및 환경(環境) 상태(狀態)의 개선(改善)은 가장 기본적(基本的)인 과제(課題)가 될 것이다. 시비(施肥)의 합리화(合理化)란 작물(作物)의 영양생리(營養生理) 및 재배(栽培) 환경(環境)에 적합(適合)한 형태(形態)의 비료(肥料)를 시용(施用)하거나 또는 이러한 조건(條件)을 개선(改善)한 목적(目的)으로 취하(取)여지는 모든 수단(手段)을 말한다. 시비합리화(施肥合理化)가 이루어지면 시비(施肥) 성분(成分)의 이용율(利用率) 및 효율증대(效率增大)와 농산물생산(農産物生産)의 제고(提高) 더 나아가서는 품질향상(品質向上)도 기대(期待)할 수 있게 될 것이다. 시비(施肥) 합리화(合理化)의 실제적(?際的)인 문제(問題)로는 작목별(作目別), 생육시기별(生育時期別), 지대(地帶) 또는 토양별(土壤別), 그리고 기상조건(氣象條件)에 적합(適合)한 비종(肥種)을 구성성분(構成成分)의 화학형(化?型)과 비(比)를 선정(選定)하고, 시용량(施用量)을 조절(調節)하여 시용방법(施用方法)과 위치(位置) 선정(選定)하는 등(等)의 문제(問題)를 들 수 있을 것이다. 이러한 여러 관련요인(關聯要人)의 영향(影響)은 불확정(不確定)인 경우가 많으므로 그에 대처(??)하는 과학적(科?的)인 검토(檢討)와 판단(判斷)이 있어야 될 것이다. 어느 비종(肥種)의 선택(選?) 또는 신비종(新肥種)의 개발(開?)은 비료산업(肥料産業)의 기초(基礎)가 될 것이며 그것을 위하여는 여러 요인(要因)을 참고(參考)하여야 할 것이다. 현재(現在) 우리나라의 농업(農業) 특히 광범위(?範?)한 작물생산(作物生産)을 위하여 사용(使用)되는 비료(肥料)는 여러 관점(?点)에서 재검계(再?計)하여야 될 것으로 생각된다. 이를 좀 더 구체적(具?的)으로 고찰(考察)하여 보면 아래와 같다. 가. 현재(現在) 국내(?內)에서 가공(加工) 또는 생산(生産)되는 비종(肥種) (단비(單肥) 5종(種), 복비(複肥)의 9종(種)은 작물별(作物別) 또는 구성(構成) 성분(成分)의 화학적형태(化?的形態) 및 성분비면(成分比面)에서 적합성(適合性)을 다시 검토(檢討)하여야 할 것이다. 특(特)히 복비(複肥)의 생산(生産) 작물별(作物別), 토양특성별(土壤特性別) 또는 기추비용별(基追肥用別)로 다양화(多樣化)하는 것이 시비효과(施肥效果)의 증대면(增大面)에서 합리적(合理的)이라 할 수 있을 것이다. 또한 경제작물(??作物)의 재배확대(栽培?大)와 목초지(牧草地)의 확대(?大)는 필연적(必然的)일 것이므로 그에 적합(適合)한 비종(肥種)의 생산(生産)이 요망(要望)된다. 한편 현재(現在) 3요소(三要素)의 소비비(消費比)가 전체적(全?的)으로 보아 질소편중(窒素偏重)(1979년(年)에 N-P-K 51.5-26.3-22.2%)의 시비(施肥)가 되고 있으며 10a당(?) 소비(消費)도 국외(國外)에 비(比)하여 P, K는 크게 뒤지고 있는 실정(?情)을 감안(勘案)할 때 이를 개선(改善)할 비종(肥種)도 고려(考慮)되어야 할 것이다. 나. 토양조사(土壤調査)와 검정결과(檢定結果)를 시비(施肥)의 기초(基礎)로 활용(活用)하도록 하여야 한다. 토양(土壤)의 특성(特性) 특(特)히 자연비옥도(自然肥沃度)는 지역(地域)에 따라 다소간(多少間)의 차이(差異)가 있으므로 이를 고려한 비종개발(肥種開?) 및 시비(施肥)가 이루어져야 한다. 다. 작물(作物)의 영양진단(營養診斷)은 결과(結果)를 시비(施肥)의 기초(基礎)로 특히 추비(追肥)를 위하여 활용(活用)함이 합리적(合理的)일 것이다. 이를 위하여는 먼저 진단방법(診斷方法)(화학적(化?的), 형태적(形態的)이 확립(確立)되어야 할것이다. 라. 농업기계화사업(農業機械化事業)은 시비(施肥)의 기계화(機械化)를 전제(前提)로 추진(推進)되어야 한다. 비료(肥料)의 종류(種類)와 시비목적(施肥目的)에 따라 적합(適合)한 기계(機械)가 개발(開癸)되어야 하며, 동력(動力)(전동(電動) 또는 내연기관(內燃機關)에 의한)과 비동력(比動力)의 일반용(一般用), 분상(粉?), 액비용(液肥用), 시비기(施肥機)의 보급(普及)이 요망(要望)된다. 마. 유기질비료(有機質肥料)의 시용(施用)이 유익(有益)함은 주지(周知)의 사실(事?)이나 그 자원(資源)의 확보(確保)와 합리적(合理的) 시용방법(施用方法)이 확립(確立)되어야 할 것이다. 바. 완효성(緩效性) 또는 특수기능(特殊機能) 비료(肥料)의 수요(需要)가 소규모(小規模)일지라도 그의 생산(生産)은 특수(特殊)한 목적(目的)을 위하여 필요(必要)하다고 판단(判斷)된다. 완효성비료(緩效性肥料), (질소(窒素), 인산, 칼리)와 특수기능비료(特殊機能肥料)의 생산(生産)이 경제적(??的)으로 유리(有利)하도록 여건(?件)을 조성(造成)해 주어야 할 것다. 사. 농가(農家)와 타산업(他産業)의 부산물(副産物) 및 폐기물(廢棄物)은 자원(資源)의 활용(活用)과 공해요인(公害要因)의 제거(除去)를 위하여 최대한(最大限) 비료(肥料)로서 운용(?用)됨이 바람직하며 기초적(基礎的)으로 자료(資料)의 성상(性?)과 시용방법(施用方法)이 구명(究明)되어야 한다. 아. 시비기초(施肥基礎)의 전산화(電算化)는 농업(農業)의 과학화과정(科?化過程)에서 필연적(必然的)이라 할 수 있으며 이를 위하여는 먼저 토양(土壤)과 식물체(植物?)의 분석(分析)을 통(通)한 진단(診斷)과 비료(肥料)의 특성(特性)과 공급상형(供給?況)으로부터 과학적(科?的) 시비처방(施肥?方) 즉 요구성분(要求成分)의 종류(種類)는 양(量), 시용시기(施用時期), 시용방법(施用方法) 제시(提示)가 있어야 한다. 자. 비료(肥料)의 합리적(合理的) 시용방법(施用方法) 및 기술(技術)은 성분(成分)의 이용율(利用率)과 효율(效率)을 높이기 위한 수단(手段)이므로 토양(土壤), 작물(作物) 또는 기상조건(氣象條件)등에 따라 시비시기(施肥時期), 위치(位置), 방법(方法), 형태(形態)등을 조절(調節) 변경(?更)하므로서 시비효과(施肥效果)를 높여야 한다. 차. 식물영양학적(植物營養?的)인 지식(知識)을 기초(基礎)로 한 새로운 비종(肥種)의 개발(開?) 즉(?) 미량요소(微量要素) 또는 생장조절물질(生長調節物質)을 함유(含有)한 특수기능비료(特殊機能肥料)의 개발보급(開?普及)이 요망(要望)된다.

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