An increased population and rapidly expanding industrial development have led to enormous amounts of various domestic and industrial wastes. The proper disposal of ever-increasing wastes is a growing global problem. Land treatment is one of the rational approaches that are environmentally safe and economically practical. It has long been practised in many sites. Recycling of industrial wastes on agricultural land can provide better possible means for maintaining environmental quality and utilizing waste-resources. Even though industrial wastes are beneficial as soil amendment and fertilizer, they have some limitation on land application because of wide variability as well as physicochemical problem in their composition. A direct application of solid and liquid wastes on land is being practised in Korea and some experimental results are presented. The direct application of fermentation waste on rice resulted in a 6 percent yield increase. Another organic residue from glutamic acid fermentation is widely used not only as a direct application as a liquid fertilizer but also for a raw material of organic compound fertilizer. These wastes are much promising as sources of plant nutrients, since they have large amounts of nutrients, especially nitrogen with few toxic metals. On the other hand, fertilizers developed from inorganic industrial wastes include calcium silicate, calcium sulfate and ammonium sulfate. The calcium silicate fertilizer simply produced from slag, by-product of iron and steel manufacturing plant is one of the most successful example of the conversion of wastes to fertilizer and slag production capacity totals to over three million MT/year. About 200,000 MT of calcium silicate fertilizer is currently applied in the paddy rice every year. Calcium sulfate, a waste from the wet phosphoric acid process is to some extent used as a filler of compound fertilizers but quite large quantites are directly applied for the reclamation of tidal flat.
경북 봉화군에 소재한 폐광산인 금정광산의 광미장 및 인근 농경지를 대상으로 금속성분 분포특성을 파악하고 그 처리방안을 모색해 보았다. 토양오염 공정시험법에 의한 분석자료에 의하면 광미장 주변의 논 및 밭에서 As가 농경지 토양오염대책 기준인 15 mg/kg을 초과하여 광미의 유입에 의해 토양이 오염되는 것으로 나타났다. 광미중에는 As가 매우 높게 함유된 것으로 나타났고 특히 산화가 진행된 광미장 지표면 부근의 광미에는 이러한 성분이 용탈되어 산성침출수가 농수로 방류되고 있다. 따라서 토양오염 및 농수로의 오염의 확산 방지를 위해서는 광산주변에 산재하고 있는 광미 및 광미장에 대한 환경 오염방지 대책이 필요하다고 판단된다.
A starch ball was devised to conveniently supply carbon source to indigenous microorganisms and to enhance biotransformation of explosive compounds(TNT and RDX) in the sediments of settling basins installed in military shooting ranges. To identify optimum dose/sediment ratio for degradation of explosives in the basin, a series of bench scale settling basin experiments were performed for 30 days while monitoring supernatant pH, DO, concentrations of nitrite, nitrate, sulfate, explosive compounds, and acute toxicity measured by bacterial luminescence. Addition of starch ball induced changes in oxidation conditions from oxic to anoxic in the benthic zone of the basin, which resulted in subsequent reductive degradation of both TNT and RDX in the liquid and solid phase of basin. However, fermentation products of excess starch, acetic acid and formic acid, caused acute toxicity in the liquid phase. The optimum ratio of starch ball/sediment for explosive compounds degradation by inducing changes in bio-geochemical environments without increase in acute toxicity, was found to be 0.009~0.017.
Arylsulfatase는 간단한 Phenols류의 황에스테르 화합물로부터 S $O_{4}$$^{[-992]}$ - 이온의 유리를 촉매한다. 이 효소는 토양센균을 포함한 많은 미생물과 동식물의 조직등에 널리 분포하여 있으며 이와 같은 넓은 분포는 이 효소의 기본적 기능이 환경학적으로 매우 중요한 의미를 갖는다고 하겠다. Arylsulfatase에 대한보고는 Klebsiella sp를 사용하여 몇몇 보고가 있다. 본 연구는 6종의 Serratia sp를 사용하여 arylsulfatase 합성조건을 검토하고 효소의 정제조건과 성질에 대하여 조사하여 Serratia marcescens를 선정하였다. Serratia mrcescens는 탄소원으로서 xylose rhamnose, glucosamine 그리고 arabinose등과 같은 몇몇 당을 이용하지 못했으며 glucose와 mannitol을 잘 이용하였으나 glucose methioniue의 경우 효소 합성을 억제시키었다. 유황원으로서는 무기유황염과 methionine의 첨가는 억제되었으며 tyramine의 첨가에 의해서 효소 함성의 억제효과는 해제되었다. 효소의 정제는 황산암모늄 포화용액의 분획과 DEAE-Cellulose, CM-Cellulose 그리고 DEAE-Sephadex A-25로 연결되는 구분 분획에 의해서 행하여졌다. 효소의 분자량은 SDS-gelelectrophoresis와 Sephadex G-100 column chromatography에 의하여 각각 46,000과 49,000으로 측정되었고 최적 PH는 6.8이었다. P-Nitrophenyl sulfate를 사용한 Km과 Vmak치는 각각 2.5$\times$$10^{4-}$M과 20 nmoles/min/mg protein이었다. 기질에 대한 특성은 phenylsulfte와 ο-, p-nit-rophenyl sulfate 그리고 p-nitro catechol sulfate에 대해서 높은 활성을 보였다. Hydroxylamine, inorganic fluoride, sulfide 그리고 Phosphate등은 강한 효소 저해작용을 나타내었고 무기유산염은 저해작용을 보여주지 않았다. Tyramine, octopamine그리고 dopamine과 같은 amino acid 또한 강한 저해 작용을 보였다.
Extractions fro fertilizer and soil samples were performed to yield the operationally defined fractions 'soluble' chromate (extractable with $NH_4NO_3$), 'exchangeable' chromate (extractable with phosphate buffer pH 7.2), and these results were compared with the data obtained by extractions with ammonium sulfate, borate buffer pH 7.2, saturated borax pH 9.6, and polyphosphate (Graham's salt). In order to maintain the pH of extractant solution about constant, the concentration of extractant buffer had to be raised to at least 0.5 M. The results strongly depended on the kind of extractant, and the solid: liquid ratio. For most of the samples investigated, the extraction efficiency increased in the order borate-sulfate-nitrate-phosphate. Whereas the recovery of $K_2CrO_4\;and\;CaCrO_4$ added to the samples of basic slags prior to the extraction was about complete, the recovery of added $PbCrO_4$ was highly variable. In soil extracts, the color reaction was interfered from co-extracted humics, which react with the chromate in weak acid solution during the time period necessary for color reaction (1 hour). However, this problem can be overcome by standard addition and subtraction of the color of the extractant solution. In soil extract of about pH < 7, organic material reduced chromate during the extraction period also, and standard addition of soluble chromate is recommended to prove recovery and the stability of chromate in the samples. In admixtures of soils and basic slags, results for hexavalent chromium were lower than from the mere basic slags. This effect was more pronounced in phosphate than in nitrate extracts. As a proficiency test, samples low in organic carbon from contaminated sites in Hungary were tested. The results from $NH_4NO_3$ extracts satisfactorily matched the results of the Hungarian labs obtained from $CalCl_2$ extractants.
The glutaryl 7-aminocephalosporanic acid (glutaryl 7-ACA) acylase was purified from Pseudomonas diminuta KAC-1 cells isolated from soil, and characterized. The acylase was purified by procedures including ammonium sulfate fractionation and column chromatographies on DEAE-Sepharose, Phenyl-Sepharose, Q-Sepharose, and Superose 12H/R. The negative acylase was found to be composed of two subunits with molecular masses of approximately 55 kDa and 17 kDa, respectively. The isoelectric point of the enzyme was 4.0. The specific activities of the purified acylase were 8.0 and 7.0 U/mg on glutaryl 7-ACA and glutaryl 7-aminodesacetoxy cephalosporanic acid (glutaryl 7-ADCA), respectively, and $K_m$ values were 0.45 mM for glutaryl 7-ADCA and 0.67 mM for glutaryl 7-ADCA. The enzyme had a pH optimum at 8.0 and a tmperature optimum at $40^{\circ}C$. The acylase catalyzed the synthesis of glutaryl 7-ACA from glutaric acid and 7-ACA as well as the hydrolysis of glutaryl 7-ADCA, although the reaction rate of the synthesis was slower than that of the hydrolysis. In addition, it was found that the enzyme had a glutaryl transferase activity, thereby transferring the glutaryl group from one cephalosporin nucleus to another.
수원과 태안에 위치한 농업지역에서 영농기간 중 강우의 화학적 특성을 알아보기 위하여 2009년 4월부터 11월까지 강우 53점을 채수하여 강우 중의 이온조성, 산성도 및 강우량을 고려한 가중평균 이온농도 변화를 평가하였다. 강우의 조성에서 양이온 구성은 $Na^+>{NH_4}^+>Ca^{2+}>H^+>Mg^{2+}>K^+$의 순이었으며, $Na^+$와 ${NH_4}^+$ 성분이 전체 양이온 조성의 65% 이상을 차지하였다. 음이온은 ${SO_4}^{2-}>{NO_3}^->Cl^-$ 순으로 ${SO_4}^{2-}$가 약 61%를 차지하였다. 조사 기간 중 평균 sulfate 함량은 수원 130.2 ${\mu}eq\;L^{-1}$ 태안121.3 ${\mu}eq\;L^{-1}$이었으며, 이중 비해염 sulfate (NSS-${SO_4}^{2-}$)함량이 92%를 차지하여 강우 중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에 기인된 것을 알 수 있었다. 강우량을 고려한 월별 질소 부하량은 약 1~2 kg $ha^{-1}$정도로 토양에 공급되는 것을 볼 수 있었다. 특히, 수원지역의 7월 강우사상별 강우량은 7.3 mm 이상으로 총질소는 6 kg $ha^{-1}$로 가장 많이 부하되는 것으로 나타났다. 주요 영농기인 4~10월 동안 ${SO_4}^{2-}$, $Ca^{2+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$의 부하량은 수원에서 각각 56.0, 7.4, 5.7, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었고, 태안에서 각각 42.8, 4.7, 2.6, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었다.
수원지역에서 영농기간 중 강우의 화학적 특성을 알아보기 위하여 2005년 4월부터 10월까지 39점의 빗물을 채수하여 pH 및 화학적 성분조성을 조사하였다. 강우량을 고려한 가중평균(volume-weighted mean) 이온농도 변화와 알카리성 물질들에 의한 빗물의 산성도 중화를 평가한 결과는 다음과 같다. 시료분석의 신뢰성을 검토한 이온균형과 전기전도도 수지 평가에서는 각각 높은 상관을 나타내어 분석 이온들에 대한 신뢰가 인정되었다. 조사기간 동안 빗물의 pH 분포는 pH 4.5~5.6 범위가 많았으며, 월별로는 6월이 다른 조사기간에 비해 높았다. 강우량와 빗물의 EC 관계에서는 강우량이 증가한 5월 이후 낮은 EC값을 보이다가 강우량이 적었던 10월부터 다시 증가하는 경향을 보였다. 빗물의 조성에서 양이온 구성은 $Na^+$ > $NH^{4+}$, $Ca^{2+}$, $H^+$ > $K^+$ > $Mg^{2+}$의 순이었으며, $Na^+$, $NH_4{^+}$, $Ca^{2+}$ 및 $H^+$가 전체 양이온 함량의 93% 이상을 차지하였다. 음이온은 $SO{_4}^{2-}$ > $NO_3{^-}$ > $Cl^-$ 순으로 $SO{_4}^{2-}$ 및 $NO_3{^-}$가 약 86%를 차지하였다. 조사기간 중 강우 산성도 중화는 6월이 다른 기간에 비해 높았음을 보였다. 총 sulfate 함량 중 nss-$SO{_4}^{2-}$ 함량은 88%로 빗물중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에서 기인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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