• 한국물환경학회지
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• 제21권4호
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• pp.398-402
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• 2005

The enzyme Xeronine was investigated as a microbial activating substance in biological wastewater treatment processes. Xeronine as bio-stimulant was injected in the anaerobic sludge and the activated sludge treating wastewater in order to examine the effect of hidden benefits. Bio-stimulant did not show significant improvement of anaerobic treatablity. In the aerobic system, higher bio-stimulant dose condition resulted in slightly more removal of nitrogen and phosphorus. Floc aggregation and zone settling velocity as solid-liquid separation factors in activated sludge systems was enhanced by bio-stimulant. Effects of bio-stimulants injection on improvement of water quality and microbial activity did not clear in terms of normal operation conditions.

• 농업과학연구
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• 제46권4호
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• pp.857-868
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• 2019

A flooded rice field is one of the significant sources of anthropogenic methane (CH₄) with the intensity of the emissions dependent on management practices. Incorporation of rice straw, which is one of the organic amendments, induces the increase of methane emissions during the flooding season. In this study, we measured of methane emission according to applications of rice straw in different soil textures during a cultivation period in 2017 and 2018. The fallow treatments were non application of rice straw (NA), spring plowing after spring spreading of rice straw (SPSA), spring plowing after previous autumn spreading of rice straw (SPAA), and autumn plowing after previous autumn spreading of rice straw (APAA). The SPSA treatment emitted the highest total methane from loam soil in both 2017 (596.7 CH₄ kg ha^-1) and 2018 (795.4 CH₄ kg ha^-1). The same trend was observed in silt clay loam soil; the SPSA treatment still emitted the highest amount of methane in both 2017 (845.9 CH₄ kg ha^-1) and 2018 (1,071.7 CH₄ kg ha^-1). The lowest emission among the rice straw incorporated plots came from the APAA treatment for both soil texture types in all the seasons. The conversion factors of the SPAA were 0.79 and 0.65 from the loam and silt clay loam soils, respectively. Relatedly, the conversion factors of the APAA were 0.71 and 0.43 from the loam and silt clay loam soils, respectively. The above observations mean therefore that incorporation of rice straw early in the fallow reduces methane emissions in the main rice growing season.

• 대한환경공학회지
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• 제38권4호
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• pp.201-209
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• 2016

Glucose ($C_6H_{12}O_6$)의 이론적인 최대 메탄수율은 표준상태(1 atm, $0^{\circ}C$)를 기준으로 0.35 L $CH_4/g$ COD이지만, 전통적인 혐기성소화조에서 유기물이 메탄으로 전환되는 양은 연구의 방법이나 유기물의 종류에 따라 매우 다양하게 보고되고 있으며, 대부분의 연구실 규모 실험에서 안정화 후 메탄 수율은 0.35 L $CH_4/g$ COD 이하로 나타난다. 최근, 미생물 전기화학 기술(Microbial Electrochemical Technology, MET)은 지속가능한 신재생에너지 생산 기술로서 큰 주목을 받고 있으며, MET를 혐기성소화조에 적용할 경우 고농도의 유기성폐기물의 빠른 분해가 가능할 뿐만 아니라 전기화학적인 반응에 의해 휘발성지방산(VFAs)이나 독성물질, 생분해 불가능한 물질까지도 분해가 가능하며, 소화조 내 미생물의 활성을 높이고 바이오가스의 생산량을 극대화 할 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 MET가 혐기성소화의 메탄발생에 미치는 영향에 대하여 연구하기 위해 음식물 탈리액과 하수슬러지의 원소조성에 따른 이론적인 최대 메탄수율을 분석하였으며, BMP (Biochemical Methane Potential) 실험과 연속식 실험을 통한 메탄수율의 특성을 평가하였다. 그 결과, MET가 적용된 혐기성소화에서의 메탄수율은 일반적인 혐기성소화조에 비하여 기질에 따라 2-3배 정도 높았으며, 이론적인 최대 메탄수율에 미치지는 못하였으나 일부는 거의 근접한 결과가 도출되었다. 또한, 일반적인 혐기성소화조와 MET가 적용된 혐기성소화조의 안정화 후 바이오가스의 조성은 거의 유사하게 나타났다. 결과적으로, MET가 혐기성소화조의 유기물 제거효율을 향상시켜 메탄발생량을 증가시킨 것으로 나타났으며, 향후 추가적인 연구를 통하여 MET에서 메탄발생 메카니즘이 명확히 규명되어야 할 것이다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제34권4호
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• pp.283-287
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• 2014

본 연구는 다양한 사료들을 유지수준에서 섭취한 한우 암소 경산우의 에너지 대사 시험의 결과로 부터 섭취에너지 균형과 메탄배출계수를 구하였다. 오차드그라스(orchard grass) 위주의 혼합목건초 섭취 7두, 혼합목건초의 30~50% 를 볏짚으로 대체한 12두, 혼합목건초와 볏짚에 밀기울 (wheat bran) 1 kg 추가급여한 6두, 총 25 개체의 대사실험 성적을 분석하였다. 실험축은 10일간 대사틀에서 개체별로 각각의 실험사료 적응 및 7일간 분 뇨 시료채취 후, indirect respiratory chamber 1대에 교대로 수용되어 1일간 호흡대사 실험이 이루어졌다. 혼합목건초 단독 급여구와 비교하여 나머지 두 처리구의 평균 건물섭취량은 약 11%, 15% 높았으나 통계적인 유의성은 없었고, gross energy (GE) 섭취량도 차이가 없었다. 총 섭취에너지 중 메탄으로 손실된 에너지 비율인 메탄전변율(methane conversion rate, Ym)과 메탄배출계수(emission factor, kg/head/year)도 각각 0.055~0.062 (평균 0.058)와 33.6~38.6(평균 35.2) 범위로 처리간 유의성이 없었다. 본 실험에서는 혼합목건초를 볏짚으로 대체하거나 또는 밀기울 추가급여에 의한 메탄발생량 차이가 없었으나, 메탄발생량을 줄일 수 있는 것으로 알려진 양질 조사료 급여효과 연구는 축산현장의 온실가스 감축 사업 참여가 가능한 분야이기 때문에 추가 연구들을 통해 시급히 증명되어져야 된다고 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제38권4호
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• pp.260-265
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• 2018

TMR 급여와 분리급여가 반추위 메탄발생량 변화에 미치는 효과를 연구한 사례가 많지 않다. 본 실험은 1일 실험사료를 체중의 1.8%(실험 1) 그리고 2.4%(실험 2) 수준에서 급여하면서 triplicated $2{\times}2$ Latin square design을 이용하여 실험을 수행하였다. 각 실험에는 6마리의 Holstein steer를 이용하였고 2개의 군으로 나누어 각각 TMR 급여 또는 분리급여를 하였다. 공시 사료의 농후사료와 조사료 비율은 73% 그리고 27%이었다. 두 실험 모두 사료급여 방식 간의 1일 메탄발생량 차이가 없었다. 현재까지 보고된 국내 연구와 본 연구에서 얻어진 개체 별 1일 건물섭취량과 1일 메탄발생량과의 관계를 분석한 결과, 메탄발생량 $(g/d)=11.5({\pm}1.3){\times}$ 건물섭취량(kg/d) + 14.2, $R^2=0.73$, p<0.001의 회귀식을 유도하였다.

• 농업과학연구
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• 제44권4호
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• pp.463-476
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• 2017

Climate change is considered as the greatest threat to our future and descendants. The Korean government has set a target for 2030 to reduce emission of greenhouse gases (GHGs) by 37% from the business-as-usual levels which are projected to reach 851 million metric tons of $CO_2eq$ (Carbon dioxide equivalent). In Korea, GHGs emission from agriculture account for almost 3.1% of the total of anthropogenic GHGs. The GHGs emitted from agricultural land are largely classified into three types: carbon dioxide ($CO_2$), methane ($CH_4$), and nitrous oxide ($N_2O$). In Korea, rice paddies are one of the largest agricultural $CH_4$ sources. In order to analyze domestic research trends related to $CH_4$ emission from rice paddies, 93 academic publications including peer reviewed journals, books, working papers, reports, etc., published from 1995 to September 2017, were critically reviewed. The results were classified according to the research purposes. $CH_4$ characteristics and assessment were found to account for approximately 65.9% of the research trends, development of $CH_4$ emission factors for 9.5%, $CH_4$ emission reduction technology for 14.8%, and $CH_4$ emission modeling for 6.3%, etc. A number of research related to $CH_4$ emission characteristics and assessment have been studied in recent years, whereas further study on $CH_4$ emission factors are required to determine an accurate country-specific GHG emission from rice paddies. Future research should be directed toward both studies for reducing the release of $CH_4$ from rice paddies to the atmosphere and the understanding of the major controlling factors affecting $CH_4$ emission.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권2호
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• pp.215-220
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• 2013

Tobermolite, perlite 및 polyurethane을 충전재로 이용한 바이오필터에 의한 메탄제거 기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 이들 충전재가 메탄산화능에 미치는 영향을 알아보았다. 습지토양과 매립지토양에서 분리한 혼합 메탄산화세균(consortium A, B, C and D)를 접종원으로 하고, 메탄산화속도와 메탄산화세균 수에 미치는 담체(perlite, tobermolite,polyurethane)의 영향을 조사하였다. Perlite를 첨가한 경우 메탄산화속도는 대조군 (담체 미첨가)보다 두 배 이상 증가하였고, 메탄산화세균 수도 10배 이상 증가하였다. Tobermolite를 첨가한 경우에는 일반세균 수 대비 메탄산화세균의 비율이 대조군과 다른 담체에 비해 높았다. 이는 tobermolite가 메탄산화세균이 우점할 수 있는 특이적 담체로 작용함을 시사한다. 이상의 결과로 부터 perlite와 tobermolite는 메탄산화세균의 활성을 증가시키는 서식지를 제공하며 메탄산화 공정시스템에 적용 시 좋은 담체의 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.356-362
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• 2010

본 연구는 안성시 관내에서 발생하는 폐기물계 바이오매스 중 가축분뇨, 하수, 음식물 슬러지와 도축장에서 발생하는 소 반추위 잔재물을 실험에 공시하고 각 폐자원별 메탄생산퍼텐셜을 측정하였다. 또한 기존 연구자들이 메탄생산퍼텐셜을 측정 자료로부터 최대메탄생산량을 추정하는데 이용한 Modified Gompertz model과 Exponential model을 이용하여 최대메탄생산량을 추정에 있어 모델별 적용성을 비교 검토하고자 하였다. 하수, 가축분뇨, 음식물 슬러지 및 반추위 잔재물에서 TS 함량은 각각 18.1, 23.7, 13.6, 14.8%이었으며, VS 함량은 14.3, 18.9, 11.9, 12.5%이었다. 유기성 폐자원별로 혐기배양 전후 pH는 7.93~8.32의 범위에서 7.09~7.25로 약간 낮아졌으며, 배양기간 중 VS 분해율은 37.8, 8.3, 12.5, 56.4%이었다. Modified Gompertz model을 이용하여 구한 단위메탄생산량은 하수, 가축분뇨, 음식물, 반추위 잔재물에서 각각 0.086, 0.147, 0.146, 0.121 L $CH_{4}\;g^{-1}\;VS_{added}$이었으며, Exponential model을 이용하여 구한 단위메탄생산량은 하수, 가축분뇨, 반추위 잔재물에서 0.109, 0.246, 0.174 L $CH_{4}\;g^{-1}\;VS_{added}$로 Modified Gompertz model을 이용하여 추정한 단위메탄생산량과 비교하여 26.7 ~67.3% 정도 높게 추산되었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제9권2호
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• pp.39-54
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• 2001

For the development of Eco-village in Korean rural area, it was focussed to introduce the rural style which has been developed intensively in European countries such as Denmark, England and Germany. As the main concept for Eco-village it was explained briefly in the paper on the renewable energy(wind power park, bio-mass and solar energy collector and heating system), eco-architecture, methane gas device, living machine(wastewater treatment facility) and organic farming. It was also discussed how important the basic standard and guidelines for organic agriculture to run Eco-village environmentally soundly as a whole system and why it is so much essential for the system. For this reason major principles of international applicable standard for organically grown foods by FAO/WHO Codex alimentarius was also shortly described. In the paper the Eco-village concept was considered as a suitable model for Environmental Agriculture Districts Project which Korean government is going to establish at rural area in the near future. In conclusion it was suggested that the positive participation of organic farmers, enthusiastic engagement of inhabitants and support strategy of government/NGO groups might play very important role for successful management of Eco-village ecologically benign and economically sustainable after establishment.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권4호
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• pp.530-537
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• 2015

The objective of this study was to evaluate the in vitro effects of flavonoid-rich plant extracts (PE) on ruminal fermentation characteristics and methane emission by studying their effectiveness for methanogenesis in the rumen. A fistulated Holstein cow was used as a donor of rumen fluid. The PE (Punica granatum, Betula schmidtii, Ginkgo biloba, Camellia japonica, and Cudrania tricuspidata) known to have high concentrations of flavonoid were added to an in vitro fermentation incubated with rumen fluid. Total gas production and microbial growth with all PE was higher than that of the control at 24 h incubation, while the methane emission was significantly lower (p<0.05) than that of the control. The decrease in methane accumulation relative to the control was 47.6%, 39.6%, 46.7%, 47.9%, and 48.8% for Punica, Betula, Ginkgo, Camellia, and Cudrania treatments, respectively. Ciliate populations were reduced by more than 60% in flavonoid-rich PE treatments. The Fibrobacter succinogenes diversity in all added flavonoid-rich PE was shown to increase, while the Ruminoccocus albus and R. flavefaciens populations in all PE decreased as compared with the control. In particular, the F. succinogenes community with the addition of Birch extract increased to a greater extent than that of others. In conclusion, the results of this study showed that flavonoid-rich PE decreased ruminal methane emission without adversely affecting ruminal fermentation characteristics in vitro in 24 h incubation time, suggesting that the flavonoid-rich PE have potential possibility as bio-active regulator for ruminants.