• 한국환경농학회지
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• 제12권1호
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• pp.41-49
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• 1993

본(本) 연구(硏究)는 저온기(低溫期)의 농축산(農畜産) 폐기물(廢棄物) 처리를 위한 혐기발효(嫌氣醱酵) 효율(效率)을 증진(增進)코저 저온(低溫)에 내성(耐性)을 갖는 메탄 생성균주(生成菌株)를 개발(開發)하여 발효(醱酵) 모균(母菌)으로 이용하려 하였다. 시험(試驗)에 사용한 시료(試料)는 북위(北緯) $34.8{\sim}37.4$ 도(度)의 국내(國內), 북위(北緯) 41.4도(度) 지역(地域)인 미국(美國)의 중북부(中北部) 및 북위(北緯) $54.5{\sim}56.9$ 도(度)의 카나다 아한대(亞寒帶) 지역(地域)의 토양(土壤), 늪지 퇴적물(堆積物), 수중(水中) 퇴적물(堆積物) 및 유기물(有機物) 퇴적층(堆積層) 등을 채취(採取)하여 사용하였다. 채취(採取)된 시료(試料)는 저온조건(低溫條件)에서 메탄 생성량(生成量)의 측정(測定), 저온내성(低溫耐性) 메탄 생성균(生成菌)의 생태적(生態的) 특성(特性)을 조사(調査)하였으며 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 저온(低溫)에서 메탄 생성량(生成量)은 Cellulose 배지(培地)가 Methanol 배지(培地)보다 더 높았다. 2. 저온(低溫)($8^{\circ}C$)에서의 $CH_4$ 발생량(發生量)은 아한대(亞寒帶) 지역(地域) 늪지 퇴적물(堆積物)에서 30일 동안에 $15{\sim}19\;{\mu}\;moles/ml$ 로 높았으나 온대지역(溫帶地域) 시료(試料)에서는 검출(檢出)되지 않았다. 3. 아한대(亞寒帶) 지역(地域) 시료(試料)(카나다, $54.5\;^{\circ}N$)의 집적 배양액(培養液)에 메탄 생성균에 영향을 주지 않는 $40\;{\mu}g/ml$의 Streptomycin + Vancomycin 또는 Ampicillin + Oleandomycin 처리로 $CH_4$생성량(生成量)이 $57{\sim}67%$ 억제(抑制)되었다. 4. 온대지역(溫帶地域) 시료(試料)에는 고온(高溫)에 내성(耐性)을 갖고 있는 메탄 생성균주(生成菌株)가 있으며, 아한대(亞寒帶) 지역(地域)의 시료(試料)에는 고온성균(高溫性菌)이 존재(存在)하지 않는 반면에 $8{\sim}13^{\circ}C$ 의 저온(低溫)에 내성(耐性)을 갖는 메탄 생성균주(生成菌株)의 존재를 확인할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1389-1402
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• 2013

This paper focuses on the impacts of waste dumping on inorganic nutrients in the dumping area of the Yellow Sea, and the effect of an governmental regulation of pollution in dumping areas. The environmental variables and parameters of the dumping and reference areas in the Yellow Sea were measured during July 2009 and analyzed. In addition, the analyzed data for inorganic nutrients over the last 10 years were obtained from the Korea Coast Guard (KCG) and the National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI). The chemical environment of the study area revealed increases in concentrations of inorganic nutrients, Chemical Oxygen Demand (COD), and Volatile Suspended Solids (VSS) in the bottom layer. On the contrary, the pH level was decreased. Most notably, the time series data of inorganic nutrients showed gradual increase over time in the dumping area, and thus, the oligotrophic waters trend toward eutrophic waters. The increases appears to be due to the disposal of large amounts of organic waste. In recent times, the wastes disposed at the area were largely comprised of livestock wastewater, and food processing waste water. The liquefied waste, which contains an abundance of nutrients, causes a sharp increase in concentrations of inorganic nitrogen in the dumping area. On the one hand, the dumping sites have been deteriorated to such an extent that pollution has become a social problem. Consequentially, the government had a regulatory policy for improvement of marine environmental since 2007 in the dumping area. Hence, the quality of marine water in the dumping site has improved.

• 농업과학연구
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• 제26권1호
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• pp.77-83
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• 1999

월등한 볏짚을 1998년 2월 말부터 3월 초순 사이에 주로 대전을 중심으로 하는 충청지역에서 회수하고 이를 부위별로 구분하여 부착 세균류 및 진균류의 분포를 조사한 결과, 도시 근교지역보다 농촌지역의 볏집에서 일반 중온성 세균수가 많고 동시에 bacilli도 많았으나 진균류는 오히려 적은 경향을 보였다. 고온성 세균과 방선균의 분포는 낮았으며, 대장균도 일부 지역에서 검출되었다. 볏짚의 부위별 분포를 보면 대체적으로 가운데 부위에서 미생물수가 높게 나타났으며 bacilli의 분포를 고려한다면 청국장 제조에는 하루보다 중부 및 상부가 접종원으로서 바람하다고 할수있다. 청국장 제조를 위한 볏짚시료로서는 어느 지역의 것이라도 무방하겠으나 하수 및 축산폐수의 오염이 없는 것을 선택할 필요가 있겠다. 볏짚의 중간부위를 미생물 접종원으로 사용하여 청국장을 발효시킨 다음 그 품질을 평가한 결과, 볏짚을 사용한 경우 그대로 발효시킨 대조구에 비하여 외관, 점성도, 아미노태 질소함량, 단백질 분해력에 있어서 현저하게 양호한 결과를 보였다. 볏짚의 사용 방법간에, 즉 실험구 사이에는 발효후 성분상의 차이가 별로 없었으므로 사용방법에 따른 영향은 적었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.70-76
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• 1999

영양염류는 하천이나 저수지의 부영양화를 유발하며 농경지는 영양원소의 주된 오염원으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 농업 비점오염원에 의한 영양염류 유출 현상을 구명하기 위하여 경북 영천군 임고천 상류의 소유역에서 질소, 인, 유기물의 연간 부하량을 조사하였다. 유역 총면적은 1,420ha 였고 그 중에서 논과 밭을 포함한 경작지 면적은 약 25% 였으며 나머지는 대부분 산림이었고, 한우와 돼지 등의 가축 사육이 농가별로 소규모로 이루어지고 있었다. 조사 기간 동안 하천수중의 $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 농도는 각각 4.95, 0.80, 6.72, 0.07 및 2.51mg/L였다. 97년도 연간 총 하천유수량은 6,681,500m3로 평가되었으며, $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 연간 부하량은 각각 28,991, 3,010, 37,006, 590, 29,138kg으로 추정되었다. 강우량과 하천 유수량 사이에는 밀접한 정의 상관관계가 있었으며, 오염물질의 배출량 또한 유수량이 증가함에 따라 증가하였고 화학비료의 시용 시기와도 일치하여 강우량이 많았던 5월부터 8월 사이에 대부분의 영양염류의 부하가 발생하였다. 조사유역의 산업이 농업활동에 국한되어 있는 것을 감안할 때 이들 오염물질의 부하는 농경지로부터의 유실과 축산활동 등을 포함한 농업 비점오염원에 의한 것으로 볼 수 있으며 각 비점오염원별 부하량 정도를 구명하고 이를 제어할 수 있는 다양한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제16권1호
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• pp.19-24
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• 1997

금강수계 상류 및 남대천 수계, 금강호유역 중에서 비교적 농업 활동이 많이 이루어지고 있는 수도작지역과 복합영농지역의 토양 및 수질의 오염실태를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 금강수계 토양의 pH는 비교적 산간지대로서 전형적인 농업지대인 상류와 남대천 수계의 경우 약 $5.56{\sim}7.09$ 수준이었으며, 대전공업단지와 농공단지가 주변에 산재해 있는 금강호 유역의 경우 $5.07{\sim}7.21$ 정도의 수준을 유지하고 있었다. 2. 호소에서 부영양화를 유발하는 영양염류 중 대표적인 전질소는 상류와 하류에서 큰 차이를 나타내지 않았으나 질소질비료 시비시기와 부분적으로 배출되는 축산폐수의 영향을 받았으며, 전인산의 함량도 비슷한 경향이었다. 3. 금강수계 수질의 pH는 $6.59{\sim}7.80$으로 양호한 상태였으며, EC의 경우도 상류 및 남대천 유역의 경우 오염 물질의 유입이 적은 관계로 $15{\mu}S/cm$이하를 유지하고 있었으나, 대전공업단지와 부여${\cdot}$공주지역의 농공단지를 거쳐 하류로 유입되는 지점에서 $50{\mu}S/cm$이상을 유지하는 곳도 있었다. 4. 금강상류 및 남대천 수계의 수질 중 COD는 1.0mg/l이하로 상수원수 1급수 수준을 유지하고 있는 반면 금강호 유역에서는 큰 도시나 농공단지 등에서 배출되는 산업폐수와 생활하수의 유입으로 인하여 부분적으로 약간 높게 나타나고 있으나 대부분 2.0mg/l이하로 상수원수 2급수 수준을 나타내고 있었다. 5. 금강수계 상류와 금강호 유역 수질 중 질소원 함량은 큰 차이를 보이지 않았으나 분얼비와 기비를 시비한 시기에 증가하는 경향을 나타내었다. 이것으로 보아 질소질비료의 시비시기에 따른 강우에 의한 토양 유출수 중 영양염류의 집중관리가 수계로 유입되는 영양염류의 농도를 감소시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 6. 금강상류와 금강호 유역 수질 중 인산원의 농도는 전반적으로 0.50mg/l이하였으나, 금강호 유역은 대도시의 형성에 따른 가정하수와 농공단지에서 배출되는 산업폐수가 부분적으로 유입되는 일부 지점에서 높게 나타나고 있었다. 7. 금강수계 상류와 금강호 유역의 토양과 수질 중 중금속함량은 불검출에서 자연함유량 수준으로 아직까지 오염의 우려는 없는 것으로 생각된다.

• 한국환경농학회지
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• 제15권3호
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• pp.362-371
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• 1996

농축산(農畜産) 폐기물(廢棄物)의 혐기적(嫌氣的) 처리공정(處理工程)에 적용하기 위하여 아한대(亞寒帶) 지역으로부터 분리(分離)한 Methanogen의 생화학적(生化學的) 특성(特性)을 조사한 결과는 다음과 같다. 저온(低溫)에서도 메탄생성량(生成量)이 많았던 늪지 퇴적물(堆積物)(Canada, $56.9^{\circ}$ N)에서 분리(分離)된 균(菌)은 Methanobacterium M-251, Methanobacterium M-253, 호수(湖水) 퇴적물(堆積物) IV(Canada, $55.0^{\circ}$ N)에서 분리(分離)된 균(菌)은 Methanosarcina mazei M-372, 갯벌흙 II(Korea, $37.0^{\circ}$ N)에서 분리(分離)된 균(菌)은 Methanobacterium formicicum M-375로 각각 동정되었다. 분리(分離)된 4종의 메탄균은 당분해능은 없으며 적정 pH는 M-251, M-375는 6.8, M-253은 6.5, 그리고 M-372는 7.0이었다. 최적(最適) 생육온도(生育溫度)는 M-251과 M-253은 $30^{\circ}C$이었고 M-272와 M-375는 $37^{\circ}C$이었다. 최저(最低) 생육온도(生育溫度)는 M-251, M-253은 $8^{\circ}C$이었고, M-372, M-375는 $13^{\circ}C$이었다. 분리균주(分離菌株)의 생육량(生育量)은 $30^{\circ}C$에 비하여 $17.5^{\circ}C$에서 배양(培養)할 때 $32{\sim}50%$ 정도 낮았다. M-251, M-253, M-375의 균체(菌體) 생산량(生産量)은 $0.38{\sim}1.21$ g/1M $CH_4$ 범위 이었으며 M-372는 $1.14{\sim}1.51$ $g/CH_4$범위이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.170-176
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• 1998

1997년 5월 20일에서 8월 30일까지 북한강 지천인 율문천의 수위변동과 유속을 측정하고, 수문 자료 수집과 오염부하량을 예측하고 9개 지점에서 수질시료를 시기별로 채취하여 분석하였다. 율문천 소유역은 임야 60%, 주거지와 밭 20%, 논 20%였으며, 농가수 366 가구, 비농가수 322가구, 그리고 인구는 2,622명이었다. 조사기간(1997년 5월 20일~8월 30일)중 유역의 총강수량은 18.000 천$m^3$였고, 하루 최대 유출일은 7월 1일로 129.8 천$m^3$, 최소 유출일은 8월 17일로 0.4 천 $m^3$가 유출되었으며, 전체 유출율은 72% 이었다. 조사 기간중 모든 지점에서 $NO_3-N$ $1.4{\sim}12.6mg\;{\ell}^{-1}$, $NH_4-N$ $0.84{\sim}2.52mg\;{\ell}^{-1}$, T-P는 불검출~$2.20mg\;{\ell}^{-1}$. T-N은 $8.40{\sim}27.30mg\;{\ell}^{-1}$의 범위를 보였다. 이에 따른 T-N 부하량은 최대 $1,512kg\;day^{-1}$, 최소 $5kg\;day^{-1}$, 그리고 T-P의 부하량은 최대 $67.4kg\;day^{-1}$, 최소 $0.3kg\;day^{-1}$로 계산되었다. 강수중 $NO_3-N$의 농도는 $0.7mg\;{\ell}^{-1}$, $NH_4-N$은 $1.12mg\;{\ell}^{-1}$이었고, 농업지대 유출수는 각각 8.5, $2.0mg\;{\ell}^{-1}$로 강수의 13.5배와 1.8배 수준을 나타냈다. 소유역의 토양유실 예측량은 연간 12,635 Mg 으로 추정되고, 농업부분에서 N부하량은 101,210 kg로 전체 N부하량의 52.3% 였으며, 특히 토양유실과 비료에 의한 오염부하가 42%로 높게 추정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.708-718
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• 2020

대기오염 중 악취는 인간의 생활이나 활동, 건강에 직·간접적으로 영향을 주어 사회적 환경문제로 인식되고 있다. 악취물질 중 NH₃(암모니아), H₂S(황화수소), C₆H₆(벤젠)은 석유화학공장, 공공하수처리시설 및 분뇨처리시설, 가축분뇨 처리시설, 폐기물 처리시설과 음식물류 처리시설에 등에서 대량으로 발생하므로 효율적인 악취 제거가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마를 이용한 악취 제거와 제거효율을 연구하였다. 가스크로마토그래피(Gas Chromatography, GC)와 악취측정장치를 이용하여 대기압 플라즈마와 악취물질 반응 전후의 농도를 측정하였다. 측정결과를 백분율로 환산하여 효율을 평가하였다. 플라즈마를 이용한 악취 분해는 플라즈마를 방전시킬 때 생성된 활성라디칼과 O₃(오존)을 이용하여 악취물질을 중화처리 및 광화학적으로 산화하는 기전을 이용한 것으로 상온에서 악취 물질의 처리가 가능하며, 2차 오염물질의 발생이 없다는 장점이 있다. NH₃, H₂S, C₆H₆ 3가지 악취 물질 모두 대기압 플라즈마의 출력을 500 W로 방전시켜 반응시켰을 때 모두 1분 내로 악취 물질이 완전히 분해되었다. 따라서 고농도의 악취 물질과 두 종류 이상의 냄새유발 물질이 반응할 때 발생한 복합악취 또한 대기압 플라즈마를 이용하여 제거할 수 있다고 판단된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권3호
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• pp.229-234
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• 2012

본 연구는 구제역 긴급행동 지침 (SOP)에서 제시한 화학적 처리가 양돈분뇨의 이화학적 성상에 미치는 영향을 알아보고 이에 따른 적절한 후처리 방법을 모색하기 위하여 수행한 것이다. 가축분뇨의 알칼리처리-산중화 및 산처리-알칼리 중화처리는 처리조건에 따라 다양한 이화학적 변화가 있었으며, 이에 대한 결과요약은 다음과 같다. 1. B4 처리구 (Citric Acid-Calcium Oxide)의 경우는 산처리 후 알칼리 중화처리 시에 응고현상이 발생하였다. 이는 구연산과 생석회의 투입으로 인한 물질 간 화학적 결합에 기인하는 것으로 사료된다. 2. 산처리-알칼리 중화 (B처리구)의 모든 처리구에서 EC가 약 50 mS/cm 전후까지 증가 하였으며, A4 처리구를 제외한 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 처리 후 원수의 EC 보다도 낮은 경향을 나타냈다. 3. $NH_4{^+}$-N의 농도는 산처리-알칼리 중화 (B처리구)에서 처리 후 거의 변화가 없는 반면, 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 급격히 감소하였다. 이는 암모니아의 탈기로 인한 기작으로 사료되며, 특히 CaO를 이용한 A1, A2 처리구에서 두드러지게 나타났다. 4. 알칼리처리-산 중화 및 산처리-알칼리 중화는 처리조건에 따라서 이화학적 변화의 양상이 다양하다. 적정 pH 수준을 위한 시약의 소요량 및 운영관리 면에서 볼 때, 병원성미생물 등으로 오염된 가축분뇨 화학적 전처리시에는 산처리-알칼리중화 (B처리구) 보다는 알칼리처리-산 중화 처리구 (A처리구) 적합 할 것으로 사료된다. 그러나 자원화, 정화처리 등 후처리방법의 선정은 각 농가 및 지역적 환경요소에 따라 다르므로 산 알칼리제제의 소요량에 따른 경제성 평가 및 처리목적 등에 대한 충분한 검토가 필요하다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권2호
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• pp.171-176
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• 2000

조건성연못의 메탄발효 환경조건은 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 조건성연못의 바닥은 이러한 조건들을 충족시키고 있어 설계인자가 비교적 적절하다고 본다. 조건성연못의 수심이 2.4m일 경우도 강한 바람이 불면 상충의 용존산소가 바닥으로 이동하여 연못바닥의 메탄발효를 일시적으로 저하시키는 현상이 있을 수 있다. 용존산소의 바닥침투를 완화하기 위해 수심을 깊게 설계할 수 있으나 수심이 깊어지면 연못바닥의 수온이 낮아져 메탄발효의 효율이 저하된다. 실험결과 조건성연못의 수심은 2.4m 정도가 적합하다고 본다. 최근에는 용존산소의 연못바닥 침투를 차단하기 위해 연못바닥에 Pit를 설치하는 방법이 연구되고 있으나 시설비용이 추가되는 단점이 있다. 실험 조건성연못의 슬러지층의 온도가 $16^{\circ}C$ 이상에서 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 기존 조건성연못의 메탄발효 연구에 의하면 연못바닥 슬러지충의 온도가 $19^{\circ}C$에서 슬러지 분해량과 침전량이 같아진다고 보고되고 있다. 실험 조건성연못에서는 $19^{\circ}C$보다 $3^{\circ}C$ 낮은 온도에서도 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 실험 조건성연못의 바닥온도 분석결과 메탄발효가 거의 정지되는 $14^{\circ}C$이하가 되는 기간이 약 7 개월이 되어, 매년 어느 정도의 슬러지는 바닥에 쌓이게 된다. 1997년 1월부터 9월까지 9개월 동안 연못바닥에 형성된 슬러지 깊이가 1.3cm였다. 따라서 연간 약 1.7cm가 쌓일 것으로 예측된다. 실험 조건성연못처럼 연못의 수심을 2.4m로 유지하고, 연못바닥에 슬러지 퇴적을 위해 여분의 0.3m 깊이를 두어 15 - 20년에 한번 슬러지를 제거할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다고 사료된다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상충에서 포집한 가스의 83%가 메탄으로 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. Parker(1979)의 연구에 의하면 슬러지층이 형성되지 않은 연못이 슬러지층이 형성된 연못의 BOD제거수준에 이르는데는 약 1년이 소요된다.$^{24)}$ 메탄박테리아 활동이 슬러지층의 표면에서 훨씬 높기 때문이다. 본 연구는 조건성연못의 초기 메탄발효를 분석한 것으로 조건성연못이 생태적으로 적용하면 초기단계보다 메탄발효의 효율이 증가할 것으로 예측된다.