• 제목/요약/키워드: Nitrogen recovery

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작물에 흡수된 방사성 동위원소의 내부조사효과에 관한 연구(제8보) P-32 용액에 침지한 대맥종자의 발아 및 유식물의 생장에 관한 연구 (Studies on the effects of radiation from radioisotopes incorporated into plants (Ⅷ) Effects of P-32 administered through seeds on the germination and growth of young barley plants)

  • 손응용
    • Journal of Plant Biology
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    • 제12권3호
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    • pp.26-34
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    • 1969
  • Through immersing barley seeds (variety; Suwon No. 6) into different dilution of carrier-free P-32 original solution (Total activity; 90mc, To; 3/21) for 24 hours at room temperature, four groups of seeds (each group consists of 200 seeds) having activity levels of 1.6$\times$10-3$\mu$c 32P/grain, 2.3$\times$10-1$\mu$c 32P/grain 6.9$\times$100$\mu$c 32P/grain and 2.5$\times$101$\mu$c 32P/grain respectively, were obtained. To investigate the effects of various activity levels of P-32 absorbed upon the test plants, the seeds were germinated, transplant into the pots, and the growth was observed for three months after germination. After harvest, the inorganic contents in the leaves and the stems were also analyzed. The results: 1) Until four days after the beginning of germination, the rate of germination was found the lowest at the strongest activity level of 2.5$\times$101$\mu$c/grain. At the other P-32 levels treated, it showed generally higher than the control. 2) Before transplanting the seedlings of both 1.6$\times$103$\mu$c/grain and 2.3$\times$10-1uc/grain levels showed more vigorous growth than the control, whereas at the 6.9$\times$100 uc/grain level a retarded growth was conspicuous and all of plants belonging to the highest activity level of 2.5$\times$101$\mu$c/grain were withered owing apparently to the radiation damage. 3) This trend of growth promotion was continnually observed at the low activity levels even after transplanting the seeldings to the pots. As for the plants belonging to 6.9$\times$100$\mu$c/grain level, a clear sign of gradual recovery from the damage afflicted at the earlier stage was observable, and as a result the plants showed more growth than those of control two months after transplanting. 4) The number of stems diverged was found somewhat small in the blocks treated with P-32, compared with that of control until two months after germination. At the later stage of growth there seemed no significant difference among the themselves. 5) The dry weight of leaves and stems was proved that the lower the activity, the mroe it was produced. The relative increase of dry matter in each treatment compared with the control was 2% at 6.9$\times$105$\mu$c/grain level, 9% at 2.3$\times$10-1$\mu$c/grain and 35% at 1.6$\times$10-3$\mu$c/grain respectively. 6) The inorganic contents of the leaves and stems harvested were proved that: (1) Nitrogen was highest at the lowest activity level of 2.3$\times$10-1$\mu$c/grian. (2) Phosphorus showed generally higher contents in the treated blocks than in control, with the peak being at 2.3$\times$10-1$\mu$c/grain. (2) Phosphorus showed generally higher contents in the treated blocks than in contro, with the peak being at 2.3$\times$10-1$\mu$c/grain level in the leaves and at 6.9$\times$100$\mu$c/grain in the stems. (3) These was no significant difference in potassium contents in the leaves between treatment and control, whereas in the stem the treated blocks were higher than control roughly in propotion to the activity level. (4) Calcium in the lesves was richer in treated blocks than control while in the stem no difference was seen. (5) Magnesium contents both in leaves and in stems there was no difference among treatments.

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축산폐수 처리 및 재활용을 위한 조건성연못의 메탄발효 (Methane Fermentation of Facultative Pond in Pond System for Ecological Treatment and Recycling of Livestock Wastewater)

  • 양홍모
    • 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.

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에너지작물 재배를 위한 간척지 토양의 토양복토재로써 하수슬러지 고화물의 이용효과 (The Effects of Solidified Sewage Sludge as a Soil Cover Material for Cultivation of Bioenergy Crops in Reclaimed Land)

  • 안기홍;구본철;최용환;문윤호;차영록;박선태;김중곤;윤영미;박광근;김장택
    • 한국작물학회지
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    • 제57권3호
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    • pp.238-247
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    • 2012
  • 1. 각 시험구에서 재배 2년째 시기별 에너지작물의 초장을 조사한 결과, 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에서의 에너지작물 중 거대 1호의 생육이 가장 우수하였으며 원지반토에서는 생육이 미비하였다. 2. 원지반토의 거대 1호 초장은 재배 1년차 97 cm에서 2년차 229 cm로 141% 증가하여 성장폭이 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구의 거대 1호에 비해 우수하였다. 3. 각 시험구의 토양 pH는 하수슬러지 고화물을 처리한 후 2년이 경과하여도 일정하게 pH 7.2~8.4의 수준을 유지하고 있었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높은 것으로 나타났으며 원지반토의 평균 염농도(0.27%)는 1년차의 염분 농도(0.31%)와 비교하여 조금 감소한 것으로 나타났다. 4. 원지반토의 평균 치환성 나트륨(Ex. Na) 함량은 8.99 $cmol^+\;kg^{-1}$으로 하수슬러지 고화물 혼합구의 평균치(0.7 $cmol^+\;kg^{-1}$)에 비해 약 12배 높았으며, 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높았다. 5. 하수슬러지 고화물 처리 후 에너지작물 재배 1년차와 2년차 동일시기(5월, 11월)의 토양 유기물 함량은 1년차에 비해 2년차 증가하였음을 알 수 있었고, 특히 하수슬러지 고화물 복토구의 유기물 함량의 증가폭이 가장 우수하였다. 6. 간척지 토양에 하수슬러지 고화물 처리는 토양 무기양분의 공급, 염류의 상향이동 완충 효과, 작토층 및 근권확대로 인한 지하경의 정상적인 번식이 이루어져 원지반토에 비해 에너지작물 생육이 우수하여 하수슬러지 고화물처리는 토양복토재로써 간척지 토양의 화학성 및 물리성 개선에 효과적이었음이 확인되었다.

Struvite 결정화에 의한 축산폐수로 부터 질소.인 자원의 재생 (Recovery of N and P Resources from Animal Wastewater by Struvite Crystallization)

  • 조원실;윤성준;라창식
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.875-884
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    • 2003
  • 본 연구에서는 축산폐수내에 고농도로 함유되어 있는 질소와 인을 재생하기 위한 공정으로서의 struvite 결정화 방법의 운전인자를 파악하고 폐수처리 측면에서 효율적인 struvite법과 전기분해법과의 연계공정을 도출하고자 하였다. 유효용적인 2L인 Struvite 반응조를 이용하여 주입원의 종류, pH, 교반과 폭기 등에 따른 암모니아와 인의 결정화 특성을 파악하였으며, 효율적인 전기분해법과의 연계방법을 찾고자 6가지 서로 다른 방법에서의 NH$_4$-N과 PO$_4$$^{3-}$의 제거특성을 분석하였다. 시험결과 struvite 형성을 위한 주입원으로는 CaCO$_3$나 CaCl$_2$ 보다는 MgSO$_4$ 혹은 MgCl$_2$을 사용하는 것이 효율적인 것으로 판단되었다. 공기주입과 교반이 struvite 결정화 반응에 미치는 영향을 파악한 시험에서는 포기의 경우 pH가 8.5이상으로 상승하면서 인 제거효율이 90%에 도달하는데 1시간이 걸린 반면 교반의 경우에는 14시간이 걸리는 것으로 나타나 포기가 교반보다 빠른 pH 상승효과를 가져오면서 struvite 결정화 반응을 촉진함을 알 수 있었다. 포기조건에서의 struvite 결정화는 유입폐수의 pH에 영향을 받는 것으로 나타났는데 유입폐수의 pH가 5수준일 때는 아무런 결정화가 이루어지지 않았으며 pH 6, 7, 9 에서는 struvite 결정화가 활발하여 각각 3시간, 2시간, 10분만에 90%의 PO$_4$$^{3-}$가 struvite 반응으로 제거되었다. 그러나 pH 10 이상에서는 과량의 거품발생으로 인한 운전의 어려움이 목격되었으며 pH 11에서는 struvite 결정화 반응이 둔화되는 것으로 나타났다. 이상의 결과와 축산폐수의 pH의 범위가 7~9 수준임을 감안할 때 축산폐수의 경우에는 아무런 pH 조절제를 사용하지 않고도 포기만으로도 효율적인 결정화 반응 유도가 가능함을 알 수 있었다. 전기분해법을 struvite 반응과 연계하여 폐수내 인과 질소 제거효율을 높이기 위해서는 struvite 결정화 반응과 전기분해를 모두 포기 조건에서 수행하면서 struvite 반응 후에 상등액을 전기분해 하는 것이 시험된 공정 중 가장 효율적인 것으로 나타났다. 본 공정에서의 인과 암모니아성 질소의 제거 효율은 각각 98%와 86%이었으며 색도 제거효율은 92.4%이었다.

참외(Cucumis melon var. makuwa)에 대한 Buprofezin 및 Penthiopyrad의 생산단계 잔류허용기준 설정 (Establishment of Pre-Harvest Residue Limit for Buprofezin and Penthiopyrad during Cultivation of Oriental melon (Cucumis melon var. makuwa))

  • 김해나;김성범;최은;우민지;김지윤;;허장현
    • 농약과학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.123-129
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    • 2014
  • 본 연구는 생산단계 참외에 대하여 buprofezin 및 penthiopyrad의 일자별 농약 잔류량 감소추이를 파악하여, 생산단계 농산물의 안전관리에 활용하고자 수행하였다. Buprofezin 및 penthiopyrad 시험농약을 안전사용기준에 준하여 각각 2,000, 4,000배 희석한 후 시험포장 1, 2 지역으로 나누어 처리한 후, 살포 2시간 후를 0일차로 하여 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10일차에 시료를 채취하였다. 채취한 시료는 두 시험약제 모두 dichloromethane 80, 70 mL로 2회 분배 하였으며, florisil SPE cartridge를 사용하여 정제하였고, GC/NPD를 이용하여 최종 분석하였다. Buprofezin 및 penthiopyrad의 분석정량한계(Method limit of quantification, MLOQ)는 $0.01mg\;kg^{-1}$이었으며, buprofezin의 회수율은 91.1~98.6%이었고, penthiopyrad의 회수율은 90.0~104.6%이었다. 잔류량 감소추이를 통하여 산출한 buprofezin의 시험포장 1, 2에 대한 생물학적 반감기는 각각 3.9, 3.5일이었으며, penthiopyrad의 경우 3.0, 2.7일로 나타났다. 잔류감소 회귀식을 이용하여 생산단계 잔류허용기준을 설정을 제안한 결과, 수확 10일 전 buprofezin은 $4.24mg\;kg^{-1}$, penthiopyrad는 $2.31mg\;kg^{-1}$으로 나타났다. 이는 수확 시 잔류량이 각각 4.24, $2.31mg\;kg^{-1}$ 이하로 잔류할 경우, 잔류허용기준(Maximum Residue Limit, MRL) 수준 이하로 잔류할 것으로 예측된다.

LNG 냉열을 활용한 저압 액화 공기 생산 공정 설계 및 경제성 평가 (Design and Economic Analysis of Low Pressure Liquid Air Production Process using LNG cold energy)

  • 문하늘;정근호;이인규
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권3호
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    • pp.345-358
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    • 2021
  • 본 연구에서는 액화천연가스(LNG; liquefied natural gas) 재기화 과정에서 버려지는 냉열을 회수하는 방법으로 액화 공기를 생산하는 공정을 개발하였다. 액화 공기는 LNG 수출국으로 운송하여 천연가스 액화를 위한 냉매를 부분적으로 대체하는 용도로 활용될 수 있다. 이를 위하여, 액화 공기는 LNG 운반선에 저장 가능한 압력을 만족하여야 한다. 따라서, 가장 널리 사용되는 멤브레인 탱크로 액화 공기를 운송하기 위해 약 1.3 bar에서 공기가 액체 상태로 존재할 수 있도록 설계하였다. 제안한 공정에서, 공기는 LNG와의 열교환 이후 추가적인 질소 냉매 사이클과의 열교환을 통해 과냉된다. LNG 운반선의 최대 용량만큼 액화 공기를 생산할 때 운송비용 측면에서 가장 경제적일 수 있으며, 천연가스 액화공정에서 활용할 수 있는 냉열이 많아지게 된다. 이를 비교하기 위하여, 동일한 1 kg/s의 LNG 공급 조건 하에서 기존 공정을 이용한 Base case와 제안공정 내 유입 공기 유량을 각각 0.50 kg/s, 0.75 kg/s, 1.00 kg/s으로 하는 Case1, Case2, Case3를 구성하고 열역학적 및 경제적 측면에서 분석하였다. 액화 공기 생산량이 많을수록 1kg의 생산량 당 더 많은 에너지가 요구되는 경향을 보였으며 Case3는 Base case 대비 0.18 kWh 높게 나타났다. 그 결과 Case3의 액화 공기 1 kg 당 생산 비용이 $0.0172 더 높게 나타났다. 그러나 액화 공기의 생산량이 증가함에 따라 1 kg 당 운송 비용이 $0.0395 감소하여 전체 비용 측면에서 Case3는 Base case에 비해 1 kg 당 $0.0223 적은 비용으로 액화 공기를 생산 및 운송할 수 있음을 확인하였다.

Hamster 수정란(受精卵)의 동결보존(凍結保存) 및 생존성(生存性)에 관한 연구(硏究) (Studies on the Cryopreservation and Survival after Thawing of Hamster Embryos)

  • 오원진;이규승;김영묵
    • 농업과학연구
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    • 제13권1호
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    • pp.82-89
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    • 1986
  • 본(本) 실험(實驗)은 hamster 수정란(受精卵)의 동결보존시(凍結保存時) 가장 적합(適合)한 동결(凍結)및 융해온도(融解溫度)를 구명(究明)하기 위(爲)하여 실시(實施)하였다. 수정란(受精卵)은 hamster 두당(頭當) 30 IU의 PMSG를 복탈내(腹脫內)에 투여(投與)하고 4일후(日後)에 교미(交尾)를 시켰으며 교미(交尾) 3일후(日後)에 도살(屠殺)하여 자궁(子宮)과 난관(卵管)을 관류(灌流)하여 회수(回收)하였다. 회수(回收)된 수정란(受精卵)의 동결(凍結)에 사용(使用)한 보존액(保存液)은 Dulbecco's phosphate buffered saline(PBS)이었으며, 동해방지제(凍害防止劑)로는 Dimetyl sulfoxide (DMSO)로서 3단계(段階)로 최종농도(最終濃度)가 1.5M이 되게 하였다. 수정란(受精卵)의 동결방법(凍結方法)은 실온(室溫)에서 $-6^{\circ}C$까지 $1^{\circ}C/min$의 속도(速度)로 하강(下降)시켜 수직(水植)하고 3 분간(分間) 방치(放置)시킨 다음 $0.30^{\circ}C/min$ 속도(速度)로 $-35^{\circ}C$까지 냉각(冷却)시켰으며, 다음에 $-70^{\circ}C$까지는 $0.1^{\circ}C/min$, $1^{\circ}C/min$$10^{\circ}C/min$의 3 처리(處理)로 냉각(冷却)시킨후 $-196^{\circ}C$의 액체질소(液體窒素)에 보존(保存)하였다. 융해(融解)는 $4^{\circ}C/min$$12^{\circ}C/min$의 속도(速度)로 $37^{\circ}C$ 까지 가온(加溫)하는 방법(方法)과 $37^{\circ}C$의 water bath에서 2 분간(分間) 침지(沈漬)시키는 방법(方法)을 이용(利用)하였다. 평균배란점(平均排卵點)은 35.1개(個)인데 대하여 회수(回收)된 수정란(受精卵)은 27.0개(個)로서 회수율(回收率) 77.0% 였으며, 수정란(受精卵)중에서 8세포기(細胞期) 배(胚) 24.8개(個)로서 그 비율(比率)은 70.6%였다. 수정란(受精卵)의 동결속도(凍結速度)에 따른 생존율(生存率)은 $0.1^{\circ}C/min$으로 동결(凍結)했을 때 55.5~67.7%, $1^{\circ}C/min$에서는 58.8~64.9%, $10^{\circ}C/min$에서는 40.5~44.7%였는데 $10^{\circ}C/min$의 속도(速度)로 동결(凍結)한 것이 유의(有意)하게 나쁜 성적(成績)이었다. 융해방법(融解方法)에 따른 수정란(受精卵)의 평균생존율(平均生存率)은 $4^{\circ}C/min$에서 53.5%, $12^{\circ}C/min$에서 53.7%, $37^{\circ}C$ water bath 융해(融解)에서 59.1%를 나타내어 water bath 융해(融解)가 가장 좋은 성적(成績)이었으나 큰 차이(差異)는 인정(認定)되지 않았다. 본(本) 실험(實驗)의 결과(結果)를 종합(綜合)해 볼 때 hamster 난자(卵子)의 동결(凍結)에는 실온(室溫)에서 $-6^{\circ}C$까지는 $1^{\circ}C/min$, $-35^{\circ}C$까지 $0.3^{\circ}C/min$, $-70^{\circ}C$까지 $0.1^{\circ}C/min$ 또는 $1^{\circ}C/min$의 동결속도(凍結速度)를 유지(維持)하고, $37^{\circ}C$의 water bath에서 2 분간(分間) 침관(沈漬)하여 융해(融解)하는 것이 가장 높은 생존율(生存率)을 얻었다.

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