• 한국토양비료학회지
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• 제46권2호
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• pp.73-80
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• 2013

Due to the fact that possible risk associated with soil-crop-food chain transfer, metal contamination in croplands has become a major topic of wide concern. Accumulation of toxic metals in edible parts of crops grown in contaminated soils has been reported from number of crops including rice, soybean, wheat, maize, and vegetables. Therefore, in order to ensure food safety, measures are needed to be taken in mitigating metal pollution and subsequent uptake by crop plants. Present paper critically reviewed some of the cost effective remediation techniques used in minimizing metal uptake by crops grown in contaminated soils. Liming with different materials such as limestone ($CaCO_3$), burnt lime (CaO), slaked lime [$Ca(OH)_2$], dolomite [$CaMg(CO_3)_2$], and slag ($CaSiO_3$) has been widely used because they could elevate soil pH rendering metals less-bioavailable for plant uptake. Zn fertilization, use of organic amendments, crop rotation and water management are among the other techniques successfully employed in reducing metal uptake by crop plants. However, irrespectively the mitigating measure used, heterogeneous accumulation of metals in different crop species is often reported. The inconsistency might be attributed to the genetic makeup of the crops for selective uptake, their morphological characteristics, position of edible parts on the plants in respect of their distance from roots, crop management practices, the season and to the soil characteristics. However, a sound conclusion in this regard can only be made when more scientific evidence is available on case-specific researches, in particular from long-term field trials which included risks and benefits analysis also for various remediation practices.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1458-1464
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• 2018

An improved method for the preparation of g-$C_3N_4$ is described. Currently, heating (> $400^{\circ}C$) of urea is the common method used for preparing the g-$C_3N_4$. We have found that sonication of melamine in $HNO_3$ solution, followed by washing with anhydrous ethanol, not only reduce the crystallite size of g-$C_3N_4$ but also facilitate intriguing electronic structure and photoluminescence (PL) properties. Moreover, loading of metal (Pt and Ag) nanoparticles, by applying the borohydride reduction method, has resulted in multicolor-emission from g-$C_3N_4$. With the help of PL spectra and local electronic structure study, at C K-edge, N K-edge, Pt L-edge and Ag K-edge by X-ray absorption spectroscopy (XAS), a precise mechanism of tunable luminescence is established. The PL mechanism ascribes the amendments in the transitions, via defect and/or metal states assimilation, between the ${\pi}^*$ states of tris-triazine ring of g-$C_3N_4$ and lone pair states of nitride. It is evidenced that interaction between the C/N 2p and metal 4d/5d orbitals of Ag/Pt has manifested a net detraction in the ${\delta}^*{\rightarrow}LP$ transitions and enhancement in the ${\pi}^*{\rightarrow}LP$ and ${\pi}^*{\rightarrow}{\pi}$ transitions, leading to broad PL spectra from g-$C_3N_4$ organic semiconductor compound.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권2호
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• pp.248-255
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• 2011

시설재배 토양의 장기적인 물질순환적 친환경 토양관리를 위하여 유기물자원 (가축분부산물비료, 볏짚, 버섯배지, 팽연왕겨, 우드톱밥, 코코피트)을 토양의 무기태질소 대비 C/N율 10, 20, 30 조절량을 시용하는 처리를 두어 수박을 시험작물로 비닐하우스에서 2기작으로 재배하여 수행한 결과는 다음과 같다. 시용한 유기물자원의 T-C는 $289{\sim}429g\;kg^{-1}$이었으며, 유기물자원을 토양의 무기태질소 대비 C/N율 10 조절량을 시용하여 수박을 2기작 재배 후 토양의 질산태 질소는 시험전 토양에 비하여 가축분 부산물비료 처리를 제외 하고 21~37% 감소하였으며, 토양의 EC는 26~33% 경감효과가 있었다. 우드톱밥을 토양의 EC가 상이한 3개의 토양에 토양의 무기태질소 대비 C/N율을 10, 20, 30 조절 처리하여 수박을 재배한 결과 시험전 토양에 비하여 토양의 EC가 각각 33, 42, 39% 경감되었다. 수박의 과중은 개당 10.1~13.4 kg으로 토양의 EC가 낮은 토양I>토양II>토양III 순으로 수박의 과중이 높았으며 C/N 20 조절처리에서 3개의 토양은 양호한 경향이었다. 수박의 당도는 $11.8{\sim}12.3^{\circ}Brix$로 처리간에 차이는 없었으며 수박의 과실 특성상 상품에는 문제가 없었다. 탄소함량이 높은 유기물자원 공급으로 토양의 연작장해의 한 원인인 염류집적이 경감되어 품질과 수량성 증수을 기대할 수 있었다. 시설재배토양의 특성을 대표 할 수 있는 토양의 EC농도에 따라 유기물자원 시용시 토양의 무기태질소 대비 C/N 20 조절 시용기준을 적용하여도 물질순환적 유기재배의 토양관리에 문제가 없을 것으로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.665-675
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• 2010

본 연구에서는 하수슬러지를 매립지 복토재로 재활용하기 위해 래들슬래그, 시멘트, 인회석, 소석회를 첨가하여 하수 슬러지 내 중금속(Cd, Cu, Ni, Pb, Zn)의 용출을 평가하였다. 하수슬러지의 용출 평가는 EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) 추출법과 TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure)를 통해 이루어졌으며, 중금속 결합 기작은 연속추출(sequential extraction)을 통해 평가하였다. EDTA 용출 결과 하수슬러지에 래들슬래그/시멘트/소석회의 투입량이 증가할수록 하수슬러지 내 중금속의 용출이 감소하였다. 그러나 인회석을 투입했을 때는 중금속 용출의 감소 효과가 거의 나타나지 않았으며, 이는 EDTA가 인회석에 의한 중금속 고정화를 방해하였기 때문이다. TCLP 용출 결과 하수슬러지 내 슬래그, 시멘트 또는 소석회의 투입량이 증가하여 용출액의 pH가 7 이상일 때는 Cu의 용출 농도가 원하수슬러지의 용출농도보다 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 인회석은 투입량이 증가할수록 중금속의 용출 농도가 감소하는 것으로 나타났다. 혼합 고화제를 투입한 하수슬러지의 중금속 용출 결과, 하수슬러지의 중량비 100%를 기준으로 래들슬래그 20%와 소석회 10%를 투입한 혼합물이 최적의 고화 혼합 비율이며, 이 때 EDTA 추출법과 TCLP로 용출한 중금속의 농도가 가장 낮게 나타났다. 이러한 결과는 하수슬러지 내 중금속 결합이 약한 결합인 exchangeable fraction과 carbonate fraction에서 강한 결합인 organic fraction으로 이동하였음을 연속추출(SM&T, formaly BCR)을 통해 확인할 수 있었다. 하수슬러지와 고화제를 최적의 비율로 혼합한 혼합물을 폐기물공정시험법으로 중금속 용출을 평가한 결과 Cu가 기준농도 이상으로 검출되었다. 그러나 TCLP에 따른 하수슬러지의 용출시험 결과 Ba, Cd, Cr, Pb의 항목에서 미국 환경보호청의 용출 기준을 만족하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권3호
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• pp.297-302
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• 1996

돈분 및 계분을 시비수준을 달리하여 표토(16cm)에 처리한후 1주일 후부터 토마토를 재배하면서 근권토양내의 미생물상의 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 무처리구의 근권총세균 밀도는 시비구 보다 적었으며, 생육기인 5주째에 균밀도가 1주째보다 떨어졌으며 15주째에는 최고가 되었다. 희석영양배지(Diluted Nutrient Broth : NB)의 세균밀도는 영양배지(Nutrient Broth NB)에서 보다 1.5~2배 높게 나타났다. 2. 정식 1주일후의 근권 토양 세균 수는 돈분에서 NB와 DNB배지에서 퇴비량에 비례하여 증가하였으며, 계분에서는 NB는 증가하였으나 DNB는 시용량에 따라 무비구 보다 감소했다. 60, 120 Mg/ha처리구에서 무비구에 비해 NB에서 100배 이상 증가하였다. 15주후인 토마토 수확기에는 1주후의 경우와 반대로 DNB배지의 세균수가 NB배지에서 보다 높았다. 3. 사상균수는 유기질 비료 시용 1주후에 시비수준에 따라서는 큰 차이를 나타내지 않았지만, 계분시용구에서 무시구보다 감소하였다. 15주째에 계분은 2주째보다 2배가 높았으며 계분 30 Mg/ha에서 최고로 높았으나 돈분은 시용량에 따라 무비구보다 감소하였다. 4. 방선균의 밀도는 1주후 돈분구에서 차이가 없고 계분 시용구에서 무비구보다 감소하였고 15주째에 모든시비구에서 크게 증식하여 돈분 10 Mg/ha와 계분 30 Mg/ha구의 경우 1주후 토양에 비하여 4배 이상 증가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권5호
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• pp.589-597
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• 2016

There are a number of industrial complexes which could be a source of heavy metal (loid)s contamination of arable soil in Gyeongnam province of South Korea. Heavy metal (loid)s accumulation of plant is more related to the concentration of plant available heavy metal (loid)s in arable soil than that of total heavy metal (loid)s. The objectives of this study were 1) to examine heavy metal concentrations in soils located near industrial complexes in Gyeongnam province and 2) to determine the relationship between concentration of plant available heavy metal (loid)s and chemical properties of soil. Soil samples were collected from 85 sites of arable lands nearby 7 industrial complexes in Gyeongnam province. Total heavy metal (loid)s concentration, available heavy metal (loid)s concentration, and chemical properties of collected soils were measured. The mean concentrations of arsenic (As), cadmium (Cd), copper (Cu), lead (Pb), and zinc (Zn) in the soils were $5.8mg\;kg^{-1}$, $1.3mg\;kg^{-1}$, $0.03mg\;kg^{-1}$, $51.5mg\;kg^{-1}$, and $68.7mg\;kg^{-1}$, respectively. Total concentration of Cd and Zn in arable soil located near ${\nabla}{\nabla}$ industrial complex exceeded the warning criteria ($4mg\;kg^{-1}$ and $300mg\;kg^{-1}$ for Cd and Zn, respectively) as described by in the soil environmental conservation Act of Korea. The concentration of plant available heavy metal (loid)s was negatively related to the soil pH and available Pb and Zn concentrations had relatively high correlation coefficient when compared with other heavy metal (loid)s. The concentration of plant available Pb and Zn was negatively related to that of organic matter (OM). Based on the above results, it might be a good soil management to control pH and OM concentration with soil amendments such as lime and compost to reduce phytoavailability of heavy metal (loid)s in arable soil located near industrial complex.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1220-1225
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• 2011

논토양 종류가 메탄배출에 미치는 영향을 구명하기 위하여 적황색토인 화동통과 회색토인 신흥통을 공시하여 벼 재배기간중 메탄배출량, 산화환원전위 및 토양중 산화물 함량을 분석하였다. 적황색토에서 메탄배출이 회색토에 비해 유의하게 낮았으며, 산화환원전위는 상대적으로 높았다. 적황색토는 회색토에 비해 쉽게 환원될 수 있는 Active oxide 함량은 낮은 반면, 상대적으로 안정성이 높은 Free oxide의 함량이 높았다. 따라서 논토양 종류별 메탄배출은 벼 재배기간중 산화환원전위와 토양중 Geothite, Hematite 등과 같은 메탄산화제의 함량에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권4호
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• pp.266-273
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• 2009

화학비료와 유기질비료를 시비 수준 및 Methylobacterium suomiense CBMB120의 접종이 고추 생육에 미치는 영향을 확인하기 위하여 유기질비료와 화학비료의 시비량을 권장시용수준의 100%, 75% 및 50%로 처리하고 Methylobacterium suomiense CBMB120을 접종 한 후 정식 후 19, 36, 및 166일에 작물의 높이를 측정하였으며 이식 후 166일에 건물량 측정하였다. 균주를 접종한 처리구의 식물체 높이는 정식 후 19, 36일에 각각 14.17%, 10.03% 증가하였다. 건물 중 역시 10.30%, 6.84% 증가하여 유의성 있는 차이를 나타내었다. 또한 균주 접종은 유기질 비료 100% 시용구는 36일 후 고도의 유의성(p<0.01)을 갖는 차이를 보였으며 화학 비료 100% 시용구는 19일 후 고도의 유의성(p<0.01)을 갖는 차이를 나타내었다. 화학비료 100% 시용구에 균주를 접종하지 않은 처리 구와 화학비료 75% 시용구에 균주를 접종한 처리구의 생육을 분석한 결과 유의성 있는 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 향후 다양한 처리량 및 처리방법의 연구를 통하여 Methylobacterium suomiense CBMB120 균주의 접종이 화학비료를 일정 부분 감비 할 수 있다는 가능성을 시사한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권3호
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• pp.43-51
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• 2006

휴 폐광산 토양에 안정적인 식생도입 시 고농도의 중금속에 의한 독성과 열악한 물리화학적 토양조건은 주요 제한 인자가 됨은 주지의 사실이다. 중금속의 안정화를 목적으로 도입되는 식물의 안정적인 활착을 위해서는 중금속 급성 독성의 경감 및 토양의 물리화학적 특성의 개량이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구는 쑥과 잔디를 이용하여 중금속 오염 토양의 안정화할 때 토양개량제로 돈분퇴비 ($75{\sim}225$ Mg/ha)와 도시하수슬러지 ($150{\sim}450$ Mg/ha)의 처리효과를 살펴보고자 포트 (pot) 실험을 수행하였다. 광산토양에 개량제를 처리한 모든 처리구에서 대조구에 비해 쑥과 잔디의 초기 생존율 및 생장량이 크게 증가하였고, 퇴비보다는 슬러지 처리구에서 생육개선 효과가 높았다. 중금속의 식물 체내로의 흡수이행에 있어서는 쑥과 잔디 모두 지상부보다는 지하부에 중금속이 축적되는 양상을 보였고, 슬러지 처리 토양에서 재배된 쑥과 잔디의 체내 중금속 농도가 낮은 것으로 나타나 개량제간 중금속의 생물학적 유효도에 미치는 영향이 다름을 확인할 수 있었다. 토양 개량제 처리에 의해 카드뮴, 아연, 구리 모두 생물학적 유효도가 낮은 형태로 이행하는 것으로 나타났다. 토양 중 중금속의 존재형태에 있어 식물재배 전후의 변화를 측정한 결과 재배 후 토양에서 대체적으로 잔류상 형태, 산화물결합 형태, 및 치환성 형태 함량은 고르게 감소하였고, 유기물결합 형태 함량은 증가한 것으로 조사되었다. 특히 아연의 유기물결합 형태의 비율은 쑥의 경우 7.84% 에서 13.58%, 잔디의 경우 7.84% 에서 14.16% 으로 증가하여 중금속에 대한 유효도가 낮아지는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 퇴비, 슬러지 등의 토양개량제 처리가 그 자체로서 토양중 중금속의 안정화 효과가 있음은 물론 식물안정화를 위해 도입되는 식물의 생육 개선에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.269-273
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• 2007

최근 악취발생으로 의한 사회적 관심 증가, 피해사례 증가에 대해 과학적 저감 기술이 요구되나 확실한 악취저감 기술의 미흡과 악취저감용 처리제의 기초평가자료가 부족한 실정이다. 본 연구는 부산물 퇴비에서 발생되는 악취물질인 $NH_3$를 저감하기 위한 처리제 선발 및 평가에 목적을 두어 수행되었으며 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 부숙화 과정에서 calcium hydroxide, activated carbon, zerovalent iron (ZVI)처리에서 60 이상으로 온도 상승을 보여 부숙진행이 원할히 이루어졌음을 알 수 있었다. calcium hydroxide, activated carbon, ZVI에서 pH 변화는 퇴비화가 진행됨에 따라 상승하여 후부숙 단계에서는 pH 8.6 - pH 8.8을 보였다. 또한 부숙화 과정 14일 동안 calcium hydroxide 처리구의 EC는 $2.15dS\;m^{-1}$에서 $0.66dS\;m^{-1}$으로, carbon $1.48dS\;m^{-1}$에서 $1.11dS\;m^{-1}$, ZVI $1.77dS\;m^{-1}$에서 $0.68dS\;m^{-1}$으로 EC값이 큰 폭으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. EC값이 1일차에서의 각각의 처리제별로 약간의 차이를 보이는 것은 퇴비 자체가 불규칙적인 상태의 고체이기 때문이라고 사료되며 측정치가 약 $0.5dS\;m^{-1}$ - $0.7dS\;m^{-1}$ 의 차이를 보였다. 인도페놀법을 이용한 $NH_3$ 측정 결과에 따르면 activated carbon의 경우 초기 8.8ppm에서 30일 후 0.1ppm으로 생분 + 톱밥의 9.3ppm보다 약 93배가량 저감하는 것으로 나타났다. Calcium hydroxide의 경우는 30일 후 0.7ppm으로 약 13배 정도 저감하였으며 ZVI의 경우는 30일 후 1.7ppm으로 약 5배 정도 저감하였다. 위 결과들을 종합해본 결과, 부산물퇴비에서 발생되는 $NH_3$를 저감하기 위한 처리제로서 calcium hydroxide, activated carbon, zero valent Iron (ZVI)를 활용할 수 있을 것이라고 사료 되나 향후 처리제의 독립적 사용가능성, 복합적 사용가능성 등에 대한 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것이라고 판단된다.