• 제목/요약/키워드: Soil composition

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안정동위원소를 이용한 이동오염원에 의한 대기 중 NO2의 거동특성 연구 (Characterization of contribution of vehicle emissions to ambient NO2 using stable isotopes)

  • 박광수;김혁;유석민;노샘;박유미;석광설;김민섭;윤숙희;김영희
    • 분석과학
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    • 제32권1호
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    • pp.17-23
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    • 2019
  • 질소산화물(NOx)은 인위적 배출원(화석연료 연소, 이동오염원, 산업배출원 등)과 자연배출원(번개, 생물기원 토양, 산불 등)으로부터 배출된다. 질소안정동위원소를 이용한 분석 기법은 배출원의 기여도 및 추적 인자로 활용되어 왔다. 본 연구는 NOx의 특성을 보기 위하여 ${\delta}^{15}N-NO_2$를 측정하였으며 배출원의 동위원소 특성을 파악하기 위하여 수행되었다. 시료채취가 용이한 Ogawa PAS를 이용하여 대기 중 가스상 질소를 포집하여 안정동위원소를 분석하였다. 도심지역 터널내부의 평균 $NO_2$ 농도는 $3808.8{\pm}2656.5ppbv$이며, ${\delta}^{15}N-NO_2$ 값은 $7.7{\pm}1.8$‰를 나타내며 일반적인 이동오염원의 값을 나타냈다. 고속도로의 이동오염원으로부터 거리에 따른 결과, 고속도로와 인접한 지점의 $NO_2$ 농도는 $965.4{\pm}125.2ppbv$이며 ${\delta}^{15}N-NO_2$$5.9{\pm}1.4$‰이었고, 1.1 km 떨어진 지점의 $NO_2$ 농도는 $372.5{\pm}95.9ppbv$이며 ${\delta}^{15}N-NO_2$$-11.5{\pm}2.9$‰로 고속도로인근의 값이 높게 나타내었다. 고속도로부터 이동오염원 기여율을 보기 위하여 binary mixing model을 수행하였으며 고속도로와 근접할수록 기여율, 농도 및 동위원소가 높게 나타나는 경향을 나타냈다.

반응표면분석법을 활용한 Pantoea agglomerans SRCM 119864의 Indole-3-acetic acid 생산 배지 최적화 (Optimization of the Indole-3-Acetic Acid Production Medium of Pantoea agglomerans SRCM 119864 using Response Surface Methodology)

  • 정호진;하광수;정수지;류명선;김진원;정도연;양희종
    • 생명과학회지
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    • 제32권11호
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    • pp.872-881
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    • 2022
  • 본 연구에서는 토양으로부터 분리한 Indole-3-acetic acid (IAA) 고생산 균주인 Pantoea agglomerans SRCM 119864의 IAA 생산량을 증가시키기 위해 반응표면분석법을 활용하여 배지 조성 최적화를 수행하였다. Plackett-Burman design (PBD)을 이용하여 전구체인 L-tryptophan 이외의 IAA 생산에 영향을 주는 배지 성분 11개의 영향을 조사하였으며, 통계학적 분석을 통해 IAA 최적생산을 위한 배지 인자로 sucrose, tryptone, sodium chloride를 선정하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자와 L-tryptophan의 농도 최적화를 수행하기 위해 적은 실험수로도 최적값을 분석할 수 있는 hybrid design을 설계하였다. 실험 모형에서 예측한 P. agglomer- ans SRCM 119864 균주의 IAA 최적 생산을 위한 배지 조성과 농도는 sucrose 13.38 g/l, tryptone 18.34 g/l, sodium chloride 9.71 g/l, L-tryptophan 6.25 g/l로 분석되었으며, 이때의 IAA 생산량은 64.34 ±1.07 mg/l로 예측되었다. ANOVA 분석을 통하여 실험 모형의 통계학적 유의성과 적합성을 검증하였으며, 설계한 최적 조성배지에서 모델 검증실험을 수행하여 IAA 생산량을 측정한 결과, 예측된 IAA 생산량과 매우 유사함을 확인하였으며, 최종 최적화 수행을 통해 IAA 생산량을 기본 배지 대비 44.56% 증가시켰다. 본 연구를 통하여 토양에서 IAA를 고생산하는 균주를 선별하여 배지 조성 최적화를 수행하였으며, 이를 바탕으로 지속가능한 농업 및 작물 생산량 증대를 위한 산업화 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

서천 해안지역 길산천 소유역에서의 고염분 지하수와 씻김 현상 (Fossil Saline Groundwater and Their Flushing Out At Gilsan Stream Catchment in the Western Coastal Area of Seocheon, Korea)

  • 문상호;윤윤열;이진용
    • 자원환경지질
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    • 제55권6호
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    • pp.671-687
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    • 2022
  • 우리나라 서·남해 연안 지대는 해안으로부터 10 km 범위 내 관정의 약 47%가 해수의 영향을 받은 것으로 보고되었고, 지하수의 염분화 원인이 해수 침투 때문일 것이라 해석되어 왔다. 서천지역의 길산천은 금강하구둑이 건설·운영되어 매립 농지로 이용되기 전까지는 감조하천으로서 유역 내에는 해수에 의한 퇴적물이 생성되고 그 내부에는 염분 공극수가 존재했을 것으로 추정된다. 길산천 소유역 내 지하수는 EC 값이 111~21,000 µS/cm 범위로서 매우 높은 염분 지하수가 존재하며, 수질 유형은 Ca(or Na)-HCO3, Ca(or Na)-HCO3(Cl), Na-Cl(HCO3), Na-Cl 등 다양하게 나타나고 있다. 이러한 수질의 다양성은 강수 및 지표수로부터 유입 생성되는 담수 지하수 수질과 해수 수질의 혼합 현상 때문에 기인되는 것으로 판단된다. 금번 연구에서는 이러한 수질 다양성 및 염분 지하수의 존재가 현재 진행 중인 해수 침투 때문인지 아니면 조간대 퇴적물 내 고(古)염분 공극수가 씻겨나가는 과정에서 잔존하기 때문인지를 논의하였다. 이를 위해, 연구지역 내 강수, 지표수, 해수, 지하수에 대하여 수질 특성을 비교하고, 삼중수소 함량, 산소/수소 안정동위원소 조성, 87Sr/86Sr 비 등을 비교·검토하였다. 산소/수소 안정동위원소 조성으로 볼 때, EC 값이 큰 염분 지하수들의 물 성분은 담수 지하수와 지표수 물이 혼합된 물로 구성되어 있으며, 삼중수소 함량에 의해 추정되는 연령이 젊은 지하수들은 NO3 함량이 높은 지표 영향을 많이 받은 것들로 나타나, 연구지역의 지하수 수질 진화 과정에는 담수 지하수 및 지표수가 지속적으로 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 또한, 담수 지하수/지표수와 해수를 2개의 단성분으로 가정하고 Cl 함량 변화에 따른 Na/Cl ratio와 나트륨흡착도(SAR)의 변화 패턴을 고려하면, 연구지역 지하수들은 해수 침투가 아니라 고염분 지하수의 씻김 현상을 겪고 있는 것으로 해석되었다.

질소 동위 원소 분석을 이용한 경기도 지역 지하수 중 질산태 질소 오염원 구명 (An Investigation of the Sources of Nitrate Contamination in the Kyonggi Province Groundwater by Isotope Ratios Analysis of Nitrogen)

  • 류순호;최우정;한광현
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.47-56
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    • 1999
  • 경기도 군포시 및 수원시에서 축산지역과 영농지역 및 주거지역의 토지이용방식을 반영하는 14곳의 지하수 과측정을 대상으로 1997년 1원부터 12월까지 지하수 시료를 채취하여 지하수질의 화학성과 질산태 질소농도를 소사한 결과 지하수의 양이온 조성은 토지이용방식에 따라 큰 차이가 없었지만, 음이온 조성에서는 축산지역 소재 지하수의 $NO{_3}^-$의 비율이 상대적으로 높았다. 영농지역 지하수의 질산태질소 농도는 영농활동의 영향으로 4월과 7월사이에서 증가하는 것으로 나타났으며, 축산지역 지하수는 강우유형에 영향을 받는 것으로 판단할 수 있었고 주거지역의 질산태질소농도는 시기에 상관없이 일정한 수준을 유지했다. 질산태 질소의 오염원을 구명하기 위해 Urea, Ammonium sulfate, 축산 폐수, 청정지역 지하수 중에 포함된 질소의 동위원소비를 측정한 결과 각각 +1.4, -2.7, +27.2, +5.5% 로 나타나 이 ${\delta}^{15}N$ 값을 근거로 지하수중 질산태질소의 ${\delta}^{15}N$ 값이 +5% 이하인 경우 화학비료영향 +5~+10‰은 토양 질소, +10‰ 이상은 축산폐수 또는 생활하수 영향으로 오염원 구분기준을 설정할 수 있었다. 관측정 지하수중 질산태 질소의 ${\delta}^{15}N$ 값은 대부분 토지이용방식에 따른 오염원을 반영했지만, 영농과 축산이 복합적으로 운영되는 농촌지역의 특성상 단일 오염원보다는 두 종류 이상의 오염원이 공동으로 지하수질에 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있었다. 또한 각 오염원의 오염 기여도는 관측정 주위의 토지이용방식에 따라 차이가 있었지만, 같은 관측정 내에서도 시기에 따라 그 기여도가 변함을 알 수 있었다.

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서울 성동구 지역 미세먼지의 화학적 조성에 관한 연구 (A Study on Chemical Composition of Fine Particles in the Sungdong Area, Seoul, Korea)

  • 조용성;이홍석;김윤신;이종태;박진수
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.665-676
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    • 2003
  • 본 연구는 서울지역의 PM$_{2.5}$의 화학적 조성을 조사하기 위하여 2000년 10월 1일부터 200l년 9월 26일까지 계절별(봄, 여름, 가을 겨울)로 PM$_{2.5}$ dichotomous air sampler를 이용하여 포집한 후, ICP-MS를 이용하여 검출한계 이상인 13가지의 중금속 성분(Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Si, V, Zn)과 IC를 이용하여 5가지의 수용성 이온성분($Na^{+}$, NH$_4$$^{+}$, Cl ̄, NO$_3$$^{-}$ , SO$_4$$^2$ ̄)을 측정/분석하였다. 분석결과에 얻어진 PM$_{2.5}$의 농도와 화학적 성분의 농도를 계절별로 비교하였으며, 중금속 성분의 정성적인 발생원의 기여도를 파악하기 위하여 주성분 분석을 실시하였다.1) 조사기간 중 PM$_{2.5}$의 계절별 농도는 겨울(33.91 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 봄(28.79 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 가을(18.62 $\mu\textrm{g}$/㎥) >여름(14.92 $\mu\textrm{g}$/㎥) 순으로 조사되어 주로 겨울철에 대기중 PM$_{2.5}$의 농도가 높은 것을 확인할 수 있었다. PM$_{10}$에 대한 PM$_{2.5}$의 기여도는 33.7~83.5 %로 나타났으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 평균비는 0.54로 조사되었고, 회귀분석에서 PM$_{10}$=4.20PM$_{2.5}$+.9.91, $R^2$=0.73 (p < 0.05)의 회귀관계식을 나타나 PM$_{2.5}$로 PM$_{10}$을 73% 수준에서 설명할 수 있었으며 통계적으로 유의한 값을 보였다. 2) PM$_{2.5}$의 중금속 성분은 Si > Fe > Al> Zn >Ca>Ba>V>Pb>As>Cu>Cr>Cd 순으로 높은 농도를 보였다. 중금속 성분의PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비는 인위적인 발생원에서 기인하는 Cd, Cr, Pb, V, Zn과 같은 중금속 성분의 비율이 높은 조사되었고, 자연적인 발생원에서 기인하는 Al, Ca, Fe, Mn, Si와 같은 중금속 성분의 비율이 낮게 조사되었다 특히 Al, Ca, Fe의 비율이 봄철에 높아 중국에서 발생한 황사의 영향을 받은 것으로 사료된다. 3) PM$_{2.5}$ 중 이온 성분의 농도는 NO$_3$ ̄ > SO$_4$$^2$ ̄ > Cl ̄ > NH$_4$$^{+}$ 순으로 조사되었으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비를 조사한 결과, NO$_3$ ̄,SO$_4$$^2$ ̄, Cl ̄의 비율이 높아 PM$_{10}$에 포함되어 있는 PM$_{2.5}$가 산성오염물질에 많은 영향을 받는 것으로 조사되었다 4) PM$_{2.5}$의 정성적인 발생원을 추정하기 위해 중금속 성분에 대한 주성분 분석의 결과 3개의 주성분으로 나누어 졌으며, 주요 발생원은 자연발생원인 토양성분과 석유연료 연소에서 배출되는 성분으로 추정되어 이 발생원이 중금속 성분 농도에 영향을 미치는 것으로 사료되며, PM$_{2.5}$의 화학적 성분은 지역여건과 기상조건, 계절변동에 많은 영향을 받는 것으로 사료된다. 이상의 연구결과에서 PM$_{10}$에 비해 인체에 유해한 화학적 성분(중금속, 이온 성분)이 포함되어 있는 PM$_{2.5}$에 대한 철저한 관리 및 규제 설정이 요구되며, 측정지점의 특성상 자동차 배기가스와 금속제련 및 가공에 의한 영향을 주로 받는 것으로 추정되었다 또한 지역여건과 기상조건에 영향을 많이 받는 PM$_{2.5}$에 대한 지속적인 연구와 자료축적이 요구되고 발생원에 대한 정량적인 기여도를 평가하기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.

국내 학술지에 발표된 약용작물 종자처리의 실용성 분석 (Analysis on Practicality of Seed Treatments for Medicinal Plants Published in Korean Scientific Journals)

  • 강진호;윤수영;전승호
    • 한국약용작물학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.328-341
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    • 2004
  • 농경지에 파종된 종자의 발아율, 나아가 유묘출현율을 증가시키는 것은 대단히 어렵기 때문에 파종전 종자처리를 통하여 이를 조절하고자 다양한 방법이 제시되어 왔다. 그러나 Phytochrome의 광가역적 반응이 종자의 발아를 조절하기 때문에 포장에서 파종 종자가 처하게 되는 빛조건을 고려한 종자처리 방법이 설정되어야만 한다. 실내시험에서 이용될 빛조건과 관련된 포장에 유입되는 햇빛은 토양의 $6{\sim}9\;mm$까지는 투과하나, 토양속으로 투과된 빛은 햇빛의 조성과는 달리 $6{\sim}9\;mm$까지는 적색광에 비하여 초적색광이 많으며, 그 이상의 깊이에서는 빛이 없는 암조건에 처한다. 빛이 투과할 수 있는 이러한 깊이는 종자의 크기별 복토를 고려할 경우 종자크기가 2 mm 이하인 종은 백열등으로, $2{\sim}3\;mm$는 백열등 또는 암상태로, 3 mm 이상은 암상태로 발아시험이 이루어져야만 한다. 이를 기준으로 2003년 말까지 국내 학회지에 수록된 파종전 약용작물 종자에 인위적 처리를 가한 문헌을 분석한 결과 종자크기에 관계없이 종자 발아기작과 관련된 발아시험의 빛조건이 적합, 부적합 또는 판단이 불가능한 비율이 거의 비슷하였다. 그러나 종자크기별로 분석할 경우 파종전 인위적 종자처리에 관한 시험은 종자크기가 2 mm 이하인 종에 집중되었으며, 이러한 소립종자에서 처리 후의 발아시험은 22%가 적절한 빛조건에서 수행되었던 반면, 55%는 부적절한 빛조건에서 수행되어 졌다. 그러나 종자크기 가 2 mm 이상으로 상대적으로 대립종자들에서 처리종자의 발아시험은 60% 이상이 적절한 빛조건에서 수행된 것과는 커다란 차이가 있었다. 약용작물은 2 mm 이하인 소립종자가 대부분이기 때문에 입묘율을 향상시킬 목적으로 파종전 종자처리를 설정할 경우 처리종자의 발아시험은 발아기작과 관련된 빛조건이 포장조건과 다를 수 있는 빈도가 높아 실내에서 도출된 시험결과가 포장에서 재현되지 않을 수도 있다. 그러므로 국내학회지에 수록된 시험결과를 영농현장에 이용할 경우 소립종자일수록 학회지에 기록된 시험결과가 포장에서 유묘출현율로 연결될 수 있는 확률이 낮기 때문에 보고된 처리기슬 이용시 신중을 기할 필요가 있다.

수경액중(水耕液中)의 공급질소형태(供給窒素形態)에 따른 상수(桑樹)의 이온 흡수와 기관별(器官別) 분포(分布)에 관한 연구 (Uptake and Content of Ions on Several Organs of Mulberry Tree(Morus alba L.) in Relation to Different Nitrogen Sources in Water Culture)

  • 이원주;류근섭
    • 한국토양비료학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.270-276
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    • 1982
  • 공급질소형태(供給窒素形態)($NO_3-N$, $NH_4-N$, $NH_4NO_3$)에 따라서 지상부(地上部)로 이동(移動)하는 수액중(樹液中)의 이온함량(含量)과 뽕나무의 각부위별(各部位別) (잎, 엽병(葉柄), 줄기의 피층(皮層), 뿌리)로 이온의 분포(分布)등을 관찰하기 위해 수경재배시험(水耕栽培試驗)을 한 결과 다음과 같았다. 1. 일비액의 양(量)은 $NO_3-N$구에 비해 $NH_4-N$구에는 현저히 적었다. 2. 일비액중의 전질소함량(全窒素含量)은 $NH_4-N$구에서 가장 높아서, $NO_3-N$구보나 2.2배나 높았다. 그러나 시간당 한 주(株)에서 흡수되는 전질소(全窒素)는 일비액량에 비례(比例)하여 $NO_3-N$구에서 $289.6me/{\ell}$l로 $NH_4-N$보다 1.6배나 높았다. 3. $NH_4-N$구는 $Ca^{2+}$ 흡수를 제일 크게 떨어뜨렸으며, $Mg^{2+}$$K^+$, $Na^+$등은 큰 영향 받지 않았다. $NH_4-N$ 공급(供給)은 음이온의 흡수도 떨어뜨렸다. 4. $NO_3$의 환원(還元)은 뿌리와 잎에서 얼어나는 것으로 추측된다. 5. 잎에서 가장 함량(含量)이 높은 $Ca^{2+}$을 제외하고, 모든 이온이 엽병(葉柄)에서 가장 높은 것으로 보아서, 엽병(葉柄)이 양분의 저장고역할(貯藏庫役割)을 하고 있으며, $NH_4-N$의 공급율(供給率)이 증가(增加)될수록 (C-A)치(値)가 일양성(一樣性)있게 감소(減少)하였다. 6. 뿌리에서 흡수되어 지상부(地上部)로 이동(移動)하는 이온의 양(量)과 뿌리에 함유(含有)되어 있는 양(量)이 비례(比例)하여서 양분(養分)의 상태를 진단하는 적당한 부위(部位)로 사료(思料)된다. 7. 뿌리에서는 양(陽)이온보다 음(陰)이온의 함량(含量)이 높아서 (C-A) 값은 부치(負値)를 보였다.

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산지초지 개량에 관한 연구 I. 낙엽퇴적물이 겉뿌린 목초의 발아 , 정착 및 수량에 미치는 영향 (Studies on the Improvement of Mountainous Pasture I. Effect of the various litters on germination , establishment , and herbage production of oversown grasses)

  • 이인덕
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.35-40
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    • 1983
  • 낙엽(落葉)퇴적물의 종류(種類)가 겉뿌린 초종(草種)의 발아(發芽), 정착(定着), 목초율(牧草率) 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)코저 리기다 소나무, 굴참나무, 물오리나무 및 일본잎갈나무의 낙엽(落葉)을 공시(供試)하여 시험(試驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. Petri dish 내(內)에서의 발아율(發芽率)은 낙엽종류(落葉種類) 및 초종(草種)에 따라 영향을 받았고, 특히 소나무 낙엽(落葉)침출액은 ladino clover와 timothy 같은 소립종(小粒種)의 발아(發芽)를 억제하였다. 2. Pot내(內)에서의 정착율(定着率)은 ladino clover와 timothy가 소나무 침출액(浸出液)에 의해 약간 감소되었을 뿐 기타 초종간(草種間)에는 상대적으로 감소 경향은 없었다. 3. 소립종(小粒種)인 ladino clover와 timothy 및 무거운 red clover는 낙엽간극내(落葉間隙內)에 종자(種子)가 쉽게 침투되어 정착율(定着率)이 높았다. 4. 일본잎갈나무의 퇴적층에서 모든 초종(草種)의 정착율(定着率)은 심하게 감소되었는데 이것은 수분(水分) 보존력(保存力)이 낮기 때문인 것으로 본다. 5. 초장(草長) 및 근장(根長)은 낙엽종류(落葉種類) 및 초종(草種)에 따라 차이(差異)가 있었다. 6. 굴참나무 수림내(樹林內)에서 겉뿌림 목초(牧草)의 정착율(定着率)은 지표처리(地表處理)에 따라 화입(火入) 36%, 제경(蹄瓊) 46%, 갈퀴 37%, 및 무처리(無處理) 31%였다. 7. 목초율(牧草率)은 지표처리(地表處理)에 따라서 화입(火入) 57.8%, 제경(蹄耕) 70.9%, 갈퀴 59.6% 및 무처리(無處理) 54.0%였다. 8. 지표처리(地表處理)로써 제경(蹄耕)은 겉뿌림시(時) 기존식생(植生)을 억압할 뿐 아니라 토양(土壤)과 종자(種子)가 잘 밀착(密着)할 수 있어 효과가 컸다. 9. 건물수량(乾物收量)은 제경처리(蹄耕處理)가 가장 높았으나(P<0.05) 다른 처리간(處理間)의 수량(收量) 차이(差異)는 크기 않았다. 이상의 결과를 종합할 때 경사산지(傾斜山地) 및 임간지내(林間地內)에서의 겉뿌림 초지조성(草地造成)은 낙엽(落葉)퇴적물 위에 직접 겉뿌림하는 조성방법(造成方法)도 중요(重要)한 의미(意味)를 내포한다.

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빗물 재활용을 위한 모래 정화층의 폐색특성을 고려한 비점오염원 제거 예측 모델 연구 (A Prediction Model for Removal of Non-point Source Pollutant Considering Clogging Effect of Sand Filter Layers for Rainwater Recycling)

  • 안재윤;이동섭;한신인;정영욱;최항석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.23-39
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    • 2014
  • 인공 빗물 저류조는 도심지에 설치되어 빗물의 재활용이 가능하도록 한 친환경 우수유출 저감시설이나 지면에 내린 빗물을 직접 이용하기 위해서는 도심지의 초기강우에 포함된 고농도의 비점오염원을 정화할 수 있는 시설이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 인공 빗물 저류조에 적용할 수 있는 비점오염원 정화시설로서 경제성과 정화효율이 우수한 토양여과시설을 채택하여 실제 비점오염물질에 대한 모래 정화층의 입도분포에 따른 폐색특성을 연구하였다. 이를 위해 일련의 실내 챔버시험을 수행하고 폐색이론에 의한 비점오염원 제거 예측 모델을 제시하였다. 우선, 실내 챔버시험은 미세입자로 구성된 점토와 서울시내 도로에서 채집된 실제 비점오염원으로 제조된 인공 오염수를 이용하여, 5종류의 다양한 입도로 구성된 모래 정화층을 대상으로 수행되었다. 실내 챔버시험에서는 모래 정화층에 유입 및 유출된 인공 오염수의 TSS(총 부유물질)와 COD(화학적 산소 요구량)를 측정하여 오염입자의 크기에 따른 모래 정화층의 정화효율을 평가하였고, 정화층 간극에 폐색되는 비점오염입자의 누적무게를 산출하였다. 다음으로, 모래 정화층의 폐색특성을 이론적으로 규명하기 위해 비점오염원 제거 예측모델을 모래 정화층의 입도와 구성에 따른 특성과 투수계수 및 간극률의 변화 조건을 고려하여 제시하였다. 실내 챔버시험과 예측 모델로부터 산정한 모래 정화층에 폐색된 입자의 누적무게를 비교하여 폐색특성 지표인 Lumped parameter ${\theta}$를 추정하였으며, ${\theta}$는 모래 정화층에 폐색되는 오염입자의 양에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 모래 정화층의 폐색 예측모델로부터 현장 인공 빗물 저류조에 적합한 최적의 비점오염 제거 시스템으로 유효입경 1.49mm(상부)와 유효입경 0.93mm(하부)의 모래로 구성된 이중 정화층을 제시하였다.

동래 납석광산 산성 광석배수의 중화실험: 중금속의 거동 특성 규명 (Neutralization of Acid Rock Drainage from the Dongrae Pyrophyllite Deposit: A Study on Behavior of Heavy Metals)

  • 염승준;윤성택;김주환;박맹언
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권4호
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    • pp.68-76
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    • 2002
  • 동래 납석광산 지역의 산성광석배수(ARD)에 의해 오염된 동래천의 공간적 화학조성 변화와 중금속의 제거 과정을 중화실험을 통하여 조사하였다. 광산에 인접한 동래천은 강산성(pH 3.0~4.2)이며 많은 양의 Al. Fe, $SO_4$및 중금속(Pb, Cu, Zn, Cd)을 포함하고 있다. 동래천의 화학조성은 산성배수의 침출지에서부터 수영강과의 합류지점까지 체계적으로 변화한다. 즉, 동래천으로 유입되는 침출수는 Al과 Fe가 풍부하나 하류로 갈수록 Al이 풍부한 조성으로 변한다. 침출수(pH 2.3)는 오염되지 않은 동래천(pH 6.5)과 소규모의 지류(pH 6.2)와 혼합되면서 pH가 최대 4.2까지 증가한다. 이러한 낮은 pH 범위(<4.2)에서는 거의 모든 Fe가 침전되나 Al은 대부분 용존상태로 남게 되어 하류로 갈수록 A띠 풍부한 조성으로 변화하게 된다. 한편, Al이 풍부한 하류의 지표수는 유량이 큰 수영강(pH 6.9)과 혼합되면서 pH가 증가(5.7)하여 흰색의 Al 침전물을 형성시킨다. 침출수를 대상으로 한 중화실험 결과. pH 3.5 이하에서 Fe침전물이, pH 4~6범위에서 Al 침전물이, 그리고 pH 6.0이상에서 Mn침전물이 형성되었다. pH의 증가에 따른 이러한 Fe, Al 및 Mn의 단계적인 침전은 실제 동래천에서 관찰되는 침전물의 형성과 잘 일치하고 있다. 또한 pH 증가에 따른 Fe및 Ai침전물에 의한 중금속의 흡착순서는 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn이었으며, 50%의 흡착을 보이는 pH의 값($pH_{50}$은 Pb 3.2, Cu 4.5, Cd 5.2 및 Zn 5.8이었다. 이와 비교하기 위해서, Al이 풍부한 하류의 지표수를 대상으로 한 중화실험 결과, $pH_{50}$의 값은 Pb 4.5, Cu 5.8, Cd 7.4 및 Zn 7.0으로서 침출수에 비해 높은 값을 보였다. 이와 같은 결과로부터, 광산배수에서의 중금속의 제거는 pH의 변화뿐 만 아니라 하천수의 Fe 및 Al의 상대적인 양에 따라 결정됨을 알 수 있다.