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기후변화 지표종 구상나무(Abies koreana E. H. Wilson)의 생태학적 반응 (The ecological response of the climate change indicator species, Korean fir (Abies koreana E. H. Wilson))

  • 김윤서;김세희;이정민;박지원;박여빈;박재훈;김의주;조경미;최윤경;서지현;서주현;김규리;이주선;유도훈;김민선;유영한
    • 한국습지학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.62-71
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    • 2024
  • 기후변화조건에서 구상나무의 생태적 변화를 파악하기 위해 5년 동안 대조구(야외)와 RCP 4.5에 근접하게 온도 및 CO2를 상승시킨 기후변화처리구에서 생육 및 생리적 반응을 분석하였다. 그 결과, 기후변화처리구에서 구상나무의 년생별 가지 길이는 시간이 지날수록 증가하는 경향이 나타났다. 그리고 기후변화 조건은 구상나무 잎의 형태적 차이에는 큰 영향을 주지 않지만, 잎의 생물량에는 영향을 주어, 기후변화가 진행될수록 구상나무의 잎 생산성이 저하될 것으로 예상되었다. 한편, 기후변화 조건에서 구상나무의 엽록소 함량은 기후변화처리구에서 높은 반면, 광합성률, 기공전도도, 증산율, 그리고 수분이용효율은 대조구가 더 높게 나타났다. 이는 온도와 CO2가 상승된 환경이 기공밀도 증가에 영향을 줄 수 있으나, 광합성 반응에는 부정적 영향을 주는 것으로 예상된다. 향후 이를 확인하기 위해 각각의 환경 처리에서 기공 밀도에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 한편, 본 연구에서는 잎의 생물량 변화만 관찰하였기 때문에 기후변화 조건 하에서 구상나무의 생물량 변화에 대한 추가적인 실증 연구가 고려되어야 할 것으로 사료된다. 결과적으로 장기간 상승된 온도와 CO2에서 구상나무의 환경 적응력은 약화될 것으로 판단된다.

전립선암의 방사선치료시 방광 부피가 비뇨기계 부작용에 미치는 영향 (The Impact of Bladder Volume on Acute Urinary Toxicity during Radiation Therapy for Prostate Cancer)

  • 이지혜;서현숙;이경자;이레나
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제26권4호
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    • pp.237-246
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    • 2008
  • 목 적: 국소적 전립선암에 대한 근치적 목적의 방사선치료시 3차원 입체조형방사선치료(3-dimensional conformal radiotherapy, 3DCRT) 또는 세기조절방사선치료(intensity modulated radiotherapy, IMRT)를 시행하면 직장의 부작용이 현저히 감소하지만 비뇨기계 부작용의 발생률은 감소하지 않는다. 방사선 치료로 인한 급성 비뇨기계 부작용은 환자의 삶의 질을 저하시킬 뿐 아니라 만성 비뇨기계 부작용의 발생을 증가시킨다. 따라서 비뇨기계 부작용을 줄이기 위해 방광을 채운 상태에서 방사선치료를 하는 방법이 제안되었는데 이 경우 방사선 조사야에 포함되는 방광의 면적이 줄어들어 부작용이 감소한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 전립선암의 방사선치료시 방광의 부피가 급성 비뇨기계 부작용에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 전립선암으로 근치적 목적의 방사선치료를 받은 환자 42명을 대상으로 하였으며 대조군과 실험군이 각각 21명씩 포함되었다. 대조군은 본 연구가 계획되기 전에 방광 조절을 하지 않고 방사선치료를 시행 받은 환자 중 무작위로 추출하였고, 실험군은 치료 1시간 전 450 ml의 물을 마셔 방광을 채운 상태에서 방사선치료를 받은 환자들이었다. 모의치료시 설계용 CT와 초음파를 이용하여 방광의 부피를 측정하였고, 실험군에서는 방사선 치료 기간 동안 초음파로 매주 방광의 부피를 측정하였다. 결 과: 모의치료시 초음파로 측정한 방광의 부피와 CT로 측정한 방광의 부피는 유의한 상관성을 보여(r=0.679) 방광 부피를 측정하는 데 있어 초음파의 정확성을 확인하였다. 실험군에서 같은 양의 물을 마셔도 방광의 부피는 환자에 따라 차이가 컸고(범위 $22{\sim}352\;ml$), 방사선치료 기간 동안 방광의 부피는 일정하게 유지되지 않았다. 그러나 모의치료시 방광의 부피가 컸던 환자는 치료기간 중에도 방광의 부피가 큰 경향을 보였다. 실험군의 방광 부피는 평균 $299{\pm}155\;mL$이었고 대조군은 평균 $187{\pm}155\;ml$로, 일정량의 물을 마시면 방광 조절을 하지 않았을 때보다 방광 부피가 유의하게 증가하였고(p=0.009), 실험군에서 급성 비뇨기계 부작용이 대조군보다 감소하였지만 통계적으로 유의하지는 않았다 또한 방광의 부피가 클수록 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 모의치료시 CT로 측정한 방광의 부피가 150 ml 이상이면 1등급과 2등급의 비뇨기계 부작용이 현저히 감소하였다(p=0.023). 치료 기간 중의 방광 부피에 따른 부작용 발생률은 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않았으나 방광의 부피가 클수록 1등급 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 100 ml 이상인 경우에는 모든 등급의 부작용이 감소하는 경향을 보였다. 결 론: 방광을 채우고 방사선치료를 할 때 치료 기간 중 방광의 부피가 일정하게 유지되지 않았음에도 불구하고 방광 조절을 하지 않았을 때보다 비뇨기계 급성 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 모의치료시 방광 부피가 150 mL 이상인 경우 부작용은 현저히 감소하였다. 따라서 전립선암 환자에서 방사선치료를 할 때 방광을 채우는 것이 급성 비뇨기계 부작용을 줄이는 데 도움이 될 것으로 생각한다.

혐기(嫌氣) 및 호기조건하(好氣條件下)에서 토양처리(土壤處理)된 돈분(豚糞) 중(中) 질소형태변화(窒素形態變化) (Transformation of Nitrogen Derived from Solid Piggery Manure in Soil under Aerobic or Anaerobic Incubation Condition)

  • 윤순강;정광용;유순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.121-126
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    • 1993
  • 혐기(嫌氣) 및 호기(好氣)조건하에서 토양(土壤)에 처리(處理)된 돈분(豚糞) 중 질소행동(窒素行動)에 관한 기초자료(基礎資料)를 얻고자 사양토(砂壤土)에 생돈분(生豚糞) 및 발효돈분(醱酵豚糞)을 2:1로 혼합하고 혐기(嫌氣) 및 호기조건하(好氣條件下)에서 8주간(週間) 항온(恒溫)($30^+/-1^{\circ}C$) 하면서 토양(土壤)과 돈분(豚糞) 혼합물(混合物)의 pH 변화와 $CH_4$ 발생량(發生量) 그리고 무기태질소(無機態窒素) 농도(濃度)변화를 조사(調査)하였다. 토양(土壤)에 생돈분(生豚糞)처리시 혐기조건(嫌氣條件)에서의 pH가 호기조건(好氣條件)에서 보다 1.87 단위(單位) 낮아졌고 발효돈분(醱酵豚糞) 처리에서는 혐기(嫌氣), 호기조건(好氣條件) 간에 pH 차이가 적었다. 혐기(嫌氣)조건에서 항온기간(恒溫期間) 경과에 따른 pH 감소(減少) 회귀식(回歸式)(P<0.01)으로 부터 얻어진 회귀계수(回歸係數)는 생돈분(生豚糞)에서 -0.114, 발효(醱酵)돈분에서 -0.08로 발효돈분(醱酵豚糞)에 비하여 생돈분(生豚糞)에서 pH 감소율(減少率)이 컸다. 생돈분(生豚糞), 발효돈분(醱酵豚糞)을 토양에 처리시 혐기(嫌氣)조건에서 $CH_4$ 발생량은 항온(恒溫) 3주(週)까지는 두처리 간에 차이가 없었으나 3주(週) 이후에는 생돈분(生豚糞)에서의 $CH_4$ 발생량이 현저히 증가되었으며 8주(週) 까지의 누적(累積) $CH_4$ 발생량은 발효돈분(醱酵豚糞)에 비하여 3.2배(倍) 증가되었다. 항온(恒溫) 3주(週)부터 8주(週)까지 일당(日當) $CH_4$ 발생량은 생돈분(生豚糞)에서 0.211 mole/g, 발효돈분(醱酵豚糞)에서 0.046 mole/g였다. 호기조건(好氣條件)에서 생돈분(生豚糞)처리시 $NH_4-N$ 농도는 항온기간(恒溫期間)이 경과(經過)됨에 따라 점차 감소(減少)되었으며 $NO_3-N$ 농도는 초기(初期)에 11.2 ppm에서 8주(週) 후(後)에 67ppm으로 6배(倍) 증가되었는데 이러한 결과는 호기(好氣)조건의 발효돈분(醱酵豚糞)에서도 유사(類似)한 경향이었다. 그러나 혐기(嫌氣)조건에서는 항온기간별(恒溫期間別) $NH_4-N$ 농도가 급격(急激)히 증가되었으나 $NO_3-N$ 농도는 4~8ppm으로 호기조건(好氣條件)에 비하여 매우 낮았다.

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ABA와 $GA_3$가 유묘기(幼苗期)의 벼(Oryza sativa L.) 생육(生育)에 미친 생화학적(生化學的) 영향(影響) (Biochemical Effects of ABA and $GA_3$ on the Growth of Rice(Oryza sativa L.) Seedings)

  • 손태권;이상철;김길웅
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제11권
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    • pp.31-41
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    • 1993
  • 식물생장조정제(植物生長調整濟) ABA 및 $GA_3$의 처리(處理)가 벼유묘(幼苗)에 미치는 생화학적(生化學的) 영향(影響)을 동진(東津)벼와 삼강(三綱)벼를 이용(利用)하여 조사(祖師)하였던 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. $GA_3$ 처리(處理)는 벼 유묘(幼苗)의 초장(草長)을 증가(增加)시키는데 반(反)하여 ABA 처리(處理)는 감소(減少)시키는 효과(效果)가 인정(認定)되었으며, 근장(根長)의 경우(境遇)에도 $GA_3$처리(處理)는 대조구(對照區)와 큰 차이(差異)가 없었으나 ABA 처리(處理)는 크게 억제(抑制)되었다. 2. 당(糖)의 함량(含量)은 $GA_3$ 농도(濃度)가 높아질수록 증가(增加)한 반면(反面) 전분(澱粉)의 함량(含量)은 감소(減少)하였고, ABA 처리구(處理區)에서는 농도(濃度)가 증가(增加)할수록 당(糖)의 함량(含量)이 감소(減少)하였으며 전분(澱粉)의 함량(含量)은 다소 증가(增加)하였다. 3. 엽록소(葉綠素)의 함량(含量)은 $GA_3$의 모든 처리구(處理品)에서 품종(品種)에 관계(關係)없이 낮게 나타났으며 근활력(根活力)은 대체로 $GA_3$처리(處理)에 의(衣)하여 낮아지는 경향(傾向)을 보였으나 삼강(三綱)벼의 경우(境遇) 거의 영향(影響)을 받지 않았다. 4. 지방산(脂肪酸)의 조성(造成)은 palmitic산(酸), oleic산(酸), linoleic산(酸)이 총지방산(總脂肪酸)의 90% 이상(以上)을 차지하였으며 linolenic산(酸)과 stearic산(酸) 등(等)도 미량(微量)으로 검출(檢出)되었고, 이들 지방산(脂肪酸)의 함량(含量)은 ABA 처리(處理)에 의(衣)해 감소(減少)한 반면(反面)에 $GA_3$ 처리(處理)에 의(衣)해서는 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였다. 5. $GA_3$와 ABA를 처리(處理)한 벼 유묘(幼苗)의 단백질(蛋白質) 패턴은 ABA의 처리(處理)에서 24 kD 정도(程度)의 상(上)에서 단백질(蛋白質) 밴드가 나타났으나 $GA_3$처리구(處理品)에서는 나타나지 않았다.

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수도(水稻)에 대(對)한 인산저농도(燐酸低濃度) 용성인비(鎔成燐肥)의 효과(效果) (Effect of Low Concentrated-phosphorous Fused Phosphate on Rice Plant)

  • 이윤환;한기학;박영대;김복진;허일봉
    • 한국토양비료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-8
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    • 1972
  • 수도재배(水稻栽倍)에 있어서 용성인비중(熔成燐肥中)에 함유(含有)된 규산(珪酸)의 효과를 기대(期待)하기 위하여서는 현행(現行) 용성인비(熔成燐肥)는 인산(燐酸)의 함량(含量)이 높으므로 다량시비(多量施肥)를 할경우 인산(燐酸)의 과용(過用)이 문제(問題)시되므로 인산함량(燐酸含量)이 낮고 규산함량(珪酸含量)이 많은 인산저농도(燐酸低濃度) 용성인비(熔成燐肥)를 제조(製造)하여 규산(珪酸) 및 인산(燐酸)의 효과를 기대(期待)코저 시험(試驗)하여 다음의 결과(結果)를 얻었다. 1. 고온로(高溫爐)에서 인광석(燐鑛石)을 주원료(主原料)로 하여 용융(熔融)한 결과(結果) 인산함량(燐酸含量)이 9.9%(구용율(枸溶率) 97%)이며 가용성(可溶性) 규산함량(珪酸含量)이 33%인 인산저농도(燐酸低濃度)의 용성인비(熔成燐肥)를 제조(製造)했다. 2. 정조중(精租重)은 시비수준(詩肥水準)에 따라 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있었으며 300kg/10a구(區)에서 수량(收量)이 가장 높았다. 3. 인산저농도(燐酸低濃度)의 용성인비(熔成燐肥)를 이용(施用)하므로서 수도(水稻)의 수량구성요인(收量構成要因)중 수당입수(穗當粒數), 임실율(稔實率) 및 천입량(千粒量)이 증가(增加)되었다. 4. 생육기간중(生育期間中) 인산(燐酸)의 흡수량(吸收量)은 초기(初期)에서는 대조구(對照區)와 소량시비구(少量施肥區)가 많았으나 수확기(收穫期)에는 300kg/10a구(區)가 흡수량(吸收量)이 가장 컸고 500kg/10a 구(區)에는 억제(抑制)되는 경향(傾向)이었다. 규산(珪酸)의 흡수량(吸收量)은 인산(燐酸)과 같이 생육기간(生育初期)에는 소량시비구(少量施肥區) 흡수량(吸收量)이 높았으나 유수형성이후(幼穗形成以後) 수확기(收穫期)동안은 300kg/10a 구(區)까지 흡수량(吸收量)이 급격(急激)히 증가(增加)되었고 50kg/10a구(區)는 300/10a 구(區)와 비슷하였다. 5. 시험후(試驗後) 토양(土壤)중의 가용성배합량(可溶性酸含量)은 시비수준(施肥水準)에 따라 증가(增加)하였으며 기타 양(陽)이온도 같은 경향이었으나 인산(燐酸)은 100kg/10a 구(區)가 약간 낮았고 다른 구(區)는 대조구(對照區)와 비슷하였다. 6. 인산저농도(燐酸低濃度) 용성인비(熔成燐肥)의 이용(施用)으로 규산(珪酸)과 인산(燐酸)의 효과를 공(共)히 기대(期待)할 수 있으나 시험후토양(試驗後土壤)의 인산함량(燐酸含量)이 많이 잔류(殘有)되어 있으므로 인산농도(燐酸濃度)를 더 낮추어야할 필요성(必要性)이 있다.

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생물활성탄 공정에서 활성탄 재질에 따른 부착미생물 군집특성 (The Characteristics of Microbial Community for Biological Activated Carbon in Water Treatment Plant)

  • 손희종;박홍기;이수애;정은영;정철우
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권12호
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    • pp.1311-1320
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    • 2005
  • 본 연구에서는 pilot 규모의 활성탄 공정을 운전하면서 입상활성탄(granular activated carbon: GAC) 단계에서부터 생물활성탄(biological activated carbon: BAC) 단계로 전환되고 난 후 까지 활성탄 재질별로 유기물 제거능과 미생물 군집특성을 함께 조사하였다. 활성탄 재질별 유기물 흡착능은 석탄계 재질의 활성탄이 가장 우수하였고, bed volume 20,000 이후부터는 3가지 활성탄들이 정성상태에 도달하였다. 부착세균의 생체량과 생산력 또한 석탄계 재질 활성탄에서 가장 높은 것으로 나타났으며, heterotrophic plate count(HPC), eubacteria(EUB), 4,6-diamidino-2-phenylindole(DAPI) 및 생산력은 각각 $0.95{\times}10^7{\sim}52.4{\times}10^7$ CFU/g, $3.8{\times}10^8{\sim}134.2{\times}10^8$ cell/g, $7.0{\times}10^8{\sim}250.2{\times}10^8$ cell/g 및 $1.2{\sim}3.4\;mg{\cdot}C/m^3{\cdot}h$의 범위로 나타났다. 그리고 부착세균의 생체량과 생산력은 모두 bed volume 20,000 이후부터 증가하는 경향을 보였다. 활성탄 재질별 부착세균 생체량과 세균 생산력에 대한 동화가능한 유기탄소(assimilable organic carbon: AOC) 제거율과의 상관성 평가에서는 석탄계 재질 활성탄이 가장 양호한 상관성을 보였으며, 항목별로는 세균 생산력에 대한 상관성이 상대적으로 높은 것으로 나타났다. Fluorescent in situ hybridization(FISH)에 의한 세균군집 구조 조사결과, bed volume 20,000까지는 모든 활성탄에서 $\alpha$ 그룹($\alpha$-proteobacteria)과 other bacteria가 우점하였고, bed volume 20,000 이상에서는 석탄계 재질 환성탄에서는 $\beta$ 그룹($\beta$-proteobacteria)과 $\gamma$ 그룹($\gamma$-proteobacteria)의 우점비율이 상승하였으나, 야자계와 목탄계에서는 $\alpha,\;\beta$$\gamma$ 그룹의 우점비율이 상승하는 것으로 조사되었다.

파프리카 관비재배를 위한 질소 및 칼륨의 시비량 설정 (Establishment of Optimum Nitrogen and Potassium Application for Paprika Fertigation)

  • 최경이;이한철;여경환;이성찬;강남준;최효길
    • 생물환경조절학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 2017
  • 파프리카는 내수 뿐 아니라 수출 수요 증가로 시설재배 작물 중 가장 고소득 작물중의 하나로 부상하였다. 그런데 파프리카가 일반적으로 수경재배로 생산되고 있기 때문에 토양재배에서는 시비기준이 없어 시험을 수행하였다. 질소와 칼륨의 관비기준을 설정하기 위하여 피망의 검정시비량을 기준으로 0.5. 1.0, 1.5, 2.0배로 시험처리구를 두었고 질소 시험은 2012년에, 칼륨 시험은 2013년에 각각 수행하였다. 질소 관비 시험에서는 0.5배 관비구에서 다른 처리에 비하여 측지 두께가 비하여 얇았으나 길이는 처리의 영향을 받지 않았다. 착과수와 수량은 1그룹 수확에서 처리에 따른 차이가 발생하지 않았으나, 2그룹 수확에서는 1.0배 이상 처리에서 시비량이 많아질수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 0.5배 처리구에서 가장 낮았다. 전체적인 수량을 기준으로 판단했을 때 파프리카 관비재배 시 질소의 시비량은 피망검정시비량의 1.0배가 적정하다고 판단되었다. 칼륨 관비시험에서는 관비량이 많은 처리구일수록 측지의 길이가 길었던 것을 제외하고 처리간 뚜렷한 생육의 차이를 나타내지 않았다. 심실수, 과피두께, 당도는 처리에 따른 차이를 나타내지 않았다. 과실의 착과수와 수량은 1, 2그룹에서는 통계적 유의차를 나타내지 않았으나 3그룹에서는 처리간에 뚜렷한 차이가 발생하여 1.5배 관비구에서 최대가 되었다. 전체적인 수량을 기준으로 판단했을 때 토양검정을 기준으로 한 관비재배에서 칼륨시비량은 피망검정시비량의 1.5배가 적정하다고 판단된다.

소형 라이시메터시험을 통한 토양특성에 따른 질산과 인산의 이동성 비교 (Mobility of Nitrate and Phosphate through Small Lysimeter with Three Physico-chemically Different Soils)

  • 한경화;노희명;조현준;김이열;황선웅;조희래;송관철
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.260-266
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    • 2008
  • 질산과 인산의 수직이동성에 대한 토양특성의 영향을 구명하고자 비가림 하우스에서 소형라이시메터(지름 300 mm, 토양깊이 450 mm) 시험을 수행하였다. 대상토양은 농경지 세 지점으로부터 표토 0~20cm를 채취한 후 이 토양의 풍건세토분획을 이용하여 수행하였다: mesic family of Typic Dystrudepts (토양 A, 사양토, 유기물함량 1.4%); mixed, mesic family of Typic Udifluvents (토양 B, 양토, 유기물함량 2.6%); 시설재배토양(토양 C, 사양토, 유기물함량 5.6%). 2주 동안 안정화시킨 토양의 표면에 질소와 인을 $150kg\;urea-N\;ha^{-1}$$100kg\;KH_2PO_4-P_2O_5\;ha^{-1}$ 만큼 처리하고, 65일 동안 7번 관수(총관수량 213 mm, 약 1 pore volume)하며 주기적으로 깊이 10, 20, 30 cm의 토양용액과 용탈액을 채취하여 질산과 인산농도를 분석하였다. 총 용탈액량은 토양 C > 토양 A > 토양 B 순으로 질산 용탈량, 토양 B > 토양 A > 토양 C 과 역의 관계를 가졌다. 토양 A와 B에서는 요소처리 후 깊이 10 cm에서 토양용액 중 질산 농도 증가가 뚜렷이 나타난 반면, 토양 C에서는 나타나지 않았다. 토양 B의 높은 질산이동성은 상대적으로 높은 점토함량으로 음전하를 띤 교질의 음이온배척과 느린 수분흐름으로 물의 머무름시간이 길어 토양매트릭스 질산의 추출을 촉진하기 때문으로 볼 수 있었다. 반면 토양 C는 질산의 이동성이 낮게 나타났다. 이는 유기물 함량이 높아 생기는 발수성으로 선택류와 질산의 미생물 부동화 때문으로 추정할 수 있었다. 인산용탈은 질산과 달리 인포화도가 가장 높은 토양 C에서만 검출되었다. 토양용액 중 인산농도는 인포화도의 순서와 동일하게 토양 C > 토양 B의 순서였고 토양 A에서는 검출되지 않았다. 따라서 인산의 이동성은 인포화도에 의해 크게 영향을 받으며, 일정 수준으로 축적될 때 까지는 용탈손실은 나타나지 않는다고 판단할 수 있었다.

Fate of Heavy Metals in Activated Sludge: Sorption of Heavy Metal ions by Nocardia amarae

  • Kim, Dong-wook
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 1998년도 가을 학술발표회 프로그램
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    • pp.2-4
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    • 1998
  • Proliferation of Nocardia amarae cells in activated sludge has often been associated with the generation of nuisance foams. Despite intense research activities in recent years to examine the causes and control of Nocardia foaming in activated sludge, the foaming continued to persist throughout the activated sludge treatment plants in United States. In addition to causing various operational problems to treatment processes, the presence of Nocardia may have secondary effects on the fate of heavy metals that are not well known. For example, for treatment plants facing more stringent metal removal requirements, potential metal removal by Nocardia cells in foaming activated sludge would be a welcome secondary effect. In contrast, with new viosolid disposal regulations in place (Code o( Federal Regulation No. 503), higher concentration of metals in biosolids from foaming activated sludge could create management problems. The goal of this research was to investigate the metal sorption property of Nocardia amarae cells grown in batch reactors and in chemostat reactors. Specific surface area and metal sorption characteristics of N. amarae cells harvested at various growth stages were compared. Three metals examined in this study were copper, cadmium and nickel. Nocardia amarae strain (SRWTP isolate) used in this study was obtained from the University of California at Berkeley. The pure culture was grown in 4L batch reactor containing mineral salt medium with sodium acetate as the sole carbon source. In order to quantify the sorption of heavy metal ions to N amarae cell surfaces, cells from the batch reactor were harvested, washed, and suspended in 30mL centrifuge tubes. Metal sorption studies were conducted at pH 7.0 and ionlc strength of 10-2M. The sorption Isotherm showed that the cells harvested from the stationary and endogenous growth phase exhibited significantly higher metal sorption capacity than the cells from the exponential phase. The sequence of preferential uptake of metals by N. amarae cells was Cu>Cd>Ni. The specific surFace area of Nocardia cells was determined by a dye adsorption method. N.amarae cells growing at ewponential phase had significantly less specific surface area than that of stationary phase, indicating that the lower metal sorption capacity of Nocardia cells growing at exponential phase may be due to the lower specific surface area. The growth conditions of Nocardia cells in continuous culture affect their cell surface properties, thereby governing the adsorption capacity of heavy metal. The comparison of dye sorption isotherms for Nocardia cells growing at various growth rates revealed that the cell surface area increased with increasing sludge age, indicating that the cell surface area is highly dependent on the steady-state growth rate. The highest specific surface area of 199m21g was obtained from N.amarae cell harvested at 0.33 day-1 of growth rate. This result suggests that growth condition not only alters the structure of Nocardia cell wall but also affects the surface area, thus yielding more binding sites of metal removal. After reaching the steady-state condition at dilution rate, metal adsorption isotherms were used to determine the equilibrium distributions of metals between aqueous and Nocardia cell surfaces. The metal sorption capacity of Nocardia biomass harvested from 0.33 day-1 of growth rate was significantly higher than that of cells harvested from 0.5- and 1-day-1 operation, indicatng that N.amarae cells with a lower growth rate have higher sorpion capacity. This result was in close agreement with the trend observed from the batch study. To evaluate the effect of Nocardia cells on the metal binding capacity of activated sludge, specific surface area and metal sorption capacity of the mixture of Nocardia pure cultures and activated sludge biomass were determined by a series of batch experiments. The higher levels of Nocardia cells in the Nocardia-activated sludge samples resulted in the higher specific surface area, explaining the higher metal sorption sites by the mixed luquor samples containing greater amounts on Nocardia cells. The effect of Nocardia cells on the metal sorption capacity of activated sludge was evaluated by spiking an activated sludge sample with various amounts of pre culture Nocardia cells. The results of the Langmuir isotherm model fitted to the metal sorption by various mixtures of Nocardia and activated sludge indicated that the mixture containing higher Nocardia levels had higher metal adsorption capacity than the mixture containing lower Nocardia levels. At Nocardia levels above 100mg/g VSS, the metal sorption capacity of activate sludge increased proportionally with the amount of Noeardia cells present in the mixed liquor, indicating that the presence of Nocardia may increase the viosorption capacity of activated sludge.

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이상기상 조건이 배추의 생육 및 세포조직에 미치는 영향 (Effects of Growth and Cellular Tissue under Abnormal Climate Condition in Chinese Cabbage)

  • 이상규;최장선;최준명;이희주;박수형;도경란
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.87-90
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    • 2013
  • 지구 온난화의 영향으로 우리나라는 지난 30년동안 평균기온이 $0.7^{\circ}C$, 겨울철에는 $1.4^{\circ}C$가 상승하였다. 이러한 온난화로 인하여 우리나라에서는 이상기상 현상이 자주 발생하여 채소작물에 피해가 발생한다. 특히 노지에서 많이 재배되고 있는 고추, 배추 및 무는 온난화로 인하여 정식시기를 점점 앞당겨 정식후 갑작스런 저온이 오면 이들 작물의 피해가 크다. 따라서 본 실험은 저온에 따른 배추의 생육특성과 엽 세포조직에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. '춘광' 배추품종을 화분에 정식한 후 노지 처리구, 무가온 하우스 및 가온하우스 처리구 등 3처리를 하였다. 그 결과, 정식후 50일의 생육은 노지처리구의 초장, 엽수, 엽록소 및 엽면적이 가온 처리구에 비해서 현저하게 떨어졌고, 특히 생체중의 경우에는 가온 처리구에 비해서 노지와 무가온 하우스 처리구가 1/3 수준으로 현저하게 낮았다. 배추의 잎이 10매 정도 생육이 되었을 때 저온에 따른 배추 잎의 피해증상은 영하 $3.0^{\circ}C$ 조건에서는 배추 겉잎에 약간의 수침증상을 보였으나 회복되었다. 그러나 영하 $7.4^{\circ}C$ 조건의 배추 잎은 수침증상이 심하였으며 회복되지 못하고 황색으로 변하면서 결국 잎이 고사하였다. 피해받은 잎의 엽육세포는 영하 $3.0^{\circ}C$ 조건에서는 울타리조직과 해면조직이 약한 붕괴증상을 보였지만 어느정도 형태를 갖추고 있었는데, 영하 $7.4^{\circ}C$ 조건에서는 세포가 동결된 후 해동되는 과정에서 세포의 막구조가 파괴되어 울타리조직과 해면조직이 완전히 붕괴되었기 때문에 세포 형태를 갖추고 있지 않았다. 따라서 배추 정식후 초기 생육 단계에서 영하 $3^{\circ}C$까지는 비닐이나 부직포로 보온, 토양수분 조절, ABA 처리를 하여 동해를 예방할 수 있으나 영하 $7^{\circ}C$의 저온이 발생하면 세포가 파괴되어 회복하기 어렵기 때문에 다시 심거나 또는 다른 작물로 대체하는 것이 좋을 것으로 사료되었다.