• 제목/요약/키워드: Uptake of $NH_4^+$ and $NO_3^-$

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요소유래(尿素由來) NO3-N 및 동반(同伴) 양(陽)이온의 토양(土壤)중 행동(行動) -II. 토양(土壤)과 용탈수(溶脫水)의 pH 변화(變化) 및 시용질소(施用窒素)의 행방(行方) (Behavior of NO3-N and Accompanying Cations Derived from Urea Under Upland Condition -II. Change in the pHs of Soil and Leachate and Fate of Applied Nitrogen)

  • 윤순강;류순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.21-26
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    • 1994
  • Lysimeter 조건(條件)에서 나지상태(裸地狀態)와 질소를 시용하고 목초(牧草)를 재배(栽培)한 상태에서 시험(試驗) 후 토양단면(土壤斷面)에 $NO_3-N$의 분포(分布)와 질소시용(窒素施用)에 따른 토양(土壤) 및 용탈수(溶脫水)의 pH 변화 그리고 시용된 질소의 행방(行方)에 대하여 조사(調査)한 결과는 아래와 같다. 나지(裸地)와 목초재배지(牧草栽培地)의 표토(表土)(0~20cm)에 $NO_3-N$농도는 4~13mg/kg으로 처리간 차이가 적었다. 심토(心土)(20~40cm)에서도 나지(裸地)와 질소시용량(窒素施用量) 0~14kg N/10a구(區)에서의 $NO_3-N$ 농도는 10mg/kg이하로 낮았으나, 21kg N/10a 처리구에서 부터 증가하기 시작하여 35kg N/10a구(區)에서는 83.8mg $NO_3-N/kg$에 달하였다. 표토(表土)에서 $NH_4-N$$NO_3-N$간(間)에는 $NH_4-N$ 농도가 증가할수록 $NO_3-N$도 증가하는 정(正)의 상관($r=0.49^*$)을 보였으나, 심토(心土)에서는 반대로 $NO_3-N$ 농도가 증가함에 따라 $NH_4-N$가 감소(減少)하는 부(負)의 상관(相關)($r=-0.69^*$)을 보였다. 심토(心土)에서는 $NO_3-N$과 교환성(交換性) 양(陽)이온이 증가하여 이들 간에 유의(有意)한 정(正)의 상관(相關)[$r=0.89^{***}(Ca)$, $0.98^{***}(Mg)$, $0.87^{***}(K)$]이 인정되었다. 심토(心土)의 pH는 $NO_3-N$ 농도가 높을수록 낮아졌으나(r=-0.74), $NH_4-N$ 농도가 높을수록 높아지는 경향(傾向)(r=0.59)을 보였다. 질소시용량(窒素施用量)이 많을수록 심토(心土)의 pH는 낮아졌으나 용탈수(溶脫水)의 pH는 높아졌고, 토양(土壤)과 용탈수(溶脫水)간의 pH 차이는 나지(裸地)와 35kg N/10a구(區)에서 각각 2.5, 3.1 단위(單位)로 매우 컸고 이러한 경향(傾向)은 질소시용량(窒素施用量)이 많을수록 현저(顯著)하였다. 질소시용량(窒素施用量)이 많을수록 목초에 의한 질소의 흡수율(吸收率)은 낮아졌으며 반면에 수확(收穫) 후 토양에 질소잔존율(窒素殘存率)과 가스에 의한 질소손실률(窒素損失率)은 증가하였다.

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인공습지를 이용한 자연정화 오수처리시설에서 영양물질의 변화와 대장균군의 행동 (Change of Nutrients and Behaviour of Total Coliforms in the Natural Treatment of Wastewater by Subsurface Flow Wetland System)

  • 윤춘경;권순국;김형중
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.249-254
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    • 1997
  • 농어촌 지역의 오폐수처리에 적용 가능한 인공습지를 이용한 자연처리시설에서 오수 중에 포함되어 있는 영양염류와 대장균의 변화상항을 생활오수를 이용하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 유입수의 $NH_4\;^+$ 농도는 $91.57mg/l{\sim}275.88mg/l$이었는데, 습지를 통과한 처리수의 농도는 $62mg/l{\sim}180.92mg/l$로 낮아져 평균 약 40%의 감소율을 나타내었다. $NH_4\;^+$의 감소는 휘발, 식물에의 흡수, 토양입자에의 흡착, 그리고 질산화작용에 의한 것으로 판단된다. 2. $NO_2\;^-$는 유입수의 농도보다 유출수의 농도가 낮은 경우도 있었으나 높은 경우도 많아서 일정한 경향을 보이지 않았다. 이유는 $NH_4\;^+$$NO_2\;^-$를 거쳐 $NO_3\;^-$로 질산화되는 과정에서 유입수의 특성에 따른 질산화과정의 속도차이 때문인 것으로 생각된다. 3. $NO_3\;^-$의 경우는 유입수의 농도보다 처리수의 농도가 모두 증가하였는데, 이는 $NH_4\;^+$로 유입된 성분이나 처리조내의 $NO_2\;^-$등이 $NO_3\;^-$로 질산화되어 농도가 증가하였고, $NO_3\;^-$는 토양입자에의 흡착율도 낮고, 처리조각 혐기성상태가 아니어서 탈질화작용에 의한 제거가 불가능하였기 때문인 것으로 판단된다. 4. Total-N 측면에서 분석해보면 $NH_4\;^+$가 감소하기는 하였으나, 대부분 $NO_2\;^-$를 거쳐 $NO_3\;^-$로 변환되었을 뿐이고 제거된 것이 아니므로, 제거율은 5% 정도로 매우 낮았다. 처리조에서 질소성분이 혐기성상태에 의한 탈질화작용이 일어나지 않았다는 것은 처리조가 호기성을 유지하여 BOD 등의 제거에 효과적일 수 있다는 의미이기도 하다. 그러나 질소제거기능의 부족으로 인하여 수질문제를 야기시킬 수 있으므로 이 부분에 대한 보완성 추가 연구가 요구된다. 5. $PO_4\;^{3-}$의 경우 오수는 평균 92%의 매우 높은 제거율을 나타냈다. 따라서 Total-P도 87%의 높은 제거율을 나타내 습지처리가 인의 제거에는 탁월한 기능이 있음을 알 수 있는데, 이유는 인의 토양에 대한 강한 흡착력 때문인 것으로 판단된다. 6. 대장균군의 경우 유입원수의 농도가 1,600,000/100ml까지로 높았으나, 평균 약 83%의 비교적 높은 제거율을 나타내었으며, 주요 제거기능은 토양에의 흡착 그리고 토양에 이미 형성되어 있는 미생물군과의 경쟁에서 져서 죽기 때문인 것으로 판단된다.

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갯버들(Salix gracilistyla Miq.)의 질소와 인 제거능 (Removal of Nitrogen and Phosphorus by Salix gracilistyla Miq.)

  • 신정이;차영일
    • 환경생물
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    • 제17권4호
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    • pp.449-457
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    • 1999
  • 경기도 양평군 수입천에서 대형 군락을 형성하여 자생하는 갯버들의 영양염류의 농도와 수리학적체류시간에 따른 질소.인 흡수 실험 결과로서 NH$_4$-N, NO$_3$-N, PO$_4$-P제거효율은 저농도에서 체류 시간이 길 때 높은 경향을 보였고, 제거능은 고농도와 짧은 체류시간에서 높은 경향으로 나타났다. 유입농도와 체류시간에 따른 지상부 1g당 제거능 추정식을 구하였다. 수입천 갯버들의 현존량은 4,880.81g/$m^2$로 추정되었고, 현존량과 제거능 추정식으로부터 자연정화량을 추정하였는데, 수입교부터 노문교까지 6km 구간에서 하천양안을 합쳐 10m 폭의 갯버들의 분포에 대해 체류시간 0.59~5.21이며 NH$_4$-N의 유입농도가 0.05~0.4, mg/L 일 때 제거능추정값은 0.49~15.49 kg/day, NO$_3$-N의 유입수의 농도가 1.42~11.36mg/L 일 때 5.83~405.39 kg/4ay, PO$_4$-P 유입수의 농도가 0.1~0.27 mg/L 일 때 7.57~23.22 kg/day로 나타났다.

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생육중반기 피복제거가 작토층의 수분 및 무기성분 변화와 연초양분흡수에 미치는 영향 (Effect of Removing P.E film-Mulch at Budding Stage of Tobacco on the Change of Moisture and Mineral Content in Plow Layer Soil and Nutrient Uptake.)

  • 홍순달;이윤환;김재정;육창수
    • 한국연초학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.69-78
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    • 1986
  • This experiment was carried out to Investigate the environmental changes of rhizosphere, behavior of nutrient components in soul, and nutrients uptake and growth response of the tobacco plant in the condition that mulch as polyethylene film, had been removed on the ridge at the 50th day after transplanting in comparison with continuous mulching condition. The results obtained were as follows; 1. After rainfall, soil moisture content In the plow layer was greatly increased without mulch in comparison with that of the plot with mulch. As a result, leaf water potential of tobacco plant without mulch was higher than that with mulch. 2. Available nutrients such as $NH_4-N, \;NO_3-N$, and total salts in the plow layer of the plot without mulch tended to be Increased, and especially accumulated on the surface layer owing to the redistribution of soil water by rainfall during the latter growth stage after removing mulch. 3. Nutrients uptake by tobacco was much more enhanced in the plot without mulch and resulted in higher contents of total nitrogen, $NO_3-N, \;P_2O_5, \;and K_5O$ in the tobacco leaf Especially higher content of nitrogen caused the delay of maturity resulting In the increased of dry weight of top part of tobacco in the plot without mulch toned to be Increased in comparison with that in mulching condition. Content of total nitrogen, $NO_3-N$, and nicotine in flue-lured leaves was much higher in the plot without. mulch than in mulching condition, but lower content of reducing sugar in the plot without mulch resulted in lower quality of tobacco.

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고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer) 배양세포의 생육 및 질소 흡수에 미치는 Ammonium Citrate와 Ammonium Succinate의 영향 (The Effects of Ammonium Citrate and Ammonium Succinate on the Growth of Cells and Nitrogen Absorption in Korean Ginseng Suspension Cultures)

  • 김홍성;김명원;소상섭;강영희
    • Journal of Plant Biology
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    • 제24권1호
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    • pp.13-19
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    • 1981
  • Ammonium citrate와 ammonium succinate가 고려인삼(Panax ginseng C. A. Meyer) 배양세포의 생육 및 질소성분의 흡수에 미치는 영향을 조사하기 위하여 Murashige and Skoog 배지에서 ammonium nitrate 대신에 농도를 달리하여 ammonium citrate와 ammonium succinate를 첨가한 MS배지에 인삼 callus를 액체 진탕배양하여 다음과 같은 결론을 얻었다. Ammonium citrate 10mM과 ammonium succinate 10mM을 첨가한 배양기에서 생육량, NO$_3$-N 흡수량 및 전질소량이 control보다 많았고, NH$_4$-N 흡수량은 control과 같았다. 또한 각각 5mM씩 첨가한 경우에는 거의 모두 control과 별 차이가 없었다. 결론적으로 ammonium citrate 10mM과 ammonium succinate 10mM첨가한 배양기에서는 NO$_3$-N 등의 흡수를 촉진하여 배양세포의 대사를 촉진시켜 생육량을 증가시키는 것으로 생각된다. 그리하여 ammonium citrate 또는 ammonium succinate의 농도를 조절 공급하면 인삼 배양세포의 증식을 촉진시킬 수 있다고 사료된다.

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Kinetics of Removing Nitrogenous and Phosphorus Compounds from Swine Waste by Growth of Microalga, Spirulina platensis

  • Kim, Min-Hoe;Chung, Woo-Taek;Lee, Mi-Kyung;Lee, Jun-Yeup;Ohh, Sang-Jip;Lee, Jin-Ha;Park, Don-Hee;Kim, Dong-Jin;Lee, Hyeon-Yong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제10권4호
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    • pp.455-461
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    • 2000
  • Abstract Spirulina platensis was grown in SWlUe waste to reduce inorganic compowlds and simultaneously produce feed resources. Spirulina platensis prefers nitrogenous compounds in Ibe order: $NH_4^{+}-N>NO_3^{-}-N>simple-N$ such as urea and simple amino acids. It even consumes $NH_4^{+}-N$ first when urea or nitrate are present. Therefore, the content of residual $NH_4^{+}-N$ in Spimlina platensis cultures can be determined by the relative extent of the following processes: (i) algal uptake and assimilation; (ii) ammonia stripping; and (iii) decomposition of urea to NH;-N by urease-positive bacteria. The removal rates of total nitrogen ffild total phosphorus were estimated as an indicator of the treatment effIciency. It was found that Spirulina platensis was able to reduce 70-93% of $P_4^{3-}-P$, 67-93% of inorganic nitrogen, 80-90% of COD, and 37-56% of organic nitrogen in various concentrations of swine waste over 12 days of batch cultivation. The removal of inorganic compounds from swine waste was mainly used for cell growth, however, the organic nitrogen removal was not related to cell growlb. A maximum cell density of 1.52 dry-g/l was maintained with a dilution rate of 0.2l/day in continuous cultivation by adding 30% swine waste. The nitrogen and phosphorus removal rates were correlated to the dilution rates. Based on the amino acid profile, the quality of the proteins in the Spirulina platensis grown in the waste was the same as that in a clean culture.ulture.

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산화가 소나무림의 토양과 유출수의 화학적 성질 및 식물량에 미치는 영향 (Effects of Fire on KDICical Properties of Soil and Runoff, and Phytomass in Pinus densiflora Forest Effects of Fire on KDICical Properties of Soil and Runoff, and Phytomass in Pinus densiflora Forest Effects of Fire on KDICical Properties of Soil and Runoff, and Phytomass in Pinus densiflora Forest)

  • Choung, Yeon Sook;Joon Ho Kim
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제10권3호
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    • pp.129-138
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    • 1987
  • In a red pine (Pinus densiflora) forest, changes of pH, electric conductivity, total carbon, total nitrogen, available phosphate and available potassium in soil and runoff have been studied at intervals for 1 year after early spring fire. Phytimasses of herb and shrub were measured following the current and the subsequent year. The pH, E.C., total nitrogen and phosphate of soil in burned site wee 1.1, 1.5, 1.6 and 2.0 times higher than in unburned site, respectively. But potassium showed no significant difference. A rise in pH, E.C., and total nitrogen in burned site were maintained throught the study period while phosphate maintained 4 months after the fire. The E.C., total carbon, $NO_2-N$ and $NH_4-N$ of runoff in burned site were 1.3, 1.3, 1.3 and 29.0 times higher than in unburned site, respectively, while $NO_3-N$ in unburned site was 4 times higher than in burned site. In burned site, phytomasses of herb and shrub were 148 and 33% of unburned site in a current year and 107 and 51% in a subsequent year, respectively. The considerable amount of increase in soil nutrient after the fire was conserved by the uptake of the fast regrowing plants and by the immobilization of $NH_4=N$.

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NADH 센서를 이용한 생물학적 동시 탈질.질산화공정에서 질소, 인제거 영향인자 및 거동 평가 (Evaluation of Affecting Factors on N and P removal in Biological SND (Simultaneous Nitrification and Denitrification) Process with NADH Sensor)

  • 김한래;이시진
    • 한국환경보건학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.374-381
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    • 2008
  • In this study, the factors affecting biological N and P removal using SND (simultaneous nitrification and denitrification) process were investigated and evaluated to examine the possibility of treating N and P through SND with NADH by surveying N and P traces in an aeration tank. Variations of $NH_4^+$-N+$NO_3^-$-N concentration were used to estimate the degree of SND in each point (P2, P3, P4, P5) of the aeration tank and these variations showed that denitrification efficiency in P2 (front zone), nitrification and denitrification efficiencies in P4 (middle zone) were 67%, 86% and 39%, respectively. When $PO_4^{-3}$-P concentration was analyzed in each point of the aeration tank, it was shown that $PO_4^{-3}$-P concentration coming into P2 was 1.25 mg/L, which increased to 2.22 mg/L by P release in P2 zone and then decreased to 0.74 mg/L by P uptake in P4. Consequently, we were able to estimate which high P removal efficiency observed in this study was caused by biological phosphorus removal. To determine the operating factors affecting effluent T-N, we analyzed the correlation among FN/M ratio, C/N ratio, Temp., SRT etc and these results showed that the correlation among FN/M ratio, C/N ratio and Temp was not high. However, the relationship of SRT and other parameters (effluent $NH_4^+$-N and effluent BOD) and the short SRT could have an affect on effluent $NH_4^+$-N and so effluent BOD could be increased. Thus, SRT operation should be controlled over 10 days. The results for analyzing the correlation between SRT and influent $NO_3^-$-N in order to investigate the operating factors affecting effluent T-P showed that T-P or $PO_4^{-3}$-P was not highly correlation with SRT, whereas $PO_4^{-3}$-P concentration increased along with increasing $NO_3^-$-N concentration into P2. Based on these results, we concluded, using regression analysis (R2=0.97), that effluent $PO_4^{-3}$-P concentration depends on $NO_3^-$-N concentration into P2.

고농도 염분함유 폐수가 호기성 그래뉼 슬러지의 미생물 활성도에 미치는 영향 (Effects on Microbial Activity of Aerobic Granular Sludge (AGS) in High-Salinity Wastewater)

  • 김현구;안대희
    • 한국환경과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.629-637
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    • 2019
  • The purpose of this study was to evaluate the effect of high-salinity wastewater on the microbial activity of Aerobic Granule Sludge (AGS). Laboratory-scale experiments were performed using a sequencing batch reactor, and the Chemical Oxygen Demand (COD), nitrogen removal efficiency, sludge precipitability, and microbial activity were evaluated under various salinity injection. The COD removal efficiency was found to decrease gradually to 3.0% salinity injection, and it tended to recover slightly from 4.0%. The specific nitrification rate was 0.043 - 0.139 mg $NH_4{^+}-N/mg$ $MLVSS{\cdot}day$. The specific denitrification rate was 0.069 - 0.108 mg $NO_3{^-}-N/mg$ $MLVSS{\cdot}day$. The sludge volume index ($SVI_{30}$) ultimately decreased to 46 mL/g. The specific oxygen uptake rate decreased from an initial value 120.3 to a final value 70.7 mg $O_2/g$ $MLVSS{\cdot}hr$. Therefore, salinity injection affects the activity of AGS, causing degradation of the COD and nitrogen removal efficiency. It can be used as an indicator to objectively determine the effect of salinity on microbial activity.

Aspergillus niger를 고정화한 Alginate Bead에 의한 납 흡착 (Lead Biosorption by Alginate Beads Immobilizing Aspergillus niger)

  • 방병호
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제44권3호
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    • pp.185-190
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    • 2001
  • 알긴산은 일반적으로 미생물의 고정화에 널리 사용되는 biopolymer이다. 본 연구는 구연산 생산균인 Aspergillus niger를 calcium alginate로 고정화한 beads로 납의 흡착 특성을 조사하였다. A. niger beads는 $CaCl_2$를 사용하여 주사기로 제조하였으며 이 beads를 납제거에 이용하였다. 그 결과는 다음과 같다. 즉, A. niger를 구연산 생성배지에서 1일에서 7일까지 배양한 후 제조한 beads로 납흡착량을 측정한 결과는 3일간 배양된 곰팡이 beads에서 가장 높았다. 발아되지 않은 beads와 3일간 배양된 beads로 시간에 따른 납흡착량을 정량한 결과 30분까지는 그 흡착량이 동일하게 급격히 증가하였으며 그 후 발아되지 않은 beads는 더 이상 흡착이 일어나지 않았으나 3일간 배양된 곰팡이 beads는 시간이 지남에 따라 천천히 계속 흡착하여 1시간 후에는 480 ppm까지 흡착하였다. 납흡착시 최적 pH와 온도는 각각 6과 $35^{\circ}C$로 나타났다. 납용액 50 ml (500 ppm)이 든 250 ml 삼각플라스크에 beads $50{\sim}100$개가 최적이었으며 그 이상에서는 납흡착율이 감소하였다. 중금속에 대한 흡착율은 납> 구리> 카드뮴 순이었으며 0.1 M $CaCl_2$, 0.1 M NaOH 및 0.1 M KOH의 전처리의 효과는 없었으며 0.1 HCI로 곰팡이 bead의 납탈착하여 beads를 재사용이 가능하였다.

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