The purpose of this study was to find out the variation between molecular size distribution (MSD) of natural organic matter (NOM) in raw waters after different water treatment processes like conventional process (coagulation, flocculation, filtration) followed by advanced oxidation process (ozonation, GAC adsorption). The MSD of NOM of Suji pilot plant were determined by Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection (LC-OCD) which is a kine of high-performance size-exclusion chromatography (HPSEC) with nondispersive infrared (NDIR) detector and $UV_{254}$ detector. Five distinct fractions were generally separated from water samples with the Toyopearl HW-50S column, using 28 mmol phosphate buffer at pH 6.58 as an eluent. Large and intermediate humic fractions were the most dominant fractions in surface water. High molecular weight (HMW) matter was clearly easier to remove in coagulation and clarification than low molecular weight (LMW) matter. Water treatment processes removed the two largest fractions almost completely shifting the MSD towards smaller molecular size in DW. No more distinct variation of MSD was observed by ozone process after sand filtration but the SUVA value were obviously reduced during increase of the ozone doses. UVD results and HS-Diagram demonstrate that ozone induce not the variation of molecular size of humic substance but change the bond structure from aromatic rings or double bonds to single bond. Granular activated carbon (GAC) filtration removed 8~9% of organic compounds and showed better adsorption property for small MSD than large one.
In this study, we investigated the variations of dissolved organic matter (DOM) in an agricultural reservoir during the monsoon period (June to October, 2020) with respect to the organic carbon concentration (DOC), molecular weight distribution, and optical properties. The monsoon period was divided into three phases - beginning storm (BS), during storm (DS), and after storm (AS). Our results showed significant differences in the concentrations and characteristics of DOM during the summer monsoon. The DOC concentrations were decreased after the monsoon, probably due to a dilution effect. In contrast, increasing trends were observed in the specific UV absorbance (SUVA), and relative abundances of humic-like fluorescence and larger-sized compounds. These observations implied that the large-sized and humic-like organic components with terrestrial origins strongly affected the reservoir DOM after the summer monsoon. Meanwhile, biopolymer size fraction, which is associated with algal activity, became more abundant after the monsoon. These results suggest that DOM with autochthonous sources became dominant as a result of the inflow of nutrients into the reservoir after the storm. Spatial changes in DOM within the reservoir were not pronounced as much as the temporal variations. All taken, it can be concluded that the summer monsoon simply led to the decrease of DOM concentrations while the sources and the quality of DOM underwent substantial changes, which may enrich refractory organic matter in the reservoir. This study reveals the importance of in-depth DOM quality monitoring before and after summer monsoon for effective water quality management in agricultural reservoirs.
Kim, Yong-Hwan;Lee, Shun-Hwa;Kim, Jung-Ho;Park, Jong-Woong;Choi, Kwang-Soon
Environmental Engineering Research
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제11권4호
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pp.181-193
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2006
The hydrophilic or hydrophobic characteristics of dissolved organic matter (DOM) from different origins in lake and river waters were investigated using spectrometric and chromatographic analyses of water samples. DOM in a deep, mesotrophic lake (Lake Unmun) was fractionated using three types of ion exchange resins and classified into aquatic humic substances (AHS), hydrophobic neutrals (HoN), hydrophilic acids (HiA), hydrophilic neutrals (HiN), and bases (BaS). The DOM fractionation provided insight into the understanding of the nature of heterogeneous DOM molecules present in different water sources. The UV/DOC ratios were determined for samples from the influent river and lake waters during DOM fractionation and incubation. AHS prevailed over DOM in the lake and river waters. After biodegradation, the relative contribution of AHS in the total DOM became more significant. It indicates that the AHS fraction would increase while water stay long time in the lake.
농업에서 부식산은 양이온치환능력이 높아 토양의 완충능력이나 보비력을 개선하는 토양개량제나 기능성비료로 이용되어 왔다. 본 연구는 퇴비화에서 부식산의 이용가능성을 평가하기 위하여, 가축분퇴비 원료에 부식산분말을 처리 후 퇴비화 특성변화와 퇴비의 시비에 따른 상추의 생육효과를 조사하였다. 처리구는 대조구, 부식산분말 0.1% 처리구(0.1% HA), 부식산분말 0.5% 처리구(0.5% HA), 부식산분말 1.0% 처리구(1.0% HA), 부식산분말 3.0% 처리구(3.0% HA),부식산분말 5.0% 처리구(5.0% HA)로 설정하였다. 부식산분말 처리 후 온도, 수분 함량, 유기물 함량, 질소 함량 및 유기물대 질소비는 처리구별 차이를 나타내지 않았다. 퇴비원료 배합 후 3% HA 처리구와 5.0% HA 처리구의 pH는 다른 처리구보다 낮았으나 퇴비화동안에는 차이를 나타내지 않았다. 부식산분말 처리 퇴비의 부식산 함량은 대조구보다 1.7~4.4배 더 높았고, 악취지수는 3.0% HA 처리구와 5.0% HA 처리구에서 감소하였다. 부식산분말 처리 퇴비 처리구 중 3.0% HA 처리구에서 상추의 건물중은 대조구보다 약 7% 증가하였다.
The investigation of effects on fouling propensity with various viscosity of feed solutions would be better understanding for forward osmosis (FO) performance since the fouling propensity was directly influenced with solution viscosity. Therefore, this study was focused on the FO fouling with model foultants (humic acid, alginate) by altering solution viscosity with change of ionic strength (I.S) and $Ca^{2+}$ concentrations. In the comparison between humic acid and alginate, as expected, the alginate generally caused more severe fouling (almost 35.8 % of flux reduction) based on the solution characteristics (high viscosity) and fouling patterns (coil and gel layer). However, interesting point to note is that the fouling propensity of alginate was more severe even though it was applied with low viscosity of feed conditions (I.S = 20 mM, $Ca^{2+}=1mM$). This might be due to that crossed linked gel layer of alginate on the FO membrane surface could be best formed in the condition of $Ca^{2+}$ presence and higher I.S, and that is more dominant to fouling propensity than the low viscosity of feed solutions.
남극 연안 툰드라 토양에서 리그닌 분해능이 있는 Pseudomonas sp. PAMC 29040를 분리하였으며, 이후 토양 유기물의 주요 구성성분인 복합유기화합물 부식질 분해능을 확인하였다. 부식질 초기 저분자화 효소(예, dye-decolorizing peroxidase)와 부식질 유래의 다양한 저분자 분해산물들을 분해하는 효소들(예, vanillate O-demethylase)를 탐색하기 위해 PAMC 29040 게놈 염기서열을 분석하였다. 분석을 통해서 최종 확보한 효소유전자 정보는 저온환경에 서식하는 토양 세균의 부식질 분해경로 제안에 활용될 것이다.
Monitoring of NOM characteristics is important for improving removal efficiency of natural organic matter (NOM) in water treatment processes. In this study, several NOM characteristics, which include specific UV absorbance (SUVA), total carbonate content, molecular weight distribution, and fluorescence properties, were measured using samples collected from a pilot-scale water treatment plant consisting of coagulation/flocculation (C/F), filtration, ozonation and granular activated carbon (GAC) processes. The highest removal of NOM was observed in C/F and filtration processes as demonstrated by the reduction of dissolved organic carbon (DOC) by 25% and 21%, respectively. Despite nearly no change in DOC, however, the lowest SUVA value and the highest total carbohydrate content were observed in the sample from ozonation process. This indicates that non-degradable aromatic compounds become depleted and biodegradable organic compounds are enriched during the process. Comparison of synchronous fluorescence spectra of the samples showed that ozoation process increased protein-like fluorescence while it decreased fulvic-like and terrestrial humic-like fluorescence. Consistently, a slight peak of protein-like fluorescence was observed in the sample from ozonation process. The greatest change in molecular weight distributions of the samples was observed in C/F process. Comparison of size exclusion chromatogram of the samples revealed that NOM fractions with the molecular weight greater than 2000 Da were reduced by over 90% after C/F process. SUVA values and total carbohydrate content of the samples were well correlated with a ratio of protein-like fluorescence and terrestrial humic-like fluorescence intensities with the correlation coefficients of 0.99 and 0.91, respectively. This suggests that synchronous fluorescence properties of NOM could be used as useful tolls for monitoring changes of some NOM characteristics during water treatment processes.
Khaleda, Laila;Kim, Min Gab;Kim, Woe-Yeon;Jeon, Jong-Rok;Cha, Joon-Yung
한국초지조사료학회지
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제37권3호
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pp.242-247
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2017
Humic acid (HA) is a complex organic matter found in the environments, especially in grassland soils with a high density. The bioactivity of HA to promote plant growth depends largely on its extraction sources. The quality-control of HA and the quality improvements via an artificial synthesis are thus challenging. We recently reported that a polymeric product from fungal laccase-mediated oxidation of catechol and vanillic acid (CAVA) displays a HA-like activity to enhance seed germination and salt stress tolerance in a model plant, Arabidopsis. Here, we examined whether HA or CAVA enhances the growth of Italian ryegrass seedling. Height and fresh weight of the plant with foliar application of HA or CAVA were bigger than those with only water. Interestingly, enhanced root developments were also observed in spite of the foliar treatments of HA or CAVA. Finally, we proved that HA or CAVA promotes the regrowth of Italian ryegrass after cutting. Collectively, CAVA acts as a HA mimic in Italian ryegrass cultivation, and both as a biostimulant enhanced the early growth and regrowth after cutting of Italian ryegrass, which could improve the productivity of forage crops.
Natural organic matter (NOM) is among the most common pollutant in underground and surface waters. It comprises of humic substances which contains anionic macromolecules such as aliphatic and aromatic compounds of a wide range of molecular weights along with carboxylic, phenolic functional groups. Although the concentration of NOM in potable water usually lies in the range of 1-10 ppm. Conventional treatment technologies are facing challenge in removing NOM effectively. The main issues are concentrated to low efficiency, membrane fouling, and harmful by-product formation. Ion-exchangers can be considered as an efficient and economic pretreatment technology for the removal of NOM. It not only consumes less time for pretreatment but also resist formation of trihalomethanes (THMs), an unwanted harmful by-product. This article provides a comprehensive review of ion exchange processes for the removal of NOM.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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