• 제목/요약/키워드: nitrate nitrogen

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가로림연안 수질환경의 특성과 장기변동 (Long-term Variation and Characteristics of Water Quality in the Garolim Coastal Areas of Yellow Sea, Korea)

  • 박승윤;김형철;김평중;박경수;고준영;전상백;이승민;박종수
    • 해양환경안전학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.315-328
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    • 2009
  • 1997년부터 2008년까지 12년 동안 가로림연안 수질환경의 특성과 장기변동 경향을 조사하였다. 3개 조사정점에서 수층(표층, 저층)별 및 계절별로 년 4회 수온, 염분, 부유물질, 화학적산소요구량, 용존산소, 영양염류, 클로로필 a에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에 수온을 제외한 진조사항목에서 표 저층간의 차이가 없었다. 공간적 분포특성은 모든 조사항목에서 정점간 유의적인 차이가 없어 가로림만 중간부터 외측으로 원활한 해수교환이 이루어지고 있었다. 계절별로는 수소이온농도와 암모니아질소을 제외한 조사 항목에서는 유의성이 입증되었고, 정점별로 대체로 비슷한 변화폭을 나타내었다. 12년 동안 수질의 장기 변동은 네 그룹으로 구분되어 항목에 따라 부분적으로 차이가 있으나 전반적 장기 변동을 조사한 결과 근래에 들어 염분은 높아진 반면, 용존무기질소, 질산질소 및 화학적산소요구량 등이 감소하고 있어 담수의 유입이 거의 없는 대체로 양호한 수질상태를 유지하고 있으며 수산학적으로 매우 중요한 연안으로 앞으로 지속적인 보전이 요구된다.

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여름과 겨울철 남해의 영양염 분포 특성 (Characteristics of Nutrients Distribution in Summer and Winter in the South Sea)

  • 이동섭
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권4호
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    • pp.371-382
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    • 1999
  • 여름과 겨울철 남해의 해수에 포함되어 있는 영양염의 분포 특성을 수온, 염분, 겉보기 산소 소모량, pH 등의 환경 인자들과의 상관도를 통해 파악하고자 하였다. 여름철에 영양염의 분포는 염분보다는 수온과 양호한 상관도를 보였으며 생물 활동과 관련이 갚은 pH, 겉보기 산소 소모량과 유의한 상관관계를 보였다. 이로 보아 여름철에 형성되는 염전선역에서 일차생산자에 의한 영양염 소비가 활발하여 염분과 영양염과의 상관성을 강력하게 변형시키는 것으로 판단된다. 겨울철에는 수온이 영양염과 가장 유의한 상관관계를 나타내어 수직 혼합된 냉수와 북상하는 난류의 세력이 만나는 열전선의 위치가 영양염 분포에 가장 중요한 요인으로 분석되었다. 여름철에 가장 우수한 상관도를 보였던 ($R^2$ >0.6) pH의 경우 겨울철에 생물 활동이 미약하여 상관도가 크게 낮아졌다($R^2$ <0.5). 수심에 대해 적분한 질산염+아질산염 인산염 규산염의 값은 각기 여름철에는 321 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 23 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 637 $mmol{\cdot}m^{-2}$이었고 겨울철에는 261 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 31 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 742 $mmol{\cdot}m^{-2}$로 계산되었다. 영양염의 질소 대 인의 비는 여름철에는 인이 상대적으로 부족한 반면 겨울철에는 이와 반대로 질소가 결핍되어 우기에 강우와 하천을 통한 질소의 유입이 남해 생태계 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.

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Aspergillus niger에 의한 균본외 Phytase 생산조건에 관한 연구 (Studies on the Conditions of Extracellular Phytase Production, by Aspergillus niger)

  • 김경환;양호석;최용진;양한철
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.133-144
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    • 1982
  • 보존균 141주와 토양분리군 41주의 균체 외 phytase 생산능력을 조사한 결과 일반적으로 곰팡이류가 높은 효소활성을 나타내었으며 이중에서 효소활성이 가장 높은 균주를 선별하여 그 형태학적 특성을 조사한 결과 Aspergillus sp. 로 동정되었다. 아울러 분리균주의 효소생산을 위한 배양조건을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 34$^{\circ}C$에서 3일간 전배양한 종균으로 28$^{\circ}C$에서 5 일간 본배양하였을 때 최고의 효소활성을 나타내었다. 2. Phytase생산배지의 초기 최적 pH는 2부근이였다. 3. 탄소원으로서는 일반적으로 galactose를 구성단위로 가진 당류는 비효과적인 반면 glucose를 가진 당류가 더욱 효과적이었다. 특히 sucrose가 가장 양호한 결과를 나타내었다. 4. 무기질소원으로서는 KNO$_3$가 가장 적합하였으며. 무기인산함량이 많은 인산암모늄이 가장 불량하였다. 5. 유기질소원은 0.2%의 corn steep liquor를 첨가했을 때 가장 효과적이었다. 6. KCl, MgSO$_4$, 및 무기인의 최적농도는 각각 0.5g/$\ell$, 0.5g/$\ell$및 40~80mg/$\ell$였다. 한편 고인산배지에서는 균체증식은 현저히 증가되나 효소합성은 현저히 감소됨을 보였다.

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Changes in Nitrogen Mineralization as Affected by Soil Temperature and Moisture

  • Wang, Xin-Lei;Park, Sang-Hyun;Lee, Bok-Rye;Jeong, Kwang-Hwa;Kim, Tae-Hwan
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.196-201
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    • 2018
  • Soil is the main nitrogen (N) provider for plants but N in soil is not all available to advanced plants. Mineralization is a critical biological process for transferring organic N to inorganic N that can be used by plants directly. To investigate the effect of different levels of soil temperature and water content to soil mineralization, a field experiment was established on three different sites (A, B and C). We measured soil temperature, moisture and electrical conductivity once daily after swine slurry application. Average soil moisture and temperature in site A is the highest among three sites (40.9% and $9.7^{\circ}C$, respectively). Following is in site C (37.3% and $9.6^{\circ}C$) and the lowest is in site B (28.0% and $9.0^{\circ}C$). Ammonium N (NH4+-N) and nitrate N (NO3--N) were determined on the first and fifth day after treatment. Compared with site B and C, site A always had the highest soil total N content (1.54 g N kg-1 on day one; 1.22 g N kg-1 on day five) and highest NO3-- N content (93.18 mg N kg-1 on day one; 16.22 mg N kg-1 on day five) and a significant decrease on day five. Content of NH4+-N in site B and C reduced while in site A, it increased by 6.7%. Results revealed that net N mineralization positively correlated with soil temperature (P<0.5, $r=0.675^*$) and moisture (P<0.01, $r=0.770^{**}$), suggesting that to some extent, higher soil moisture and temperature contribute more to inorganic N that can be used by plants.

금강하구 갯벌내 질소화합물질의 연직적인 플럭스 평가 (Estimation of verticle fluxes of nitrogen compounds in tidal flats of the Keum river estuary)

  • 김도희;양재삼
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.3-10
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    • 2000
  • 1999년 4월, 8월과 11월에 금강 하구역 갯벌 세 지점에서 채니된 퇴적물 표층 5 cm을 입도 조성 분석한 결과 모래와 자갈 성분이 1.18 %, 모래 성분이 29.34 %, 점토 성분이 69.49 %였다. 퇴적물의 IL은 6.7 %, ORP는 -12 mV으로 약간의 환원상태를 보이고 있었다. 퇴적물 중 H₂S 농도는 평균 0.25 mg/gㆍdry으로 측정되었다 금강 하구 갯벌 퇴적물에서의 탈질산화는 4월에 0.186 m mole N₂/m²ㆍday, 8월에 0.192 m mole N₂/m²ㆍday, 11월에 91.3 m mol N₂/m²ㆍday으로 3회 평균 30.6 m mole N²/m²ㆍday였다. 퇴적물과 수층간의 NH₄/sup +/-N의 플럭스는 4월에 -0.37 m mole N/m²ㆍday, 8월에 34.0 m mole N/m²ㆍday, 11월에 0.10 m mole N/m²ㆍday으로 평가되어 평균적으로 11.2 m mole N/m²ㆍday였다. 한편, 퇴적물과 수층간의 NO²/sup -/-N+ NO₃/sup -/-N의 플럭스는 4월에 0.314 m mole N/m²ㆍday, 8월에 0.524 m mole N/m²ㆍday, 11월에 -4.12 m mole N/m²ㆍday으로 측정되어 평균 -1.09 m mole N/m²ㆍday으로 측정되어졌다. 암모니아질소와 아질산질소 및 질산질소의 플럭스로부터 계산한 용존무기질소 (DIN)의 플럭스는 10.2 m mole N/m²ㆍday으로 평가되었다. 이와 같은 금강하구역 갯벌에서의 용존성무기질소의 플럭스와 탈질산화는 이 해역의 질소수지와 1차 생산에 중요한 영향을 끼칠 것으로 추정되었다.

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탈질에서 질소성분 및 유기탄소 농도가 $N_2O$ 배출에 미치는 영향 (Effect of Nitrogen Compounds and Organic Carbon Concentrations on $N_2O$ Emission during Denitrification)

  • 김동진;김헌기;김유리
    • 청정기술
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    • 제17권2호
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    • pp.134-141
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    • 2011
  • 본 연구에서는 하폐수 탈질 과정에서 전자수용체의 종류와 농도, 전자공여체/전자수용체(C/N)비율, 그리고 전자공여체의 복합도(complexity)가 $N_2O$ 배출에 미치는 영향을 정량적으로 조사하였다. 탈질 질소원의 농도가 높을수록 $N_2O$ 배출량도 증가했으며 ${NO_2}^-$를 이용하는 경우가 ${NO_3}^-$에 비해 $N_2O$ 배출량이 높아 ${NO_2}^-$$N_2O$ 배출에 중요한 영향을 미침을 확인하였다. ${NO_2}^-$-N 50 mg/L에서 $N_2O$-N으로의 전환율 9.3%와 수율 9.8%로 가장 높게 나타났으며 ${NO_3}^-$-N은 50 mg/L에서 전환율이 5.6%, 수율은 11.0%로 나타났다. 유기탄소원/질소(C/N) 비율이 감소하면 질소 제거율은 감소하나 $N_2O$로의 전환율은 증가하였다. 실제 하수를 전자공여체로 이용한 경우가 단일 탄소원인 acetate를 이용한 경우에 비해 $N_2O$ 배출량이 1/10 이하로 현저히 감소하였다. 이는 복합 탄소원이 전자공여체로 이용될 경우 단일 탄소원(acetate)에 비해 다양한 탈질 대사(경로)를 이용하고 이것이 $N_2O$ 배출량 저감에 도움이 되는 것으로 판단된다.

침지식 여과조를 이용한 합성 폐수의 탈질화 (Denitrification of Synthetic Wastewater in Submerged Biofilter)

  • 오승용;조재윤;김인배
    • 한국양식학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.335-346
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    • 1997
  • 연구는 순환 여과식 어류 양식 시설에 일반적으로 이용되고 있는 선라이트 골판을 여과재료로 한 침지식 여과조의 적정 탈질 조건을 구명하기 위해 외부 탄소원으로 메탄올과 글루코스를 사용하여 수리학적 체류 시간 (hydraulic retention time, HRT)과 COD에 대한 NO 하(3) 상(-)-N 비율 변화에 따른 적정 탈질 조건을 알아보았다. 질산성 질소와 총무기질소(TIN)의 제거 효율은 HRT 4 시간보다는 8 시간이 좋았으며, 글루코스보다는 메탄올을 이용한 것이 좋았다(P<0.05). 최대 질산성 질소 제거는 글루코스의 경우 HRT 8 시간과 C : N 비율 4일 때 86.3%였고, 메탄올은 HRT 8시간과 C : N 비율 5일 때 97.8%, 6일 때 92.2%를 보여 C : N 비율 5가 가장 최적인 것으로 나타났다. 최대 총무기질소 제거 효율은 HRT 8 시간일 때 C : N 비율 5에서 글루코스는 71.5%, 메탄올은 96.9%을 보였다. 탈질화에 필수적인 혐기적 조건은 HRT 8 시간과 C : N 비율 5 이상이 되었을 때 이루어진 것으로 보아 적정 C : N 비율과 혐기적 조건이 이루어졌을 때의 최적의 탈질 효율을 보이는 것으로 나타났다.

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하계 진해만 광역조사 - 식물플랑크톤 군집구조의 단기변화와 수평적 분포특성 - (The Study of Summer Season in Jinhae Bay - Short-term Changes of Community Structure and Horizontal Distribution Characteristics of Phytoplankton -)

  • 백승호;김영옥
    • 환경생물
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    • 제28권3호
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    • pp.115-124
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    • 2010
  • 진해만 광역해역에서 하계 식물플랑크톤의 수평적 군집 구조를 파악하기 위해서 16개 정점에서 식물플랑크톤 개체수 밀도와 환경요인을 조사하였다. 식물플랑크톤은 총 66종이 출현하였고, 전체의 80% 이상이 규조류의 점유율을 보였고, 다음으로 와편모조류와 라피도조류순으로 관찰되었다. 규조류의 우점종은 Chaetoceros affinis, C. didymus, C. pseudocurvisetus, Leptocylindrus danicus, Pseudo-nitzchia pungens, Skeletonema costatum으로 나타났고, 와편모조류는 Cochlodinium polykrikoides, Gymnodinium impudicum, Karenia mikimotoi, Prorocentrium minimum, Protoperidium bipes, Scrippsiella trochoidea로 관찰되었다. 각 정점별 식물플랑크톤의 군집구조를 바탕으로 한 MDS와 Cluster 분석에서 하계 진해만 광역해역은 크게 2그룹으로 나누어졌다. 제1그룹은 마산만 내측 정점으로 담수기원으로 높은 영양염 농도와 낮은 염분농도의 영향을 강하게 받은 곳이다. 제2그룹은 나머지 다른 외측 정점으로 구분되었다. 정준대응을 근거로 한 분석(CCA)에서도 만 내측에 우점 출현한 크기가 작은 와편모조류 K. mikimotoi, P. minimum, P. bipes, S. trochoidea와 중심목 규조류 S. costatum, C. pseudocurvisetus는 DIN (암모니윰, 질산염, 아질산염)과 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 본 해역에서 만 내측과 외측의 정점으로 식물 플랑크톤의 군집조성이 확연히 구분되고 있고, 특히 만내측에서 높은 Chl.a농도와 더불어 식물플랑크톤의 현존량이 높게 나타나고 있다는 것을 의미한다. 결과적으로 내만의 얇은 수심에서 하계 식물플랑크톤의 대증식을 유발할 수 있었던 것은 높은 질소기원의 영양염과 수온에 의한 영향으로 사료된다.

Emission of NO2 Gas Causing Damage to Plants in an Acid Soil under Conditions Favorable for Denitrification

  • Suh, Sun-Young;Byeon, Il-Su;Lee, Yong-Se;Chung, Jong-Bae
    • 한국토양비료학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.288-295
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    • 2013
  • Nitrogen dioxide ($NO_2$) gas damage on vegetable crops commonly occurs in plastic film houses where relatively large amounts of $NO_3{^-}$ are applied in acid soils. In acid soils, $HNO_2$ can be formed from the $NO_2{^-}$ accumulated during denitrification, and $NO_2$ can be evolved from the chemical self-decomposition of $HNO_2$. In this study, $NO_2$ gas production and its detrimental effects on plants were investigated in soils of various conditions to elucidate the mechanisms involved in the gas production. A silty loam soil was amended with $NO_3{^-}$ (500 mg N $kg^{-1}$) and glucose, and pH and moisture of the soil were adjusted respectively to 5.0 and 34.6% water holding capacity (WHC) with 0.01 M phosphate buffer. The soil was placed in a 0.5-L glass jar with strawberry leaf or $NO_2$ gas absorption badge in air space of the jar, and the jar was incubated at $30^{\circ}C$. After 4-5 days of incubation, dark burning was observed along the outside edge of strawberry leaf and $NO_2$ production was confirmed in the air space of jar. However, when the soil was sterilized, $NO_2$ emission was minimal and any visible damage was not found in strawberry leaf. In the soil where water or $NO_3{^-}$ content was reduced to 17.3% WHC or 250 mg N $kg^{-1}$, $NO_2$ production was greatly reduced and toxicity symptom was not found in strawberry leaf. Also in the soil where glucose was not amended, $NO_2$ production was significantly reduced. In soil with pH of 6.5, $NO_2$ was evolved to the level causing damage to strawberry leaf when the soil conditions were favorable for denitrification. However, compared to the soil of pH 5.0, the $NO_2$ production and its damage to plants were much less serious in pH 6.5. Therefore, the production of $NO_2$ damaging plants might be occurred in acid soils when the conditions are favorable for denitrification.

Stable Carbon and Nitrogen Isotopes of Sinking Particles in the Eastern Bransfield Strait (Antarctica)

  • Khim, Boo-Keun;Kim, Dong-Seon;Shin, Hyoung-Chul;Kim, Dong-Yup
    • Ocean Science Journal
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    • 제40권3호
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    • pp.167-176
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    • 2005
  • A time-series sediment trap was deployed at 1,034 m water depth in the eastern Bransfield Strait for a complete year from December 25, 1998 to December 24, 1999. About 99% of total mass flux was trapped during an austral summer, showing distinct seasonal variation. Biogenic particles (biogenic opal, particulate organic carbon, and calcium carbonate) account for about two thirds of annual total mass flux $(49.2\;g\;m^{-2})$, among which biogenic opal flux is the most dominant (42% of the total flux). A positive relationship (except January) between biogenic opal and total organic carbon fluxes suggests that these two variables were coupled, due to the surface-water production (mainly diatoms). The relatively low $\delta^{13}C$ values of settling particles result from effects on C-fixation processes at low temperature and the high $CO_2$ availability to phytoplankton. The correspondingly low $\delta^{l5}N$ values are due to intense and steady input of nitrates into surface waters, reflecting an unlikely nitrate isotope fractionation by degree of surface-water production. The $\delta^{l5}N$ and $\delta^{l3}C$ values of sinking particles increased from the beginning to the end of a presumed phytoplankton bloom, except for anomalous $\delta^{l5}N$ values. Krill and the zooplankton fecal pellets, the most important carriers of sinking particles, may have contributed gradually to the increasing $\delta^{l3}C$ values towards the unproductive period through the biomodification of the $\delta^{l3}C$ values in the food web, respiring preferentially and selectively $^{12}C$ atoms. Correspondingly, the increasing $\delta^{l5}N$ values in the intermediate-water trap are likely associated with a switch in source from diatom aggregates to some remains of zooplankton, because organic matter dominated by diatom may be more liable and prone to remineralization, leading to greater isotopic alteration. In particular, the tendency for abnormally high $\delta^{l5}N$ values in February seems to be enigmatic. A specific species dominancy during the production may be suggested as a possible and speculative reason.