• 제목/요약/키워드: nitrogen species

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한국산(韓國産) 왕대나무의 현존량(現存量)과 토양(土壤) 미세균류상(微細菌類相) (The Standing Crops and Soil-borne Microfungal Flora of Phyllostachys reticulata in Korea)

  • 김관수
    • 한국균학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.91-116
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    • 1979
  • 본(本) 연구(硏究)는 예산지역(禮山地域)(A)과 광산지역(光山地域)(B)의 왕대나무(Phyllostachys reticulata)의 현존량(現存量)과 그 토양(土壤) 미세균류상(微細菌類相)을 조사(調査)한 것이다. 왕대나무의 죽림밀도(竹林密度)는 예산지역(禮山地域)이 17,250본(本)/ha이며 광산지역(光山地域)이 14,780본(本)/ha으로서 예산지역(禮山地域)이 16.1%가 많았다. 양지역(兩地域)의 환경요인(環境要因)은 B지역(地域)의 생장기간(生長期間)의 평균기온(平均氣溫)이 A지역(地域)보다 $1.5{\sim}2^{\circ}C$가 높았고 토양온도(土壤溫度)도 $1{\sim}2^{\circ}C$가 높았으며 토양내(土壤內)에 함유(含有)되어 있는 전실소(全室素), 인산(燐酸) 및 유기물질량(有機物質量)도 약간(若干)많았다. 또 B지역(地域)에서는 낙엽량(落葉量)과 부식량(腐植量) 그리고 죽림내(竹林內)의 식생수량(植生數量)도 많았으며 죽림지(竹林地)에서 환원(還元)되는 각종(各種) 유기물(有機物) 분해(分解)에 관여(關與)하는 미세균류(微細菌類)도 Mortierella elongata, Mucor circinelloides, Aspergillus japonicus, Penicillium waksmani and Trichoderma lignorum등의 5종(種)이 더 많았다. 온도(溫度)는 죽림내부(竹林內部)로 들어 갈수록 낮았고 습도(濕度)는 높았다. 죽림내(竹林內)의 상대조도(相對照度)의 비율(比率)은 A지역(地域)이 4.19% B지역(地域)이 2.7%로서 하단분(下端部)에서는 모두 광합성작용(光合成作用)을 할 수 있는 능력(能力)이 상실(喪失)되었으나 조도(照度)가 약(弱)할수록 표토(表土)근처에서 서식(棲息)하는 미세균류(微細菌類)는 오히려 활동력(活動力)을 강(强)하게 하는 것으로 생각한다. 생산구조도(生産構造圖)에서 B지역(地域)의 광합성부(光合成部)의 최대량(最大量)이 대나무 지상부(地上部)의 상단(上端)에 위치(位置)하고 있어서 높은 생산량(生産量)을 유지(維持)하는데 효과적(效果約)인 구조(構造)였다고 생각된다. A,B지역(地域) 죽림(竹林)에서 $D^2H$, $w_s,\;w_b$, 및 $w_l$ 상대생장식(相對生長式)을 유도(誘導)한 결과(結果)는 다음과 같다. A지역(地域) $logw_s=0.5262\;logD^2H+1.9546$ $logw_b=0.6288\;logD^2H+1.5723$ $logw_l=0.5181\;logD^2H+1.8732$ B지역(地域) $logw_s=0.5433\;logD^2H+1.8610$ $logw_b=0.1630\;logD^2H+2.3475$ $logw_l=0.4509\;logD^2H+2.0041$ 상기(上記)한 식(式)을 적용(適用)하여 10a당 현존량(現存量)을 조사(調査)한 결과(結果) A지역(地域) $w_s=1128.83kg,\;w_b=689.05kg,\;w_l=926.69kg$ 으로 $w_e=2744.57kg$이었고, B지역(地域) $w_s=1206.66kg,\;w_b=679.92kg,\;w_l=1112.51kg$으로 $w_t=2999kg$이였다. 따라서 A,B양지역간(兩地域間)에 있어서 $D^2H,\;w_s,\;w_b$, 및 $w_l$의 현존량(現存量)을 비교한 결과(結果)(t-test), $D^2H,\;w_s,\;w_b,\;w_l$에서는 유의차(有意差)가 인정되었으나 $w_b$는 유의차(有意差)가 없었다. 토양생(土壤生) 미세균류(微細菌類)를 조사(調査)한 결과(結果) 158균주(菌株)를 분리(分離)하고 55종(種)을 동정(同定)하였다. 그 중 A지역(地域) 50종(種), B지역(地域) 55종(種)으로 양지역(兩地域)의 우점종(優占種)들은 다음과 같다. Trichoderma viride, Penicillium janthinellum, P. commune, Aspergillus oryzae, A. niger, A. gigantus, A. fumigatus, Mortierella ramaniana, var. anguliFPora, Mucor hiemalis와 Zygorhynchus moelleri. 이상(以上)의 결과(結果)에 의(依)하면 토성(土性)이 좋고 토양양료(土壤養料) 및 토양생(土壤生) 미세균류(微細菌類)의 증가(增加) 그리고 생육기간(生育期間)의 온도(溫度)가 왕대나무의 생장(生長)이나 임상식물(林床植物)의 종(種)과 양(量)을 증가(增加)시킨 것으로 나타났고 왕대나무의 현존량(現存量)과 환경요인(環境要因)과의 상관관계(相關關係)는 이들의 모든 요인(要因)이 상호연관(相互連關)을 갖고 복잡(複雜)하게 작용(作用)한 것으로 보며 더욱 죽림밀도(竹林密度)가 중용(重要)한 인자(因子)로 작용(作用)한 것같다.

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뽕나무 古條揷木의 發根에 關한 組織 및 生化學的 硏究 (Histological and Biochemical Studies on the Rooting of Hard-wood Cuttings in Mulberry (Morus species))

  • 임수호
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.1-31
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    • 1981
  • 뽕나무의 古條揷木에 있어서 不定根의 發根力과 가장 密接한 關係가 있다고 생각되는 要因으로서 揷穗의 組織學的인 差異와 生理作用에 重要한 役割을 하는 生長調節物質을 生物的으로 檢定하고, 그 物質의 作用과 糖類, C/N率, 核酸, 아미노酸等 含有物質이 뽕나무의 發根力과 어떤 關係가 있는지를 究明하기 爲한 試驗을 實施하여 다음과 같은 結果를 얻었다. 1. 뽕나무는 系統과 品種에 따라 그 發根力에 큰 差가 있었다. 發根력力이 가장 强한 系統은 M. Lhou(51.00%${\pm}$, 그 다음이 M. alba(37.27%${\pm}$47.59)이며, M. bombycis(31.25%${\pm}$29.11)가 가장 낮았다. 그리고 品種的으로는 檢持, 仲間木, 甲選, 薄葉魯桑이 發根力이 가장 强했고 改良鼠返, 荊桑, 鶴田이 가장 弱했다. 2. 古條揷木에 있어서 發根力과 密接한 關係가 있는 組織的인 差는 厚膜組織을 이루는 石細胞群의 配列狀態로서 發根力이 弱한 品種은 皮層內에 이 組織이 2~3層으로 連結되어 있었고, 發根이 强한 品種群은 連結되어 있지 않고 分散되어 적은 數가 존재하였다. 3. 根基組織과 發根力과의 關係는 發根力이 强한 品種일 수록 그 突出程度가 높은 正의 相關($r=0.78^*$)을 나타내었고, 原始木部의 長 및 幅과도 正의 相關($r=0.73^*$)이 認定되었으며, 皮目과는 가지 表面에 차지하는 面積이 클수록 間接的인 要因의 하나였다. 4. 揷穗에서 抽出한 生長調節物質을 綠豆 幼胚軸을 利用한 生物的 檢定結果 發根力이 强한 品種群에서는 全般的으로 發根을 促進하는 物質의 活性이 높았고 發根力이 弱한 品種群에서는 發根을 抑制하는 物質의 活性이 높은 傾向을 보였다. 5. 發根力이 强한 品種群에서 나타난 發根促進 物質로는 $R_f$ 0~0.1이 phenolic substance로 推測되는 物質이며 $R_f$ 0.3~0.5의 物質은 indole acetic acid이었고 $R_f$ 0.8~1.0은 indole acetic nitrile로 推定되는 生長促進 物質이었다. 6. 揷穗內 各 組織의 生長調節物質은 量的 또는 그들간의 均衡이 다르게 存在하는데 이들 物質은 相助的으로 作用하므로서 發根에 영향을 미치고 特히 冬芽로부터 下降하는 物質이 없으면 發根이 되지 않았는데 그 決定的인 作用時期는 揷木後 1週日間이었다. 7. 發根과 깊은 關係가 있는 揷穗內의 營養物質로서는 炭水化物 및 全糖의 含量이 發根과 各各 正의 相關($r=0.72^*$, $r=0.67^*$)이 認定되었으나 還元糖과는 負相의 相關($r=-0.75^*$)을 나타내었으며 澱粉과는 負의 傾向値를 나타내었다. 8. 發根에 關與하는 營養要素로서 C/N率은 높을수록 發根率이 높았는데($r=0.67^*$) 이것은 炭水化物 含量이 높은데 基因하였다. 9. RNA 및 DNA 含量과 發根力과의 關係는 揷水 當時에는 RNA 및 DNA 含量의 差異가 없었으나 揷水後 RNA의 含量은 發根力이 强한 品種群이 弱한 品種群에 比하여 2週間 顯著히 增加하는 傾向을 보였다. 10. 아니모酸과 發根力과의 關係는 發根力이 높은 品種群에서 aspartic acid 및 cystine의 含量이 높은 傾向을 보였다.

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대기오염집중측정소별 2013~2015년 사이의 PM2.5 화학적 특성 차이 및 유발인자 조사 (Difference in Chemical Composition of PM2.5 and Investigation of its Causing Factors between 2013 and 2015 in Air Pollution Intensive Monitoring Stations)

  • 유근혜;박승식;김영성;신혜정;임철수;반수진;유정아;강현정;서영교;강경식;조미라;정선아;이민희;황태경;강병철;김효선
    • 한국대기환경학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.16-37
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    • 2018
  • In this study, difference in chemical composition of $PM_{2.5}$ observed between the year 2013 and 2015 at six air quality intensive monitoring stations (Bangryenogdo (BR), Seoul (SL), Daejeon (DJ), Gwangju (GJ), Ulsan (US), and Jeju (JJ)) was investigated and the possible factors causing their difference were also discussed. $PM_{2.5}$, organic and elemental carbon (OC and EC), and water-soluble ionic species concentrations were observed on a hourly basis in the six stations. The difference in chemical composition by regions was examined based on emissions of gaseous criteria pollutants (CO, $SO_2$, and $NO_2$), meteorological parameters (wind speed, temperature, and relative humidity), and origins and transport pathways of air masses. For the years 2013 and 2014, annual average $PM_{2.5}$ was in the order of SL ($${\sim_=}DJ$$)>GJ>BR>US>JJ, but the highest concentration in 2015 was found at DJ, following by GJ ($${\sim_=}SJ$$)>BR>US>JJ. Similar patterns were found in $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$, and $NH_4{^+}$. Lower $PM_{2.5}$ at SL than at DJ and GJ was resulted from low concentrations of secondary ionic species. Annual average concentrations of OC and EC by regions had no big difference among the years, but their patterns were distinct from the $PM_{2.5}$, $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$, and $NH_4{^+}$ concentrations by regions. 4-day air mass backward trajectory calculations indicated that in the event of daily average $PM_{2.5}$ exceeding the monthly average values, >70% of the air masses reaching the all stations were coming from northeastern Chinese polluted regions, indicating the long-range transportation (LTP) was an important contributor to $PM_{2.5}$ and its chemical composition at the stations. Lower concentrations of secondary ionic species and $PM_{2.5}$ at SL in 2015 than those at DJ and GJ sites were due to the decrease in impact by LTP from polluted Chinese regions, rather than the difference in local emissions of criteria gas pollutants ($SO_2$, $NO_2$, and $NH_3$) among the SL, DJ, and GJ sites. The difference in annual average $SO{_4}^{2-}$ by regions was resulted from combination of the difference in local $SO_2$ emissions and chemical conversion of $SO_2$ to $SO{_4}^{2-}$, and LTP from China. However, the $SO{_4}^{2-}$ at the sites were more influenced by LTP than the formation by chemical transformation of locally emitted $SO_2$. The $NO_3{^-}$ increase was closely associated with the increase in local emissions of nitrogen oxides at four urban sites except for the BR and JJ, as well as the LTP with a small contribution. Among the meterological parameters (wind speed, temperature, and relative humidity), the ambient temperature was most important factor to control the variation of $PM_{2.5}$ and its major chemical components concentrations. In other words, as the average temperature increases, the $PM_{2.5}$, OC, EC, and $NO_3{^-}$ concentrations showed a decreasing tendency, especially with a prominent feature in $NO_3{^-}$. Results from a case study that examined the $PM_{2.5}$ and its major chemical data observed between February 19 and March 2, 2014 at the all stations suggest that ambient $SO{_4}^{2-}$ and $NO_3{^-}$ concentrations are not necessarily proportional to the concentrations of their precursor emissions because the rates at which they form and their gas/particle partitioning may be controlled by factors (e.g., long range transportation) other than the concentration of the precursor gases.

Bacillus sp.를 이용한 분뇨처리 (The Treatment of Night Soil using Bacillus sp.)

  • 염혜경;이은숙;이병헌;이민규;정일호;김중균
    • 생명과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.700-707
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    • 2002
  • 높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

Field Studios of In-situ Aerobic Cometabolism of Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons

  • Semprini, Lewts
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.3-4
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    • 2004
  • Results will be presented from two field studies that evaluated the in-situ treatment of chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) using aerobic cometabolism. In the first study, a cometabolic air sparging (CAS) demonstration was conducted at McClellan Air Force Base (AFB), California, to treat chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) in groundwater using propane as the cometabolic substrate. A propane-biostimulated zone was sparged with a propane/air mixture and a control zone was sparged with air alone. Propane-utilizers were effectively stimulated in the saturated zone with repeated intermediate sparging of propane and air. Propane delivery, however, was not uniform, with propane mainly observed in down-gradient observation wells. Trichloroethene (TCE), cis-1, 2-dichloroethene (c-DCE), and dissolved oxygen (DO) concentration levels decreased in proportion with propane usage, with c-DCE decreasing more rapidly than TCE. The more rapid removal of c-DCE indicated biotransformation and not just physical removal by stripping. Propane utilization rates and rates of CAH removal slowed after three to four months of repeated propane additions, which coincided with tile depletion of nitrogen (as nitrate). Ammonia was then added to the propane/air mixture as a nitrogen source. After a six-month period between propane additions, rapid propane-utilization was observed. Nitrate was present due to groundwater flow into the treatment zone and/or by the oxidation of tile previously injected ammonia. In the propane-stimulated zone, c-DCE concentrations decreased below tile detection limit (1 $\mu$g/L), and TCE concentrations ranged from less than 5 $\mu$g/L to 30 $\mu$g/L, representing removals of 90 to 97%. In the air sparged control zone, TCE was removed at only two monitoring locations nearest the sparge-well, to concentrations of 15 $\mu$g/L and 60 $\mu$g/L. The responses indicate that stripping as well as biological treatment were responsible for the removal of contaminants in the biostimulated zone, with biostimulation enhancing removals to lower contaminant levels. As part of that study bacterial population shifts that occurred in the groundwater during CAS and air sparging control were evaluated by length heterogeneity polymerase chain reaction (LH-PCR) fragment analysis. The results showed that an organism(5) that had a fragment size of 385 base pairs (385 bp) was positively correlated with propane removal rates. The 385 bp fragment consisted of up to 83% of the total fragments in the analysis when propane removal rates peaked. A 16S rRNA clone library made from the bacteria sampled in propane sparged groundwater included clones of a TM7 division bacterium that had a 385bp LH-PCR fragment; no other bacterial species with this fragment size were detected. Both propane removal rates and the 385bp LH-PCR fragment decreased as nitrate levels in the groundwater decreased. In the second study the potential for bioaugmentation of a butane culture was evaluated in a series of field tests conducted at the Moffett Field Air Station in California. A butane-utilizing mixed culture that was effective in transforming 1, 1-dichloroethene (1, 1-DCE), 1, 1, 1-trichloroethane (1, 1, 1-TCA), and 1, 1-dichloroethane (1, 1-DCA) was added to the saturated zone at the test site. This mixture of contaminants was evaluated since they are often present as together as the result of 1, 1, 1-TCA contamination and the abiotic and biotic transformation of 1, 1, 1-TCA to 1, 1-DCE and 1, 1-DCA. Model simulations were performed prior to the initiation of the field study. The simulations were performed with a transport code that included processes for in-situ cometabolism, including microbial growth and decay, substrate and oxygen utilization, and the cometabolism of dual contaminants (1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA). Based on the results of detailed kinetic studies with the culture, cometabolic transformation kinetics were incorporated that butane mixed-inhibition on 1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA transformation, and competitive inhibition of 1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA on butane utilization. A transformation capacity term was also included in the model formation that results in cell loss due to contaminant transformation. Parameters for the model simulations were determined independently in kinetic studies with the butane-utilizing culture and through batch microcosm tests with groundwater and aquifer solids from the field test zone with the butane-utilizing culture added. In microcosm tests, the model simulated well the repetitive utilization of butane and cometabolism of 1.1, 1-TCA and 1, 1-DCE, as well as the transformation of 1, 1-DCE as it was repeatedly transformed at increased aqueous concentrations. Model simulations were then performed under the transport conditions of the field test to explore the effects of the bioaugmentation dose and the response of the system to tile biostimulation with alternating pulses of dissolved butane and oxygen in the presence of 1, 1-DCE (50 $\mu$g/L) and 1, 1, 1-TCA (250 $\mu$g/L). A uniform aquifer bioaugmentation dose of 0.5 mg/L of cells resulted in complete utilization of the butane 2-meters downgradient of the injection well within 200-hrs of bioaugmentation and butane addition. 1, 1-DCE was much more rapidly transformed than 1, 1, 1-TCA, and efficient 1, 1, 1-TCA removal occurred only after 1, 1-DCE and butane were decreased in concentration. The simulations demonstrated the strong inhibition of both 1, 1-DCE and butane on 1, 1, 1-TCA transformation, and the more rapid 1, 1-DCE transformation kinetics. Results of tile field demonstration indicated that bioaugmentation was successfully implemented; however it was difficult to maintain effective treatment for long periods of time (50 days or more). The demonstration showed that the bioaugmented experimental leg effectively transformed 1, 1-DCE and 1, 1-DCA, and was somewhat effective in transforming 1, 1, 1-TCA. The indigenous experimental leg treated in the same way as the bioaugmented leg was much less effective in treating the contaminant mixture. The best operating performance was achieved in the bioaugmented leg with about over 90%, 80%, 60 % removal for 1, 1-DCE, 1, 1-DCA, and 1, 1, 1-TCA, respectively. Molecular methods were used to track and enumerate the bioaugmented culture in the test zone. Real Time PCR analysis was used to on enumerate the bioaugmented culture. The results show higher numbers of the bioaugmented microorganisms were present in the treatment zone groundwater when the contaminants were being effective transformed. A decrease in these numbers was associated with a reduction in treatment performance. The results of the field tests indicated that although bioaugmentation can be successfully implemented, competition for the growth substrate (butane) by the indigenous microorganisms likely lead to the decrease in long-term performance.

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해저준설토 사면에서 개량제 처리에 의한 한국들잔디 직파 지표고정 공법에 관한 연구 (Soil Surface Fixation by Direct Sowing of Zoysia japonica with Soil Improvement on the Dredged Soil Slope)

  • 정용호;이임균;서경원;임주훈;김정호;신문현
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.1-10
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    • 2011
  • 본 연구는 새만금방조제의 해저준설토 매립지반에서 한국들잔디(Zoysia japonica)에 의한 효율적인 지표고정 공법을 개발하기 위해 수행하였다. 관행적 방법인 줄떼붙이기 시공지(A처리구 : 해저준설토 위에 15cm의 일반 흙을 복토)를 대조구로 하고, 해저준설토와 토양개량제를 혼합한 처리구와 여기에 일반 흙을 추가로 혼합한 처리구 등 생육기반이 다른 3개의 처리구에 한국들잔디를 기계파종 하였다. 관행방식으로 처리한 대조구인 A는 일반 흙을 15cm나 복토한 상태에서 시공한 것임에도 피복률이 43%이었으나 해저준설토 개량처리구인 B(천층)와 C, D(심층) 처리구는 모두 100%로 피복률이 높게 나타났다. 생육상황 분석은 엽장, 엽폭, 뿌리길이에 대해 실시하였는데 토양개량 효과가 뚜렷하였다. 엽장은 대조구 A는 5.73cm, 천층처리구 B는 5.97cm로 유사하였으며, 심층처리구인 C와 D처리구는 27.42cm, 30.18cm로 높게 나타났다. 엽폭은 C와 D처리구가 각각 3.79mm, 3.49mm이었으며 천층처리구 B는 2.40mm, 대조구 A는 1.97mm에 그쳤다. 뿌리길이는 D, C, B처리구에서 각각 13.18cm, 12.20cm, 8.56cm이었으며 대조구 A는 9.38cm이었다. 식물체 내 양분 분석 결과 전질소를 비롯하여 다른 양분함량에 대해서도 토양개량 효과가 확인되었다. 전질소 함량은 심층개량구인 C처리구의 지상부가 1.014%로 가장 높았으며 D와는 근소한 차이를 보였고 천층개량구 B, 대조구 A처리구 순으로 나타났다. 질소는 식물의 생장에 가장 큰 영향을 하는 양분으로서 지상부 생육상황 조사결과와 일치하였으며 지하부는 D처리구가 0.892%, C > A > B처리구 순이었다. 뿌리생장에 중요한 기능을 하는 인산의 함량에 있어서는, C처리구의 지상부가 0.442%로 가장 높았으며 D > B > A 처리구 순으로 나타났고, 지하부는 D > C > A > B처리구 순으로 높게 나타나 전질소와 같은 경향을 보였다. 칼륨 함량은 지상부에서 C > D > B > A 순으로, 지하부에서는 D > C > B > A 순으로 나타나 전질소만큼의 차이는 아니지만 뚜렷한 토양개량 효과를 보였다. 나트륨은 칼슘과 더불어 간척지, 건조지 등에서 토양의 염분집적으로 식물생장에 장애를 일으키는 대표적인 염류로서 토양을 개량하지 않은 대조구 A에서 지상부의 함량이 월등히 높았다. 이에 반해 지하부의 함량은 나트륨, 칼슘 모두 모든 처리구에서 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 엽록소의 생성에 영향하는 마그네슘도 모든 처리구에서 유사한 수치를 나타냈는데 지상부는 0.226~0.237%, 지하부는 0.167~0.211%이었다. 이상과 같이 본 연구를 수행함으로써 해저준설토만의 생육기반에 일반 흙을 사용하지 않거나 최소화를 추구하면서 식재가 아닌 파종에 의한 지표고정공법을 개발하였다. 즉, 피복률은 물론 엽장, 엽폭, 뿌리길이 등 생장에서 심층개량구(C와 D)는 물론 천층개량구(B)도 관행방법이나 다른 집약관리 시험지에 비해 아주 우수한 것으로 나타났다. 단 C와 D 심층처리구는 수목식재기반까지 고려한 것이므로 잔디가 필요이상으로 생장한 것이다. 따라서 교목성 수목 식재를 고려하지 않고 지표고정만을 목적으로 한다면 B 처리구가 적합한 것으로 판단된다. 현재 방조제 사면에 대한 지표고정은 해저준설토 위에 산지채취토를 15~30cm 복토하고 한국들잔디(Zoysia japonica)를 평떼나 줄떼붙이기로 시공되어 있는데 특히 줄떼붙이기 시공지의 경우 피복속도가 예상보다 더디고 잡초와의 전쟁을 하고 있으며, 더욱이 일부 구간에는 2종의 녹화매트류가 시험적 규모로 시공된 상태이나 1년도 못되어 완전히 고사하는 등 충분한 지표고정 효과를 보지 못하고 있다. 일반 흙을 전혀 사용하지 않거나 적은 양을 사용하면 훼손산지가 줄게 됨으로 자연을 보호하고 보전하는 효과와 가치는 헤아릴 수 없을 정도로 지대하다고 생각한다. 따라서 관행적으로 시공하고 있는 현행의 지표고정공법은 바꾸어야 할 필요가 있으며, 본 연구결과가 널리 활용되기를 기대한다.

수치모델을 이용한 해상어류가두리양식장의 환경관리 방안 (Environmental Management of Marine Cage Fish Farms using Numerical Modelling)

  • 권정노;정래홍;강양순;안경호;이원찬
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제10권4호
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    • pp.181-195
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    • 2005
  • 해상어류가두리양식장의 양식 활동이 해양환경에 미치는 영향을 파악하기 위해 통영주변의 해상어류가두리양식장(Site A)에서 해수유동, 퇴적물, 저서동물 및 트랩 등의 현장조사와 수치모델-DEPOMOD를 이용하여 가두리양식장의 고형물 침강량 예측과 적정 고형물 침강량 산정으로 해상가두리양식장의 환경관리 방안을 제시하였다. 조사대상인 Site A 해상어류가두리양식장의 입식 어종은 common sea bass(Lafeolabrax japonicus), red seabream(Pagrus major), striped breakperch(Oplegnathus fasciatus) 등 4종이고, 입식량은 227,800미 (23.1MT) 였다. 가두리양식장의 입식밀도는 $43.0kg\;m^{-2}(6.1kg\;m^{-3})$ 이고, 사료투여 량은 $30.8g\;kg^{-1}day^{-1}(1.32kg\;m^{-2}day^{-1})$ 이였다. Site A 가두리양식장 중심의 저층 퇴적물의 ORP, AVS, COD, 탄소 및 질소 농도는 각각 -334.6mV, $0.43mg\;g^{-1}dry,\;17.75mg\;g^{-l}dry,\;10.19mg\;g^{-1}dry$$3.49mg\;g^{-1}dry$ 였다. 저서동물은 Capitella capitata가 $57.8\%$로 우점하였고, Infaunal Trophical Index(ITI)는 가두리 가장자리에서 20m 거리 내까지 20 이하로 나타났다. 트랩조사 결과 Site A의 고형물 침강량은 0m에서 $34,485g\;m^{-2}yr^{-1}$, 42m지점에서 $18,915g\;m^{-2}yr^{-1}$침강하는 것으로 나타났다 모델 예측 결과 Site A의 사료 미섭이율은 $40\%$, 연간 고형물 침강량은 63,401 kg으로 연간 사료 급이량의 $24.4\%$이고, 고형물 침강 면적은 $8,450m^2$으로 가두리 시설 면적의 16배인 것으로 예측되었다. ITI와 저서동물의 풍도를 통한 Site A의 지속 가능한 고형물 침강량은 $10,000g\;m^{-2}yr^{-1}$ 이하 인 것으로 예측되었다. 가두리양식장에서 고형물 침강량의 주 요인은 높은 미섭이율이고, 고형물 침강량을 최소화 하기 위해서는 사료 섭이효율을 높여주어야 한다. 모델에 따르면 미섭이율을 $40\%$에서 $10\%$로 줄이면 고형물 침강량이 1/2 수준으로 감소되는 것으로 예측되었고, 습사료, 생사료의 사용 대신에 배합사료(EP)를 사용할 경우 $57\%$정도 침강량이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 가두리양식장의 허가면적에 대한 시설 면적비는 $5\%$미만이 적정한 것으로 판단된다.

토양(土壤)의 화학적(化學的) 성질(性質)과 임목생장(林木生長)과의 관계(關係) (Relation between Chemical Properties of Soil and Tree Growth)

  • 정영관;홍병화;김종만
    • 한국산림과학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.10-20
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    • 1980
  • 본연구(本硏究)는 토양(土壤)의 이화학적성질(理化學的性質)이 임목생장(林木生長)에 미치는 영향(影響)의 정도(程度)를 구명(究明)하여 적지(適地) 적수조림(適樹造林), 삼림생산예측(森林生産豫測) 등 합리적(合理的)인 임업경영(林業經營)을 유도(誘導)하고져 실시(實施)되었다. 대상수종(對象樹種)은 편백나무림(林) 78 plots를 선정(選定)하였다. 조사분석(調査分析)된 토양(土壤)의 이화학적성질(理化學的性質)은 토양(土壤)pH, 치환(置換)pH, 유기물(有機物), 전질소(全窒素), 유효(有效)$P_2O_5$, 치환성(置換性)$H^+$, 염기총량(塩基總量) 및 염기포화율(塩基飽和率)이며 흉고직경(胸高直徑), 수고(樹高) 및 재적생장량(材積生長量)을 외적기준(外的基準)으로 하였다. 측정치(測定値)의 통계적(統計的) 분석(分析)은 내부상관행열(內部相關行列), 중상관계수(重相關係數), 중회귀계수(重回歸係數), 편상관계수계산(偏相關係數計算) 과정(過程)으로 실시(實施)되어졌으며 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 토양(土壤)의 이화학적성질(理化學的性質)과 편백나무 흉고직경생장량(胸高直徑生長量)과의 회귀관계(回歸關係)에서 중상관계수(重相關係數)는 .364로서 추정효율(推定效率)이 낮았다. 그러나 염기총량(塩基總量), 토양(土壤)pH 그리고 염기포화율(塩基飽和率)은 임목생장(林木生長)에 기여(寄與)하고 있는 인자(因子)로 나타났다. 2. 수고생장량(樹高生長量)과 토양성질(土壤性質)과의 중상관계수(重相關係數)는 .443이며 관여인자(關與因子)는 흉고직경(胸高直徑)에 대(對)한 경우와 유사(類似)한 경향(傾向)을 나타내었다. 3. 재적생장량(材積生長量)과의 관계추정효율(關係推定效率)은 극(極)히 낮으나 염기총량(塩基總量)이 편백나무의 재적생장(材積生長)에 관여(關與)하는 인자(因子)로 나타났다. 따라서 편백나무생장(生長)에 관여(關與)하는 인자(因子)는 염기총량(塩基總量), 토양(土壤)pH, 염기포화율순(塩基飽和率順)이며, 토양(土壤)의 이화학적성질(理化學的性質)에 의(依)한 재적생장량(材積生長量) 추정효율(推定效率)은 극(極)히 낮으나 무입목지(無立木地)의 조림지(造林地) 선정(選定) 등에는 유용(有用)할 것으로 판단(判斷)된다.

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목질칩의 축분뇨 정화재로의 이용 (Utilization of Wood Chips for Disposing of Swine Manure)

  • 최인규
    • 한국환경농학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.203-210
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    • 2001
  • 숲가꾸기사업 등의 산림사업에 의하여 발생하는 미이용 산림자원의 고부가가치로의 이용을 위하여 유효 세립 목질칩을 제조하여 목질칩의 특성, 분뇨처리 선능, 정화조 적용시험 및 제반 조건 탐색 및 제작을 시도하였다. 시판중인 일본산 삼나무칩으로 제조된 바이오클러스터는 공극율, 수분보유율, 투수계수가 우수하고, 열수추출물함량이 적고 셀룰로오스함량이 상대적으로 높게 나타났으며 해부학적 특성에서 방사단면 유연막공의 화학적 처리 흔적은 없으며 삼나무칩과 비교시 횡단면 가도관의 세포막이 얇고 공극이 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 돈분뇨 정화용 적정 목질칩 크기는 10 (길이) ${\times}$ 5 (너비) ${\times}$ 2 (두께) mm이였으며 소나무 및 현사시외 전셀룰로오스함량이나 열수추출물함량이 바이오클러스터에 근접하였다. 처리과정에서 돈분뇨는 만재 (晩材)보다는 조재 (早材)의 세포내강에 충전되어 있으며 목질칩의 표면층에서는 세포막이 미생물 공격에 의하여 파괴된 흔적이 있었으나 장기간 사용이 가능한 것으로 추정되었다. 목질칩 종류별 돈분뇨 분해능에서 소나무 > 잣나무 > 삼나무 순으로 나타나 소나무 또는 잣나무 무처리 목질칩이 돈분뇨 분해용 정화조 사용에 적당한 것으로 판단되었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 분해는 시간별로 일정하게 분해량을 유지 ($15{\sim}16$ g/시간/kg칩)하며 잣나무 1톤 칩 이용시 일일 돈분뇨 분해량은 390 kg (약 70두 분량)이였다. 목질칩에 의한 돈분뇨 장기처리시 40일간 처리 목질칩은 전질소함량이 안정화되었고 pH도 적정 수준이나 칼슘, 인, 칼륨, 나트륨 등이 초기 칩과 비교하여 $31{\sim}118$배 이상 축적되며, 처리칩은 흑갈색을 띄며 냄새가 없었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 계절별 처리시 동절기에도 정화조 내부온도 $43^{\circ}C$ 이상을 유지하며 발효가 정상적으로 진행되나 분뇨의 점도 및 pH 상승으로 기포가 발생하므로 대형정화조 제작시 송풍 및 기포처리장치 필요를 확인하였다. 최적 목질칩과 돈분뇨 투입 비율은 $1:2{\sim}1:3$이며, 1:3비율이상에서 혐기화로 인한 암모니아가스 악취 발생, 시간당 3분 교반시 제일 양호한 분해능을 나타냈다.

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논 생태 증진을 위해 설치된 둠벙의 물리.화학적 및 생물학적 특성 (Physicochemical and Biological Properties of Constructed Small-scale Ponds for Ecological Improvement in Paddy Fields)

  • 김재옥;신현상;유지현;이승헌;장규상;김범철
    • 생태와환경
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    • 제44권3호
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    • pp.253-263
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    • 2011
  • 본 연구는 인공 조성된 둠벙의 물리 화학적 및 생물학적 특성을 분석하여 둠벙의 복원 및 관리를 위한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구로 다음과 같은 결론을 도출하였다. 연구대상지 둠벙의 면적은 4.6~14.1 $m^2$였으며 모양은 원형과 사각형 모양이 대부분이었다. 조사 둠벙 중 가장 자리에 석축이나 목축을 두르지 않은 둠벙들은 주변 둑이 매몰되어 수심이 얕아져 둠벙의 기능을 잃을 수 있다. 따라서 지속적인 둠벙 기능 유지를 위해서는 주변에 석축이나 목축 등을 둘러 매몰되는 것을 방지할 필요가 있다. 연구대상지의 수질환경은 COD, TN, TP의 경우 농업용수 기준을 초과한 수질등급을 보였으며 특히 TN의 농도는 평균 8.03 mg $L-1$로 농업용수 수질기준을 약 8.0배를 초과하는 농도분포를 보였다. 조사지역 둠벙의 질소농도가 높은 원인으로는 홍성지역의 높은 축산 밀도, 농경지 주변 산재해 있는 축사 시설과 축산폐수를 이용한 저장 액비 사용에 의한 것으로 판단된다. 오히려 농촌지역에서 둠벙과 같은 작은 저류지가 하천으로 유출되는 영양물질을 저감시켜 주는 소규모 침전지 역할도 할 수 있을 것으로 사료된다. 연구대상지 둠벙의 평균적인 모래함량, 유기물 함량, 유효인산 함량은 각각 53.4${\pm}$16.6%, 21.8${\pm}$9.74 g $kg^{-1}$, 12.8${\pm}$7.59 mg $kg^{-1}$로 나타났다. 둠벙의 토양 특성 조사결과 모래함량과 유효인산 농도는 둠벙 안정화를 위한 식생정착에 적합한 농도분포였으나 신규로 조성된 5곳의 둠벙에서는 유기물 함량이 높지 않아 식생 정착에 다소 시간이 소요될 것으로 판단된다. 연구 대상지 둠벙의 어류상은 붕어, 미꾸리, 미꾸라지, 드렁허리 4종이 출현하였으며 군집구조 분석결과 군집 안정도와 다양도 지수가 불량하게 나타났다. 이와 같이 단순한 어류상 구조는 둠벙이 주변 하천과 고립된 구조를 가지고 있기 때문에 논과 정수지역, 농수로 등 연중 수위와 환경변화가 큰 환경에 적응한 어종들만이 서식할 수 있기 때문으로 판단된다. 요인분석에서 도출된 요인점수(Facter score)를 바탕으로 조사한 둠벙을 구분한 결과, 요인점수 1에서 양의 값을 보이는 둠벙은 다른 둠벙에 비해 둠벙의 크기가 큰 것들로 구성되었으며 (Group I), 요인점수 2에서 양의 값을 보인 Group III은 다른 둠벙에 비해 유기물 농도가 높은 둠벙들로(S5, S6) 구성되었다(Fig. 4). 본 연구를 바탕으로 향후 농촌지역 둠벙의 복원 및 효율적 관리를 위해서는 둠벙과 주변하천과의 연계성, 둠벙의 크기를 비롯한 구조적 특성을 잘 고려해야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서 거론하지 못한 둠벙 용수의 유 출입량, 둠벙 수체내 먹이 연쇄 구조 등 세부적인 부분에 대한 연구를 추가적으로 진행해야 할 것으로 판단된다.