• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.52-52
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• 2022

Recently, PE (polyethylene) film has been used increasingly in com cultivation. However, PE films often cause soil and environment contamination. In order to reduce this problem, many researches have been carrying out studies on biodegradable films (BF) that are easily decomposed by soil microorganisms. Therefore, this study was conducted to determine which BF is optimal for growth and yield of com crops while also having the highest rates of film decomposition. BFs Farmsbio (Farm Hannong), Heulgro Film (Sejin Bio), Vonto Film (Eco-Hansung) as well as a selected PE film were used in this study. For the control, we used crops grown without any kind of mulching. Experimental fields were fertilized according to conventional cultivation methods, tilled, and then covered by either BF or PE. After 1 week, com (cv. MIBECK2ho) at the 3-leaf stage (16 days after seeding) was transplanted. Plant height was measured at 18 and 32 days after transplanting and heading stages. Yield components and yield were also measured at harvest. In addition, pH, EC, and decomposition and light transmittance levels of films were investigated during the experimental period. Daily average temperature, relative humidity and organic matter in soils were also measured during the experimental period. There was no significant difference in plant height, heading date, and silking between crops with BFs and PE, but the crops grown with BFs and PE films reached higher growth parameters in a shorter amount of time than the crops in the non-mulching control. Additionally, there were no significant differences in yield components such as length of ears, ear width, ear weight, and yield in crops that were grown using films or crops in the control plot. Light transmittance and decomposition levels of films generally increased with time after transplanting, and was highest in the Heulgro film than other BFs. Soil pH and organic matter in crops using BFs and PE films were significantly higher than in the control plot at 99 and 113 days after transplanting. In general, the EC contents in the control plot was lower than in crops using BFs and PE films. The average daily moisture in soil was higher when BFs and PE films were used than in the control plot. However, the daily average soil temperature was higher in crops using BFs and PE films than in the control plots at the beginning of the experimental period, but there was no consistent difference in soil temperature towards the later part of the experimental period. Therefore, the BFs used in this study were shown to be helpful without causing negative impacts on the growth and yield of com.

• 한국환경과학회지
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• 제29권6호
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• pp.659-672
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• 2020

Water and sediment qualities were investigated in the Oncheon Stream and at the Wondong bridge of the Suyoung River, during the summer rainy season, 2019. Dissolved oxygen (DO) showed the lowest levels at 4.7 and 5.0 m/L, and biogeochemical oxygen demand (BOD) showed the highest at 5.3 mg/L downstream where the tributary flows into the main river. Chemical oxygen demand (COD) increased from 2.0 to 5.9 mg/L on average as it flowed downstream, The COD/BOD ratio decreased gradually as it flowed downstream, reaching 1.0. However, COD/BOD ratio at the Wondong bridge was 5.8-22.2, indicating that easily biodegradable and non-biodegradable organic matter flows into the Oncheon Stream and Suyoung River, respectively. Total nitrogen (T-N) / total phosphorus (T-P) ratio tended to decrease from 72 to 21 as it flowed downstream, measuring 71 to 86 at the Wondong bridge. The water quality index (WQI) generally improved better than grade IV after heavy rainfalls. However, DO and T-P were the parameters that deteriorated the WQI. Ignition loss (IL), COD, T-N, and T-P of sediments had distribution of 1.44 ± 1.01%, 0.35 ± 0.16%, 43 ± 63 mg/kg, and 10.9 ± 21.9 mg/kg, respectively. These were several times lower than the annual averages of IL, T-N, and T-P in 2017 before the dredging project was conducted in the first half of 2018.

• 한국환경과학회지
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• 제28권11호
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• pp.983-991
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• 2019

This study investigated the use of a hydroxyl-radicals-generated microbubble/catalyst (MB/Cat) system for removing organic pollutants, nitrogen, and phosphorous from liquid fertilizer produced by livestock wastewater treatment. Use of the MB/Cat system aims to improve the quality of liquid fertilizer by removing pollutants originally found in the wastewater. In addition, a reduction effect has been reported for antibiotics classified as representative non-biodegradable matter. Samples of liquid fertilizer produced by an aerobic biological reactor for swine wastewater treatment were first analyzed for initial concentrations of pollutants and antibiotics. When the MB/Cat system was applied to the liquid fertilizer, TCOD, TOC, $BOD_5$, and $NH_3-N$, and $PO_4-P$ removal efficiencies were found to be approximately 52%, 51%, 30%, 21%, and 66%, respectively. Additionally, Amoxicillin hydrate was removed by 10%, and Chlortetracycline HCl and Florfenicol were not present at detectable levels These findings confirm that the MB/Cat system can be used with livestock wastewater treatment to improve liquid fertilizer quality and to process wastewater that is safe for agricultural re-use.

• 대한환경공학회지
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• 제32권3호
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• pp.256-263
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• 2010

본 논문은 염분농도가 호기성 생분해도에 미치는 영향을 파악하고, 그 결과를 수산물 가중 폐수 처리 위한 기초자료로 사용하기 위하여 수행되었다. $Cl^-$농도(1,400~18,000 mg/L)에 따른 유기물 제거효율 검토결과, $Cl^-$ 6,000 mg/L 이하에서 미생물들은 염분에 적응하였으나 $Cl^-$ 12,000 mg/L 이상에서는 반응시간이 길어져도 처리효율이 개선되지 않는 것으로 조사되었다. 생물학적 분해불가능한 용존성 유기물 함유계수 $Y_I$와 미생물 신진대사에 의한 inert 물질 생성계수 Yp는 염분농도가 증가할수록 증가하였으며, $Cl^-$ 농도(0~18,000 mg/L)에 따른 용존성 유기물 비율은 10.8~13.1%로, 미생물 신진대사에 의한 inert 물질 생성비율은 7.0~24.6%로 조사되었다. $NH_3$-N 제거효율은, 원폐수는 HRT 18 hr에서 96.2%의 제거효율을 보였으나, $Cl^-$ 6,000 mg/L, HRT 22 hr에서 96.5%, $Cl^-$ 12,000 mg/L, HRT 30 hr에서 90.2%, $Cl^-$ 18,000 mg/L, HRT 45 hr에서 90.3%의 제거효율을 나타내, 질산화 과정이 유기물 제거 보다 염분농도에 더 민감한 것으로 조사되었으며, 폐수내 $Cl^-$ 6,000 mg/L 이상부터는 $NO_2$-N에서 $NO_3$-N로의 전환율도 낮게 조사되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.23-29
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• 2006

Biosorption technology was used to remove hazardous materials from wastewater, herbicide, heavy metals, and radioactive compounds, based on binding capacities of various biological materials. Biosorption process can be explained by two steps; the first step is that target contaminants is in contact with microorganisms and the second is that the adsorbed target contaminants is infiltrated with inner cell through metabolically mediated or physico-chemical pathways of uptake. Until recently, no information is available to explain the definitive mechanism of biosorption. The purpose of this study is to evaluate biosorption capabilities of organic matters using activated sludge and to investigate affecting factors upon biosorption. Over 49% of organic matter could be removed by positive biosorption reaction under anoxic condition within 10 minutes. The biosorption capacities were constant at around 50 mg-COD/mg-MLSS for all batch experiments. As starvation time increased under aerobic or anaerobic conditions, biosorption capacity increased since higher stressed microorganisms by starvation was more brisk. Starvation stress of microorganisms was higher at aerobic condition than anaerobic one. As temperature increased or easily biodegradable carbon sources were used, biosorption capacities increased. Consequently, biosorption can be estimated by biological -adsorbed capability of the bacterial cell-wall and we can achieve the cost-effective and non -residual denitrification with applying biosorption to the bio-reduction of nitrate.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.207-215
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• 2023

농업 현장에서 많이 사용되고 있는 생분해성 멀칭필름 2종(BFI, BFII)이 토양환경과 동계작물인 양파(Allium cepa L.)의 생육과 수량에 미치는 영향을 무처리(NM)와 PE필름(PEF)과 비교하기 위하여 수행되었다. 1. 생분해 필름은 150일 차부터 필름 표면의 붕괴가 모두 육안상 관찰되었다. 2. BFII 자재 내 투광률은 150일 차부터 증가하였고, 180일차 이후에는 중량 유지율이 90% 이하로 가장 낮게 나타났고, 경운 후 분해율도 가장 빨랐다. 3. 토양수분함량은 NM 처리구에서 -14 kP~0 kPa까지 가장 변동 폭이 컸고 토양 최소온도는 BFI 처리구에서 가장 높게 유지되었다. 4. 토양 유기물 함량은 멀칭구에서 낮은 수준을 보였고, 토양 내 무기성분 및 용적밀도, 세균 수는 처리 간에 통계적으로 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 5. 양파의 뿌리신장은 생육 초기인 60일 차까지는 PEF와 BFI 처리에서 증가 폭이 컸고 줄기는 150일 차부터 PEF와 BFI에서 가장 많이 신장되었다. 6. 180일 차에 양파의 직경과 길이 및 무게, 그리고 도복율도 PEF와 BFI에서 가장 높은 수준을 보였다. 7. 230일 차에 양파 구근을 크기별로 분류한 결과, 양파 "특"의 수량은 BFI 처리에서 ha당 55.3톤으로 가장 많아 상품성이 높았고, PE (49.3톤), NM (9.4톤), BFII (2.7톤) 순으로 조사되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권5호
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• pp.290-303
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• 2003

현대 농업은 과도한 인구 증가에 따른 필요한 식량을 충족하기 위해 화학비료에 많이 의존하고 있다. 이는 농작물의 집약적인 경작으로 인해 토양의 중요 식물영양소가 점차 고갈되고 유기물 함량이 낮아진 토양에서 양분을 공급하기 위해 화학비료를 많이 사용하기 때문이다. 그러나 화학비료의 무분별한 사용은 화학비료의 가격상승과 더불어 화석연료의 소모를 늘리며, 심각한 환경오염을 일으키게 되었다. 따라서, 현재 세계가 주목하고 있는 새로운 방안은 농업 환경을 유지시키는 토양에 인산과 질소를 높이는 bacteria, fungi, algae와 같은 미생물의 접종과 함께 유기물 비료를 시비함으로서 화학 비료의 효능을 증가시키거나 화학비료의 대체 영양분으로 이용하는 것이다. 이러한 미생물비료 중 Azospirillum은 식물뿌리에 군집화 함에 있어 기주 식물에 특이성이 없으며, 넓은 범위의 pH 환경과 질소화합물이 존재하는 환경에서도 질소고정이 가능하다. Azospirillum 균 접종은 10-25%의 수확량 증가를 나타냈으며 질소비료시비를 25% 절감시키는 효과를 나타내었다. 질소고정 외에 Azospirillum은 뿌리의 생육을 증가시켜 무기양분과 수분의 흡수를 증가시킨다. 또한, Azospirillum은 식물 생장 호르몬을 생성하여 뿌리호흡 및 물질대사와 뿌리의 생장 및 활력을 높이고 polyhydroxybutyrate를 생성 이용하여 thermosplastic을 분해할 수 있다고 보고되고 있으며, 이러한 Azospirillum의 호르몬 생성 및 질소 고정 효능을 증대 향상시키기위해 많이 연구되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 친환경농업을 위한 유용미생물로써 Azospirillum의 효율적 가치를 평가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.959-970
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• 2000

본 연구는 실험실 규모의 침지형 막분리 활성오니법을 이용하여 생물 대사 성분이 막투과 유속에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. SMP와 분리막의 fouling과의 관계를 살펴보기 위해 연속 실험과 회분 실험으로 나누어 운전하였다. 합성 폐수로는 단일 탄소원으로서 phenol을 사용하였다. 생물 반응조의 체류 시간과 MLSS농도는 각각 12hr과 9.000mgVSS/L로 유지하였다. 연속 장치에 있어서 회분 여과 실험을 통해 SMP농도가 증가할수록 막투과 유속은 감소하였고, cake와 gel층이 형성을 증가시켰다. Cake의 저항은 $2.9{\sim}4.0{\times}10^{10}$으로 측정되어 다른 여과 저항보다 막투과 유속의 감소에 중요한 영향을 나타냈다. 회분 페놀 분해 실험에서 SMP종들 중에 $SMP_{nd}$와 $SMP_{e}$가 난분해성 고분자 물질로서 막투과 감소에 중요한 역할을 하였다. 또한, SMP농도는 막투과 유속의 감소에 대한 HRT의 증가로서 생물 반응조 내에 축적되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.474-481
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• 2012

1975년부터 2011년 11월까지 37년간의 한강 본류의 유기오염물질의 장기변동을 평가하기 위하여 BOD와 COD 항목에 대해 서울시 보건환경연구원 분석 자료와 환경부의 연간평균자료를 이용하여 비교하였다. 한강본류의 유기물질 비교지점은 상수원인 팔당댐(PD)을 기점으로 구의(KU), 잠실(JS), 뚝도(DD), 보광(BK), 노량진(NR), 영등포(YD), 가양(GY) 등 총 8개 지점을 선정하였다. 한강 본류의 연평균 BOD는 상류인 팔당댐에서 하류인 가양지점으로 유하하면서 증가하였다. 연도별로는 1984년에 최고치를 나타낸 후 점차 감소하기 시작하여 팔당댐에서 뚝도까지는 하천의 생활환경기준 1b인 '좋음'을 유지하고 있었다. 하류인 보광~가양구간은 II등급 수준을 유지하는 것으로 나타났다. 반면 연평균 COD의 농도는 BOD와 달리 1992년에 최저치를 나타낸 후 1993년부터 증가하는 경향을 나타내었다. 현재는 팔당댐, 잠실, 뚝도는 1b인 '좋음', 구의, 보광, 영등포는 II등급인 '약간좋음', 노량진과 가양은 III등급인 '보통'을 유지하고 있었다. 37년간 생분 해성 유기물의 지표인 BOD의 경우 꾸준히 감소($r^2$=0.646)하고 있고 총 유기물을 대표할 수 있는 COD농도도 감소추세($r^2$=0.260)를 유지하는 것으로 나타났다. 반면 팔당댐의 경우 1990년대 이후부터는 BOD는 감소 추세를 유지하고 있으나 COD농도는 1991년 $1.7mg\;L^{-1}$ 이후 2011년 $3.9mg\;L^{-1}$으로 약 2배 이상 증가추세를 보이고 있는 것으로 확인되어 팔당댐 수계내의 난분해성 물질에 대한 체계적인 관리가 필요할 것으로 사료된다. 계절별 BOD, COD농도는 봄>겨울>여름, 가을 순으로 높았으며 시계열 자료분석을 통해 12개월 주기로 강한 상관관계가 있고 장기간에 걸쳐 주기성이 나타나고 있음을 확인하였다. 팔당댐 방류량이 많을수록 한강본류의 BOD와 COD농도는 낮아지는 경향을 나타내고 적을수록 높아지는 경향을 보이고 있다. 따라서 한강수질관리에 있어 팔당댐 방류량의 유기적 조절이 필요한 것으로 사료된다. 비록 1975년부터 2011년까지의 한강본류의 BOD의 장기 변동만 고려할 때 한강수질이 나아지기는 했으나 팔당댐 COD는 상대적으로 증가하고 있으므로 수질이 개선되었다고 보기에는 무리가 있다. 따라서 고도하수처리 시설 등 수질개선을 위한 시설 확충과 비점오염원 원인분석 및 저감 대책과 더불어 주변 환경 및 각종 요인을 정확히 분석하고 총체적인 검토가 이루어져야 할 것으로 보이고 앞으로의 수질정책에 있어 중요한 요소라고 생각된다.