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국내산 벤토나이트에 대한 응용광물학적 특성 평가 (II): 광물학적 특징, 체표면적 및 유변학적 특성과 그 연계성 (Applied-Mineralogical Characterization and Assessment of Some Domestic Bentonites (II): Mineralogical Characteristics, Surface Area, Rheological Properties, and Their Relationships)

  • 노진환;유재영;최우진
    • 한국광물학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.33-47
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    • 2003
  • 국내산 벤토나이트의 유변학적 특성과 그 규제 요인을 파악하기 위해서 각종 응용광물학적분석과 체표면적, 입도분포, 팽윤도 및 점성도를 측정하였다. 비교적 저품위(몬모릴로나이트 함량:30∼75 wt%)를 이루는 국내산 Ca-형 벤토나이트들은 2∼4 $\mu\textrm{m}$의 입도를 갖고 대부분 반자형의 엽상 결정체를 이룬다. 현탁액 상에서 벤토나이트 광물성분들의 입도 분포는 대체로 10∼100 $\mu\textrm{m}$ 범위에서 높은 빈도를 보이고 전체적으로는 다소 복잡한 이중적인 분포양상을 나타낸다. 이 같은 양상은 제올라이트질 벤토나이트에서 보다 심하게 나타난다. 이 벤토나이트들의 EGME 체표면적은 $269∼735\m^2$/g의 값의 범위를 갖는 것으로 측정되었다 이 체표면적 값은 몬모릴로나이트의 함량, 수분함량 및 CEC 수치와 대체로 정비례하는 관계를 나타낸다. 제올라이트질 벤토나이트가 제올라이트를 함유하지 않는 것보다 전반적으로 약간 높은 체표면적 갈을 갖는다. 국내산 벤토나이트들은 전반적으로 낮은 팽윤도와 점성도를 나타낸다. 2∼5 wt%의 $Na_2$$CO_3$첨가에 의해서 유발된 국내산 벤토나이트들의 팽윤도 향상 최대치는 몬모릴로나이트의 함량과 불순물, 특히 제올라이트의 함유정도에 따라 250∼500%수준인 것으로 측정되었다. Na치환능력이 강한 제올라이트를 함유하는 벤토나이트의 팽윤도 향상에는 좀더 많은 양의 $Na_2$$CO_3$가 소요된다 점성도에 있어서는 장석의 함량이 높고 상대적으로 낮은 입도와 결정도를 갖는 벤토나이트들이 비교적 높은 수치를 보이는 경향이 있다. 또한 현탁액의 pH가 상대적으로 높은 수치를 보이는 시료들이 대체로 점성도가 높은 것으로 나타난다. 그렇지만 벤토나이트의 주요한 유변학적 특성들인 팽윤도와 점성도는 몬모릴로나이트의 함량이나 평균 분산입도와는 뚜렷한 일률적인 상관관계를 보이지 않는 것으로 나타난다. 이에 비해서 팽윤도는 벤토나이트의 광물조성, 표면전하 특성, 입도 및 형상 등의 물리화학적 성향을 포괄하는 체표면적 수치와 대략적으로 반비례적인 관계를 보인다 따라서 벤토나이트 현탁액에서의 유변학적 특성은 몬모릴로나이트의 표면전하 특성, 형태, 입도 및 조직 등의 차이에 의해서 달라지는 점토 입자들의 응집특성 및 취합결정체의 형상에 주로 규제되고, 제올라이트와 같은 미세한 불순 광물성분들의 영향도 부수적으로 관여되는 복합적인 성향인 것으로 해석된다.

제주도 서귀포지역 천연탄산수의 기원과 수리화학특성 (Origin and Hydrochemical Characteristics of Natural Carbonated Water at Seoqwipo, Jeju Island)

  • 정찬호;이용천;이유진;최현영;고기원;문덕철;정차연;조시범
    • 지질공학
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    • 제26권4호
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    • pp.515-529
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    • 2016
  • 본 연구에서는 제주 서귀포지역에서 산출되는 온천수 2지점과 탄산수 2지점에 대한 화학성분, CFCs (Chlorofluorocarbons) 동위원소, ${\delta}^{18}O$, ${\delta}D$, ${\delta}^{13}C$ 동위원소, 영족기체(He, Ne) 동위원소 분석을 통하여 탄산온천수와 탄산수의 수리화학적 특성, 생성연령, 영족기체의 기원과 $CO_2$ 가스의 기원을 해석하였다. 연구지역의 탄산수의 pH는 6.21~6.84의 범위의 약산성과 매우 높은 전기전도도 값($1,928{\sim}4,720{\mu}S/cm$)의 특성을 보인다. 화학적 유형은 $Mg(Ca,Na)-HCO_3$ 내지는 $Na(Ca,Mg)-HCO_3$ 유형을 보인다. 환경추적자인 CFCs 농도를 이용하여 지하수 연령측정결과, 탄산수는 약 47.5~57.2년, 지하수는 약 30.3~49.5년으로 추정되었다. 탄산수의 ${\delta}^{13}C$값은 -1.77~-7.27‰의 범위를 보여 $CO_2$ 가스의 기원은 심부기원과 일부 심부-무기기원의 혼합 기원으로 도시되었지만, 영족기체 조성비($^3He/^4He$, $^4He/^{20}Ne$)에서 헬륨가스가 심부기원의 농도가 절대적으로 높은 값을 보여 화산활동과 관련한 심부 마그마 기원임을 보여준다.

혼합발효 유기질비료의 제조과정 중 비료 특성 변화 및 상추 생육에 미치는 영향 (Change in Fertilizer Characteristics during Fermenting Process of Organic Fertilizer and Effect on Lettuce Growth)

  • 안난희;이상민;오은미;이초롱;공민재
    • 유기물자원화
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    • 제28권3호
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    • pp.27-36
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    • 2020
  • 본 연구는 수입유박 대체 자재 개발을 위해 국내 유기자원을 배합하여 발효하는 과정에서 무기성분과 미생물수의 변화를 조사하여 혼합발효 유기질비료의 특성을 구명하고, 제조된 혼합발효 유기질비료의 기존 혼합유박 대체 가능성을 검토하고자 상추 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 국내 부산물 자원 미강, 주정박, 참깨박, 어분, 버섯폐배지 등 5종을 혼합비율별로 혼합하고 수분함량 30%, 밀봉조건에서 90일간 발효과정 중의 성분을 분석하여 기존 혼합유박 성분함량 기준에 적합한 혼합발효 유기질비료를 제조하였다. 발효 90일 동안 비료의 pH 변화는 적으며, 수분함량은 발효 60일까지는 34~35%로 유지되다가 90일차에 30~31%로 감소하였다. 총질소 함량은 발효기간 동안 큰 변화 없이 유지되었으나 총탄소 함량은 발효 21일차에 유의적인 차이를 나타냈다. 제조된 혼합발효 유기질비료의 비료성분 (질소, 인산, 칼륨) 함량이 8.7% 이상으로 유기질비료에 함유된 주성분의 최소량 기준에 적합한 것을 확인하였다. 유기질비료 발효과정 중 세균과 방선균의 밀도는 각각 60일, 30일차까지 증가하다 이후 변화가 적었으며 사상균은 증가하는 경향을 나타냈다. 제조된 혼합발효 유기질비료를 시용하여 온실에서 상추를 재배한 시험 결과, 표준 질소시비량 기준 100% 시용시 혼합유박 대비 생육 및 수량이 대등한 결과를 나타냈다. 따라서 지역 내 발생되는 부산물자원으로 제조된 혼합발효 유기질비료는 수입유박을 대체하여 양분관리 자재로 농가 활용이 가능하며 친환경농산물의 안정적 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

히알루론산 생산성 향상을 위한 Streptococcus zooepidemicus 균주 개량 및 발효조 배양공정 최적화 (Strain Improvement and Bioprocess Optimization for Enhanced Production of Haluronic Acid(HA) in Bioreactor Cultures of Streptococcus zooepidemicus)

  • 김수연;전계택
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.344-357
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    • 2020
  • Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(rp)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(kLa)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

굴통조림 부산물 유래 인스턴트 분말 수프의 품질안정성 (Quality Stability of Instant Powdered Soup using Canned Oyster Processing Waste Water)

  • 김진수;허민수;허민수;조문래
    • 한국수산과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.389-393
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    • 2001
  • 굴통조림 가공부산물 (세척수 및 자숙수) 유래 혼합분말수프를 효율적으로 이용하기 위해 이의 품질안정성에 대하여 검토하였다. 굴열수추출물 유래 분말 수프는 열수추출물 분말에 식염, 분말크림, 유대체 분말, 밀가루, 옥수수분말, 전분, 포도당, 양파가루의 일정량씩을 각각 혼합하여 제조하였다. 굴통조림 가공부산물 유래 혼합분말 수프는 열수추출물 유래 분말 및 식염대신에 세척액 및 자숙수 유래 혼합 분말 (자숙액 유래 분말 : 세척액 유래 분말=12:8)을 첨가하고, 기타 첨가물의 경우 굴 열수추출물 유래 분말 수프와 같은 비율로 첨가하여 제조하였다. 굴 통조림 가공부산물 유래 혼합분말수프의 경우 저장 중 수분함량, 수분활성, 과산화물값 및 지방산 조성은 거의 변화 없었고, pH, 휘발성염기질소, 갈변도는 약간 증가하는 경향을, 백색도는 약간 감소하는 경향을 나타내었다. 이와 같은 저장 중 성분 변화 경향은 굴통조림 가공부산물 유래 혼합분말수프와 굴 열수추출물 유래 분말수프 간에 차이가 거의 없었다. 이들 굴을 이용한 분말수프를 식용할 수 있게 조리하여 관능검사한 결과 저장 12개월 동안 품질에 큰 변화가 인정되지 않았다. 이상의 이화학적 및 관능적 검사 결과로 미루어 볼 때 굴 통조림 가공부산물 유래 혼합분말수프는 알루미늄 적층 필름(OPP, $20{\mu}m/PE,\;20{\mu}m/paper,\;45g/m^3/PE,\;20{\mu}m/Al,\;7{\mu}\;m/PE,\;20{\mu}m$)에 포장하는 경우 상온에서 12개월 동안 품질변화가 크게 인지되지 않아 안전하게 유통 가능하다고 판단되었다.

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치어기 조피볼락 Sebastes schlegeli 사료내 생균제 첨가효과 (Effects of Dietary Probiotics Supplementation on Juvenile Korean Rockfish Sebastes schlegeli)

  • 이승형;유광열;최세민;김강웅;강용진;배승철
    • 한국양식학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.82-88
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    • 2008
  • 본 연구는 치어기 조피볼락 Sebastes schlegeli 사료내 생균제 첨가가 넙치의 성장 및 면역반응에 미치는 영향을 평가하였다. 실험사료는 주 단백질원으로 북양어분(white fish meal), 콘글루텐밀(corn gluten meal), 탈피대두박(dehulled soybean meal)을 사용하였으며, 탄수화물원으로는 밀가루(wheat flour)를, 지질원으로는 고도불포화지방산(n-3 HUFA)이 다량 함유된 오징어간유(squid liver oil)를 사용하였다. 생균제의 첨가효과를 확인하기 위하여 B. polyfermenticus(BP), Bacillus licheniformis(BL) 및 복합종균(B. polyfermenticus+Saccharomyces cerevisiae; BP+SC)을 실험사료 내에 각각 $1.0{\times}10^7$ CFU/kg diet 수준으로 첨가하였다. 2주간의 예비사육 후, 평균무게 $12.0{\pm}0.1g(mean{\pm}SD)$인 조피볼락을 500 L 원형수조에 각 실험구 당 각각 20마리씩 3반복으로 무작위로 배치하였고, 실험사료는 1일 2회 어체중의 $1.7{\pm}0.6%$(오전 10시, 오후 4시)씩 12주간 공급 하였다. 증체율, 사료효율, 일간성장율 및 단백질 전환효율에 있어서 BP+SC를 공급한 실험구가 대조구(control)에 비하여 유의하게 높게 나타났지만(P<0.05), BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 생존율에 있어서는 모든 실험구간에 있어 유의한 차이가 나타나지 않았다. 전어체 지방함량에 있어서 대조구가 다른 모든 실험구에 비해 높게 나타났으며, 전어체 단백질, 회분 및 수분함량에 있어서는 모든실험구간에 유의한 차이가 없었다. 혈액분석에 있어서 혈장내 glucose의 함량은 BP+SC를 공급한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으나, BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. Respiratory burst activity(NBT assay)에 있어서 BP+SC와 BL을 공급한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 혈청의 lysozyme 활성에 있어서는 BP와 BL을 공급한 실험구가 대조구에 비해 높게 나타났으며, BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 공격실험 결과, 폐사는 Edwardsiella tarda를 접종한지 1일 후부터 시작하여 11일째 종료 하였다. 생균제를 투여한 모든 실험구가 대조구에 비해 초기폐사율이 낮게 나타났다. 공격실험 후 8일째부터 종료시 까지는 BP+SC를 공급한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, BP, BL및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 상기 결과를 토대로, 조피볼락 사료내 B. polyfermenticus, B. licheniformis 및 B. polyfermenticus 와 S. cerevisiae의 혼합첨가는 조피볼락의 성장 및 사료효율 증진과 항산화능 및 특정질병저항성에 좋은 효과를 나타낼 수 있을 것으로 사료된다.

퇴비 내 영양소 및 중금속이 상추 재배에 미치는 영향 (Effect of Immature Compost on Available Nutrient Capability and Heavy Metal Accumulation in Soil for Lettuce (Lactuca sativa L.) Cultivation)

  • 마리네폰수완;이민호;문병은;김영복;나르몬 케우잠바;윤용철;김현태
    • 생물환경조절학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.343-350
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    • 2016
  • 본 연구는 퇴비에 함유된 영양소 및 중금속 함량을 파악하고 상추 재배시 퇴비의 적정 시용 비율을 알아보고자 수행되었다. 실험을 위해 두가지 퇴비를 이용하였다. 첫 번째 퇴비는 미완숙 퇴비(CA)이며 두 번째 퇴비는 시중에서 판매되고 있는 완숙 퇴비(CB)이다. 각각의 퇴비는 인공토양을 0%, 25%, 50%, 75%로 혼합하여 사용하였다. 50%와 75%의 비율로 혼합한 CA의 pH는 각각 5.39, 5.50으로 측정되었으며 약 산성으로 나타났다. CA 및 CB를 75% 비율로 혼합할 경우, 총 탄소 함량은 각각 14.5%와 6.5%로 다른 비율의 퇴비에 비해 높았고 대조구에 비해 총 질소와 인 농도가 유의하게 증가하였다. 총 탄소함량은 CA퇴비를 인공토양에 75% 혼합한 실험구에서 가장 높게 나타났다. CA는 CB와 비교하여 퇴비화율, 질소, 인의 농도가 크게 증가하였다. CB 75% 혼합한 실험구에서 구리($128mg\;kg^{-1}$), 아연($260mg\;kg^{-1}$), 납($0.32mg\;kg^{-1}$), 카드뮴($0.48mg\;kg^{-1}$)의 함량은 다른 혼합구에 비해 가장 많은 증가하였다. 특히 비소는 CA퇴비를 25% 혼합한 실험구와 CB퇴비를 75%, 50% 혼합한 실험구에서 가장 높았다(6.69 and $6.28mg\;kg^{-1}$). CA실험구 중에서 상대적으로 낮은 염분 및 중금속 함량을 함유한 CA 25% 혼합한 실험구는 상추의 성장속도 및 엽면적 등이 CB에 비해 낮게 측정되어 최적의 성장조건은 아닌 것으로 사료된다. 따라서, CA를 사용하여 상추재배에 이용할 경우, 더 낮은 농도의 CA를 이용하는 것이 적당할 것으로 판단된다.

반응표면 분석법에 의한 단단계법 거품형 찜 케이크의 물리적 특성의 최적화 (Optimization for the Physical Properties of Steamed Foam Cakes Prepared with Single-stage Method by Response Surface Methodology)

  • 곽성호;장명숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.557-566
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    • 2005
  • 본 연구는 오븐에서 굽는 거품형 케이크 중 단단계법을 찌는 방법에 적용하여 혼합방법에 따른 거품형 찜 케이크의 가장 적합한 배합비율을 반응표면분석법으로 찾아 단단계법을 이용한 거품형 찜 케이크의 상품화와 산업화를 위한 기초자료를 만들고자 하였다. 휘핑 시간($X_1,\;4\~20$분),밀가루의 양$X_2,\;460\~540\;g$과 유화제의 양$(X_3,\;16\~24\;g)$을 독립변수로 설정하고, 색도, 부피, 텍스쳐 항목을 반응변수로 하여 최적화한 결과 물리적 특성 중 부피의 경우 16개의 실험조건에 따라 $1,300\~1,584\;mL$, 색도의 L값은 $83.64\~67.55$, a값은 $0.20\~2.70$, b값은 $30.49\~35.03$, ${\Delta}E$$32.02\~36.49$, 경도는 $209.82\~349.20\;g$, 검성은 $209.82\~349.20\;g$, 씹힘성의 경우 $120.92\~218.86\;g{\cdot}cm$ 범위의 결과를 나타내었고, 관능적 특성을 평가한 결과 외관 $4.00\~7.25$, 색 $4.83\~7.50$, 냄새 $4.40\~7.00$, 맛 $4.80\~7.02$, 부드러운 정도 $4.20\~7.50$, 촉촉한 정도 $5.44\~7.67$, 전반적인 기호도 $5.00\~7.98$의 점수를 받았다. 회귀식을 검증한 결과 부피, 경도, 검성과 씹힘성은 $5\%$ 이내의 수준에서 회귀식의 유의성이 인정되었고, 관능적 특성의 냄새, 부드러운 정도, 촉촉한 정도와 전반적인 기호도는 $5\%$ 이내에서, 맛은 $1\%$ 이내의 수준에서 회귀식의 유의성이 인정되었다. 독립변수가 각 반응변수에 미치는 영향을 본 결과 유화제의 양이 물리적 특성에 가장 큰 영향을 주었고, 관능적 특성에서는 휘핑 시간과 유화제의 양이 중요한 변수로 작용하였다. 반응표면의 정상점의 형태는 물리적 특성에서 색도의 b값만 정상점에서의 형태가 최대점을 나머지 모든 항목은 안장점의 형태를 나타내었다. 관능적 특성 결과 전반적인 기호도의 경우 안장점의 형태를 보였고, 그 이외의 항목은 최대점의 형태를 나타내었다. 결정된 회귀식의 계수를 바탕으로 3차원 반응표면을 도식화한 결과 최적조건보다 과도한 휘핑 시간과 유화제 첨가는 오히려 부피가 감소하였고, 관능검사 결과 낮은 점수를 받아 좋아하지 않았다. 독립 변수에 영향을 받으며 유의적인 차이가 인정된 반응변수에서 찜 케이크의 품질특성에 중요한 요인으로 작용하는 물리적 특성 중 부피, 경도, 그리고 관능적 특성 중 맛, 냄새, 부드러운 정도, 촉촉한 정도, 전반적인 기호도의 contour map을 중첩하여 특성을 모두 만족시켜주는 교집합을 각각의 독립변수의 최적의 조건으로 선정하였다. 그 결과 휘핑 시간 $11\~13$분, 밀가루의 양 $470\~486\;g$, 유화제의 양 $19\~20\;g$으로 각각 나타났다. 이상의 예측된 최적 조건을 검증하기 위하여 최적 조건 범위내의 중간점 즉, 휘핑 시간 12분, 밀가루의 양 478 g과 유화제의 양 20 g을 최적점으로 설정하여 실제 단단계법으로 거품형 찜 케이크를 만들어 물리적 특성을 측정하여 본 결과 실제 실험 값들은 예측된 값들과 유사한 수준의 결과를 보였다.

에너지작물 재배를 위한 간척지 토양의 토양복토재로써 하수슬러지 고화물의 이용효과 (The Effects of Solidified Sewage Sludge as a Soil Cover Material for Cultivation of Bioenergy Crops in Reclaimed Land)

  • 안기홍;구본철;최용환;문윤호;차영록;박선태;김중곤;윤영미;박광근;김장택
    • 한국작물학회지
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    • 제57권3호
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    • pp.238-247
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    • 2012
  • 1. 각 시험구에서 재배 2년째 시기별 에너지작물의 초장을 조사한 결과, 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에서의 에너지작물 중 거대 1호의 생육이 가장 우수하였으며 원지반토에서는 생육이 미비하였다. 2. 원지반토의 거대 1호 초장은 재배 1년차 97 cm에서 2년차 229 cm로 141% 증가하여 성장폭이 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구의 거대 1호에 비해 우수하였다. 3. 각 시험구의 토양 pH는 하수슬러지 고화물을 처리한 후 2년이 경과하여도 일정하게 pH 7.2~8.4의 수준을 유지하고 있었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높은 것으로 나타났으며 원지반토의 평균 염농도(0.27%)는 1년차의 염분 농도(0.31%)와 비교하여 조금 감소한 것으로 나타났다. 4. 원지반토의 평균 치환성 나트륨(Ex. Na) 함량은 8.99 $cmol^+\;kg^{-1}$으로 하수슬러지 고화물 혼합구의 평균치(0.7 $cmol^+\;kg^{-1}$)에 비해 약 12배 높았으며, 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높았다. 5. 하수슬러지 고화물 처리 후 에너지작물 재배 1년차와 2년차 동일시기(5월, 11월)의 토양 유기물 함량은 1년차에 비해 2년차 증가하였음을 알 수 있었고, 특히 하수슬러지 고화물 복토구의 유기물 함량의 증가폭이 가장 우수하였다. 6. 간척지 토양에 하수슬러지 고화물 처리는 토양 무기양분의 공급, 염류의 상향이동 완충 효과, 작토층 및 근권확대로 인한 지하경의 정상적인 번식이 이루어져 원지반토에 비해 에너지작물 생육이 우수하여 하수슬러지 고화물처리는 토양복토재로써 간척지 토양의 화학성 및 물리성 개선에 효과적이었음이 확인되었다.

강화 석모도 지역 온천수와 지하수의 수리지구화학 및 동위원소 연구 (Hydrogeochemical, Stable and Noble Gas Isotopic Studies of Hot Spring Waters and Cold Groundwaters in the Seokmodo Hot Spring Area of the Ganghwa Province, South Korea)

  • 김규한;정윤정;정찬호;장미경개
    • 자원환경지질
    • /
    • 제41권1호
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    • pp.15-32
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    • 2008
  • 강화 석모도 지역 석모도 온천수의 영족기체와 온천수의 지화학적 진화와 기원을 해석하고 온천수의 지화학적 특성을 규명하기 위해 온천수, 지하수, 지표수의 수리화학, 안정 동위원소, 영족기체 동위원소 분석이 이루어졌다. 온천수와 지하수의 pH는 각각 $6.42{\sim}6.77,\;6.01{\sim}7.71$로 약산성을 보이고 있다. 석모도 온천 지역의 온천수의 유출수온은 $43.3{\sim}68.6^{\circ}C$이다. 온천수의 전기전도도는 $60,200{\sim}84,300{\mu}S/cm$으로 비교적 높은 값이며 석모도 온천수가 해수와 혼합되어졌음을 암시하고 있다. 석모도 온천수의 화학 조성은 Na-Ca-Cl형이다. 반면, 지하수와 지표수는 각각 Na(Ca)-$HCO_3$, Na(Ca)-$SO_4$형과 Ca-$HCO_3$ 형으로 구분된다. 석모도 온천수의 산소와 수소 동위원소비는 각각 $-4.41{\sim}-4.47%o$$-32.0{\sim}-33.5%o$로 순환수 기원이다. 지하수에서의 산수 수소 동위원소비는 각각 $-7.07{\sim}-8.55%o,\;-50.24{\sim}-59.6%o$이다. 석모도 온천수에 $^{18}O$$^2H$가 부화된 특성은 온천수가 담수와 해수의 혼합대에서 유래되었음을 암시하고 있다. 석모도 온천수 중의 황산염이온의 황 동위원소비는 $23.1{\sim}23.5%o$로 이 지역 해수의 황 동위원소비(20.2%o)와 유사하다. 이는 온천수의 황이 해수의 황산염으로부터 유래되었음을 의미한다. 석모도 온천수의 $^3He/^4He$ 비는 $1.243{\times}10^{-6}{\sim}1.299{\times}10^{-6}cm^3STP/g$로 온천수 중의 He 가스가 부분적으로 맨틀에서 유래되었음을 보여준다. 온천수에서의 아르곤 동위원소비$(^{40}Ar/^{36}Ar=298{\times}10^{-6})cm^3STP/g$는 대기기원의 값을 보인다.