• Title/Summary/Keyword: salts

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RO/NF/ED 연계 공정에 의한 고경도 담수 제조 (The Hardness Water Production By RO/NF/ED Linking Process From Deep Seawater)

  • 문덕수;김광수;지호;최미연;정현지;김현주
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.227-238
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 황산이온과 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존 시키는 미네랄 수질 조정 기술로 먹는물 수질기준에 맞는 고경수 제조 공정 개발에 있다. 역삼투막(RO)에 통과시켜 농축수(Concentrated deep seawater)와 탈염수(desalted deep seawater)를 제조하고, 나노여과막(NF)를 사용하여 염화나트륨이 제거되지 않은 1차 미네랄 농축수(Mineral enriched deep seawater)를 제조하여, 전기투석 이온교환막(ED)을 가동하여 염화나트륨을 제거한 탈염 미네랄농축수(Mineral enriched desalted water)를 제조하여 이를 RO 탈염수와 희석하여 고경도 먹는해양심층수를 제조하였다. 역삼투막은 해수(해양심층수) 원수에서 용존물질과 담수를 분리할 수 있으며, 2차에 걸쳐 역삼투막을 사용하면, 용존성분 중 99.9% 이상 제거되고, 경도 1이하, 염소이온의 농도 2.3 mg/L인 용존물질이 완전히 제거된 탈염수(순수)를 제조할 수 있었다. 나노여과막 (NF 막)의 간극은 $10^{-9}$ m으로 마그네슘과 칼슘은 50%정도 통과시키며, 염소이온과 나트륨 같은 일가이온은 95%이상 통과한다. 나노여과막은 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분과 나트륨과 염소이온과 같은 염분성분을 분리 농축할 수 있지만, 완벽하게 분리하지는 못한다. 전기투석막(ED)은 전기전도도에 따라 경도성분의 이가이온과 염분성분인 일가이온이 분리된다. 전기전도도 20 mS/cm 이상에서 경도성분(마그네슘이온, 칼슘 이온 등)은 제거되지 않는 반면, 염분성분 (나트륨이온, 염소이온 등)은 지속적으로 제거되었다. 따라서, 나노여과막을 이용하여 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분을 농축하고, 전기투석막을 이용하여 경도농축수에서 염분성분을 분리하여 경도농도 12,600 mg/L, 염소이온 농도 2,446 mg/L의 염분성분이 배제된 고경도 농축수를 제조할 수 있었다. 이러한 고경도수를 역삼투막을 이용하여 용존물질이 모두 제거된 2차 RO 생산수로 10배 희석하면 염소이온 농도 244 mg/L 로 먹는물 수질기준에 적합하면서 경도농도 1,260 mg/L 인 고경도 수 제조도 가능하였다. RO/NF/ED 또는 NF/ED 연계공정은 해수의 증발 없이 역삼투막, 나노여과막과 전기투석막만을 이용하여 염소이온과 나트륨, 칼륨, 황산이온과 같은 염분성분을 제거하면서 마그네슘과 칼슘과 같은 경도성분은 농축할 수 있어서 먹는물 수질기준에 적합한 고경도수 제조가 가능하였으며, 이 과정 중 소모되는 에너지를 줄일 수 있었다.

세균(細菌)에 의(依)한 Amylase생산(生産)에 관한 연구(硏究) (Studies on the Amylase Production by Bacteria)

  • 박윤중
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제13권2호
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    • pp.153-170
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    • 1970
  • 1. Amylase 생산세균(生産細菌)의 분리(分離) 및 동정(同定) 다수(多數)의 amylase 생산세균(生産細菌)을 검색(檢索)하여 공기(空氣) 및 토양(士壞)에서 강력균주(强力菌株) A-12 및 S-8를 얻었다. 이들 균(菌)의 균학적(菌學的) 성질(性質)을 검토(檢討)한 결과(結果) 균주(菌株) A-12 및 S-8의 모든 특성(特性)은 Bergey's manual의 Bac. subtilis와 비슷하나 몇가지 탄수화물(炭水化物)로부터의 산생성(酸生成)과 구연산 이용성(利用性)이 달랐다. 즉(卽) A-12는 구연산을 이용(利用)하지 않고 arabinose와 xylose에서 산(酸)을 생성(生成)하지 않았으며 S-8는 xylose에서 산(酸)을 생성(生成)하지 않았다. 2. 액체배양(液體培養)에 의(依)한 Amylase 생산(生産) 정치배양(靜置培養)에 있어서 균주(菌株) A-12의 amylase 생산(生産)에 관(關)한 제반조건(諸般條件)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. (1) 최적조건(最適條件)은 배양온도(培養溫度) $35^{\circ}C$, 초발(初發) PH $6.5{\sim}7.0$, 배양기간(培養期間) $3{\sim}4$일(日)의 조건(條件)이었다. (2) 전배양(前培養)한 균(菌)의 보존기간(保存期間)는 amylase 생성(生成)에 영향(影響)을 주지 않았다. (3) amylase 생산(生産)에 있어서 각종(各種)의 고형원료중(固形原料中) 탈지대두박(脫脂大豆粕)이 가장 좋았다. 그러나 탈지대두박(脫脂大豆粕)을 alkali 처리(處理)한 것은 유채박(油菜粕)의 경우와는 반대(反對)로 그대로 사용(使用)하는 것보다 효과(效果)가 적었다. 대두박(大豆粕) alkali 침출액(浸出液)에 가용성(可溶性) 전분(澱粉)을 첨가(添加)한 배지(培地)는 amylase 생성(生成)을 뚜렷이 증가(增加)시켰다. (4) 탄소원(炭素源)이 부족(不足)한 배지(培地)에서는 1%의 ethanol의 첨가(添加)는 amylase 생성(生成)을 증가(增加)시켰으나 탄소원(炭素源)이 풍부(豊富)한 배지(培地)에서는 효과(效果)가 없었다. (5) 저렴(低廉)하게 구(求)할 수 있는 밀기울에 10%의 탈지대두박(脫脂大豆粕)을 혼합(混合)할 때에는 amylase 생성(生成)이 밀기울만의 경우의 2.5배(倍)로 증가(增加)되었다. (6) 탈지분유(脫脂粉乳)의 단용배지(單用培地)에서는 amylase 생성(生成)이 극(極)히 불량(不良)하였으나 탈지분유(脫脂粉乳)에 20%의 밀기울을 혼합(混合) 할때에는 amylase 생산(生産)이 월등(越等)히 증대(增大)되었다. 그 역가(力價)는 10% 농도배지(濃度培地)에서 $D^{40^{\circ}}_{30'}$ 7,000(L.S.V. 1,800)이었다. (7) 각종(各種) 무기염류(無機鹽類)의 첨가효과(添加效果)는 인정(認定)되지 않았다. 3. 밀기울 고체배양(固體培養)에 있어서 균주(菌株) A-12의 amylase 생산(生産)에 관(關)한 제반조건(諸般條件)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. (1) 최적배양조건(最適培養條件)은 배양온도(培養溫度) $33^{\circ}C$, 기간(其間) 2일간(日間) 첨수량(添水量) $150{\sim}175%$, 배지(培地)의 두께 1.5cm의 조건(條件)이었다. 최적조건(最適條件)에서의 amylase 역가(力價)는 $D^{40^{\circ}}_{30'}$ 36,000 (L.S.V. 15,000)이었다. (2) 각종(各種) 유기자원(有機資源) 및 무기물질(無機物質)의 첨가효과(添加?果)는 인정(認定)되지 않았다.

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올방개 괴경(塊莖)의 맹아(萌芽) 특성(特性)과 본답(本畓)에서의 발생(發生)에 관한 연구(硏究) (Studies on Characteristics of Sprouting and Occurrence on paddy field of Water Chestnut(Eleocharis Kuroguwai Ohwi))

  • 김희동;박중수;박경열;최영진;유창재;노영덕;권용웅
    • 한국잡초학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.264-281
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    • 1996
  • 본(本) 연구(硏究)는 벼논에서 최근(最近) 우점화(優古化) 경향(傾向)이 뚜렷한 다년생(多年生) 잡초(雜草) 올방개의 효과적(效果的) 방제체계(防除體系)를 확립(確立)코자 괴경(塊莖)의 맹아특성(萌芽特性)과 본답(本畓)에서의 특성(特性)에 관한 기초자료(基礎資料)를 얻고자 실험(實驗)을 수행(遂行) 하였는바 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 올방개의 출현기(出現期)에 조사된 맹아율(萌芽率)은 68~73%로 이때까지 상당량의 휴면(休眠) 괴경(塊莖)이 존재하였는데, 맹아(萌芽)되지 않은 휴면괴경(休眠塊莖)의 비율(比率)은 대괴경(大塊莖)에 비하여 소괴경(小塊莖)에서 높았다. 2. 올방개의 잠아들 중 1개(個)의 정아(頂芽)만 맹아(萌芽)된 것이 84.3%로 정아우세성(頂芽優勢性)이 있는 것으로 나타났는데, 2개(個)혹은 그 이상(以上)의 맹아(萌芽)를 보이는 것은 대괴경(大塊莖)에서 많았다. 3. 측아들의 맹아(萌芽) 및 초기생장성(初期生長性)을 비교(比較)하여 본 결과(結果) 정아(頂芽), 제(第)1 2 3 측아간에는 유의(有意)한 차이(差異)가 없었으나, 제(第)4측아 이하(以下)의 것들은 다소 불량(不良)하였다. 4. 저장방법(貯藏方法)에 따른 올방개의 맹아(萌芽) 및 초기생육(初期生育)은 땅속저장(貯藏)(25cm)이 냉장고(冷藏庫)($3{\pm}2^{\circ}C$)저장(貯藏)에 비하여 우수(優秀)하였다. 5. 올방개 괴경(塊莖)의 점토(粘土)에서 출아(出芽) 가능(可能) 심토(深土)는 21cm 내외(內外)로 나타났는데, 모래의 경우 15cm 내외(內外)로 점토(粘土)에 비하여 오히려 얕았다. 그런데 심토(深土)에서의 출아(出芽力)은 초기(初期) 맹아(萌芽) 괴경(塊莖)들이 후기(後期) 출아(出芽) 괴경(塊莖)들에 비하여 양호(良好)하였다. 6. 올방개는 물염농도(鹽濃度) 1.5% 이상(以上) 침종시(浸種時) 맹아율(萌芽率)이 낮아 새섬매자기에 비하여 맹아율(萌芽前) 염수(鹽水) 침종시(浸種時) 맹아(萌芽)에 있어서의 장해(障害)가 큰 것으로 나타났다. 7. 전년도(前年度)에 발생(發生)된 휴면괴경(休眠民塊莖)의 수(數)는 10월까지 점차(漸次) 감소(減少)하여 12.7%가 잔존(殘存)하였으나, 이들 괴경(塊莖)은 상당한 휴면성(休眠性)을 갖고 있었으며, 휴면성(休眠性)은 8월 이후(以後) 시기(時期)가 늦을수록 증대(增大)하는 것으로 나타났다. 8. 본답(本畓)에서 올방개 최초(最初)의 출아(出芽)는 이앙후(移秧後) 10일경이었는데, 최대발생기(最大發生期)까지의 기간(期間)은 60~90일로 이앙시기(移秧時期)가 지연(遲延)됨에 따라 짧아지는 경향(傾向)이었다. 조기이앙(早期移秧)은 만기이앙(晩期移秧)에 비(比)하여 올방개의 발생(發生)도 많고 주당(株當) 엽수(葉數) 및 괴경형성(塊莖形成)도 증가(增加)하는 경향(傾向)이었다. 9. 올방개의 분주(分株)는 조기(早期) 이식(移植)에서 제(第)6차(次) 분주(分株)까지 출현(出現)하였는데, 이식시기(移植時期)가 늦어짐에 따라 분주세대(分株世代) 및 주당(株當) 형성괴경수(形成塊莖數)가 감소(減少)하고 괴경경장(塊莖莖長), 지하경장(地下莖長)도 짧아지는 경향(傾向)이었다.

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우리나라 답토양(畓土壌)의 실용적분류(実用的分類)에 관(関)한 연구(硏究) -제1보(第一報) 사질답(砂質畓) 분류(分類)에 관(関)하여 (Studies on the Interpretative Classification of Paddy Soils in Korea I : A Study on the Classification of Sandy Paddy Soils)

  • 정연태;양의석;박래경
    • 한국토양비료학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.128-140
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    • 1982
  • 저위(低位) 생산답중(生産畓中)에서 분포면적(分布面積)이 가장 넓고 개량(改良)의 효과(効果)가 큰 사질답(砂質畓)의 분포상태(分布状態) 및 실용적(実用的) 분류(分類)와 더불어 현재(現在) 널리 쓰이고 있는 답류형별(畓類型別) 분류체계(分類体系)의 개선(改善)을 위한 사질답(砂質畓) 유형분류(類型分類) 시안(試案)을 시도(試圖)하여 본 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 현재(現在) 이용(利用)되고 있는 기준(基準)에 의(依)한 사질답(砂質畓)의 잠재생산력(潜在生産力)은 보통답(普通畓)의 86%이었고 생산력(生産力)의 변이정도(変異程度)가 커서 유형재분류(類型再分類)의 필요성(必要性)이 있었다. 2. 현재(現在) 이용(利用)되고 있는 답유형(畓類型) 구분기준중(区分基準中) "사질답(砂質畓)"은 토성(土性)이 사질(砂質)이더라도 습답(湿畓)인 경우(境遇)와 염농도(塩濃度)가 높은 경우(境遇)에는 제외(除外)되고 있으므로 "객토대상지(客土対象地)" 추천(推薦)이 복잡(複雜)하고 제염(除塩)되거나 배수조건(排水條件) 변화시(変化時)에 유형(類型)을 변경분류(変更分類)해야 하였다. 3. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)한 사질답분류(砂質畓分類) 시안(試案)에서는 토성(土性)이 사질(砂質)인 모든 답토양(畓土壌)을 포함(包含)시켰으며 수량(收量)에 영향(影響)이 큰 특성(特性)을 기준(基準)하여 개(個)의 아형(亜型)(산화용탈형(酸化溶脫型) 사질답(砂質畓); 건답형(乾畓型), 산화환원중간형(酸化還元中間型) 사질답(砂質畓); 반습답형(半湿畓型), 환원집적형(還元集積型) 사질답(砂質畓); 습답형(湿畓型), 환원염해형(還元塩害型), 사질답(砂質畓), 염해형(塩害型))으로 재분(再分)하였고 각아형(各亜型)은 토성계별(土性系別)로 토양통(土壌統)과 연결(連結)할 수 있었다. 그러므로 시안(試案)의 분류단계(分類段階)는 형(型)(사질답(砂質畓))-아형(亜型)(4개(個))-토성계(土性系)(5등급(等級))-토양통(土壤壌)(48개통(個統))으로 되었다. 4. 시안(試案)과 같이 사질습답(砂質湿畓)과 사질염해답(砂質塩害畓)을 사질답(砂質畓)의 일부(一部)에 포함(包含)시켜 생산력(生産力)의 변이정도(変異程度)를 검정(検定)해 본 결과(結果)는 현행(現行) 체계(体系)에 의(依)한 것보다 개선(改善)되엇다. 5. 전국(全国)의 사질답(砂質畓) 면적(面積)은 409,902ha로서 총(総) 답면적(畓面積)의 32.3%에 해당(該当)되며 시안(試案)대로 분류(分類)하면 38.9%(492,982ha)에 달(達)하였고 절대면적(絶対面積)이 많은 지역(地域)은 경기(京畿)(88,923ha), 전북(全北)(69,717ha), 경북(慶北)(55,390ha) 순(順)이었고 답면적(畓面積) 전체(全体)에 대(対)한 상대적(相対的) 비율(比率)이 높은 지역(地域)은 강원(江原)(58.9%), 경기(京畿)(50.5%), 충북(忠北)(48.5%), 전북(全北)(41.0%)의 순(順)이며 시안(試案)에 의(依)하면 사질답(砂質畓) 면적(面積)은 더욱 높아져서 강원도(江原道)의 경우(境遇)에는 71.4%가 사질질답(砂質質畓)에 해당(該当)되었다. 6. 사질답(砂質畓)은 답토양(畓土壌) 적성등급(適性等級)의 3급지(級地)(69.1%)와 4급지(級地)(29.2%)에 대부분(大部分)이 해당(該当)되었으며 3급지중(級地中)에서는 "3사질(砂質)"(53.3%), 4급지중(級地中)에서는 "4경사(傾斜)"(16.0%)에 해당(該当)하는 토양(土壌)이 가장 많았다. 토성계(土性系)(Texture family)별(別)로는 사양질계(砂壌質系)(Coarse loamy family)가 59.2%로 대부분(大部分)이었고 징사(徵砂) 사양질계(砂壌質系)(Coarse silty)인 것도 전체(全体)의 16.1%에 달(達)하였다. 7. 시안(試案)에 의(依)한 사질답(砂質畓) 아형별(亜型別) 면적(面積)은 반습답형(半湿畓型) 사질답(砂質畓)(酸化還元中間型)이 49.6%(245,012ha)로 가장 많았고 그 다음으로 건답형(乾畓型) 사질답(砂質畓)(산화용탈형(酸化溶脫型))이 33.5%(64,890ha)이었고 습답형(湿畓型)(14.0%)과 염해형(塩害型)(2.9%)도 그 분포면적(分布面積)은 83,081ha에 달(達)하였다.

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Caramel 색소(色素)의 원료대체(原料代替)에 관(關)한 연구(硏究) - 당액(糖液) 및 촉매(觸媒)의 종류(種類)가 Caramel의 성상(性狀)에 미치는 영향(影響) - (Studies on the replacement of raw materials for caramel coloring. - The effects of syrups and catalysts on the properties of Caramel coloring -)

  • 김성열;장규섭
    • 농업과학연구
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    • 제3권1호
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    • pp.105-119
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    • 1976
  • Caramel 색소(色素)의 원료(原料) 대체(代替)를 위(爲)한 기초연구(基礎硏究)로서 자당(蔗糖), 포도당(葡萄糖), 전분당화액(澱粉糖化液) 및 전분질원료당화액(澱粉質原料糖化液)을 여러 가지 촉매하(觸媒下)에서 Caramel화(化) 시킨 다음 그 제품(製品)을 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. Sucrose syrup에 pH3.5가 되도록 산(酸)($H_2SO_4$)을 가(加)한 다음 Caramel화(化)하면 색력(色力)이 비교적(比較的) 강(强)하고 색조양호(色調良好)하며 내식염성(耐食鹽性), 내(耐)Tannin성(性) 및 내(耐)Alcohol성(性)이 강(强)한 품제(品製)이 되었다. 2. Sucrose syrup에 pH9.5가 되도록 Alkali($Na_2CO_3$)를 가(加)하여 Caramel화(化)한 제품(製品)은 색력(色力)이 매우 강(强)하나 적미(赤味)가 약간(若干) 떨어지며, 내(耐)Alcohol성(性)이 강(强)하였으나 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Tannin성(性)이 약(弱)하였다. 3. Sucrose syrup에 $NH_4Cl$$(NH_4)_2SO_4$와 같은 Ammonium의 강산염(强酸鹽)을 가(加)하여 Caramel화(化)하면 색력(色力)은 매우 강(强)하나 적미(赤味)가 부족(不足)하고 안정성(安定性)이 대단(大端)히 약(弱)한 제품(製品)이 되었으며 $(NH_4)_2CO_3$$(NH_4)_2SO_3$와 같은 Ammonium의 약산염(弱酸鹽)을 가(加)하였을때에는 색력(色力)이 비교적(比較的) 강(强)하고 색조양호(色調良好) 하며 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Alcohol이 강(强)하였으나 내(耐)Tannin성(性)은 약(弱)하였다. 4. Glucose syrup에 pH9.5에 달(達)하도록 Alkali($Na_2CO_3$)를 가(加)하여 Caramel화(化)하면 색력(色力)을 매우 강(强)하나 적미(赤味)는 떨어지고 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Alcohol은 강(强)하였으나 내(耐)Tannin성(性)은 약(弱)한 제품(製品)이 되었다. 5. Glucose syrup에 각종(各種) Ammonium염(鹽)을 첨가(添加)하고 Caramel화(化) 시켰을 때 $NH_4Cl$구(區)는 색력(色力)이 극(極)히 약(弱)하고 색조불량(色調不良)하며 내(耐)Tannin성(性)도 약(弱)한 제품(製品)이 되었으나 $(NH_4)_2CO_3$, $(NH_4)_2SO_4$, 및 $(NH_4)_2SO_3$ 구(區)는 모두 색력(色力)이 매우 강(强)하였으나 적미(赤味)는 떨어지고 내(耐)Tannin성(性)도 약(弱)하였으나 $(NH_4)_2SO_3$구(區)는 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Alcohol성(性), $(NH_4)_2SO_3$구(區)는 내(耐)Alcohol성(性), $(NH_4)_2SO_4$구(區)는 내염성(耐鹽性)이 강(强)하였다. 6. 각종전분(各種澱粉)의 산당화액(酸糖化液)을 산성하(酸性下)에서 $(NH_4)_2SO_4$를 첨가(添加)하여 Caramel화(化) 하였을 때 감자 전분당화액구(澱粉糖化液區)가 색력(色力)이 가장 강(强)하여 Glucose Caramel의 그것과 비숫한값(2.385)을 나타내었으며 다음이 고구마 전분당화액구(澱粉糖化液區)(1.665)이고 옥수수 전분당화액구(澱粉糖化液區)의 색력(色力)(0.90)이 가장 약(弱)하였으며 이들은 모두 내염성(耐鹽性)이 강(强)하고 내(耐)Tannin성(性) 및 내(耐)Alcohol성(性)이 약(弱)하였다. 7. 건조(乾燥) 분쇄(粉碎)한 고구마, 도토리, 및 굴발분말(粉末), 물로 7일간(日間) 추출(抽出), 경사(傾斜)시키거나 50% Alcohol 용액(溶液)에 24시간(時間) 추출과정(抽出過)한 도토리 및 굴밤분말(粉末)을 전분당화시(澱粉糖化時) 동일방법(同一方法)으로 산당화(酸糖化)시킨 다음 Caramel화(化)하여 그 제품(製品)을 분석(分析)한 결과(結果), 거의 대부분(大部分) 색력(色力)이 약(弱)하고 적미부족(赤味不足)하며 안정성(安定性)도 매우 떨어져, 전분(澱粉)의 분리(分離), 정제(精製), 또는 당액(糖液)의 정제(精製)가 선행(先行)되어야 할것으로 생각되었다.

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적조생물의 구제 -2. 황토에 의한 적조생물의 응집제거- (Removal of Red Tide Organisms -2. Flocculation of Red Tide Organisms by Using Loess-)

  • 김성재
    • 한국수산과학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.455-462
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    • 2000
  • 점증하는 적조로부터 수산피해를 줄이는 것은 시급한 문제이다. 황토를 살포하여 적조생물입자를 응집 제거하는 것이 하나의 방법이 되고 있다. 황토를 이용하여 적조생물입자에 대한 응집실험을 한 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용한 황토입자의 입도 분포는 정규분포를 보여주는 하나의 peak로 나타났으며, 입자의 평균 지름은 $25.0 {\mu}m$이고, 약$84.5{\%}$의 황토입자가 $9.8-55.0{\mu}m$의 범위에 속하며 변동계수는 $65.1{\%}$이었다. 황토의 금속성분을 분석한 결과는 규소 (Si)가 $48{\%}$, 알루미늄 (Al)이 $35{\%}$, 철 (Fe)이 $11{\%}$로서 $94{\%}$를 차지하며 나머지 $48{\%}$는 칼릅 (K), 구리 (Cu), 아연 (Zn), 티타늄 (Ti) 등으로 구성되어 있었다. 전자현미경 사진에 나타난 황토입자의 표면은 거칠고 다공질이며 부정형의 입자로 되어 있었다. 황토입자는 $10^(-3)M$ NaCl의 수용액 중에서 pH가 증가함에 따라 negative zeta potential 값이 증가하여 pH 9.36에서 -71.3mV를 나타내고 이후 거의 일정한 값을 나타내었으며, pH 1.98에서 +1.8 mV를 나타내어 amphoteric surface charge를 가지는 물질의 성질을 나타내었다. 전하결정이온은 $H^+, OH^-$ 이온이고, pH 2 부근에서 PZPC를 나타내었다. 용액의 전해질이 NaCl일 경우 $10^(-2)M (pNa=2)$ 이상의 농도에서는 $Na^+$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값은 일률적으로 감소하다가 $Na^+$ 이온의 농도가 1M (pNa=0)이 되었을 때 zeta potential은 0에 근접하였다. 용액의 전해질이 2 :l electrolyte ($CaCl_2$$MgCl_2$)의 경우 $Ca^(+2)$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값이 일률적으로 감소하다가 약 $10^(-3)M (pCa=3)$의 농도에서 등전점을 나타내고 전하역전이 일어났다. 해수중의 황토와 적조생물 입자는 비슷한 negative zeta potential을 나타내었고, 점토 중에서 해사가 가장 큰 negative zeta potential을 나타내었다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자의 EDL은 해수에 포함된 고농도의 염류 농도로 인하여 극히 얇게 압축되고, 이런 상태에서 두 입자가 상호 접근할 경우 모든 간격에서 LVDW attractive force의 절대값이 EDL repulsive force의 절대값보다 항상 큰 값을 나타낸다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자는 모든 간격에서 negative total interaction energy 값 (attractive force)을 나타내어 항상 용이하게 floe을 형성할 수밖에 없는 조건에 있다. 적조생물입자의 응집제거 효율은 황토의 농도가 증가함에 따라서 지수함수적 ($Y=36.04{\times}X^(0.11); R^2=0.9906$)으로 증가하였으며, 황토의 농도 800mg/l까지 급격한 증가를 보이다가 황토의 농도가 계속 증가함에 따라서 완만한 증가를 나타내었다. 적조생물은 황토 6,400mg/l에서 거의 $100{\%}$ 응집제거 되었다. 황토 800 mg/l을 사용하고 G-value를 $1, 6, 29, 139 sec^(-1)$로 단계적으로 증가시킴에 따라 응집제거 효율은 지수함수적으로 증가하였다. 이는 응집반응의 효율을 높이기 위해서는 황토입자와 적조생물입자 사이에 충분한 충돌이 일어날 수 있도록 교반하는 것이 매우 중요함을 나타내 주는 것이다. $800mg/l$의 농도에서 황토는 철을 함유하지 않은 다른 점토보다 $28.8{\~}60.3{\%}$ 더 높은 처리효율을 나타내었다. 황토에는 >SiOH의 음전하단과 수중의 phenolphthalein alkalinity를 소모하는 수화금속화합물의 양전하단이 공존하며, 이 수화금속화합물에 의하여 황토가 나머지 점토 특히 해사와 다른 응집특성을 보여주는 것으로 생각된다.

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자연 정화작용 연구: I. 갯벌과 농지 상층수중 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동에 관한 예비 연구 (Self-purification Mechanisms in Natural Environments of Korea: I. A Preliminary Study on the Behavior of Organic/Inorganic Elements in Tidal Flats and Rice Fields)

  • 최강원;조영길;최만식;이복자;현정호;강정원;정회수
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제5권3호
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    • pp.195-207
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    • 2000
  • 우리나라 갯벌과 농지내 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동을 이해하기 위해 제한된 환경의 실험실 수조에서 예비실험을 수행하였다. 총 6개의 아크릴 투명 수조에 갯벌 퇴적물 3종 SW1&2(anoxic, silty mud), SW3&4(anoxic, mud), SW5&6(suboxic, mud)과 농지 토양 3종 FW1&2(벼 포기 포함), FW3&4(벼 포기 제외), FW5&6(간척 농지,펴 포기 제외)을 채운 후 오염물질(구리, 비소, 카드뮴, 크롬, 납, 수은, Glucose+Glutamic acid)이 주입된 해수와 담수를 각각 SW 및 FW수조에 넣고, 2주일에 걸쳐 상층수 및 표층 퇴적물/토양을 채취 ${\cdot}$ 분석하였다. 분석 결과 FW와 SW상층수 중 질산염 이온의 농도는 각각 700${\sim}$800 ${\mu}$M, 2${\sim}$5 ${\mu}$M로 FW에서 현저히 높았고, 인산염 이온의 농도는 각각 3${\sim}$4 ${\mu}$M, 1${\sim}$2 ${\mu}$M(SW1 제외)로 FW에서 약간 높았다. 특이하게 SW1에서 인산염 이온은 시간이 지남에 따라 수 십 ${\mu}$M에 이르는 높은 농도로 증가하였다. 한편, 표층 퇴적물/토양 중 박테리아 세포 수는 FW1&3에서 평균 2.5${\times}$10$^9$cells/g dry sediment으로 SW의 평균 3.0${\times}$10$^8$cells/g dry sediment 보다 약 10배가 높았다. FW5 토양 중 박테리아 세포 수(3.5${\times}$10$^8$cells/g dry sediment)는 SW 퇴적물 중 숫자와 유사하였다. SW 퇴적물 중 MUF-Phosphate 활성도는 100-200 nM/ml/hr이지만 FW5&6을 제외한 FW 토양에서는 약 2,000 nM/ml/hr로 현저히 크게 나타났다. ${\beta}$-D-Cellobiose, ${\alpha}$-D-Glucose, 그리고 ${\beta}$-D-Glucos의 활성도 또한 FW 퇴적물에서 큰 값을 보였다. 그러나 FW5&6 토양 중 효소활성도는 SW 퇴적물에서의 값과 유사했다. 수조 상층수 중 Cu, Cd, As 농도는 모든 FW, SW수조에서 시간이 지남에 따라 일관성 있게 감소하였고, 제거속도는 Cu가 다른 원소에 비해 빨랐다. 제거속도는 FW 3개 수조 중 FW5&6에서 세 원소 모두 가장 느렸고, SW 3개 수조 중에서는 SW1&2에서 가장 빨랐다. SW와 FW간 제거속도 차이는 세 원소 모두 명확치 않았다 Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해 활동이 활발하였지만, 벼가 경작되지 않는 FW5&6과 SW 에서는 유기물이 상대적으로 결핍되어 유기물의 분해활동이 적었을 것으로 판단된다. 한편, 수조에 인위적으로 유기물을 첨가한 경우 박테리아 세포수는 SW1에서 164시간 동안 4배 증가하였으나 SW3과 SW5에서는 각각 2.7배, 1.5배 그리고 FW1&3&5의 경우 각각 약 2배, 1.7배, 0.6배 정도만 증가하였다. Cu, Cd, As등 친 유기성 원소들의 시간에 따른 농도 감소 그리고 이들 원소(Hg 포함) 농도 감소 속도가 유기물이 적은 FW5&6에서 상대적으로 느리게 나타난 결과 등은 이들 금속들이 부유 입자 표면의 유기물과 결합 ${\cdot}$ 침적되어 퇴적물로 제거되었기 때문에 나타난 결과로 생각된다. 한편, SW1&2에서 이들 원소의 제거 속도가 빨랐고 인산염 이온의 농도가크게 증가했던 원인은 SW3&4에 비해 상대적으로 공극이 큰 퇴적물로 채워진 SW1&2 퇴적물의 공극수 중 황화수소, 인산염 이온 등이 퇴적물 상층수로 쉽게 확산 ${\cdot}$ 공급되었고, 그 결과 Cu, Cd, As 등 금속 이온이 황화수소 이온과 결합 ${\cdot}$ 제거된 까닭으로 생각된다. 종합적으로 수조 상층수중 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동은 주로 입자 표면의 유기물과 퇴적물/토양에서 공급된 황화물에 의해 조절된 것으로 생각된다.

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미국신분류법(美國新分類法)에 의(依)한 답토양의 분류(分類)에 관한 연구 (Soil Classification of Paddy Soils by Soil Taxonomy)

  • 주영희;신용화
    • 한국토양비료학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.97-104
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    • 1979
  • 토양정밀조사결과 우리나라에서 밝혀진 235 개(個)의 토양통에 대하여 분류체계를 확립(確立)코저 미국(美國)의 신토양분류법에 준(準)하였는바 60개(個)의 아군으로 구분할 수 있었다. 그러나 수도재배기간중(水稻栽培期間中) 담수상태(湛水狀態)를 유지(維持)하게되는 답토양들은 신분류법(新分類法)에 분류기준(分類基準)이 확립(確立)되어 있지않아 토양형태적특성에 입각(立脚)하여 분류(分類)코저 할때 무리(無理)가 있음을 알 수 있었다. 답토양의 분류상(分類上) 문제시(問題視)된 것은 토양아군의 수준(水準)에서 18개(個)였으며 이들 새로운 아군에 대하여 분류기준(分類基準)을 설정(設定)(Setup)하였는 바 그 분류시안(分類試案)의 내용(內容)을 요약(要略)하면 다음과 같다. Anthro aquic, Aquic Udipsamments; 관개수(灌漑水)의 영향(影響)을 받아 표토(表土)로 부터 50cm이상(以上) 회색화작용(灰色化作用)을 받은 사질계충적토(砂窒系沖積土)이며 사두(沙頭)및 김천통등(金川統等)이 이에 속(屬)한다. Anthroaquic Udipsamments; 관개수(灌漑水)의 영향(影響)을 받아 표토(表土)로 부터 50cm 이내(以內)에서 회색화작용(灰色化作用)을 받은 사질계충적토(砂窒系沖積土)로 백수통(白岫統)이 이에 속(屬)한다. Halic Psammaquents; 개답년대(開畓年代)가 오래되지 않은 간척지의 염해답으로 낙천통이 이에 속(屬)한다. Anthroaquic, Aquic Udifluvents; 관개수(灌漑水)의 영향(影響)을 받아 표토(表土)에서 50cm이상(以上) 회색화작용(灰色化作用)을 받은 사양질 및 식양질계 충적토로 마영통(馬嶺統)이 이에 속(屬)한다. Anthroaquic Udifluvents: 관개수(灌漑水)의 영향(影響)을 받아 표토(表土)로부터 50cm이내(以內)에서 회색화작용(灰色化作用)을 받은 사양질 및 식양질계 충적토로 행곡통(杏谷統)이 이에 속(屬)한다. Fluventic Haplaquepts: 지하수위(地下水位)가 높아 토양은 전층이 회색화(灰色化)된 습답으로 유기물(有機物)의 함량(含量)은 토심(土深)이 깊어짐에 따라 불규칙적(不規則的)으로 감소(減少)되는 회색토(灰色土)로 백구 및 학성통등(鶴城統等)이 이에 속(屬)한다. Fuventic Thapto-Histic Haplaquepts: Fluventic Haplaquepts와 유사(類似)하나 토양단면내에 유기물층이 개재된 습답으로 공덕(孔德) 및 서탄통(西炭統)이 이에 속(屬)한다. Fluventlc Aeric Haplaquepts: Fluventic Haplaquepts보다 지하수위(地下水位)가 비교적(比較的) 낮으므로 토양배수가 약간 불량(不良)한 회색토(灰色土)로 만경(萬頃) 및 전북통등(全北統等)이 이에 속(屬)한다. Fluventic Thapto-Histic Aeric Hapldquepts: Fluventic Thapto-Histic Haplaquepts보다 지하수위(地下水位)가 비교적(比較的) 낮으므로 토양배수가 약간 불량(不良)한 회색토(灰色土)로 봉남통(鳳南統)이 이에 속(屬)한다. Fluventic Aeric Sulfic Haplaquepts: Fluventic Aeric Haplaquepts에 비(比)하여 토심(土深) 50~150cm 사이에 황색반문(黃色斑紋)(PH<4.0)인 유화물집적층이 있는 회색토(灰色土)로 등구통이 이에 속(屬)한다. Fluventic Sulfaquepts: 이들 토양은 주(主)로 강하류(江下流)에서 바다로 유입(流入)되는 지점(地点) 및 간석 소택지에 분포(分布)되며 표토(表土)에서 50cm이내(以內)에 유화물집적층이 있는 습답으로 봉림(鳳林) 및 해척통(海拓統)이 이에 속(屬)한다. Fluventic Aeric Sulfaquepts: Fluventic Sulfaquepts 보다 지하수위(地下水位)가 비교적(比較的) 깊으므로 토양 배수(排水)가 약간 불량(不良)한 회색토(灰色土)로 김해통(金海統)이 이에 속(屬)한다. Anthro aquic Fluvaquentic Eutrochrepts: 관개수(漑水)의 영향(影響)을 받아 표토(表土)로 부터 50cm이상(以上) 회색화(灰色化)되고 염기포화도가 높은(>60%) 토양이며 장유(長有) 및 칠곡통등(漆谷統等)이 이에 속(屬)한다. Anthro aquic Dystric Fluventic Eutrochrepts: Anthro aquic Fluvaquentic Eutrochrepts와 유사(類似)하나 회색화작용(灰色化作用)은 표토(表土)로부터 50cm이내(以內)에서만 나타나는 토양이며 월곡(月谷) 및 경산통등(慶山統等)이 이에 속(屬)한다. Anthro aquic Fluventic Dystrochrepts; Anthro aquic Dystric Fluventic Eutrochrepts에 비(比)하여 염기포화도가 낮은(<60%) 토양으로 고천(高川) 및 비곡통등(秘谷統等)이 이에 속(屬)한다. Anthre aquic Eutrandepts; 염기포화도가 높은 (>50%) 화산회토(火山灰土)로 대정통(大靜統)이 이에 속(屬)한다. Anthre aquic Hapludalfs; 관개수(灌漑水)의 영향(影響)을 받아 표토(表土)로부터 50cm 이내(以內)에서 회색화작용(灰色化作用)을 받은 적황색토(赤黃色土)로 화동(華東) 및 용수통등이 이에 속(屬)한다. Anthro aquic Aquic Hapludalfs; Anthro aquic Hapludalfs에 비(比)하여 회색화작용(灰色化作用)을 더 받은(표토(表土)에서 50cm이상(以上)) 적황색토(赤黃色土)로 덕평(德坪) 및 극락통등이 이에 속(屬)한다.

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