During the rhizoremediation of diesel-contaminated soil, methane (CH4), a representative greenhouse gas, is emitted as a result of anaerobic metabolism of diesel. The application of methantrophs is one of solutions for the mitigation CH4 emissions during the rhizoremediation of diesel-contaminated soil. In this study, CH4-oxidizing rhizobacteria, Methylocystis sp. JHTF4 and Methyloversatilis sp. JHM8, were isolated from rhizosphere soils of tall fescue and maize, respectively. The maximum CH4 oxidation rates for the strains JHTF4 and JHM8 were 65.8 and 33.8 mmol·g-DCW-1·h-1, respectively. The isolates JHTF4 and JHM8 couldn't degrade diesel. The inoculation of the isolate JHTF4 or JHM8 significantly enhanced diesel removal during rhizoremediation of diesel-contaminated soil planted with maize for 63 days. Diesel removal in the tall fescue-planting soil was enhanced by inoculating the isolates until 50 days, while there was no significant difference in removal efficiency regardless of inoculation at day 63. In both the maize and tall fescue planting soils, the CH4 oxidation potentials of the inoculated soils were significantly higher than the potentials of the non-inoculated soils. In addition, the gene copy numbers of pmoA, responsible for CH4 oxidation, in the inoculated soils were significantly higher than those in the non-inoculated soils. The gene copy numbers ratio of pmoA to 16S rDNA (the ratio of methanotrophs to total bacteria) in soil increased during rhizoremediation. These results indicate that the inoculation of Methylocystis sp. JHTF4 and Methyloversatilis sp. JHM8, is a promising strategy to minimize CH4 emissions during the rhizoremediation of diesel-contaminated soil using maize or tall fescue.
논 토양에서 벼 품종간 $CH_4$ 배출과 근 분비물 특성 등을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 중만생종에 비하여 조생종의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었으며 자포니카 형보다는 통일형의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었다. 2. $CH_4$ 배출과 분얼수 및 근중과는 유의성이 인정되었으며 상관계수는 분얼수보다 근중에서 높은 경향이었고, 유수형성기 및 출수기에 $CH_4$ 배출이 많았다. 3. 토양용액중 $CH_4$ 함량은 계화벼가 가장 높았으며 다른 품종들은 비슷한 경향이었는데 이는 근권 산화력에 크게 좌우되었던 것으로 생각된다. 4. 뿌리에서 분비된 탄수화물류는 이앙 40일을 기준으로 조생종인 남원벼가 $1,306{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$, 중만생종이 $283{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$ 통일형인 풍산벼가 $984{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$를 분비하였다.
This study was carried out to investigate the constituents of inorganic ions of precipitation in Mokpo and Yeochon area from Jan. 1996 to Dec. 1997. The volume-weighted mean pH of precipitation was 5.7(4.8~7.8) at Mokpo, and 5.6(5.1~7.4) at Yeochon area, respectively. The non-seasalt(nss) anion concentrations were found in order of $nss-SO^{2-}_4>NO^-_3>nss-Cl^-$ at two areas. The portion of $nss-SO^{2-}_4;and;NO^-_3$ was 71~84% out of anions. The the non-seasalt cation concentrations were found in order of $NH^+_4>nss-Ca^{2-}>nss-Mg^{2+}>nss-K^-$ at two areas. The portion of $NH^+_4;and; nss-Ca^{2+}$ was 85~92% out cations. Compared regionally the year concentraton of $nss-SO^{2-}_4$, the result of Yeochon was 3 times higher than that of Mokpo in 1996, while the results of two regions were almost similar in 1997. The reason was that Yeochon was restricted area of the use of 0.5% sulfur B-C oil, controlled air pollution emission area, controlled semitotal amounts of air pollution emission area and partial operating of factories in 1997. There were no ions having high correlation with $H^+,;but;nss-SO^{2-}_4,;NO^-_3,;NH^+_4;and;nss-Ca^{2+}$ showed high correlation coefficient each other. It seems that these ions have little correlation with $H^+$ because they are washed out on binding state. Factor analysis showed that the first factor was complicated factor containing anthropogenic and soil resource, the second factor was sea-salt resource and the third factor was independent behavior of hydrogen at Mokpo. While, the first factor was complicated factor containing anthropogenic and sea-salt resource, the second factor was $Ca(NO_3)_2$ salt and the third factor was $NH^+_4;and;SO^{2-}_4$ synergied by resource and combination at Yeochon.
To apply paper mill sludges to soil as fertilizer, paper mill sludges were investigated to predict suitability and maleficence for soil. Newspaper and Printed Paper sludge were analyzed by IC (Ion Chromatography) and ICP-OES (Induced Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer). As a results, harmful materials in two types of sludges were below standard by notified Ministy of Environment (ME). Also ionic substances causing the water pollution in sludges were less than the standard value by notified ME. Thus sludges from newspaper and printed paper is presumed that there are no water pollution and soil contamination.
Acid rainwater samples were collected during 4 years from 1992 in Pusan area nearby seaside. Ionic composition of early and succeeding rainwater were investigated to identify emission sources. pH and Electronic Conductivity of samples were measured immediately after sampling. Major ion concentrations of rain samples were Na+, Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, SO42-, NO3-, Cl- which were analyzed by ion Chromatography. 55% of early rainwater and 90% of succeeding rainwater were identified below pH 5.6. Because, Na+, K+, Ca2+ were washed mostly in early rainwater, as a result, pH values were increased by increasing rainfall amounts. It was studied that pH value was varied from ambient ion component, rainfall, and rain intensity. From the principal component analysis result, the dominant components of acid rainwater were Na+, K2+, Mg2+, Ca2+, the elements were contributed soil and marine source, the second components nuts -SO42-, SO4a-, NO3-, nuts -Ca2+ originated from man - made source.
Fluorescence properties and carbohydrate content were investigated using ultrafiltrated size fractions of dissolved organic matters (DOM) originated from different sources. The materials included a treated sewage, an algal organic matter, and a soil leachate, all of which are major constituents of dissolved organic matter in a typical urban river. Four different size fractions were separated from the three sources of each DOM. The size distribution demonstrated that a higher molecular weight fraction was more present in soil leachate compared to two other source DOMs. A higher content of carbohydrates was observed in the following order - algal DOM > treated sewage > soil leachate. A wide range of specific UV absorbance was observed from size fractions of a single source DOM, indicating that aromatic carbon structures are heterogeneously distributed within one source of DOM. The structural heterogeneity was the most pronounced for the soil leachate. The fluorescence index ($F_{450}/F_{500}$) of the treated sewage was similar to that (2.0) typically obtained from autochthonous DOM, suggesting that the treated sewage exhibited autochthonous organic matter-like properties. No protein-like fluorescence intensities were observed for all of the soil leachate size fractions whereas they were observed with two other source DOMs. Based upon the fluorescence peak ratios from fluorescence excitation-emission matrix (EEM), two discrimination indices could be suggested to distinguish three different source DOMs. It is expected that the suggested discrimination indices will be useful to predict the sources of DOM in a typical urban river affected by treated sewage.
본 연구는 당근 재배 화산회 토양에서 질소시비 수준 및강우, 온도 환경 변화에 따른 $N_2O$ 발생 양상 특성 구명하기 위하여 제주특별자치도농업기술원 시험포장에서 2년간(2010~2011년) 수행되었다. 당근 재배기간 동안 $N_2O$ 배출량은 질소시비량이 많을수록 많았다. 대체적으로 $N_2O$ 배출량은 강우량 많은 시기인 재배 초기와 중기에 많았으나, 강우가 적고 한발 시기인 재배 말기에는 매우 적거나 거의 없는 경향을보였다. $N_2O$ 배출 양상은 강우 패턴 및 토양수분함량 변화와 대체로 유사한 경향을 보였다. $N_2O$ 배출량과 상관관계($r$)를 분석한 결과, '10년도에는 토양수분, 토양온도는 각각 $0.5718^{**}$, $0.4908^{**}$로 유의성이 인정되었으나, 토양 EC는 0.2704로 유의성은 인정되지 않았다. '11년도에는 토양수분은 $0.3394^*$로 유의성이 인정되었으나, 토양온도와 토양 EC는 각각 0.2138, 0.2462로 유의성은 인정되지 않았다. $NO_3$-N 및 토양 질소($NO_3-N+NH_4-N$)와는 각각 0.0575, 0.0787로 유의성이 인정되지 않았다. 당근 재배기간 동안 질소시비량에 의하여 배출된 2개년 평균 배출계수는 0.0025 $N_2O$-N kg / N kg으로 추정되었으며, IPCC (0.0100 $N_2O$-N kg / N kg) 배출계수 보다 약 4배 낮았다.
본 연구는 감자 재배 화산회 토양에서 질소시비 수준 및 강우, 온도 환경 변화에 따른 $N_2O$ 배출량을 측정하고 배출에 영향을 미치는 요인 특성을 구명하기 위하여 제주특별자치도농업기술원 시험포장에서 2년간 (2010~2011년) 수행되었다. 감자 재배기간 동안 $N_2O$ 배출량은 질소시비량이 많을수록 많았다. 재배시기별 $N_2O$ 배출량은 강우량 많은 시기인 재배 초기와 중기에 많았으나, 강우가 적고 한발 시기인 재배 말기에는 매우 적거나 거의 없는 경향을 보였다. $N_2O$ 배출 양상은 강우량 및 토양수분함량 변화와 대체로 유사한 경향을 보였다. $N_2O$ 배출량과 상관관계 (r)를 분석한 결과, '10년도에는 토양수분과 토양온도는 각각 $0.6251^{**}$, $0.6082^{**}$로 고도로 유의성이 인정되었으나, 토양 EC와는 0.1082로 유의성은 인정되지 않았다. '11년도에는 토양온도와는 $0.4879^{**}$로 유의성이 인정되었으나, 토양수분과 토양 EC와는 각각 0.0469, 0.0400으로 유의성은 인정되지 않았다. $NH_4$-N과 는 $0.7476^{**}$로 고도로 유의성이 인정되었으나, $NO_3$-N과 토양 질소 ($NO_3-N+NH_4-N$)와는 각각 0.0843과 0.1797로 유의성이 인정되지 않았다. 질소시비량에 따른 2년 동안의 $N_2O$ 배출량을 배출계수로 환산한 값은 $0.0040\;N_2O-N\;kg\;N^{-1}\;kg^{-1}$로 IPCC 가이드라인의 기본계수인 $0.0100\;N_2O-N\;kg\;N^{-1}\;kg^{-1}$ 보다는 약 2.5배 낮은 것으로 분석되었다.
작물 재배시에 질소비료와 유기물인 헤어리베치 그리고 LCU효과지연성 복합비료 등 질소공급원별로 토양에 시용하여 $N_2O$ 배출에 영향을 주는 요인들의 특성을 조사하였다. 그리고 그 요인들이 $N_2O$ 배출에 얼마나 영향을 주는지를 정량적으로 밝히고 온실가스 배출의 영향 인자들에 대해 온실가스 감축 효과를 종합적으로 평가하였다. $N_2O$ 배출에 영향을 미치는 요인은 토양온도, 토양수분과 무기태질소 등이다. 이 세 가지 요인 중 $N_2O$ 배출에 가장 크게 영향을 미치는 요인은 무기태질소(콩 65.5%, 51.2%)>토양수분함량(콩 19.2%, 고추 28.8%)>토양온도(콩 15.2%, 고추 22.0%) 순으로 나타났다. 수량과 비료이용효율은 LCU효과지연성 복합비료 처리에서 가장 높았다. $N_2O$ 배출량은 LCU효과지연성 복합비료와 NPK+헤어리베치 처리에서 차이를 보이지 않아 종합적인 결과는 수량과 비료이용효율 그리고 낮은 $N_2O$ 배출량을 보인 LCU효과지연성 복합비료 처리가 가장 양호한 것으로 나타났다. 따라서 앞으로 $N_2O$ 배출을 저감할 수 있는 토양 양분관리 기술 개발 연구가 확대되면 온실가스 배출저감 대책에 도움이 될 것으로 기대할 수 있다.
한라산 1100 고지에서 채취한 대기 부유분진의 조성은 인위적 기원의 성분들이 가장 높고, 다음으로 해양 기원 성분과 토양 기원 성분들이 높은 함량을 나타내었다. 계절별로는 봄철에 토양 성분인 nss-$Ca^{2+}$, Al, Fe, Ca 성분의 농도가 크게 증가하였고, 인위적 기원의 $NH{_4}^+$, $K^+$, nss-$SO{_4}^{2-}$은 6월에 가장 높은 농도를 보였다. 반면에 $NO{_3}^-$은 봄철에 nss-$Ca^{2+}$과 함께 농도가 상승하였고, 이는 중국으로부터 장거리 이동에 의한 영향으로 추정된다. 황사와 비황사 때의 농도를 비교해 본 결과, 황사 때에 nss-$Ca^{2+}$, Al, Ca, Fe 농도가 7.2~9.5배 증가하였고, nss-$SO{_4}^{2-}$과 $NO{_3}^-$은 각각 1.3, 3.8배 정도 더 증가한 것으로 확인되었다. 요인분석법으로 분진성분의 발생기원을 조사해 본 결과, 한라산 1100 고지 부유분진은 토양의 영향을 가장 많이 받고, 다음으로 인위적 영향과 해염 영향을 많이 받고 있는 것으로 추정된다. 역궤적분석에 의해 분진 성분의 유입경로를 조사한 결과, 공기덩어리가 중국대륙을 거쳐 제주지역으로 이동한 북서풍 계열의 풍향일 때 주요 인위적 기원의 성분과 토양 성분의 농도가 상승하고, 공기가 북태평양을 거쳐 제주지역으로 유입되었을 때 이들 성분들의 농도가 상대적으로 감소하는 경향을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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