• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1298-1304
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• 2005

Citrobacter Amalonaticus strain JB101을 이용하여 과염소산염과 질산염이 동시에 존재할 때 두 전자수용체 간의 경쟁특성을 파악하고, MBR(membrane bioreactor)을 이용한 과염소산염 처리 가능성을 검토하였다. 과염소산 및 질산염에 대한 strain JB101의 비성장속도는 각각 0.27 및 0.58 $hr^{-1}$, 최대기질이용속도는 각각 35.1 mg $ClO_4^-/g$ protein-day 및 45.6 mg $NO_3^-/g$ protein-day이었다. 질산염은 과염소산염에 대한 경쟁적 저해제이었으며, strain JB101은 과염소산보다는 질산염을 전자수용체로 선호하였다. 유입 과염소산염 농도가 20 mg/L이였던 HCMBR에서는 막 면적당 부하 4.6 g $ClO_4^-/m^2-day$까지 과염소산염의 제거효율이 100%이었으나, 질산염 5 mg/L를 첨가하자 질산염은 완전히 제거되었으나 과염소산염 제거효율이 96.5%로 감소하였다. 유입 과염소산염 농도가 0.7 mg/L이였던 LCMBR에서는 부하 0.23 g $ClO_4^-/m^2-day$까지 과염소산염의 제거효율이 100%이었다. 두 MBR 모두 높은 부하에서는 막의 막힘현상이 문제로 제기되었다. 과염소산염에 대한 아세트산염 소모비는 LCMBR의 경우 $13.7{\sim}51.7$로 HCMBR의 $2.5{\sim}3.6$보다 높았으며, 이는 아세트산염이 산소를 전자수용체로 이용하여 소모되었기 때문이다. 따라서 전자공여체 첨가량은 유입수에 포함된 다른 전자수용체의 농도를 고려하여 결정하여야 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.853-860
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• 2012

비산재 혼합에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$과 $CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$의 전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$과 $MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.