• 한국토양비료학회지
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• 제42권1호
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• pp.46-52
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• 2009

질소동위원소비(${\delta}^{15}N$)가 낮은 대기질소 강하물의 유입에 의해 산림 생태계 내 다양한 시료(나이테, 엽, 토양)의 ${\delta}^{15}N$ 값이 낮아지는 것으로 보고되고 있다. 하지만, 토양 미생물과 식물이 쉽게 이용할 수 있는 토양 무기태 질소의 ${\delta}^{15}N$에 대한 연구는 진행된 바 없다. 본 연구는 대기질소 강하물이 상대적으로 적은 농촌지역과 많은 공업지역에 위치한 적송 산림지역의 유기토양층과 무기토양층(0~20 cm와 20~40 cm) 중 $NH_4{^+}$과 $NO_3{^-}$의 ${\delta}^{15}N$값을 분석하여 두 지역간의 차이를 조사하였으며, 이들 ${\delta}^{15}N$ 값을 근거로 조사 지역의 질소손실 민감성을 평가하였다. 농촌지역과 공업지역에서 $NH_4{^+}$의 ${\delta}^{15}N$ 값은 각각 +8.9 ~ +24.8‰과 +4.4 ~ +13.8‰로 분포하였다.유기토양층과 무기토양층(0~20 cm)에서 두 지역간 $NH_4{^+}$의 ${\delta}^{15}N$값 차이가 나타났는데, 공업지역에서 각각4.4‰과 +13.8‰이었고, 농촌지역에서는 각각 +8.9‰과 +24.3‰로 공업지역에서 더 낮은 ${\delta}^{15}N$ 값이 나타났다.이는 공업지역에서 ${\delta}^{15}N$값이 낮은 대기 유래 $NH_4{^+}$ 유입량이 더 많았음을 의미한다. 한편, $NO_3{^-}$의 ${\delta}^{15}N$ 값은 지역간 차이가 없었는데, 이는 $NO_3{^-}$가 용탈과 탈질 등에 의해 쉽게 손실되는 과정에서 수반되는 질소동위원소 분할 효과에 의해 강하물에서 유래된 $NO_3{^-}$의 ${\delta}^{15}N$ 기여도가 낮아지기 때문으로 판단된다. 본 연구에서 관측된 무기태 질소의 ${\delta}^{15}N$ 값은 다른 지역에서 조사된 $NH_4{^+}$(-10.9 ~ +15.6‰)과 $NO_3{^-}$(14.8 ~ +5.6‰)의 ${\delta}^{15}N$ 값보다 매우 높은데, 이는 본 연구지역에서 토양 질소 손실 가능성이 높음을 보여준다. 이상의 연구 결과에 의하면 산림토양의 무기태 질소 중 $NO_3{^-}$보다 $NH_4{^+}$이 질소공급원(대기 질소 강하)에 대한 ${\delta}^{15}N$ 정보를 보다 잘 반영하는 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제48권3호
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• pp.147-152
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• 2015

본 연구는 Kjeldahl 증류법을 이용하여 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소 분석법을 연구하였으며, 건조방법 및 시료 농도 범위에 따른 분석값의 변화에 대하여 고찰하였다. 표준시료를 다양한 농도 범위 (0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, $10mgL^{-1}$)로 조제하여 질산성 및 암모니아성 질소 안정동위원소비 ($^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$)를 분석한 결과, $^{15}NH_4-N$는 $0.1{\sim}10mgL^{-1}$의 농도 범위에서 측정 가능하였으며 (${\pm}0.2$‰)$^{15}NO_3-N$는 $0.4{\sim}10mgL^{-1}$의 농도 범위에서 측정 가능하였다 (${\pm}0.3$‰). Kjedahl 증류법으로 얻어진 시료를 건조할 경우 오븐건조는 질소 안정동위원소비가 2.2‰의 큰 변화를 보이지만, 동결건조는 0.5‰의 작은 차이를 보이므로 동결건조방법이 적합하였다. 실증연구 일환으로 한강 수계 중권역의 한 지천에서 암모니아성 질소 ($NH_4-N$) 및 질산성 질소 ($NO_3-N$)의 안정동위원소비를 이용하여 질산염의 기원을 추적해 보았다. 지천이 흘러가는 방향을 중심으로 상류, 하수처리 방류장, 하류로 구분하고 각각의 $^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$ 안정동위원소비를 분석하였다. 상류에서 질산염의 $^{15}NO_3-N$, $^{15}NH_4-N$ 값이 가볍게 나타나지만 (2‰, 8‰), 특성이 다른 질소화합물의 방류수 (23‰, 14‰)가 유입되면서 하류 (21‰, 11‰)에 영향을 주는 것으로 여겨진다. 본 연구를 통하여 수행된 $^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$ 안정동위원소비 분석법은 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하여 효율적인 수질 관리를 위한 중요 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 다만 이와 같은 기법을 적용하기 위해서는 추후 유역 오염원의 대표값 (end member)의 조사를 통하여 지속적인 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

• 생태와환경
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• 제50권4호
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• pp.452-458
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• 2017

본 연구는 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소 내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석 지원기능을 제공하기 위하여 연구하였다. 남한강, 북한강, 팔당호 지역에 비해서 경안천 지역의 유기물 기원이 뚜렷하게 차이를 보이며, 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 또한 식물플랑크톤(규조류, 남조류)이 자생기원 보다는 외부기원 질소원을 활용하고 있음을 확인하였다. 한강 유역에서 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 식물플랑크톤의 탄소 및 질소 동위원소비를 활용하여 그 거동을 추정할 수 있었다. 추후 유역 오염원의 대표 값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

• 분석과학
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• 제32권2호
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• pp.65-76
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• 2019

Despite the expansion of sewage treatment facilities to reduce pollutants in the tributaries of the Han River, water pollution accidents such as fish deaths continue to frequently occur. The purpose of this study was to identify the pollutant sources using water quality and stable isotope ratio (${\delta}^{15}N$, ${\delta}^{13}C$, ${\delta}^{15}N-NH_4$, ${\delta}^{15}N-NO_3$) analysis results in the three inflow tributaries (Gulpocheon (GP), Anyangcheon (AY) and Sincheon (SC)) of the Han River. Water quality was analyzed in June and October from 2013 to 2017, and the results showed that the concentrations of nutrients, such as T-N, $NO_3-N$, and T-P, were increased at GP4, AY3, SC3, and SC4, which lie downstream of sewage treatment facilities. The results of ${\delta}^{15}N$ for June 2017 indicated that the source of nitrogen was sewage or livestock excreta at GP4 and SC4, and organic fertilizers at AY3 and SC3. ${\delta}^{15}N-NO_3$ results suggested that the source of nitrogen was related to organic sewage, livestock or manure at GP4, AY3 and SC4. Therefore, GP4 and SC4 were more influenced by effluent from sewage treatment facilities than by their tributaries, AY3 and SC3 were considered to be influenced more by their tributary than effluent from sewage treatment facilities. With the results of this study, the source of contamination (sewage treatment facility effluent) of river inflow downstream of Han River could be confirmed using water quality and stable isotope ratio.

• 한국환경과학회지
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• 제28권1호
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• pp.7-18
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• 2019

This study aimed to assess the impact of livestock excreta discharged from an Intensive Livestock Farming Area (ILFA) on river water quality during a rainfall event. The Bangcho River, which is one of the 7 tributaries in the Cheongmi River watershed, was the study site. The Cheongmi River watershed is the second largest area for livestock excreta discharge in Korea. Our results clearly showed that, during the rainfall event, the water quality of the Bangcho River was severely deteriorated due to the COD, $NH_4-N$, T-N, $PO_4-P$, T-P, and heavy metals (Cu, Zn, and Mn) in the run-off from nearby farmlands, where the soil comprised composted manure and unmanaged livestock excreta. In addition, stable isotope analysis revealed that most of nitrogen ($NH_4-N$ and $NO_3-N$) in the run-off was from the ammonium and nitrate in the livestock excreta. The values of ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ for the Bangcho River water sample, which was obtained from the downstream of mixing zone for run-off water, were lower than those for the run-off water. This indicates that there were other nitrogen sources upstream river in the river. It was assumed from ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ stable isotope analyses that these other nitrogen sources were naturally occurring soil nitrogen, nitrogen from chemical fertilizers, sewage, and livestock excreta. Therefore, the use of physicochemical characteristics and nitrogen stable isotopes in the water quality impact assessment enabled more effective analysis of nitrogen pollution from an ILFA during rainfall events.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권2호
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• pp.1-9
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• 2009

국제농촌지역은 국제적인 농산물 개방 여파, 대도시 인근지역 택지개발 및 산업시설 설치, 각종 레저산업의 유입등 비농업시설이 기존 농경지를 대체 개발하면서 다각적인 발전의 활로를 모색하고 있다. 그러나 이러한 개발속도에 비해 수질솬리는 상대적으로 뒤쳐지는 편이다. 이연구는 개발이 활발한 경기도 OO시 A저수지 유역 대표적인 비농업시설을 중심으로 지하수 및 하철수 시료를 채수하여, 비농업시설 설치운영이 농촌용수 수질에 미치는 영향을 살펴보았다. 연구지역 내 비농업시설에 의한 수질오염은 적절한 처리시설 없이 하수가 A 저수지로무단 방류되는 지역과 공장밀집지역에서 발생했다. 배경수질 분석결과, 두 지역의 하철수 및 지하수에서 (Na+K)-Cl, Ca-(Cl, SO$_4$, Ca-Cl유형들이 나타나 외부 오염 물질의 유입을 보였다. 하수 무단방류지는 면소재지 발생하수가 하천수에 유입됨에 다라 COD, T-N, T-P 오염이 심각했고, 인접한 지하수는 하철수의 유도함양 결과, 화학비료 기원의 NO$_3$-N 오염이 진행 중이었다. 공장밀집지는 T-N, NO$_3$-N 오염이 심각했고, 공장지역 정화조 액상오수의 무단방류가 NO$_3$-N오염의 원이이었다. 축산시설개발지역에서는 가축분뇨에서 기원한 유기물이 하천수 및 지하수에 유입되어NO$_3$-N, Mn오염을 보였다. 농약은 골프장을 비롯한 전체 빈오시설 지역에서 불검출 되었고, SAR(Sodium Adsorption Ratio)-전기전도도 분석 결과,연구지역 용수를 관개용수로 사용 시 알칼리도 및 염도에 대한 위해가 없는 것으로 나타났다. 실버타운, 레저관광지, 골프장 주변 지역의 용수는 대체적으로 수질이 양호했다. 결론적으로 연구지역 내 수질 오염은 국지적인 비농업시설 설치지에서 발생하였으나, 이러나 오염수가 연구지역의 최종 집수지인 A저수지에 유입되면, 타 수계의 청정수와 혼합 희석에 의해 A 저수지에서는 수질 오염이 거의 나타나지 않았다. 그러나 향후 연구지역에 비농업시설이 난립할 경우 A저수지의 희석효과를 기대하기 어려우므로, 농촌개발과 병해할 수 있는 농촌 용수 수질관리 계획이 수립되어 청정한 농촌용수 수질관리가 이루어질 필요가 있다.

• 한국양식학회지
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• 제1권1호
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• pp.13-24
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• 1988

양식용 넙치 종묘의 효율적인 대량생산 방법에 관한 기초적 자료로서 치어의 사육밀도를 검토함과 동시에 고밀도사육의 가능성에 대하여 조사하고자, 폐진순환여과 사육수조를 전장2.53$\pm$0.24 cm, 체고 1.12$\pm$0.12 cm의 넙치치어를 저면적 137.75 $cm^2$당 10개체 (D10), 20개체 이용하여 (D2O), 30개체 (D30) 및 40개체 (D40) 식수용한 4개 밀도구를 설정한후 65일간 사육한 결과는 다음과 같다. 사육기간중의 수온은 $21.0\~27.0^{\circ}C$로 자연수온에 비해 높았고,비중(${\delta}_{15}$)은 1.024$\~$1.026으로 비교적 높은 편이었다. 사육기간중의 용존산소는 5.4$\~$7.5 ml/$\iota$ 범위였고, 무기태질소로서 $NH_4^+-N$은 0.07$\~$0.48 ppm, $NO_2^{-}-N$은 0.006$\~$0.33 ppm이었으며, 특히, $NO_3^{-}-N$은 3.89$\~$34.06 ppm으로 매우 높았다. 밀도별 치어의 전장성장은 D20에서 8.17$\pm$0.80 cm로 가장 빨랐고, D10에서 7.72$\pm$0.40 cm로 가장 느렸으나, 밀도구별 성장차이에 대한 유의의 차는 없었다. 밀도별 치어의 체고성장은 D20에서 4.l6$\pm$0.39 cm로 가장 빨랐고, D10에서 3.94$\pm$0.21 cm로 가장 느렸으나, 밀도구별 성장차이에 대한 유의의 차는 없었다. 밀도별 치어의 전장에 대한 체고의 상대성장비는 D10이 b=0.5346으로 가장 높았고, B30이 b=0.5165로 가장 낮았으나, 밀도구간의 유의의 차는 인정되지 않았다. 밀도구별 치어의 생존율은 D10, D20, D30 공히 $90\%$로 높았으나, D40은 $75\%$로 낮은 편이었다. 수용밀도의 지표로서, 안측 체표면적이 수조의 저면적을 덮는율을 구하기 위하여 전장과 체고를 곱한 면적 (X)과 안측 체표면적 (Y)의 상관관계는 Y=0.5994X+0.1840으로 표시되었다. 각 밀도구별 모든 개체의 안측 체표면적이 저면적을 덮는율은, 실험종료시 D10의 1.2배로부터 D4O의 4.1배까지로 나타나, 치어의 고밀도사육이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권1호
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• pp.20-27
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• 1983

제주도(濟州道) 화산회토양유기물(火山灰土壌有機物)의 화학성(化学性), 유기물(有機物) 성상(性狀) 및 부식산(腐植酸)의 광학적(光学的) 특성(特性)을 알고져 수종(数種)의 화산회토양(火山灰土壌)을 공시(供試)하여 실내시험(室內試験)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 가. 토양(土壌)의 화학적(化学的) 성질(性質) 1) 화산회토양(火山灰土壌)은 비화산회토양(非火山灰土壌)에 비(比)하여 유기물(有機物)(4~27%), 유효규산(有効珪酸)(291~884ppm), 활성(活性) 알루미늄(150~478ppm) 및 활성철함량(活性鉄含量)(0.77~0.86%)이 많고 반대(反対)로 유효인산(有効燐酸)(4~15ppm) 함량(含量)이 현저(顕著)히 낮았다. 2) 가리(加里), 석화(石火), 고토등(苦土等)은 밭의 경우 화산회토양(火山灰土壌)에서 높은 편이나 삼림지(森林地) 및 유휴지토양(遊休地土壌)은 낮은 경향(傾向)을 보였다. 3) 화산회토양(火山灰土壌)은 규반비(珪礬比) 및 규산(珪酸)/유기물비(有機物比)가 낮은 반면(反面) K/Ca+Mg, Al/Fe(활성(活性)) 및 C/P비(比)가 현저(顕著)히 높았다. 나. 유기물(有機物) 및 질소분별정량(窒素分別定量) 1) 화산회토양(火山灰土壌)은 유기물(有機物)의 총탄소중(総炭素中) Humin-C의 비율(比率), 유기물중(有機物中) Humin산(酸) 그리고 Humin중(中) C/N율(率)이 비화산회토양(非火山灰土壌)보다 현저(顕著)히 높았다. 2) 화산회토양(火山灰土壌)은 비화산회토양(非火山灰土壌)에 비(比)하여 총질소(総窒素), 산(酸) 및 알카리가용성(可溶性) 질소함량(窒素含量)이 현저(顕著)히 높은 반면(反面) 총질소중(総窒素中) 무기태질소(無機態窒素)로 방출(放出)될 수 있는 무기화율(無機化率)은 높지 않았다. 다. 토양부식(土壌腐植)의 형태(形態) 1) 화산회토양(火山灰土壌)은 비화산회토양(非火山灰土壌)에 비(比)하여 광흡(光吸) 수능(收能)이 높고(K600, RF치(値), ${\delta}logK$) 부식화도(腐植化度)가 진전(進展)될수록 색농도(色濃度)가 짙은 것으로 나타났다. 2) 화산회토양(火山灰土壌)은 산화제(酸化劑)에 대(対)한 저항성(抵抗性)이 높고 산(酸) 및 알카리 가수분해성(加水分解性)이 강(强)하여 부식화도(腐植化度)가 높아 부식(腐植)의 자연분해(自然分解)가 극(極)히 어려운 것으로 나타났다. 라. Humin의 관능기조사(官能基調査) 화산회토양(火山灰土壌)의 유출부식산(油出腐植酸)의 관능기(官能基)는 phenolic-OH기(基), Alcoholic-OH기(基) 및 Carboxyl기(基)가 많고 비화산회토양(非火山灰土壌)은 Methoxyl기(基) 및 Carbonyl기(基)가 많았다. 마. 부식산(腐植酸)의 흡광도(吸光度) 1) 공시토양(供試土壌)의 가시광역(可視光域)은 200~500nm부근의 단파장영역(短波長領域)이었으며 주로 350, 420, 450 및 480nm 에서 4개(個)의 흡광곡선(吸光曲線)을 나타내었다. 2) 화산회토양(火山灰土壌)인 흑악통(黑岳統)은 362nm부근에서 단일(單一)의 높은 흡광도(吸光度)를 보였으며 비화산회토양(非火山灰土壌)인 영악통(永楽統)은 360nm와 390nm에서 2개(個)의 단순(單純)한 높은 흡광대(吸光帶)를 나타내었다. 마. 분해촉진제(分解促進剤) 처리효과(處理効果) 화산회토양(火山灰土壌)에 대(対)한 분해촉진효과(分解促進効果)는 이도통(統)은 역분해성(易分解性) 유기물(有機物) 첨가(添加)에 따른 "Priming Effect"가 증가(增加)되었으며 남원(南元)과 흑악통(黑岳統)은 Na-Pyrophosphate의 첨가효과(添加効果)가 있었다.