본 연구는 토양 칼럼에 벼를 재배하면서 바이오차 팰렛처리에 따른 침출 수 및 토양 중의 작물 양분 이동 동태를 구명하기 위해 수행하였다. 칼럼 실험을 위한 시험구 처리는 돈분퇴비처리구를 대조구, 100% 돈분퇴비 팰렛구, 바이오차 팰렛 그리고 완효성비료 처리구로 구성되어있다. 연구 결과로서, 침출수 중의 $NH_4-N$의 농도는 이양후 35일을 정점으로 점차적으로 감소하였으며, $NO_3-N$의 농도는 이양 후 63-98일 사이에 가장 높게 관측 되었다. 침출수 중의 돈분 팰렛 및 바이오차 팰렛 처리구에서 $PO_4-P$의 농도가 가장 낮게 나타났다. 침출수 중의 K의 함량이 대조구에서 가장 높게 보인 반면, 완효성비료 처리구에서 가장 낮게 나타났다. 토양의 깊이별 $NH_4-N$의 농도는 40-60cm사이가 가장 높게 났으며, 돈분 팰렛 처리구를 제외하고 처리구 간에 유의차가 없었다. 또한 토양 깊이가 깊을수록 $NH_4-N$의 농도가 높게 관측 되었다. 반면에 $PO_4-P$의 농도는 완효성비료 처리구를 제외하고 토양깊이가 깊을수록 낮게 나타났다. 대조구에서 $PO_4-P$의 농도가 가장 높았다. 토양중의 가리의 이동 패턴은 대조구와 돈분 퇴비 팰렛구, 그리고 바이오차 팰렛구와 완효성처리구가 비슷한 것으로 나타났다. 그러므로 벼 재배 시 바이오차 팰렛을 시용함으로쎄 식물 양분 이동에 의한 손실을 줄일 수 있는 것으로 사료 되다.
The removal efficiency of nutrient was investicated by using Glycine max Meer seedling. After budding, Glycine max Merr was raised at darkness for 4 days. During cultivation, the removal efficiency of $NO_2-N+NO_3-N$ was up to 90% with initial concentration of 20-100 ppm. The removal efficiency of PO$_4$-P was up to 80% with initial concentration at 30 ppm, but it was down to 22% and 27% at 40 ppm and 50 ppm. When the removal efficiency of nutrient was compared with alternating 12 hours' light and darkness, the removal efficiency of NO$_2$-N + NO$_3$-N was up to 90% at below 60 ppm. It was not different from each other. But it was particularly low about 62% and 34% at 80 ppm and 100 ppm in alternating 12 hours' light. The removal efficiency of PO$_4$-P was low at alternating 12 hours' light between 10-50 ppm on the whole range. The neutralizing capacity of pH was shown in acidity and alkalinity except strong acidity(below pH 3). The initial pH was neutralized at 6.0-7.7 of pH after 4 days. Particularly, Glycine max Meer seedling that was difference from other water plants, was shown the neutralizing capacity in strong alkalinity.
Antibacterial glass ceramics composed of $5Li_2O{\cdot}36CaO{\cdot}20TiO_2{\cdot}27P_2O_5$ were Prepared. After ion exchange in the $AgNO_3$solution, crystallization phases were $AgTi_2(PO_4)_3$, $LiTi_2(PO_4)_3$ and $Ca_3(PO_4)_2$. In case of ion exchange, the crystallization phases started to be transformed from $LiTi_2(PO_4)_3$ to $AgTi_2(PO_4)_3$in 0.5 mole $AgNO_3$ solution and the transformation was almost completed in 1.0 mole. ion exchange rate of glass-ceramics powder, considering ion exchange time, was more fast than that of bulk. The bacteriostatic effect of the glass-ceramics on Staphyloroccus aureus and Salmonella typhi bacteria was more excellent than that of glass when the crystallization phase was transformed from LTP to AgTP.
본 연구에서는 물리화학적 처리를 통하여 여재의 인 흡착능 회복을 위한 재생 방안을 연구하는 데 그 목적을 둔다. 실험에 사용한 여재는 Adphos이다. 열 처리 방법의 경우, 기 사용한 여재를 고온에 가열한 후 흡착실험을 수행한 결과, 재사용 여재의 $PO{_4}^{3-}-P$ 흡착량은 0.0021 - 0.0030 mg/g, 제거효율은 26.1 - 39.4%의 범위로 나타났다. 산 또는 pH 조건을 조절하여 수행한 실험 결과, 산성을 띠는 pH 1 - pH 5 조건에 처리한 경우 재사용 여재의 $PO{_4}^{3-}-P$ 흡착량은 0.0010 - 0.0066 mg/g, 제거효율은 15.8 - 87.1% 범위로 나타났다. 염기성을 띠는 pH 8 - pH 11 조건에 처리한 경우 재사용 여재의 $PO{_4}^{3-}-P$ 흡착량은 0.0018 - 0.0034 mg/g, 제거효율은 26.7 - 48.0% 범위로 조사되었다. 0.1 M, 0.01 M, 0.001 M 농도의 NaCl에 처리한 경우 재사용 여재의 $PO{_4}^{3-}-P$ 흡착량은 0.0036 - 0.0050 mg/g, 제거효율은 50.5 - 71.1%로 나타나 0.1 M NaCl을 이용한 약품처리법에서 재사용 여재의 인 흡착능 회복성이 높은 것으로 조사되었다.
본 연구에서는 연안어장 준설퇴적물에 대한 영양염류(인공수 중 질산염과 인산염)의 흡착반응에서 흡착제, pH, 이온강도가 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 준설퇴적물을 이용해서 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 평가하고자했다. ${NO_3}^-$-N($100{\mu}M$, 10mM), ${PO_4}^{3-}$-P($100{\mu}M$, 10mM)에 대한 흡착반응은 10분 이내에 완료되었고, 정상상태에서 $100{\mu}M$${NO_3}^-$-N과 $100{\mu}M$${PO_4}^{3-}$-P가 각각 61%, 77% 제거 되었다. $900^{\circ}C$에서 준설퇴적물을 열처리했을 때 영양염류 제거율은 증가하지 않았다. CaO와 MgO 같은 첨가제를 사용하면 질산염의 제거율은 0%까지 감소했으나, 인산염 제거율은 98%까지 증가했다. 질산염과 인산염의 등온흡착은 Freundlich 식에 의해 잘 설명되었다($R^2$>0.99). 흡착반응은 pH와 이온강도에 의해 거의 영향을 받지 않았다. 흡착반응시간이 짧고 영양염류 제거율이 상당히 높다는 연구결과는 연안어장 준설퇴적물이 영양염류 제거를 위해 실제로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.
The changes of O-J-I-P transients were investigated using leaves of four subtropical plant species (Crinum asiaticum var. japonicum, Osmanthus insularis, Chloranthus glaber and Asplenium antiquum) under the natural conditions in winter, in order to select the stress indicators for diagnosing physiological states of plants under low temperature. In the O-J-I-P transients of these species, the fluorescence intensity was found to be higher in O-step and lower in P-step in winter than in summer. Particularly, the fluorescence intensity of the P-step in Crinum asiaticum var. japonicum was lower than those of other three plant species, indicating that Crinum asiaticum var. japonicum is the most sensitive to low temperature. Of the chlorophyll fluorescence parameters derived from O-J-I-P transients of four subtropical plants, Fm, Fv/Fo, ABS/CS, TRo/CS, $\phi_{po}$ and $\phi_{po}/(1-\phi_{po})$ decreased significantly with the increase of Fo, Sm, N, EToICS, ETo/RC and $\psi_o/(1-\psi_o)$ depending on temperature drop in winter. Therefore, these parameters could be used as indicators for estimating low temperature stress and diagnosing physiological states of plants under the natural conditions in winter.
본 시험은 배양액 내 pH 변화에 따른 이온과 EC의 모형을 구명하고자 수행하였다. 배양액 내 $HPO_4{^{-2}}$와 $H_2PO_4{^-}$의 변량에 따른 pH가 변하는데, pH 4.0-5.0은 EC의 변량이 상승하고, pH 5.0-7.0은 EC의 변량이 완만하고, pH 7.0-8.0은 다시 상승하였다. 배양액 내 다량원소의 변량을 보면, pH가 상승할수록 K, Ca, N, P의 이온 농도도 증가하는데, 특히 K과 P의 변량이 크게 나타났다. 반면 Mg와 S의 변량은 일정하게 유지되었다. 배양액의 IBM(ion balance model)에 따른 분석에서, EC의 변량은 크게 변하지 않고, 이온의 균형점이 a분면에서 d분면으로 이동하면 pH가 상승하면서 음이온 보다 양이온이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 pH 변량이 높을수록 EC 중앙선으로부터 멀어져 배양액의 이온 불균형이 증가되었다. $HPO_4{^{-2}}$와 $H_2PO_4{^-}$의 변량에 대한 K와 Ca의 당량비 보정은 pH가 증가할수록 K는 감소하지만 Ca는 증가하였고, EC 변량의 영향보다 큰 것으로 나타났다. K와 Ca의 당량비 보정에 따른 pH 변량은 0.97의 이차 다항식 상관모형을 나타냈다. 본 연구를 통해 인산염의 구배에 따른 pH, 이온, EC의 변량에 대하여 pH 변량 모형이 구명되었다.
The lab-scale biological A$_{2}$O system was applied from treating piggery wastewater highly polluted organic material which nitrogen and phosphorous are much contained relatively in conversion with other wastewater. The objective of this study was to investigate the effect of variance parameters on the treatability of this system according to operation conditions. An obtained experimental data were analysed by using principal component analysis (PCA) method. The results are summarized as follows: 1. From Varimax rotated factor loading in raw wastewater, variance of factor 1 was 36.8% and cumulative percentage of variance from factor 1 to factor 4 was 81.5% and of these was related to BOD, TKN and BOD loading. 2. In anaerobic process, variance of factor 1 was 33.5% and cumulative percentage of variance from factor I to factor 4 was 81.8% and of these was related to PO$_{4}$-P, BOD, DO and Temperature. 3. In anoxic process, variance of factor 1 was 30.1% and cumulative percentage of variance from factor i to factor 4 was 84.3% and of these was related to pH, DO, TKN and temperature. 4. In aerobic process, variance of factor 1 was 43.8% and cumulative percentage of variance from factor 1 to factor 4 was 81.5% and of these was highly related to DO, PO$_{4}$-P and BOD. 5. It was better to be operated below 0.30 kg/kg$\cdot$day F/M ratio to keep over 90% of BOD and SS, 80% of TKN, and 60% of PO$_{4}$-P in treatment efficiencies. 6. Treatment efficiencies was over 93% of BOD and SS, 81% of TKN and 60% of PO$_{4}$-P at over 20$^{\circ}$C, respectively.
In order to understand the characteristics of phosphorus in the paddy field, this study analyzed $PO_4-P$ and T-P concentrations of irrigation water, flooding water, and runoff from 2008 to 2010. The variation of phosphorous form within hydrologic cycle around the rice paddy field was investigated using the ratio of $PO_4-P$ to TP. In addition, the correlation between pH, EC, and DO in flooding water was analyzed and the factors affecting phosphorus form in paddy field were investigated. The concentration of T-P in flooding water was high during the survey period, and the concentration of T-P in runoff was assumed to be decreased by dilution due to irrigation and rainfall. On the other hand, the ratio of $PO_4-P$ to T-P was lower in flooding water than those of irrigation water and runoff, which was interpreted to be due to the fact that the phosphorus fertilizer was applied in the paddy field but the adsorption was rapidly occurred to the paddy field by the soil. The similar proportions of $PO_4-P$ to T-P in flooding water and runoff suggest that the form of phosphorus outflowed from the paddy is influenced by the form of phosphorus in the flooding water of paddy field. In addition, DO concentration in flooding water showed negative correlation with the concentrations of $PO_4-P$ and T-P. The effort to survey frequent irrigation water quality data is required for the analysis of phosphorus behavior in the paddy water system since concentration of phosphorous and DO in irrigation water would influence rhe form of phosphorous in flooding water and subsequent runoff.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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