• 제목/요약/키워드: 고농도 질소

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저용량의 내독소가 쥐에서 고농도의 산소에 의한 급성폐손상을 경감시키는 기전 (Mechanism of Decrease in Lung Injury by Low Dose of Endotoxin During Hyperoxia in the Rats)

  • 송정섭;윤형규;김영균;김관형;문화식;박성학
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제53권2호
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    • pp.148-160
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    • 2002
  • 배 경 : 쥐를 고농도의 산소에 60시간 이상 노출시켰을 때 급성 폐손상이 유발되지만 내독소를 저용량으로 투여시에는 이러한 폐손상이 경감된다고 알려져 있으나 그 기전에 대하여는 확실히 밝혀지지 않고 있다. 산화질소(nitric oxide, NO)는 내독소나 염증성 사이토카인(cytokine) 등의 자극에 의해서 폐내 여러 염증세포에서 만들어지며 이 산화질소는 경우에 따라 우리 몸에 이롭거나 해로운 양면성을 지니고 있다. 저자들은 쥐에서 고농도의 산소에 의한 폐손상이 저농도의 내독소 투여로 경감되는 기전에, 산화질소가 중요한 역할을 하는지 또는 황산화효소나 다른 항염증성 사이토카인이 중요한 역할을 하는지를 규명하고자 하였다. 방 법 : 총 120마리의 쥐 (Sprague-Dawley rat)를 24마리씩 5군으로 나누어 대조군은 실내 공기를, 고농도 산소군은 100%의 산소를 100%의 산소를 60시간 투여하였고 내독소군은 100% 산소 투여시 2일간 저용량의 내독소를 투여하였다. 다른 두 군은 산화질소 합성 억제물인 aminoguanidine(AG)과 N-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME)를 각각 2일간 고농도 산소와 내독소에 더하여 투여하였다. 각각의 군에서 폐손상의 정도와 사망률을 관찰하고 superoxide dismutase(SOD), catalase, nitric oxide, IL-6, IL-11을 기관지폐포세척액에서 측정하고, 고농도산소 투여군의 폐조직에서 iNOS synthase rnRNA의 발현을 비교하였다. 결 과: 1. 100%의 산소에 60시간 노출시켰을 때 쥐의 사망률은 8.3% 이었고 내독소 투여군은 4.2%, NAME 투여군이 37.5%, AG 투여군이 25%로 산화질소 합성 억제제에 의하여 사망률의 증가가 관찰되었다. 2. 폐의 손상 정도를 나타내는 폐의 wet/dry 중량비와 늑막액도 100%의 산소에 노출된 군에서 증가되었고 내독소 투여에 의하여 감소되었으며 NAME나 AG 투여군에서는 오히려 증가되었다. 3. 이러한 내독소에 의한 폐손상 억제효과가 항산화효소인 SOD나 catalase, 또는 protective cytokine인 IL-6나 IL-11등의 증가와 관련이 있는지를 관찰하였으나 이들 모두에서 유의한 변화를 관찰하지 못하였다. 4. 산화질소는 100% 산소에 노출시킨 군에서도 증가하였으나 내독소 투여군에서 유의하게 더욱 증가하였고 이는 L-NAME 나 aminoguanidine의 투여시 감소하였다. 5. iNOS mRNA의 발현도 내독소 투여군에서 유의하게 증가하였다. 결 론 : 쥐의 고농소 산소 투여에 의한 폐손상은 저용량의 내독소 투여로 경감되며, 이는 주로 내독소 투여에 의한 iNOS mRNA의 발현을 유도하여 생성된 산화질소의 증가에 기인하는 것으로 생각된다.

고농도 암모니아성 질소를 함유한 프로피온산의 혐기성 분해시 오염물질 및 미생물 거동 (Behaviors of Pollutants and Microorganisms in an Anaerobic Digestion of Propionate Containing High Ammonia Nitrogen Level)

  • 이채영;김대성;안원식;신항식
    • 유기물자원화
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    • 제14권3호
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    • pp.126-137
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    • 2006
  • 고농도 암모니아성 질소를 함유한 프로피온산의 처리시 유기물과 입상슬러지의 거동을 평가하기 위하여 12개월간 상향류 혐기성 슬러지 블랭킷 (UASB) 반응조를 운전하였다. UASB 반응조의 경우 암모니아성 질소 농도 6000mg-N/L까지는 80%의 COD 제거가 가능하였다. 암모니아성 질소 농도를 고농도로 유지하는 경우 유출수의 프로피온산의 농도는 증가하였으나 초산 농도는 상대적으로 매우 낮게 유지되었다. 암모니아성 질소 농도 8000mg-N/L에서는 낮은 메탄 발생량에도 불구하고 유출수의 휘발성 현탁 고형물 농도가 증가하였으며, 이는 입상슬러지의 체외고분자 물질의 감소에 기인하는 것으로 판단된다. 개미산, 초산 및 프로피온산을 기질로 이용한 비메탄 활성도는 암모니아성 질소 농도 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 일반화된 비선형 모델을 이용하여 산정한 동력학적 상수값은 개미산, 초산 및 프로피온산을 기질로 사용한 경우 각각 3.279, 0.999 및 0.609로 나타났다. 비메탄 활성도에 50% 저해를 미치는 암모니아성 질소 농도는 개미산, 초산 및 프로피온산을 기질로 이용한 경우 각각 2666, 4778 및 5572mg-N/L로 나타나 수소 이용 메탄균의 저해가 가장 큰 것으로 나타났다. 입상슬러지는 대나무 모양(bamboo-shape form)의 methanothrix 형태의 미생물이 주종을 이루고 있으며, hydrogen-producing acetogens와 hydrogen-consuming methanogens이 존재하는 것으로 나타났다.

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슬러지 공정 반류수 처리 기술 개발 (Technology Development of Return Flow Treatment from Sludge Processing)

  • 김선구;장윤석;박명균;박미경;허용록;최의소;윤주환;길경익
    • 환경기술인
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    • 통권175호
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    • pp.56-62
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    • 2001
  • 하수처리장의 농축-소화-탈수 등 전형적인 슬러지처리 공정에서 발생하는 소화조, 농축조 상징액 및 탈리여액 등의 반류수는 유량은 적으나 고농도로써 처리장의 전체 처리효율에 심각한 영향을 주는 것으로 알려져 있는데 외국에서는 이미 반류수의 농도를 감소시키며, 또한 발생된 반류수를 효과적으로 처리하기 위한 기술개발에 대한 광범위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 반류수 내 고농도의 질소를 제거하면 기존 처리장에서도 상당한 수준의질소 제거가 가능하다는 판단

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질소(窒素)와 인산(燐酸) 시비(施肥)가 루브라 오리나무(Alnus rubra Bong.) 묘목(苗木)의 외생균근발달(外生菌根發達)과 질소고정(窒素固定) 및 생장(生長)에 미치는 영향(影響) (Effects of Nitrogen and Phosphorus Fertilization on Ectomycorrhiza Development, N-Fixation and Growth of Red Alder Seedlings)

  • 구창덕
    • 한국산림과학회지
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    • 제85권1호
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    • pp.96-106
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    • 1996
  • 루브라 오리나무(Alnus rubra Bong.) 파종묘(播種苗)에 Frankia 질소고정균(窒素固定菌)과 Alpova diplophloeus 외생균근균(外生菌根菌)을 접종(接種)한 후 온실에서 10주 동안 길렀다. 이 묘목(苗木)에 질소(窒素)와 인산(燐酸)을 여섯 가지로 조합(대조(對照)), 10mM $NH_4NO_3$, 50mM $NH_4NO_3$, 5mM $KH_2PO_4$, 10mM $NH_4NO_3+5mM$ $KH_2PO_4$, 50mM $NH_4NO_3+5mM$ $KH_2PO_4$)하여 매주 3회씩 10주 동안 시비(施肥)하였다. 고농도(高濃度)의 질소(窒素) 시비(施肥)는 온실에서 오염된 균에 의한 균근(菌根) 형성(形成)을 증가시켰으나, 질소고정(窒素固定)과 뿌리혹내(內) 인산(燐酸) 농도(濃度)는 감소시켰다. 인산(燐酸) 시비(施肥)는 뿌리혹과 묘목의 지상부 생장, 그리고 식물체(植物體) 조직내(組織內) 인산(燐酸) 농도(濃度)를 증가시켰다. 한편 고농도(高濃度)의 질소(窒素) 시비(施肥)는, 엽내(葉內) 인산(燐酸) 농도(濃度)에 있어서는 인산(燐酸) 시비(施肥) 효과를 배가(倍加)시켰으나, 뿌리혹내(內)의 인산(燐酸) 농도(濃度)에 있어서는 인산(燐酸) 시비(施肥) 효과를 없어지게 하였다. A. diplophloeus 외생균근균(外生菌根菌) 접종(接種)으로는 묘목의 직경생장(直徑生長)과 광합성(光合成)이 증가되었으나 잎 생장은 감소하였다. 이 결과는 고농도(高濃度)의 질소(窒素)나 인산(燐酸) 시비(施肥)가 질소고정(窒素固定)과 균근(菌根) 발단에 영향을 주지만, 그 효과는 질소(窒素)와 인산(燐酸)의 상호작용(相互作用)으로 일정하지 않게 됨을 나타낸다.

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축산폐수 처리를 위한 광섬유 생물반응기를 이용한 조류 배양 공정 개발 (Process Development of Algae Culture for Livestock Wastewater Treatment Using Fiber-Optic Photobioreactor)

  • 최정우;김영기;류재홍;이우창;이원홍;한징택
    • KSBB Journal
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    • 제15권1호
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    • pp.14-21
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    • 2000
  • 본 연구는 조류의 고농도 배양을 통하여 축산폐수로부터 질소, 인등의 영양염류를 효과적으로 제거하여 환경오염을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 조류성장의 환경적 요소인 질소/인 농도비에 대한 질소와 인의 제거효율 분석 실험을 통하여 질적 질소/인 농도비를 결정하였다. 고농도 조류 배양을 위한 광도의 균일한 공급을 위하여 광섬유를 이용한 광생물반응기를 공정에 적용하였다. 제안된 광섬유를 이용한 광생물반응기는 광원으로부터 반응기 전체로 효과적인 광전달을 수행하는 것을 확인하였다. 조류 배양에서 조류의 성장과 질소, 인의 제거를 표현하기 위해서 구조적 속도식 모델을 제시하였다. 유전알고리즘을 이용한 자기구성퍼지 제어기를 구성하여 반연속식 폐수처리공정의 제어를 수행하였다. 구성된 퍼지 제어기는 폐수의 유입량 조절을 통하여 질소의 농도를 주어진 설정치로 유지되도록 운전하였다. 실험 결과에 의해 자기구성 퍼지 제어기는 원하는 질소의 농도를 잘 유지함은 물론 조류의 성장을 증진시킴을 알 수 있었다.

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아연볼의 산화·환원 반응을 통한 연속식 질산성질소 처리에 관한 연구 (A Study on the Removal of Nitrate Nitrogens by Redox Reaction of Zinc Ball)

  • 김준환;김종화;송주영
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.487-494
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    • 2017
  • 질산성 질소는 수용액에서 상당히 안정하게 존재하기 때문에 제거하는 데에 있어 상당한 기술이 요구된다. 또한 저 농도의 질산성 질소는 쉽게 제거되는 반면 고농도 질산성 질소는 제거하기가 힘들다. 따라서 본 연구에서는 직경 3mm 정도의 아연 ball을 이용하여 고농도의 질산성 질소를 기체 질소의 형태로 제거하는 것을 목적으로 하였고, 다양한 반응조건에서 질산성 질소의 제거 특성을 실험하였다. 본 연구의 결과로 아연 ball을 사용하여 연속식 처리를 통한 질산성 질소의 처리효율은 약 80%정도 되었다. 하지만 폐수를 수소이온농도 2 정도의 산성 분위기로 유지시켜야하고 처리된 폐수를 중화 처리하여 방류시켜야하는 등의 문제점은 상존하고 있다.

수용액에서 질산성 질소의 전기화학적 환원거동 (Electrochemical Reduction of Nitrate Ion in an Aqueous Solution)

  • 박정길;전치중;이철경
    • 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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    • 한국자원리싸이클링학회 2003년도 추계정기총회 및 국제심포지엄
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    • pp.246-251
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    • 2003
  • 전기분해법을 이용하여 수용액 중의 질산성 질소의 환원거동에 대한 연구를 통하여 수용액중의 질산 함량을 제어하는 연구를 수행하였다. 촉매전극을 채택한 복극전해조에서 30분의 조업에 질산 100ppm 이하의 저농도 용액은 70%, 300ppm 이상의 고농도의 경우는 90%까지 질소를 용이하게 제거할 수 있었다. 초기 질소농도가 증가하면서 한계전류밀도도 크게 증가하였으며, pH가 감소할수록 환원전류가 증가하였다. 그리고 수용액의 pH는 질소 환원반응기구에 큰 영향을 주는 것으로 판명되었으며, 산성에서는 질소형태로 중성 혹은 염기성에서는 암모니아 형태로 환원되는 것으로 추정된다.

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전기투석을 이용한 질산성 질소의 제거 시 운전인자의 영향 (Effects of Operating Parameters on the Removal Performance of Nitrate-nitrogen by Electrodialysis)

  • 이관호;이강춘
    • 청정기술
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    • 제15권4호
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    • pp.280-286
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    • 2009
  • 고농도의 질산성 질소를 함유하는 폐수의 처리에 전기투석법의 적용 가능성을 평가하기 위하여 전기투석 공정의 운전인자 중 유입농도, 운전전압, 그리고 유속이 질산성 질소의 제거효율에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 한계전류밀도는 유입농도와 유입유속이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 유입농도와 목표농도에 도달하는 시간은 직선적으로 비례관계를 보였고, 농축액의 초기농도가 제거속도에 미치는 영향은 거의 없었다. 저속에서 유입유속의 증가는 제거속도를 증가시켰지만, 일정속도 이상에서는 제거속도에 미치는 영향이 미미하였다. 운전전압의 증가에 따라 제거속도는 증가하였지만 그 증가속도는 점차 저하되었다. 본 연구에 사용된 전기투석모듈에서 고농도의 질산성 질소를 제거하는 최적 운전조건으로 유입유속 1.6 L/min, 한계전류밀도의 80~90%의 해당하는 운전전압이 권장된다.

내비성(耐肥性)에 관(關)한 질소대사적(窒素代謝的) 개념(槪念) -II. 질소환경(窒素環境) 변화(變化)에 따른 질소대사(窒素代謝) (Cencept of adaptability for heavy nitrogen in view of nitrogen metabolism -II. Nitrogen metabolism under the change of itrogen nenvironment)

  • 윤종혁;박훈;조성진
    • 한국토양비료학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.49-53
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    • 1974
  • 장려품종이며 온대형질(溫帶形質)인 진흥(振興)과 열대형질(熱帶形質)인 다수성(多收性) 신품종(新品種) IR 667을 사용(使用)하여 수경(水耕)에서 고(高)(50 또는 80ppm) 저(低)(10 또는 40ppm)의 질소수준(窒素水準) 또는 2주간질소(二週間窒素) 결제(缺除)(최분기(最分期)와 출수기(出穗期))에 의(依)한 질소대사상(窒素代謝上)의 차이(差異)를 비교(比較) 검토(檢討)한 결과(結果) 다음과 같다. 1. 수경(水耕)에서 진흥(振興)은 고농도(高濃度)에서 수량(收量)이 크고 IR 667은 저농도(低濃度)에서 크다. 2. IR 667은 고농도(高濃度)에서 암모늄 독작용(毒作用)을 받아 감수(減收)된 것 같고 이것은 질소결제(窒素缺除)로 방지(防止)었다. 3. IR 667은 진흥(振興)보다 질소환경(窒素環境)의 변화(變化)에 감수성(感受性)이 크다. 4. 진흥(振興)은 고농도(高濃度)에서 질소흡수력(室素吸收力)과 단백합성력(蛋白合成力)이 IR 667 보다 우열(優熱)하나 저농도(低濃度)에서는 이와 반대(反對)였다. 5. 이상(以上)의 결과(結果)로 진흥(振興)은 대사적내비성(代謝的耐肥性) 크고 IR667은 구조적내비성(構造的耐肥性)이 큰 것으로 보이며 이상적(理想的) 생산적(生産的) 내비성(耐肥性)은 이 두 품종(品種)의 내비성(耐肥性)의 결합형(結合型)으로 보인다.

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진해만 서부해역의 하계 수질의 시간변동 특성 (Temporal Variation of Water Quality of the Western Chinhae Bay in Summer)

  • 조현서;이대인;윤양호;이문옥;김동명
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.13-21
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    • 2004
  • 본 연구에서는 진해만 서부해역의 세 정점에서 2시간 간격으로 연속관측에 의해서 적조발생 전후의 수질변화를 모니터링하였다. 표ㆍ저층간에 수온차가 큰 시간에 저층의 용존산소가 최소를 나타내었고, 화학적 산소요구량은 세 정점 모두 표층에서 해역수질기준 II등급을 초과하였다. 용존무기질소 분포는 저층에서 유기물분해로 인한 재순환에 의해 고농도로 존재하였고, 표층에서는 상대적으로 낮았다. 존재형태별로는 표층에서는 암모니아가 대부분 차지하였고, 저층에서는 C2 정점에서는 질산질소가, C11과 C15 정점에서는 암모니아가 주종을 이루었다. 용존무기인은 C2정점의 표층에서 8월 12일 오후 4시에서 밤 8시 사이에 고농도를, 야간에 최소를 보여주었다. C11과 C15 정점에서는 표층과 저층의 차이가 컸으며, 아침이후 급격한 증가를 나타내었다. N/P 분석결과, 대부분의 시간대에서 질소가 생물성장의 제한인자가 될 가능성이 높았다. Chl-α 분포는 C2와 C11 정점에서는 극대층이 표층아래인 3∼5 m층에 형성되었고, 적조발생가능농도인 10mg/㎥을 초과하는 고농도를 나타냈다. C15정점의 극대층은 표층에서 나타났고 상대적으로 낮은 농도분포를 보였다. 이러한 Chl-α는 일사량이 강한 오후에 고농도를 형성해서 야간에도 높은 농도를 유지하다가 새벽에 최소분포를 나타냈고 아침이후 다시 증가하는 양상을 보였다. 적조가 관측된 C2 정점에서는 적조발생전에 영양염류가 증가했으며, 수온성층이 최대가 되는 시간대에 식물플랑크톤이 고농도로 집적하면서 용존무기질소를 특히, 질산질소를 급격히 소모하는 것으로 나타났다.

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