• 제목/요약/키워드: 질소 농도

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복사전달모델과 초분광센서를 이용한 아황산가스와 이산화질소의 농도 측정 가능성 분석 (Analysis of Potential on Measurement of SO2 and NO2 using Radiative Transfer Model and Hyperspectral Sensor)

  • 신정일;김익재;최민재;임성하
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.658-663
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    • 2018
  • 현재 대기질 관측 방법은 지상관측망과 인공위성 자료를 기반으로 실시되고 있다. 그러나 현재 방법은 국소지역 및 특정 사업장에 대한 불법 대기오염 물질 배출 증거를 채집하는데 한계가 있으므로 첨단센서를 이용한 증거 채집 방법 개발이 필요한 실정이다. 이 연구에서는 이산화질소와 아황산가스 농도 측정에 있어 자외선 초분광센서의 활용 가능성을 분석하였다. 사용한 스펙트럼은 두 가지 종류로 복사전달모델을 이용하여 모의한 농도별 스펙트럼과 초분광센서를 이용하여 측정한 각 가스의 한 개 농도에 대한 스펙트럼이다. 초분광센서의 활용 가능성을 파악하기 위하여 모의한 스펙트럼과 초분광센서를 이용한 관측 스펙트럼의 차이를 분석하고, 모의 스펙트럼을 이용하여 가스의 농도에 따른 스펙트럼의 변화를 분석하였다. 그 결과 초분광센서로 관측한 스펙트럼과 복사전달모델로 모의한 스펙트럼이 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한 모의한 스펙트럼에서 특정 파장의 흡수 깊이가 가스의 농도와 매우 높은 상관관계를 갖고 있는 것으로 나타났다. 따라서 초분광 센서를 이용하여 대기오염물질인 이산화질소와 아황산가스의 농도 추정 가능성이 높은 것으로 판단된다. 향후 연구에서는 초분광센서를 이용하여 다양한 농도에 대한 이산화질소와 아황산가스에 대한 스펙트럼을 관측하고, 농도 추정 가능성을 검증할 필요가 있다.

다양한 하수를 대상으로 아질산화 반응 적용성 평가 (Applicability Evaluation of Nitritation with Various Wastewater)

  • 임지열;길경익
    • 한국습지학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.11-18
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    • 2015
  • 질소에 의한 수질 오염의 심각성이 부각되면서 하 폐수 내 질소제거를 위한 연구가 수행되고 있다. 특히 아질산화 반응을 기반으로 하는 경제적이며 친환경적인 장점을 지닌 혁신적인 질소 제거 공법에 관한 연구가 주목받고 있다. 하지만 아질산화 반응을 기반으로 하는 공법의 현장 적용성 및 효율화 방안에 관한 연구는 완전히 이루어지고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 하수처리장 유입 하수, 최초 침전지 상등액, 반류수 그리고 가축분뇨의 특성분석 및 실험실 규모 반응조를 운전하였다. 반류수 및 가축분뇨의 경우 다른 하수에 비해 고농도의 질소를 함유한 것으로 나타나 수처리 계통 질소 부하를 증가시키는 것으로 나타났다. 반응조 운전 결과 낮은 암모니아성 질소의 농도로 인해 유입 하수와 최초 침전지 상등액의 경우에는 아질산화 반응이 유도되지 않음을 확인하였다. 또한 하수 종류 별로 아질산화 반응이 유도되는 체류시간 조건이 차이를 보였는데 이는 유기물 및 암모니아성 질소 농도에 의한 것으로 판단된다. 아질산화 반응이 유도된 하수 중 혐기 소화 상등액이 가장 높은 효율을 보이는 것으로 나타났다.

암모니아 및 아질산성 질소 산화균주의 분리 및 특성 (Isolation and Characterization of Ammonia and Nitrite Nitrogen Oxidizing Strains)

  • 남범식;류원률;이영호;김정목;조무환
    • KSBB Journal
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    • 제14권1호
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    • pp.76-81
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    • 1999
  • Wmogradsky column을 이용하여 자연계 및 폐수처리장 등 10 개소로부터 순수 분리한 균주에 대하여 암모니아성 질소와 아질산성 질소 산화능 및 특성을 조사하였다. 암모니아성 질소의 경우 가장 성능이 우수한 균주는 K회사 폐수처리장에서 분리된 Nitrosomonas KBI이었고 배양 4일 후 91%의 산화력을 보여주었다. 아질산성 질소의 산화능이 가장 우수한 균주는 K회사 폐수처리장에서 분리된 Nitrobacten KB2이었고, 배양 4일후 91%의 산화력을 보여주었다 Nitrobacten KB1의 최적 성장 온도는 $28^{\circ}C$,pH는 7이었다. 초기 배지의 암모니아성 질소의 농도를 조절해 산화 속도를 비교해 본 결과 100mg/L미만일 경우에는 6.7mg/day까지 상승하다가 100mg/L 이상에서는 $28^{\circ}C$,pH는 7이었다. Nitrobacten KB2의 최적 성장 온도는 $28^{\circ}C$,pH는 7이었다. Nitrobacten KB2 균주를 대상으로 초기 아질산성 질소의 농도를 변화시켜 산화 속도를 비교해 본 결과 아질산성 질소의 농도가 증가할수록 산화속도가 증가하였으며, 20mg/L 이상에서는 약 4.2mg/day로 산화속도를 유지되었다.

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도시화 지역에서 GIS를 이용한 지하수 질산성질소 분포 영향요인 분석 (Analysis of Influential Factors on Nitrate Distribution in Ground Water in an Urbanizing Area using GIS)

  • 원종석;우남칠;김윤종
    • 자원환경지질
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    • 제37권6호
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    • pp.647-655
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    • 2004
  • 도시화가 진행되는 소유역(성내-고덕천 유역)에 대하여 지하수 질산성질소의 공간적 분포에 미치는 영향요인을 규명하고 각 요인들의 오염기여도에 대한 상대적인 차이를 파악하기 위하여 GIS를 활용한 공간분석을 실시하였다. 영향요인으로는 토지이용도, 하수관 거리, 포장율, 녹지율 등을 고려하였다. 공간분석 결과, 토지이용도 중에서 도시화 지역과 경작지 등에서는 서로 상이한 질산성질소 분포가 나타났으며, 이는 도시화 지역에서는 하수관으로, 경작지에서는 비료성분으로 인하여 질산성질소 분포의 차이가 나타날 수 있음을 지시한다. 지하수 관정에서 하수관까지의 거리가 $60\~75m$ 정도 지점까지는 거리의 증가에 따라 질산성질소 농도가 감소한다. 특히 도시화 지역 내에서 하수관거리와 질산성질소 농도가 음의 상관도를 보이며, 이는 하수관이 질산성질소의 주 오염원임을 의미한다. 또한, 도시화 지역 질산성질소 농도와 포장율이 음의 상관도를 보이는 것도 질산성질소의 오염물질이 지표면에 기인하고 있음을 지시한다. 결과적으로 도시화가 급속히 진행되고 있는 지역에서는 하수관의 설치와 유지관리 및 토지이용형태에 대한 체계적인 관리가 지하수의 질산성질소 오염예방에 중요함을 의미한다.

Anabaena variabilis ATCC 29413 의 생장과 질소고정활성의 조절요인 (Factors Regulating the Nitrogen Fixation Activity and Growth of Anabaena variabilis ATCC 29413)

  • 송승달;한동훈
    • 미생물학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.391-396
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    • 1992
  • 광자가영양이며 질소고정는을 갖는 사상체의 남조 Anabaena variabilis ATCC 29413 Allen & Arnon (1/8) 의 무질소 최소배지에서 배양하여, 이형세포를 유도하고 생장과 질소고정활성의 변화와 각종 조절요인의 영향을 분석하였다. 질소결핍의 배지에서 생장과 질소고정활성의 증가율은 비례하였고, 생장에 따한 배지내 질산 ($NO^{3}$-N) 의 축적을 보였으며, 배양 6일 후에도 생장은 지속되었으나, 질소고정은 최대활성을 보인후 급격한 감소를 보여 질산의 저해농도와 일치하였다. 중요 환경요인의 영향은 혐기적 조건, 10,000 lux pH 8 및 $30^{\circ}C$ 에서 최적의 생장과 활성을 보였고, 질소화합물은 0.1 mM 이상의 저농도에서 현저히 활성을 저해하였으며, 탄산은 5 mM 에서 활성을 촉진하였으나 보다 높은 농도에서 저해를 보였다. 내염성을 NaCl 20mM 이하이었고 중금속이온은 $Hg^{2+}$>$Cd^{2+}$> $Co^{2+}$>$Zn^{2+}$>$Pb^{2+}$의 순으로 0.3~10 ppm 의 범위에서 활성을 저해하였다. 탄수화물은 0.5-1.0% 에서 생장과 활성을 촉진하였고, 설탕>과당>포도당의 순이었다.

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미생물 접촉재를 이용한 고농도 유기폐수의 유기물 및 질소 ${\cdot}$ 인 제거 (Organic Carbon, Nitrogen and Phosphorus Removal in High-concentration Organic Wastewater using the Media attached Microorganism)

  • 김판수;손한형;이상호
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2007년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.299-302
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    • 2007
  • 본 연구는 하 ${\cdot}$ 폐수 중의 유기물뿐만 아니라 질소, 인을 생물학적으로 제거하는 실험을 수행하였다. 공정 내 미생물의 유실을 방지하고 미생물이 고농도 상태로 유지 가능한 부착성장의 한 공법인 RBC에 끈상 나선형 미생물 접촉재를 설치한 반웅기를 이용하였다. 원수는 Glucose 1,800 mg/L, $NH_{4}Cl$ 500 mg/L, $KH_{2}PO_{4}$ 5mg/L를 혼합한 인공폐수를 제조하여 공정에 주입하였고, 그 결과 각각 미생물이 폐수에 적응하는 단계인 Period 1에서는 각 수질 분석 항목의 농도가 점차적으로 감소하는 경향을 보였으며, 정상상태라고 판단한 Period 2에서는 최종적으로 유입수에 대한 유출수의 제거율은 각각 $TCOD_{Cr}$ 94%, BOD 87%, T-N 85%, T-P 89%의 결과를 나타내었다.

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금강 하구에 나타나는 황색 수색대의 환경특성 (Environmental Characteristics of the Yellow Water Zones in the Estuary of Keum River)

  • 유병철;유선재;조주환
    • 한국수산과학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.97-105
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    • 1994
  • 금강 하구에서 관찰되는 황색 수색대의 발생 원인과 성상을 규명하기 위하여 92년 5월, 7월, 8월, 10월, 93년 2월 금강 하구해역 18개 정점에서 행한 연구 조사 결과를 요약하면 금강 하구 해역에 나타나는 황색 수색대의 수색은 수색계급 9에 해당되며 보통 조사점 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 13, 14, 15 및 17에서 연중 계속 존재하였다. 금강하구 해역의 일반수질은 해역환경기준 I 등급에 해당하는 양호한 상태이나 유기오염물은 증가되고 있으며 영양염 농도는 황색 수색대 안쪽 해역이 바깥쪽 해역보다 높은데 총무기질소 안쪽 해역에서 보면 총무기질소는 해역환경기준 III등급을 초과하였고 인산인 농도는 III등급이었으며 바깥쪽 해역에서는 총무기질소 농도와 인산인 농도 모두 II등급에 해당하는 부영양 상태였다. 그러나 금강하구 해역은 유속이 빠르고 총부유물질로 인한 광투과 저하 때문에 식물성 프랑크톤의 대량증식에는 부적합한 지역이었다. 또한, 금강하구 해역에 나타나는 황색 수색대의 형성 원인 총부유물질 중 $85\%$ 이상을 점유하는 토사때문이었다.

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관형 세라믹 정밀여과와 광촉매 첨가 PES 구의 혼성 수처리: 물 역세척 시 유기물 및 흡착, 광산화의 영향 (Hybrid Water Treatment of Tubular Ceramic MF and Photocatalyst Loaded Polyethersulfone Beads: Effect of Organic Matters, Adsorption and Photo-oxidation at Water Back-flushing)

  • 박성우;박진용
    • 멤브레인
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    • 제23권2호
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    • pp.159-169
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    • 2013
  • 고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 주기적 물 역세척 시 유기물질의 영향 및 정밀여과(MF), PES 구 흡착, 광산화의 역할을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$) 측면에서 기존의 질소 역세척 결과와 비교하였다. 휴믹산 농도가 증가함에 따라 급격한 막오염으로 $R_f$는 증가하고 J는 감소하여, $V_T$는 휴믹산 농도 2 mg/L에서 가장 높았다. 탁도 처리효율은 물과 질소 역세척 모두 휴믹산 농도와 상관없이 비슷하였다. 유기물질 처리효율은 물 역세척 경우 최대 휴믹산 10 mg/L에서 최소 71.4%이었으나, 질소 역세척에서는 거의 일정하였다. 물과 질소 역세척 모두 MF 및 PES 구, 자외선의 혼성공정(MF + $TiO_2$ + UV)에서 $R_f$가 최소이고, J와 $V_T$는 최대였다. 탁도 및 유기물질의 처리효율도 물과 질소 역세척에 상관없이 MF + $TiO_2$ +UV에서 최대였고, 공정이 MF로 단순화 될수록 처리효율도 점차 감소하였다. 하지만 물 역세척에서는 광산화 보다 흡착이, 질소 역세척에서는 흡착 보다 광산화가 더 주요한 역할을 하였다.

콩의 생육, 근류형성, 질소고정에 있어서 품종간 차이 II. 등숙기간중 근 및 근류 당함량의 경시적 변화 (Studies on Varietal Differences in Growth, Nodulation and Nitrogen Fixation in Soybeans Glycine max (L.) Merril II. Changes in Sugar Concentration of Root and Nodule During Reproductive Stage)

  • 김석동
    • 한국작물학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.447-454
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    • 1987
  • 본 연구는 생태적, 생리적 특성이 다른 콩5품종, 즉 조숙성의 예계 7003, SS79168 및 만숙성의 동북 7006, 백운콩, 장백콩을 공시하여 등숙기간중 영양영리학적인 관점에서 근과 근류의 당함량과 질소고정활성과의 관련성을 해명하기 위하여 Acetylene 환원능 (ARA ) 등을 조사하였다. 기히 공시품종중 예계 7003는 노화가 지연되는 특성(delayed leaf sen-escence, DLS )을 갖는 품종이다. 본보에서는 얻어진 결과중 근 및 근류 당의 경시적 변동과 질소고정활성과의 관계를 보고하며 이를 요약하면 다음과 같다. 1. 조숙성 품종에서의 근중 환원당 농도는 $R_{7}$까지 변화 없이 경과하다가 다소 상승하는 경향이 인정되었다. 만숙성 품종에서는 $R_{6}$ 까지 상승하고, 그 후 급등히 저하하였다. 근의 비환원당 농도는 DLS 의 예계7003 이외 품종에서는 $R_{6}$ 까지 큰 변화가 없었고, 그 후 급속히 감소하였으나 엽신의 황화가 지연된 예계7003에서는 그 저하가 인정되지 아니하였다. 2. 근류의 환원당 농도는 품종의 조만성에 관계없이 $R_{6}$ 까지 커다란 변화는 없었고, 그 직후 질소고정활성의 급격한 저하가 나타난 $R_{6.5}$ 에서 일시적으로 상승하였다. 이것은 질소고정활성이 에너지원(당)의 공급조건에 의하여 규제될 뿐만 아니라, 고정질소에 대한 요구성에 의하여도 좌우되기 때문에 생긴 현상이라고 판단된다. 근류의 비환원당농도는 어느 품종에서도 $R_{6}$ ~ $R_{6.5}$ 까지는 상승 경향을 보인 후 $R_{7}$ 에서 저하하고 있어 환원당에서와 같은 추론이 가능하다.

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제주도 염지하수 수질의 시공간적 변화 (Temporal and Spatial Variations of water Quality of the Coastal Saline Groundwaters in Jeju Island)

  • 김성수;김대권;손팔원;이창훈;하동수
    • 한국양식학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.15-23
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    • 2003
  • 제주도 연안에 인접한 육상양식장에서 사용하는 염지 하수의 수질상태를 파악하기 위하여 1994년 3월부터 5월까지 75개 양식장의 염 지하수공을 선정하여 수질을 측정하였고, 계절변동특성을 파악하기 위하여 1994년 8월부터 1995년 12월까지 4개 양식장(김녕리, 신산리, 보목동, 귀덕리)의 염 하수와 연안수의 수질을 격월별로 측정하였다. 전체 염 지하수의 수온은 14.8~18.4$^{\circ}C$였고, 계절변동 폭은 16.5~18.8$^{\circ}C$였다. 염지하수 중 염분의 전체범위는 23.22~34.34 ppt 이며, 계절변동 폭은 20.60~34.02 ppt로 연안수(26.47~34.53 ppt) 보다 다소 큰데, 이는 일부지역 염 지하수의 염분 농도가 강우량의 영향을 받았기 때문이다. 용존산소포화도는 대부분의 염 지하수공에서 80% 이하(24.7~89.8%)로 불포화상태를 보였으며, 대체적으로 겨울과 가을에 낮았다. 염 지하수의 화학적 산소 요구량과 수소이온농도는 대체적으로 연안수와 비슷하였으며, 시기별 변화가 뚜렷하지 않았다. 전체 염 지하수 중 용존무기인의 범위는 0.021-0.121 mg/L였고, 계절변동폭은 0.014~0.077 mg/L로 연안수(0.000~0.051 mg/L) 보다 높았다. 질소화합물 중 질산질소가 대부분의 염 지하수에서 90% 이상을 차지하고 있다. 또한, 암모니아질소, 아질산질소, 질산질소 및 용존무기질소의 최대값은 각각 0.085 mg/L, 0.012 mg/L, 2.294 mg/L 및 2.309 mg/L로 양식생물에 영향을 줄 수 있는 농도 보다 현저히 낮았다. 따라서, 제주도내 염 지하수의 수질은 양식수로서 매우 적합한 것으로 판단된다.