• 한국유기농업학회지
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• 제19권2호
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• pp.255-272
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• 2011

우리나라 유기채소는 대부분 시설재배에서 생산되고 있으나, 그 동안 시설재배는 다수확을 목표로 과다한 유기자재 투입에 의한 토양염류 증가로 인한 토양 내 문제점이 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고추 무경운 시설 유기재배 시 녹비작물 재배 효과를 검토하기 위하여 본 시험을 수행하였다. 1.녹비작물의 생육 및 수량 월동 녹비작물을 파종 74일 후에 조사한 결과 건물 수량은 10a당 호밀은 720kg, 보리는 530kg, 헤어리베치는 230kg, 완두콩과 잡초는 240kg 수준이었으며, 1일 생체중으로 10a당 호밀과 보리는 100kg, 헤어리베치는 65kg 정도 하루에 증가되었다. 녹비작물을 파종하지 않은 무처리와 발아율이 낮은 완두콩 재배구에서 빈 공간에 7종의 잡초가 발생되었는데, 쇠별꽃과 황새냉이 2종의 잡초 발생량이 99% 이상을 점유 건물수량은 135kg 수준이었다. 2.녹비작물의 무기성분 녹비작물 식물체의 질소농도는 완두콩과 헤어리베치가 4.5%, 보리와 호밀은 3~4% 수준이었다. 식물체내 칼리와 칼슘, 마그네슘의 함량도 완두콩과 헤어리베치가 호밀, 보리보다 높은 경향을 보였다. 녹비작물의 식물체내 인산 함량과 칼슘 그리고 마그네슘 함량은 녹비의 종류에 관계없이 1% 내외였으나, 칼륨은 식물체의 무기성분이 4~5% 수준으로 다량 원소 중 가장 높게 나타났다. 녹비작물의 지상부가 체내에 고정한 총 질소량이 10a당 호밀과 보리는 20.6~22.1kg으로 헤어리베치, 완두콩+쇠별꽃 보다 2배 이상 많았다. 인산과 칼리의 고정량도 호밀과 보리는 6.3~8.4kg/10a으로 헤어리베치와 완두콩+쇠별꽃에 비하여 2.7배 정도 많았고, 칼리의 고정량도 호밀과 보리는 24.7~28kg/10a으로 헤어리베치와 완두콩+쇠별꽃 보다 2배 정도 많았다. 그리고 녹비작물에 의하여 흡수된 칼슘량은 10a당 2~3kg 수준이었으며 마그네슘은 1.7~2.6kg 수준이었다. 3.녹비작물과 고추 재배에 따른 토양 화학성 변화 녹비작물 재배 토양의 pH는 무처리를 포함하여 재배 전 토양에 비하여 증가되었다. 녹비작물 재배 토양의 염류농도는 감소되었으며, 보리녹비를 제거한 토양의 염류농도는 현저하게 감소되었다. 호밀과 헤어리베치 재배 토양의 유기물함량은 변함이 없었으나, 무처리와 보리, 완두콩재배 토양에서는 감소되었으며, 녹비를 환원하여 고추를 재배한 토양의 유기물 함량은 호밀과 헤어리베치 재배 토양에서 감소되었다. 녹비작물 재배 토양의 총질소 함량은 감소되었으나, 녹비를 환원하여 고추를 재배한 토양의 총질소 함량은 증가되었다. 녹비작물 재배토양과 녹비를 환원 고추를 재배한 토양의 유효인산 함량은 감소되었다. 녹비작물 재배 토양의 양이온친환용량은 감소되었으나, 녹비를 환원하여 고추를 재배한 토양에서 양이온 치환용량이 증가되었다. 토양의 K, Ca, Mg 함량은 녹비작물 재배 토양과 녹비 환원 후 고추를 재배한 토양에서 감소되었다. 4.녹비작물 재배지 무경운 유기재배 고추의 생육 및 수량 녹비작물 재배 토양에 무경운으로 재배한 고추의 생육은 녹비 품종간에는 차이가 적었다. 고추 수확과수는 녹비작물을 재배하지 않은 무처리와 녹비 건물량이 적은 보리 예취이용구와 완두콩 및 헤어리베치 재배지가 보리와 호밀 재배지에 비하여 수확과수가 현저하게 많았다. 고추의 수량은 보리를 예취하여 이용한 처리와 녹비작물을 재배하지 않은 무처리 및 녹비량이 적은 완두콩과 헤어리베치 재배지가 화본과 녹비작물 재배지보다 많았다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.91-98
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 정상적으로 운영 중인 9개의 혐기소화시설과 사육돈 종류에 따른 가축분뇨 발생원 (농가) 14곳을 정밀모니터링 대상으로 선정하였으며 삼성분, 영양성분 (탄수화물, 단백질, 지방), 휘발성지방산, 질소 등에 대한 물리화학적 분석을 실시하였다. 가축분뇨 바이오가스화 시설로 반입되는 유기물의 휘발성고형물 농도는 (Volatile solids, VS) 단독처리시 2.81 %, 음식물류와 병합처리시 5.92 %로 조사되었으며, 유기물분해율은 단독처리 대비 20.5 % 증가된 63.6 %의 제거율을 보였다. 영양물질 결과를 바탕으로 이론적 메탄수율과 실제 현장에서의 메탄수율을 비교한 결과, VS 기준 실제 메탄수율은 이론값 대비 72 %에 해당하는 $0.36Sm^3CH_4/kgVS$로 실측되었다. 농가발생원의 총고형물 농도를 분석한 결과, 자돈 및 이유돈은 5.6 %로 가장 낮았으며 육성돈, 비육돈, 모돈 등은 약 11~13 %로 높은 유기물 함량을 보였다. 또한 가축분뇨에는 모래, 가축털 뭉치 등의 이물질이 존재함으로 혐기소화 과정에서 스크리닝 등의 전처리 과정을 사전에 실시하여야 한다. 음폐수와 가축분뇨의 혼합비율을 달리하여 운전한 연속식 반응기를 통해 병합처리 효과에 따른 적정 혼합비율을 도출하고자 하였다. 연속식 반응기 실험에서 가축분뇨와 음폐수의 혼합비율을 100:0, 80:20, 40:60, 20:80으로 설정하여 진행하였을 때, 60:40~40:60의 범위에서 적정 혐기소화 조건 (100 gTS/L 이하, 알칼리도 1 gCaCO3/L 이상, C/N비 12.0~30.0 등)에 부합하는 실험결과를 도출하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권3호
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• pp.217-224
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• 2009

1. 여재순환장치는 사각프레임 형태로 설계 제작하였으며, 고액분리장치, 여재순환구 동축 및 날개, 압축공기 분사장치와 여재 및 액비배출장치로 구성되었다. 2. 고액분리한 돈슬러리를 장치에 투입하여 가동을 한 결과, 톱밥을 여재로 이용했을 때 $BOD_5$는 52.8, $COD_{Mn}$ 57.3, SS 26.9, T-N 71.0, T-P 30.9% 수준으로 감소하는 것으로 나타났으며, 왕겨를 이용한 경우에도 톱밥과 비슷한 경향을 나타내었다. 3. 5회까지 순환시켜 침출된 액비의 비료 성분은 질소의 경우, 원슬러리에 비해 2/3 수준, 인산은 1/3 수준으로 줄어드는 경향을 나타냈으나, 칼리는 거의 변하지 않는 것으로 나타났다. 4. 침출액비의 악취 (암모니아, 황화수소)는 초기에 비해 상당한 수준으로 저감되었으며, 톱밥이 왕겨에 비해 비교적 효과가 높은 것으로 나타났다. 5. 여재순환장치 가동 전후의 돈슬러리내 미생물을 조사한 결과, 총세균과 부숙에 관여하는 것으로 추정되는 바실러스균은 증가하는 경향이었으며, 살모네라균은 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 6. 이상과 같은 결과로 볼 때, 악취저감 균질액비 생산장치를 이용하여 액비를 생산할 경우, 오염물질, 악취물질, 병원성세균 등이 감소하고, 부숙관여 유용미생물이 증가한 악취저감 균질액비 생산이 가능한 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제8권1호
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• pp.91-99
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• 1995

축산폐기물의 처리에 이용되는 혐기성 및 호기성 소화법은 복잡한 처리기술과 유지관리 및 과다한 처리비용 등의 문제점이 있으며, 재활용법인 퇴비화는 긴 부숙기간, 수분조절제 사용 및 완숙도 판정의 어려움 등의 문제점이 있다. 이와 같은 축산폐기물의 기존 처리법의 문제점을 탈피하고 축산폐기물을 이화학적 및 위생학적으로 안정화시켜 축산폐기물 자체의 환경 부적인 측면인 악취, 기생충 및 병원균, 혐오감 등을 해소하며 처리물을 토양개량제 또는 유기질비료로 이용할 수 있는 축산폐기물의 안정화 처리 및 자원 재활용공정을 연구하였다. 본 논문은 대표적 축산폐기물의 하나인 돈분을 대상으로 안정화 반응조건을 확립하고 처리물의 안정성, 안전성, 위생성 및 비효성 등을 평가하는 목적으로 수행하였다. 연구결과 최적 안정화를 위한 첨가제의 투여량은 고형분 대비 약 30%, 반응시간은 약 5분이며, 건조는 자연건조 후 강제건조가 적합한 것으로 나타났다. 최종 안정화 처리물은 약알칼리성으로서 유기물 함량은 약 50% 내외, 비료성분인 총 질소, 인산 및 칼리의 합은 약 5.3%였다. 또한 안정화 처리시 암모니아, 황화수소 등의 악취물질이 거의 제거되었고, 일반세균과 대장균은 98% 이상, 기생충은 완전 사멸되었다. 따라서 돈분의 안정화 처리물은 토양개량제 또는 유기질비료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1152-1160
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• 2017

단세포 녹조류 균주를 경상북도 울릉군 울릉도 거북바위 주변 조수웅덩이로부터 순수분리하여 형태적, 분자적, 및 생화학적 특성을 분석한 결과 옥세노클로렐라 프로토테코이드에 속하는 것으로 밝혀졌다. 본 종은 현재까지 한국에서 공식 기록이 없는 미기록종으로 옥세노클로렐라 프로토테코이드 MM0011 균주라고 명명하였으며, 생장, 지질/광합성 색소 조성 및 바이오매스 특성에 대해 조사를 실시하였다. 분리균주는 광범위한 온도($5-35^{\circ}C$)에서 생장할 수 있었으며 1.5 M 염화나트륨 농도까지 생존할 수 있었다. 가스크로마토그래프/질량분석기를 이용한 분석 결과, 본 균주에는 영양적으로 중요한 불포화지방산이 풍부한 것으로 나타났으며, 특히 리놀네산(27.6%) 및 알파 리놀렌산(37.2%)이 주요 지방산 성분으로 확인되었다. 따라서 본 토착 미세조류 균주는 어유 또는 식물성유를 대체할 수 있는 잠재적인 오메가-3 및 오메가-6 불포화지방산 원료가 될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 고부가가치 항산화 물질인 루테인이 보조색소로서 본 균주에 의해 생합성 되는 것으로 밝혀졌다. 일반성분분석 결과 MM0011 균주의 휘발성물질 함량은 85.6%였으며, 원소분석 결과 총 발열량은 $20.3MJ\;kg^{-1}$으로 나타났다. 또한 배지로부터 40.5%의 전질소와 27.9%의 전인을 각각 제거할 수 있어 향후 바이오연료 원료물질 생산과 오 폐수처리를 연계할 수 있는 가능성 역시 제시하였다. 추가적으로 MM0011 바이오매스는 높은 단백질 함량(51.4%)을 갖고 있어 우수한 동물사료의 원료가 될 수 있는 가능성도 보여주고 있다. 따라서, 본 균주는 미세조류 기반 생화학 물질 생산 및 바이오매스 원료로서 상업적인 이용 가능성이 높음을 시사한다.

• 환경생물
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• 제32권1호
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• pp.58-67
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• 2014

우리나라는 겨울철에 미세조류가 성장하기에 적합하지 않은 기후조건을 가진다. 따라서, 차세대 바이오매스의 공급원료로서의 미세조류 배양을 겨울철에 이룩하기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 적은 에너지를 이용하여 미세조류가 성장이 불가한 영외환경에서 미세조류를 성장시키기 위해서, 삼중막의 비닐하우스를 설치하였다. 또한 투명한 아크릴 재질로 수조를 제작하여 빛을 수조의 모든 면에서 받을 수 있게 함으로써, 빛의 이용성을 최대화하였다. 6가지의 다양한 실험조건을 설정하여 겨울철 영하의 기후조건에서 최소한의 비용으로 하수종말처리장 폐수를 사용하여 미세조류를 배양하였다. 또한 미세조류 바이오매스를 증가시킴과 동시에 환경오염의 원인이 될 수 있는 영양염류 성분 중 질소를 최대 92%, 인을 최대 99%까지 제거시켰다. 본 연구에서 바이오디젤의 원료가 될 수 있는 가장 주된 지방산은 리놀렌산(C18 : 3n3)으로 총 지질량의 최대 61%까지 차지했다. 지방산의 생산성은 2.4 g $m^{-2}day^{-1}$이었다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 차세대 바이오매스 생산을 위한 미세조류 배양을 저온 시기에서도 이룩하였으며, 그에 따른 폐수처리에서도 좋은 성과를 이루었다.