• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.712-719
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• 2023

농업생태계는 생태계서비스 측면에서 수분매개, 해충조절, 영양물질 순환, 토양 유지나 비옥도 유지 및 유전자원 공급원 등 다양한 생태계 기능을 제공하지만 서식지 파편화를 포함한 환경오염 등 생물다양성을 위협하기도 한다. 이 연구에서는 선 조사법을 통하여 농업생태계에 서식하는 나비 군집 다양성을 알아보고 이들이 위도와 경도에 따라 어떠한 양상을 띠고 있는가를 알아보았다. 또한 농업생태계에 서식하는 나비들의 서식지 선호성과 먹이식물 범위 등 생태학적 특성도 알아보았다. 이번 연구는 2019년부터 2022년까지 4년 동안 전국적으로 10지점을 선정하여 2주 간격으로 선 조사법을 실시하였으며 총 112종 21,901개체를 확인하였다. 권역별로 종과 개체수는 차이를 나타내지 않았으나 군집 구성에서는 뚜렷한 차이가 있었다. 농업생태계에서 가장 많은 개체수로 확인된 종은 배추흰나비(Pieris rapae)였으며 네발나비(Polygonia c-aureum), 남방부전나비(Zizeeria maha), 노랑나비(Colias erate) 순이었다. 위도별, 경도별로도 종 수와 개체수 변화는 유의한 결과를 나타내지 않아 반도효과가 나타나지 않았다. 서식지 선호도는 초지와 숲 가장자리를 선호하는 나비가 숲 내부를 선호하는 종보다 훨씬 많은 것으로 나타났으며 먹이 범주는 협식성이 가장 많았고 단식성, 다식성 순서로 나타났다. 농업생태계에 서식하는 나비는 조사 지점의 환경이 비슷하여 위도 구배가 나타나지 않았으나 초지나 숲 가장자리와 같은 개방된 공간이나 비교적 다양한 먹이를 선호하는 생태학적 특성을 지녔다. 이번 연구를 통하여 현재 진행되고 있는 기후변화에 따른 농촌 경관 변화가 나비류에 영향을 미치는지 지속적인 모니터링이 필요하다고 제안한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.325-345
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• 2020

본 연구에서는 다매체 퓨가시티 모델을 기반으로 Volatile organic compounds (VOCs) 방지기술의 인체위해성·환경성·경제성 평가를 수행하여 석유화학 산업단지 내 VOCs 저감을 위한 최적가용기법(Best available technology, BAT)을 선정하였다. 다매체 퓨가시티 모델을 이용하여 U-city에 소재한 석유화학 산업단지에서 배출되는 VOCs 중 Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene (BTEX)의 다매체 거동 특성과 잔류농도 분포를 예측하였다. 매체 통합 인체위해성 평가 및 민감도 분석을 이용해 BTEX의 물질별 인체위해성을 예측하고 주요 영향 변수를 규명하였으며, 다매체 환경시스템 내 잔류농도 기준의 환경성 평가와 비용-편익 경제성 평가를 수행하여 우수환경관리기법군(BAT군)을 선정하였다. BTEX의 다매체 거동 분석 결과, 토양 매체에서 높은 잔류 분포 특성(60%, 61%, 64%, 63%)을 보였으며, Xylene은 모든 다매체 환경에서 가장 높은 잔류성을 보였다. BAT후보군 중에서 흡수법은 가장 높은 인체위해성을 보여 BAT 선정에서 제외하였으며, 민감도 분석 결과 대기 매체에서의 물질 반감기와 경로별 노출계수가 인체위해성과 높은 상관성이 있는 것으로 판단되었다. 환경성 평가와 비용-편익 경제성 평가를 고려하여, 재생 열산화법, 재생 촉매산화법, 바이오 필터법, UV 산화법, 활성탄 흡착법을 석유화학 산업단지 내 VOCs 저감을 위한 BAT군으로 선정하였으며, 본 연구에서 제시한 매체통합적 접근 방식의 BAT 선정 방법론은 사업장에서 오염물질 저감을 위한 최적의 배출시설 선정과 통합환경관리제도 운영에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1408-1414
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• 2015

화학농약의 오남용은 환경오염을 유발하고, 사람의 건강에 악영향을 미치므로 그 대안으로 미생물을 이용한 생물학적 방제에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 환경에서 안정성을 유지할 수 있는 생물방제균을 확보하기 위하여 잿빛곰팡이병균인 Botrytis cinerea의 생육을 억제할 수 있는 Bacillus 속 균주를 탐색한 후, 선정된 균주의 항진균 물질 생산을 위한 조건, 항진균 기작 및 물리화학적 안정성에 대하여 조사하였다. 가장 높은 항진균 활성을 가진 균주는 고추의 근권 토양에서 분리된 AF4 균주였으며, 표현형적 특성 및 16S rRNA 유전자 염기 서열에 근거하여 동정한 결과, Bacillus subtilis로 확인되었다. AF4 균주는 최적 탄소원으로 glycerol을, 최적 질소원으로 casein을 요구하였으며, 25-40℃ 및 pH 7-10에서 항진균 활성을 나타내었다. 최적조건에서 항진균 활성은 140±3 AU/ml로, 기본배지보다 활성이 증가했음을 알 수 있었다. AF4 균주는 B. cinereas 균사를 형태적으로 변화시킴으로써 항진균 효과를 나타내는 것으로 추정되었으며, 다양한 식물병원성 곰팡이의 생육을 억제할 수 있었다. 또한 AF4 균주가 생성하는 항진균 물질은 열, pH, 유기용매 및 단백질 분해효소 처리에도 항진균 활성을 유지하였으므로 대단히 안정한 물질인 것으로 판단되었다. 따라서 Bacillus subtilis AF4는 다양한 곰팡이유래 식물질병방제에 적용가능성이 높은 균주임을 알 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제31권4호
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• pp.318-327
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• 2012

논은 지역이나 토양, 기후 특성, 오염원 종류, 관개 및 시비 등의 경작방법에 따라 배출 양상이 다양하다. 특히, 시비방법 개선, 효율적인 물관리 등 영농방법 개선을 통한 비점부하 저감이 중요하다. 본 연구에서는 담수논을 대상으로 물꼬높이, 시비량, 관개수 수질에 따른 배출부하량 저감효과를 평가하기 위해, 시험포장의 물수지 및 물질수지 분석자료를 이용하여 CREAMS-PADDY 모형을 보정과 검정을 하고, 영농관리 시나리오를 적용하여 그 결과를 평가하였다. 영농관리 시나리오는 선행연구를 조사하여 배출부하량 저감을 만족하는 동시에 벼의 수확량 저하를 초래하지 않도록 4개의 시나리오로 개발하였고, 대조군은 관행농업을 반영하여 구성하였다. CREAMS-PADDY 모형과 HOMWRS 모형을 연계하고, 과거 기상자료를 이용하여 1981~2010년 영농기의 배출부하량 모의가 가능하도록 모형을 구축하였다. 모형의 보정 및 검정을 위하여 서울대학교 이동저수지 관개논 시험포장에의 물수지 및 물질수지 분석 자료를 이용하였고, 보정 결과 논물 총질소 및 총인의 결정계수는 0.95, 0.84, 모형의 효율지수는 0.95, 0.73으로, 검정 결과 논물 총질소 및 총인의 결정계수는 0.97, 0.85, 모형의 효율지수는 0.91, 0.84로 비교적 높게 나타났다. 영농관리 시나리오 적용 결과 중간낙수 이후 물꼬를 50 mm 증가시켰을 때 배출부하량은 대조군 대비 T-N 1~34%, T-P 5~21% 저감되는 것으로 나타났고, 100 mm 증가시켰을 때 대조군 대비 T-N 5~62%, T-P 8~37% 저감되는 것으로 나타났다. 관행시비량에서 표준시비량으로 시비량을 삭감시 배출부하량은 대조군 대비 T-N 0~16%, T-P 0~9% 저감되는 것으로 나타났으며, 배출부하량 저감양상은 시비직후 강우의 발생유무에 따라 크게 달라지는 것으로 나타났다. 관개수 수질을 호소수 수질환경기준인 4등급을 초과하는 수준으로 관개하는 경우 배출부하량은 대조군 대비 T-N 9~65%, T-P는 9~47% 증가하는 것으로 나타났다. 영양물질의 농도가 높은 관개수가 유입될 경우 논은 수질을 정화하는 경향을 보였다. 시나리오를 종합하면 영농초기의 물꼬높이를 낮게 유지하고, 중간낙수 이후 물꼬를 높게 유지하며, 비료는 강우가 발생하지 않는 시기에 표준시비량으로 시비하고, 호소수 수질환경기준인 4등급을 만족하는 관개수를 이용하였을 경우 논에서의 비점오염 관리에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 하지만 고농도의 영양물질이 함유된 관개수를 농업용수로 이용할 경우 수계 전체의 배출부하량에 저감에 있어 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구는 현장 실험 이전의 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권3호
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• pp.195-207
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• 2000

우리나라 갯벌과 농지내 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동을 이해하기 위해 제한된 환경의 실험실 수조에서 예비실험을 수행하였다. 총 6개의 아크릴 투명 수조에 갯벌 퇴적물 3종 SW1&2(anoxic, silty mud), SW3&4(anoxic, mud), SW5&6(suboxic, mud)과 농지 토양 3종 FW1&2(벼 포기 포함), FW3&4(벼 포기 제외), FW5&6(간척 농지,펴 포기 제외)을 채운 후 오염물질(구리, 비소, 카드뮴, 크롬, 납, 수은, Glucose+Glutamic acid)이 주입된 해수와 담수를 각각 SW 및 FW수조에 넣고, 2주일에 걸쳐 상층수 및 표층 퇴적물/토양을 채취 ${\cdot}$ 분석하였다. 분석 결과 FW와 SW상층수 중 질산염 이온의 농도는 각각 700${\sim}$800 ${\mu}$M, 2${\sim}$5 ${\mu}$M로 FW에서 현저히 높았고, 인산염 이온의 농도는 각각 3${\sim}$4 ${\mu}$M, 1${\sim}$2 ${\mu}$M(SW1 제외)로 FW에서 약간 높았다. 특이하게 SW1에서 인산염 이온은 시간이 지남에 따라 수 십 ${\mu}$M에 이르는 높은 농도로 증가하였다. 한편, 표층 퇴적물/토양 중 박테리아 세포 수는 FW1&3에서 평균 2.5${\times}$10$^9$cells/g dry sediment으로 SW의 평균 3.0${\times}$10$^8$cells/g dry sediment 보다 약 10배가 높았다. FW5 토양 중 박테리아 세포 수(3.5${\times}$10$^8$cells/g dry sediment)는 SW 퇴적물 중 숫자와 유사하였다. SW 퇴적물 중 MUF-Phosphate 활성도는 100-200 nM/ml/hr이지만 FW5&6을 제외한 FW 토양에서는 약 2,000 nM/ml/hr로 현저히 크게 나타났다. ${\beta}$-D-Cellobiose, ${\alpha}$-D-Glucose, 그리고 ${\beta}$-D-Glucos의 활성도 또한 FW 퇴적물에서 큰 값을 보였다. 그러나 FW5&6 토양 중 효소활성도는 SW 퇴적물에서의 값과 유사했다. 수조 상층수 중 Cu, Cd, As 농도는 모든 FW, SW수조에서 시간이 지남에 따라 일관성 있게 감소하였고, 제거속도는 Cu가 다른 원소에 비해 빨랐다. 제거속도는 FW 3개 수조 중 FW5&6에서 세 원소 모두 가장 느렸고, SW 3개 수조 중에서는 SW1&2에서 가장 빨랐다. SW와 FW간 제거속도 차이는 세 원소 모두 명확치 않았다 Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해 활동이 활발하였지만, 벼가 경작되지 않는 FW5&6과 SW 에서는 유기물이 상대적으로 결핍되어 유기물의 분해활동이 적었을 것으로 판단된다. 한편, 수조에 인위적으로 유기물을 첨가한 경우 박테리아 세포수는 SW1에서 164시간 동안 4배 증가하였으나 SW3과 SW5에서는 각각 2.7배, 1.5배 그리고 FW1&3&5의 경우 각각 약 2배, 1.7배, 0.6배 정도만 증가하였다. Cu, Cd, As등 친 유기성 원소들의 시간에 따른 농도 감소 그리고 이들 원소(Hg 포함) 농도 감소 속도가 유기물이 적은 FW5&6에서 상대적으로 느리게 나타난 결과 등은 이들 금속들이 부유 입자 표면의 유기물과 결합 ${\cdot}$ 침적되어 퇴적물로 제거되었기 때문에 나타난 결과로 생각된다. 한편, SW1&2에서 이들 원소의 제거 속도가 빨랐고 인산염 이온의 농도가크게 증가했던 원인은 SW3&4에 비해 상대적으로 공극이 큰 퇴적물로 채워진 SW1&2 퇴적물의 공극수 중 황화수소, 인산염 이온 등이 퇴적물 상층수로 쉽게 확산 ${\cdot}$ 공급되었고, 그 결과 Cu, Cd, As 등 금속 이온이 황화수소 이온과 결합 ${\cdot}$ 제거된 까닭으로 생각된다. 종합적으로 수조 상층수중 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동은 주로 입자 표면의 유기물과 퇴적물/토양에서 공급된 황화물에 의해 조절된 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권4호
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• pp.642-648
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• 2012

주암호 상수원 상류지역인 죽산천에 위치한 죽산천 인공 습지의 수생태학적 특성을 평가하기 위해 수질에서의 영양 염류 처리효율, 수생식물의 무기성분 흡수량 및 퇴적물내 화학적 특성을 평가하였다. 수질에서의 영양염류 처리효율은 COD와 SS를 제외하고 전반적으로 낮았다. 죽산천 인공 습지의 주요 우점종의 영양염류 흡수량을 조사한 결과, T-N 및 T-P 흡수량은 8월에 노랑꽃창포 > 수련 > 노랑어리 연꽃 순으로 최대흡수량을 나타내었다. 퇴적물내 O.M 함량은 시기별로 큰 차이가 없었고, T-N 및 T-P의 함량은 봄에서 여름으로 시기가 변함에 따라 낮아져서 겨울까지 낮은 함량을 유지하였다. 퇴적물내 microbial biomass C:N:P의 비율은 봄, 여름, 가을 및 겨울이 각각 117~140:1~4:1, 86~126:5~6:1, 68~101:2~6:1 및 47~138:2~4:1로 나타났다. 죽산천 인공습지는 질소와 인의 처리효율이 낮고, 겨울철 수질 정화효율이 낮아 습지의 정화효율 향상을 위한 개선이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권6호
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• pp.573-583
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• 2005

부산지역에서 $PM_{10}$ 과 $PM_{2.5}$중의 금속 성분 농도를 파악하기 위하여 2004년 3월부터 2004년 12월까지 조사하였다. $PM_{10}$의 평균농도는 $58.2{\mu}g/m^3$ 농도범위는 $8.3\~161.1{\mu}g/m^3$이었으며, $PM_{2.5}$의 평균농도는 $29.3{\mu}g/m^3$, 농도범위는 $2.8~\65.3{\mu}g/m^3$였다. $PM_{10}$의 평균 질량농도는 황사시 $121.5{\mu}g/m^3$, 비황사시 $56.0{\mu}g/m^3$로 나타났다. 10 이상의 지각농축계수를 보인 성분은 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb 및 Zn로서 인위적기원을 받은 것으로 추정된다. $PM_{10}$과 $PM_{2.5}$ 중 미량금속 성분의 지각농축계수는 황사시보다 비황사시에 높게 나타났으며, 인근의 공단지역으로부터 인위적 오염물질이 수송된 것으로 추정된다. $PM_{10}$과 $PM_{2.5}$의 토양입자의 평균 기여율은 각각 $15.2\%$와$17.5\%$였다. 토양기여율의 황사/비황사비는 $PM_{10}$과 $PM_{2.5}$에서 각각 1.9와 2.1로 나타났다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제27권4호
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• pp.297-312
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• 2007

본 연구는 제주 초지의 경제적 가치를 평가하여 보전의 타당성 및 정책지원 방안을 제시하기 위해 수행하였다. 경제적 가치를 추정함에 있어 환경적 가치, 사회문화적 가치로 나누어 평가하였으며 환경적 가치는 대체법을 이용하였고 사회문화적 가치평가는 일반적으로 많이 이용되고 있는 CVM 평가법을 적용하였으며 각종 Bias(편의)를 해결하기 위해 가상 상황을 설정하여 질문하는 이단계 이선선택법을 적용하였다. 제주초지의 다원적 기능은 토양침식방지, 홍수방지, 축산분뇨처리, 대기정화 등과 같은 환경적 기능과 사료생산기능 그리고 보건, 휴양, 정서함양 등과 같은 사회문화적 기능이 있다. 이의 경제성을 분석한 결과 제주초지의 연간 다원적 기능가치는 총 $397,115{\sim}418,995$백만원으로 평가되었다. 첫째, 초지의 토양침식방지 효과의 가치평가는 초지의 질소 고정금액과 객토 유실비를 환산하여 평가하였으며 나지 대비 평가액은 $19425{\sim}20,038$백만원이었다. 둘째, 제주도내에서 발생한 축산분뇨 155만4,000톤(2005년) 중 초지에서 처리할 수 있는 총살포 가능량을 해양투기 등의 위탁처리비에 의해 추산하여 계산한 결과 $8,262{\sim}11,016$백만원으로 평가할 수 있다. 셋째, 초지의 대기정화 능력을 평가한 것으로 대기오염의 대표적 물질인 이산화탄소를 흡수하는 량과 산소를 방출하는 량을 산출하여 평가하였다. 대기정화 기능 평가액은 $24,803{\sim}28,586$백만원으로 추산되었다. 넷째, 제주도 초지의 강수량은 우리나라에서 제일 높으며 지구온난화의 영향 등으로 인한 집중호우, 태풍 등 풍수재해가 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 초지의 홍수방지 댐의 홍수조절 기능을 기준으로 하여 경제적 가치를 측정하였다. 홍수 조절능력은 ha당 791ton으로 환산하여 추산하였다. 홍수방지 기능의 평가액은 $1,691{\sim}10,723$백만원으로 추산되었다. 다섯째, 초지의 생산성 평가는 제주도 초지의 주초종인 오차드그라스, 페레니얼라이그라스, 톨페스큐 등의 혼파초지의 총생산량을 추정하고, 이의 건물생산량을 제주도에서 유통되는 가격으로 환산하여 평가하였다. 평가액은 $70,493{\sim}76,190$백만원으로 추산되었다. 마지막으로 제주도 초지가 지닌 사회문화적 공익기능, 즉 농촌경관제공기능, 교육 휴양처제공기능, 전서함양기능에 대한 제주 방문객들의 평가는 매우 높았으며 특히 존재가치 및 상속가치가 높아 지속적으로 보전해야만 한다는 의견이 지배적인 것으로 나타났다. 기부금 조성에 찬성하는 사람들에 대해 조사한 결과를 이용하여 제주 초지의 공익적 경제 가치를 계산한 결과에 의하면 '06년 2,724억원으로 '11년에는 3,220억원이 되어 제주 초지의 환경보전 및 사회문화적 공익적 경제 가치는 매년 증가할 것으로 전망되었다. 이와 같이 제주도에서 초지가 존재하므로서 갖는 여러 가지 다원적 기능의 가치는 우리가 평소에 쉽게 평가절하하고 간과하기 쉬운 환경적 요소를 다방면에서 검토하고 조사 분석한 결과로 초지의 중요성을 구체적으로 구명하였다. 정부는 초지의 규제완화를 추진하고 있다. 그러나 초지에 대한 무분별한 개발은 오히려 제주의 환경파괴, 소중한 관광자원의 소실, 수백 년간 가축방목지로 활용되어온 축산기반의 붕괴, 유기축산 실현과 청정 환경을 유지하는 생태자원보고 천혜의 조건을 파괴하늘 것으로 초지의 전용은 미래 세대를 위한 존재가치, 환경보존 및 축산업 유지 등 여러 관점에서 보면 초지를 유지 보전하는 것이 제주도의 관광 상품성을 제고할 수 있어 더 많은 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제29권5호
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• pp.209-218
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• 2016

제주도 한라산 1100고지에서 2011~2012년에 PM₁₀과 PM_2.5 미세먼지를 채취하여 이온 및 원소 성분을 분석한 결과로부터 대기 미세먼지 조성과 배출원 특성을 조사하였다. 연구기간의 PM₁₀과 PM_2.5 질량농도는 각각 22.0±13.1 µg/m³, 11.3±6.1 µg/m³로 수도권지역의 2.4~2.6 배 낮은 수준을 보였다. 2차 오염물질(nss-SO₄²⁻, NH₄⁺, NO₃⁻)의 조성은 PM₁₀과 PM_2.5에서 각각 85.5 %, 91.3 %로 가장 높았고, 다음으로 해양기원 성분(Na⁺, Cl⁻, Mg²⁺), 유기산 이온(HCOO⁻, CH₃COO⁻), 토양성분(nss-Ca²⁺) 순으로 높은 조성비를 나타내었다. 또한 PM₁₀ 원소성분은 토양기원 성분들(Al, Fe, Ca)이 50.9%로 해양기원 및 인위적기원 성분에 비해 더 높은 경향을 보였다. 미세먼지의 산성화에는 주로 황산과 질산이 영향을 미치고, 이들 무기산의 중화에는 PM_2.5에서 주로 암모니아, PM₁₀에서 주로 탄산칼슘에 의해 일어나는 것으로 조사되었다. 역궤적 군집분석에 의해 기류 유입경로를 확인한 결과 47 %가 중국대륙으로부터 유입되었고, 특 히 NO₃⁻과 nss-Ca²⁺ 성분은 중국에서 기류가 유입되었을 때 높은 농도를 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권3호
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• pp.434-441
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• 2011

축산농가에서 소규모로 발생하는 고농도의 질소와 인을 함유한 축산폐수의 처리효율을 극대화시키기 위해 수생식물여과조-활성슬러지조-인공습지로 구성된 축산폐수처리 시스템에서 축산폐수 재주입 비율별 및 주입방법별 수처리 효율을 조사하였다. 축산폐수의 재주입 비율별에 따른 처리효율을 조사한 결과 COD, SS, T-N 및 T-P 처리효율은 30% < 70% ${\leq}$ 100%의 순으로 재주입 비율이 증가함에 따라 오염물질의 처리효율이 점점 증가하는 경향이었다. 또한, 주입방법에 따른 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율을 조사한 결과 1차 및 2차 처리조까지는 연속적 주입이 간헐적 주입에 비해 약간 높은 처리효율을 보였으나, 3차 처리조 부터는 비슷한 처리효율을 보였으며, 방류수 중COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 연속주입방법이 각각 99.5, 99.8, 99.0 및 99.8%로 간헐주입에 비해 약간 높았다. 이들 결과를 미루어 볼 때, 본 현장 인공습지 축산 폐수처리장에서 은 적합한 축산폐수의 재주입 비율과 주입방법을 선정한다면 질소 및 인 처리효율을 향상 시킬 수 있을 것으로 판단된다.