본 연구에서는 고농도 암모니아성질소로 오염된 고체배지로부터 분리해 낸 Leclercia adecarboxylata를 이용하여 암모니아성질소의 제거특성 및 기작을 파악하여 폐수처리의 적용가능성에 대해 살펴보았다. 질소제거에 있어서 가장 널리 알려진 생물학적 질산화와 후탈질에 의한 질소의 대기로의 방출이 아닌 질소합성균주를 이용한 질소의 체내합성을 이용한 영양물질의 제거 가능성에 대해 접근해 보았다. L. adecarboxylata는 무염분조건에서 암모니아성질소의 제거와 균체중식이 가장 왕성했으나, 염분이 4%를 넘어서게 되면 그 효율은 급격히 저하되었다. 약 80 mg/L의 암모니아성질소는 20시간 이내에 거의 대부분 제거되었으나, 500 mg/L인 시료는 탄소원의 부족으로 인해 50시간 이상 처리후에도 50%의 제거율에도 미치지 못해 탄소원이 많을수록 질소제거율은 높음을 알 수 있었다. 탄소원이 모두 소모되고 난 이후에는 더 이상 질소제거는 이루어지지 않았으나, 탄소원을 추가로 공급했을 때 제거효율은 다시 증가했다. 시료의 pH는 미생물의 증식에 의해 8에서 6.36까지 감소했다. 암모니아성질소가 제거되는 동안 아질산성질소와 질산성질소의 축적은 일어나지 않았고, TKN값은 큰 차이를 보이지 않은 것으로 미루어 볼 때 유기질소로의 합성을 추측할 수 있었다. 유기질소 중 단백질의 농도를 측정해 본 결과 초기시료에서는 불검출 되었으나, 48시간 경과후의 시료에는 193.1 mg/L의 단백질이 검출 되었다. 따라서 L. adecarboxylata는 암모니아성질소를 유기질소로 합성하는 능력이 탁월하여 폐수중의 암모니아성질소의 제거에 이용가치가 클 것으로 판단된다.
봉나무의 생육(生育)에 적합(適合)한 $NO_3$-N과 $NH_4$-N의 공급비율(供給比率)과 이들 비율(比率)에 따른 뽕잎중의 이온균형(均衡)의 변화(変化)를 알고져 $NO_3/NH_4$비(比)를 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10의 5개처리로 한 수경재배시험(水耕栽培試験)을 수행(遂行)한 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 뽕나무의 생육에 가장 좋은 $NO_3/NH_4$비(比)는 7:3이었다. 2. $NH_4$-N의 공급비율(供給比率)이 증가(増加)됨에 따라 엽중(葉中)의 Ca함량(含量)은 감소(減少)하였으나, K함량(含量)은 증가(増加)하였고 Mg함량(含量)은 변동이 거의 없었다. Ca함량감소(含量減少)는 K의 증가량(増加量)을 능가(凌駕)하여 양이온의 합(合)(${\sum}C$)은 감소(減少)하였다. 3. $NH_4$-N의 공급비율(供給比率)이 증가(増加)됨에 따라 엽중(葉中)의 $H_2PO_4$, $SO_4$, Cl등의 함량(含量)은 증가되었으며, 이중에서 $H_2PO_4$의 증가폭(増加幅)이 가장 컸다. 따라서 음이온의 합(${\sum}A$)은 증가(増加)되었으며, 양(陽)이온과 음(陰)이온의 차(C-A)는 $NH_4$-N 공급율(供給率)이 0%에서 100%로 증가(増加)됨에 따라 727me/kgDM에서 116me/kgDM으로 떨어졌다.
최근 동아시아 지역에서 인위적 배출량의 감소에도 불구하고, 봄철에 한국에서는 잦은 연무 사례가 발생하고 있다. 북동 태평양에서 자주 발생하는 대기 블로킹은 지구 규모 대기 변동과 동아시아 지역의 서풍 기류를 정체시키기도 한다. 2019년 3월 동아시아 지역의 온난하고 정체적인 종관 기상 특성이 알래스카 대기 블로킹이 발생한 6-7일 후에 일어나고 있었다. 특히, 2019년 3월 18-24일에 발생한 알래스카 대기 블로킹은 3월 25-28일 동안 한국에서 일평균 미세먼지(particulate matter; PM10) 질량농도가 50 ㎍ m-3을 넘는 고농도 PM10 연무 사례가 발생하는 데 영향을 미치고 있었다. 한편, WRF-Chem 모델을 활용하여 한국의 고농도 PM10 연무 사례에 대한 인위적 배출의 장거리 수송 기여도는 30-40%를 나타내고 있었다. PM10 에어로졸 구성 성분인 황산염, 질산염, 암모늄, 블랙 카본, 유기 탄소, 기타 무기물의 장거리 수송 기여도는 각각 10-15, 20-25, 5-10, 5-10, 5-10, 15-20%를 나타내었다. 질소 산화물이 온난하고 정체적인 대기에서 암모늄과의 광화학 반응으로 형성된 질산암모늄은 한국의 고농도 PM10 연무 사례에 대한 장거리 수송 기여도가 PM10 에어로졸 중 가장 큰 비중을 나타내고 있었다.
토양에 과잉으로 집적된 염류에 대한 작물의 양분과잉 흡수 피해 기작을 밝히고 그 피해를 경감할 수 있는 기술을 개발하고자 토마토 유묘에 염 스트레스를 유발하고 이때 식물체 생장반응 비교와 잎 중 질소와 당의 변화를 구명하고자 본 시험을 수행한 결과는 다음과 같다. 가. 염 스트레스에 의한 식물체의 생장특성은 생체중과 건물중의 감소와 엽면적이 작고, 지상부와 지하부의 건물중 비가 낮아져 지상부의 생장 저해가 뿌리보다 큰 것으로 보인다. 나. 염 스트레스를 받은 토마토 잎은 잎의 기공이 닫혀 있어 광합성능이 감소하였다. 다. EC $6dS\;m^{-1}$ 정도의 염 농도에서는 어린 토마토 잎 중 수용성당과 전분함량이 현저하게 감소하였다. 라. 염 스트레스를 받으면 토마토 잎 중 총 질소함량이 크게 낮아졌으며, $NO_3^-$ 농도는 낮아지는 반면 $NH_4^+$ 농도는 높아졌다.
The purpose of this study was to investigate the removal of ammonium nitrogen by biological nitrification in raw water containing LAS using BAC. At batch teats, LAS removal by ozone followed the first order reaction, and the rate constants(k) by ozone dose 1, 3mg/min.L were $0.040min^{-1}$, $0.062min^{-1}$ respectively. Therefore, the more ozone was dosed, the higher LAS was removed The reaction between ozone and ammonium nitrogen also followed the first order, and rate constants(k) at pH7,8 and 9 were $8.9{\times}10^{-4}min-1$, $3.8{\times}10^{-3}min^{-1}$, and $2.9{\times}10^{-2}min^{-1}$ respectively at ozone dose of 3mg/min.L . Therefore, ammonium nitrogen was little removed by ozone under neutral pH of 7. The continuous flow apparatus had four sets composed of a ozone contacter and a GAC column. Through continuous filtration test for 50days, the following conclusions were derived; (1) LAS was removed 23%, 30% respectively by ozone dose 1, 3mg/L, and was not detected in all column effluents during the period of experiment. Therefore, it appeared that adsorption capacities of each column still remained. (2) Ammonium nitrogen concentration after ozone contact varied little in raw Water because pH of raw water was from 6 to 7, and was transfered to nitrite and nitrate within GAC columns as the result of staged nitrification. After 30days, nitrite was not detected in all column effluents due to biological equilbrium between nitro semonas and nitrobacter Average removals of ammonium nitrogen in each column after the lapse of 30days were the following; ${\cdot}$ column A (ozone dose 3mg/L, EBCT 9.5min): about 100% ${\cdot}$ column B (ozone dose 1mg/L, EBCT 9.5min): 91% ${\cdot}$ column C (ozone dose 3mg/L, EBCT 14.2min): about 100% ${\cdot}$ column D (ozone dose 0mg/L, EBCT 9.5min): 53% Though column A and C reached nitrification of about 100%, column C (longer EBCT than column A) was more stable than column A. (3) After backwash, nitrification reached steady state within 5 to 8 hours. Therefore, nitrification was not greatly affected by backwash. (4) According to the nitrification capacity in depth of column A, C, where 100% nitrification occured. LAS was removed within 20cm, while ammonium nitrogen required more depth to be removed by nitrification.
본 연구에서는 반응성이 큰 친수성 단량체인 glycidylmethacrylate (GMA)를 이용하여 현탁중합법으로 bead type의 GMA-DVB 공중합체를 제조하고, 이들 공중합체를 trimethyl-ammonium chloride로 아민화하여 trimethylammonium기를 갖는 거대망상형 음이온 교환수지를 합성하였다. 여기서 지하수에 공존하는 음이온 중 $NO_3^-$ 제거에 가장 방해가 되는 $SO_4^{2-}$ 이 입체적으로 크다는 것에 착안하여 가교제인 divinylbenzene (DVB)의 양을 변화시켜 가교도에 따른 음이온에 대한 선택능을 확인하였고, 각각의 수지에 대한 물성과 $NO_3^-$ 에 대한 흡착능을 고찰하였다. 또한 FT-IR을 통하여 공중합체의 합성여부를 확인하였고, 또한 아민화 수율, 이온교환 용량 및 팽윤율을 평가하여 가교도에 따른 영향을 조사하였다. 여기서 DVB의 함량이 4wt%일 때 아민화 수율은 384.3%, 이온교환용량은 3.25 meq/g, 팽윤율은 77.1%로 가장 최적으로 나타났다.
Nitrate reductase (NR) is activated by nitrogen sources (${NO_3}^-$ and ${NH_4}^+$) and irradiance. This study investigated the effects of these factors on the NR activity of Ulva pertusa (Chlorophyta) and Ecklonia cava (Phaeophyta). In addition, the ammonium (${NH_4}^+$) and nitrate (${NO_3}^-$) uptake rates of the two species were examined. U. pertusa took up most of the ${NO_3}^-$ and ${NH_4}^+$ in the medium during a 3hour incubation, while E. cava had a relatively high uptake rate after 3 hours. The NR activities of the two species were affected by the nitrogen source and irradiance and were highest when they were exposed to ${NO_3}^-$-rich medium and high irradiance. However, the patterns of NR activity differed between the two species. In ${NO_3}^-$-rich medium and high irradiance, U. pertusa achieved the highest NR activity ($2.01{\pm}0.07\;{\mu}mol$${NO_2}^-$$g^{-1}$ DW $h^{-1}$) within the first 3 hours and then this activity decreased drastically. By contrast, the NR activity of E. cava ($0.36{\pm}0.04\;{\mu}mol$${NO_2}^-$$g^{-1}$ DW $h^{-1}$) was constant for 12 hours. When exposed to darkness, the NR activity of U. pertusa decreased dramatically, while that of E. cava increased gradually for 12 hours. Therefore, E. cava is able to maintain NR activity during the dark because of its adequate carbohydrate reserves and substrate.
토양/대수층 처리(Soil Aquifer Treatment, SAT)는 하수처리장으로부터의 2차 또는 3차 처리수를 대수층으로 침투시켜, 토양 매질에서 일어나는 물리적/생화학적 반응에 의해 재처리하는 용수 재이용 기술이다. SAT에서의 주요 관심 대상은 유기물과 질소화합물의 제거와 이송에 있다. 본 연구에서는 암모늄의 질산화 반응, 질소산회물의 탈질 반응, 그리고 유기물의 산화반응을 고려하여 SAT에서 일어나는 반응 메커니즘을 규명하고 이를 지하수 흐름과 이송 모렐 에 접목시킴으로써 SAT 모델링 시스템을 구현하고자 하였다. 실험실 일차원 불포화 토양 컬럼 실험을 통한 모델 검증에서 암모늄, 질산성 질소, DOC, 용존산소 모두 일정한 농도 범위 안에서 일치하였다. 모델 변수에 대한 민감도 분석에서, 암모늄 분배계수는 유출부의 암모늄 농도에, 용존산소 저해상수는 유출부의 유기물 농도에, 그리고 미생물 감쇄계수는 유출부의 용존산소 농도에 영향을 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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