• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권1호
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• pp.14-20
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• 2006

수산물 가공공장 폐수의 생물학적 처리를 위하여 미생물 강제포획방식인 EMMC 공정을 적용하여 유기물 및 질소의 동시제거 가능성을 평가하였다. 처리도 실험은 도시하수처리장에서 가져온 활성슬러지를 cellulose triacetate를 이용한 gel matrix에 고정시켜 실험을 수행하였다. anoxic조와 oxic조로 구성된 시스템에 유기물 및 질소부하 율을 증가시켜가며 실험한 결과 비교적 안정된 형태의 운전이 가능하였다. 적용 유기물부하는 $0.65{\sim}1.72kgCOD/m^3{\cdot}d$, 총질소 부하는 $0.119{\sim}1.317kgT-N/m^3{\cdot}d$의 범위에서 4단계로 나누어 적용시켰다. 본 연구에 사용한 수산물 가공공장폐수의 경우 공장폐수의 유출수 총질소 농도 규제치인 60 mg/l 이하를 기준으로할 때 T-N의 경우 한계 적용용적부하는 약 $0.3kgT-N/m^3{\cdot}d$인 것으로 나타났다. T-N의 경우는 부하율 증가에 따른 제거효율 저하가 뚜렷하였으나 ${NH_4}^+-N$의 경우는 각 단계별로 부하율을 증가시키면서 실험해본 결과 부하율 증가에도 불구하고 제거 효율 변화는 완만하여 본 실험에 적용한 시스템의 경우 질산화 반응은 부하변동에 관계없이 효율적으로 이루어지는 것으로 평가되었다. 실험 기간 중 Anoxic조의 질산성 질소 제거율은 각 단계별로 평균 $99.51{\sim}98.62%$로 나타났으며 oxic조의 질산화 제거율은 $94.0{\sim}96.9%$로 나타났다. 시스템 전체로는 적용 용적부하율하에서 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)의 경우 $94.2%{\sim}96.6%$, 총질소의 경우 $73.4{\sim}83.4%$ 의 제거효율을 나타내었다.

• Journal of Plant Biology
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• 제39권1호
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• pp.63-69
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• 1996

인삼의 모상근 HRB-15 clone을 3L 용량의 생물반응기에서 배양하여 ginsenoside 생산량을 증진시킬 수 있는 방법을 찾고자 본 연구를 수행하였다. 모상근을 광배양하면 암배양에 비해 생장이 30% 정도 억제되지만 ginsenoside 함량(ginsenoside-Rb1, -Rb2, -Rc, -Rd, -Re, -Rg1)은 크게 증가되어 암배양시보다 2배 높은 1.10%로 나타났으며, 이때에는 ginsenoside-Re의 함량이 매우 높은 반면 다른 ginsenoside들의 함량은 암배양시 보다 다소 감소하는 경향이었다. 또한 초기 10일간 암배양한 후 20일간 광배양하는 방법을 기준으로 sodium acetate를 농도별로 처리하여 본 결과, sodium acetate의 농도가 증가할수록 모상근의 생장이 억제되고 ginsenoside 함량도 감소하였으며, 배양배지내 인산의 농도를 변화시켜 본 결과, 1.25 mM $KH_2PO_4$ 처리가 모상근의 생장과 ginsenoside 함량 모두에서 가장 높게 나타났다. 한편 모상근의 생장과 ginsenoside 함량을 증가시키기 위해 yeast elicitation과 ammonium nitrate를 이용한 2단계 배양방법(two-step culture process)을 개발하였다. Elicitor로서 $50\;\mu\textrm{g}/g$ yeast extract를 배양 20일째(광배양 10일째)에 첨가하여 본 결과, 총 ginsenoside 생산 모두에서 상승된 효과를 보여주었다. 따라서 2단계 배양방법은 인삼 모상근의 대량배양을 통해 이차대사산물인 ginsenoside 생산량을 증가시킬수 있는 하나의 좋은 방법으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.461-466
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• 2010

본 연구는 미생물연료전지를 이용하여 액비를 처리하고 동시에 유용한 전기에너지 발생이 가능한지를 실험한 것이다. 탄소섬유전극(graphite felt)와 스테인레스 스틸망을 다른 비율로 충진한 single-chamber 미생물연료전지를 이용하였으며 탄소섬유전극보다 스테인레스망을 더 많이 충진한 미생물연료전지를 대조구(CMFC)로 하여 탄소섬유전극이 더 많이 충진된 미생물연료전지(SMFC)와 서로 비교하였다. 농화 배양이 끝난 후, SMFC로부터 발생되는 전류는 $3.167{\pm}80\;mg/L$ 의 액비를 공급할 때 18 mA가 안정적으로 발생되었다. 이때 최대 전력밀도와 전류밀도는 각각 $680\;mW/m^3$와 $3,770\;mA/m^3$이었으며, CMFC의 전력밀도와 전류밀도보다는 높았다. 화학적산소요구량(COD)는 SMFC와 CMFC에서 $3.718{\pm}80\;mg/L$에서 $865{\pm}21$과 $930{\pm}14\;mg/L$로 감소하여 각각 72.7%와 70.6%가 감소되었다. SMFC와 CMFC로부터 부유물질(SS)은 99% 이상이 감소되는 것을 확인하였다. 또한 SMFC의 암모니아성질소, 질산성질소, 그리고 인산염인과 같은 영향물질 농도의 변화도 각각 65.4%, 57.5%, 그리고 73.7%이 감소되었으며 CMFC의 경우도 거의 유사한 제거율을 보였다. 이들 결과로부터 저가 재료가 충진한 미생물 연료전지를 이용함으로써 경제적 효과를 기대할 수 있음은 물론 가축분뇨로부터 적지만 전기 에너지가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.83-89
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• 2010

오이의 부위별 생체분석을 통하여 영양진단 가능성을 검토코자, 무기영양액의 양분농도가 결핍된 조건(1/10 Ross 용액) 하에서 오이의 생육, 무기성분의 흡수 및 탄수화물 합성에 관하여 조사하였다. 양분결핍에 의한 오이 생육저해는 처리 후 20일에 나타났다. 양분결핍조건에서 질산태 질소의 흡수는 정상조건에 비해 크게 감소하였으며, 질산태 질소함량은 잎보다 엽병과 줄기에서 높았다. 반면, 암모늄태 질소함량은 생장엽병 및 생장엽에서 뿌리보다 높았다. 양분결핍에 의한 칼리 부족은 생장엽에서 나타났다. 칼슘은 처리간에 유의적인 차이를 보이지 않았으며, 주로 엽병에 분포하였다. 마그네슘은 줄기나 뿌리보다는 잎에 다량 존재하였으며, 나트륨은 칼리와 유사한 경향을 보였으나 함량은 매우 낮았다. 이산화탄소 동화율은 정상 양분조건의 완전생장엽에서 가장 높았으며, 양분결핍조건과 비교할 때 약 1.7배 컸다. 수분이용효율은 처리간에 유의적인 차이는 보이지 않았으나, 정상 양분조건에서 약간 높았다. 수용성 당 함량은 잎에서 가장 높았고, 엽병, 줄기 및 뿌리의 순으로 나타났으며, 오래된 조직보다는 어린 조직에서 높았다. 정상 양분조건의 생장엽에서 측정된 수용성 당 함량은 약 7,200 mg $kg^{-1}$ 이었다. 무기성분과 수용성 당과의 상관관계를 알아본 결과, 마그네슘과 암모늄태 질소가 수용성 당과 고도의 정의 상관관계를 보였다.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.384-391
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• 2019

최근 강우시 수계로 유출되는 비점오염물질로 인한 수질오염의 문제를 해결하고자 저영향개발(Low Impact development, LID)을 적용하고 있다. LID 시설 중 침투도랑 (Infiltration trench, IT) 과 침투화분 (Infiltration Planter, IP) 은 높은 침투율 및 침강지를 통한 오염물질 제거와 식생을 통한 영양염류 저감효율이 높다. 따라서 본 과제에서는 장기간 모니터링을 통한 침투도랑(IT)과 침투화분(IP)의 영양염류 오염물질 제거효율에 대해 분석하였다. 침투도랑(IT)과 침투화분(IP) 두 시설 모두 TSS 약 84%, TP 약 76%이상으로 제거효율이 높은것으로 나타났는데 이는 인의 화합물과 퇴적물간의 이온교환으로 인한 것으로 나타났다. 질소의 경우 침투화분시설(IP)의 제거효율이 침투도랑(IT)에 비해 약 28% 높은것으로 분석되었다. 이는 침투도랑(IT) 내 여재와 침강지에서의 침전을 통한 입자성 질소를 제거하는데 효과적이었으며, 암모늄질소(NH₄-N)와 아질산염 질소(NO₂-N)의 감소 및 질소(NO₃-N)의 증가는 질산화 및 탈질산화로 인한것으로 나타났다. 침투도랑(IT 모니터링 이벤트 중 강우강도가 11mm/hr로 강한 강우사상에서의 TN 및 TP의 저감효율은 각 34% 및 55%로 저감효율이 낮았으나, 5mm이하의 강우강도에서의 저감효율은 약 100%로 높은것으로 분석됬다. 반면 침투화분시설(IP)은 최대 강우강도 27mm/hr에서도 TN 및 TP의 저감효율은 97%이상으로 높은것으로 나타났다. 두 시설 모두 영양염류의 제거효율은 좋은것으로 나타났으나, 시설용량 및 HRT가 높고 시설 내 식생이 적용된 침투화분시설(IP)이 영양염류 제거효율이 더 높은것으로 분석되었다.

• 한국균학회지
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• 제22권3호
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• pp.222-228
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• 1994

침엽수 톱밥을 이용한 표고버섯 재배용 인공골목에서 버섯 생산량과 질을 향상하기 위하여 균사생장에 적합한 배지재료의 조건, 목재성분 비교분석, 톱밥배지의 전처리, 다양한 첨가물들의 효능검토 등을 통해 인공기질 조성구축의 기본자료를 도출했으며 그 결과는 아래와 같다. 1. 수종별 톱밥배지 재료에 따른 균사생장 속도는 낙엽송>소나무 순이였으며 참나무와 이들 각각에 대한 목재성분을 비교분석한 결과, 전반적인 C/N ratio는 공통적으로 높게 나타났으나 참나무가 다른 침엽수에 비해 lignin과 arabinose, mannose 함량이 적고 xylose 함량이 높았으며, 낙엽송은 다른 수종에 비해 galactose의 함량이 상당히 높았다. 2. 각 배지재료의 전처리에 따른 균사생장속도를 측정한 결과, 폭쇄처리와 생물학적 처리시에는 control보다 오히려 균사생장 속도가 느렸으나, 배지를 냉수로 한번 씻어낸 경우에 전반적으로 좋은 결과를 보였다. 이를 토대로 각 처리를 시간별로 행한 결과 소나무는 온수로 1.5 hr, 낙엽송은 aceton으로 1.0 hr 추출시 균사생장이 가장 빨랐다. 3. 톱밥배지에 첨가하는 미강은 20% 이하가 적합했으나 균사생장에 미치는 효과가 일본에서 개발한 첨가제, BITEL의 약 80% 수준인 것으로 나타났으며, 이들 성분을 비교 분석한 결과 C/N 비는 유사하나 BITEL이 미강에 비해 xylose와 galactose 함량이 2배 이상 높았다. 4. 톱밥배지에서 표고균사의 생장을 촉진시키기 위하여 C원, N원 첨가효과를 조사한 결과, C원으로는 charcoal 3%, N원으로는 ammonium chloride와 potassium nitrate 0.02%가 좋았다. 5. 톱밥배지에 tannic acid의 첨가는 침엽수 뿐만 아니라 참나무에서도 균사생장에 별 다른 영향을 끼치지 못했으며, 1.5% 이상 첨가시에는 균사 생장이 오히려 지연되었다. 6. 침엽수 톱밥배지에 LSA(lignosulfonic acid)의 첨가효과를 조사한 결과, 소나무에서는 배지 건조중량의 1.5% 이하 첨가시 균사생장이 control보다 약 1.3배 정도 높았으나, 낙엽송 배지에서는 소량의 첨가에도 control보다 균사생장 속도가 느렸다.

• 한국작물학회지
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• 제62권4호
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• pp.293-303
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• 2017

벼 식물체에 규소, 질소, 칼슘을 단독 및 혼합 처리할 경우 무기이온의 흡수와 식물호르몬 $GA_1$과 JA 함량변화에 미친 결과는 아래와 같다. 1. 질소와 칼슘이온은 규소처리에 의해 흡수가 억제된 것으로 조사됐고, 마그네슘 함량은 규소, 질소, 칼슘 단독 및 혼합처리에서 무처리보다 증가하였다. 2. 식물호르몬 ABA의 함량은 모든 처리에서 무처리와 차이가 없었다. 3. 식물호르몬 $GA_1$의 함량은 질소와 규소 혼합처리에서 가장 높았고, 다음으로 질소 단독처리 규소 단독처리 순으로 높았다. 반면 칼슘 단독처리 및 칼슘과 규소 혼합처리에서 $GA_1$함량은 차이가 없었고, 이러한 결과는 규소, 질소 및 칼슘 처리 후 12시간 및 24시간에서도 동일한 양상을 보였다. 4. 규소, 질소, 칼슘 단독 및 혼합처리 후 6시간 뒤 식물호르몬 JA 함량은 모든 처리에서 무처리보다 증가하였고, 특히 규소와 질소 혼합처리에서 가장 높게 조사되었다. 그러나 처리 후 12시간과 24시간 후 조사에서는 칼슘 단독처리에서 JA 함량이 무처리와 차이가 없었고, 이외의 처리에서는 무처리보다 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.292-297
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• 2006

호남평야지에서 건답직파 조기파종재배에 알맞은 완효성복합비료 시용량을 구명하고자 '97~'98년에 호남농업시험장 수도포장인 전북통(미사질양토)에서 동진벼를 공시하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 토양의 암모니아태 질소는 유수형성기까지는 관행시비보다 모든 완효성비료 시비에서 많았고 완효성비료 시용량이 많을수록 많았으나 출수기에는 이삭거름시용으로 관행시비가 완효성비료보다 많았다. 초장은 최고 분얼기까지는 관행시비보다 완효성비료시비에서 길었으나 간장은 완효성비료 100%시용을 제외하고는 관행시비와 같거나 짧았다. 경수와 수수는 모든 생육시기에서 관행시비보다 완효성비료시용에서 많았고 완효성비료 시용량이 많을수록 많았으나 유효경비율은 정수 및 수수와 반대의 경향이었다. 질소 이용율은 관행시비보다 완효성비료시용에서 높았고 완효성비료 시용량이 많을수록 감소되는 경향이었다. 단위면적당 입수는 관행시비보다 완효성비료를 증시할수록 많았으나 현미 천립중은 단위면적당 입수와 반대의 경향이었다. 쌀 수량은 완효성비료 60% 시비는 관행시비와 차이가 없었으나 완효성비료 80%이상에서는 관행시비보다 증수되었다. 이상에서와 같이 질소이용율, 생육, 도복 및 수량을 고려한 벼 건답직파 조기파종 재배에 알맞은 완효성비료 전층시비량은 질소관행 시비량의 80%정도라고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.253-258
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• 2006

수원시에 위치한 농업과학기술원 시험포장인 고평통의 식양토와 본량통의 사양토에서 고추를 재배하였다. 식양토와 사양토의 2개 토성을 대상으로 토양 검정한 NPK 시비에 돈분퇴비 $25Mg\;ha^{-1}$를 각 각 시용하였다. 토양의 $N_2O$ 배출량 측정을 한 후 동시에 $N_2O$ 배출에 기여하는 토양수분, 무기태 질소, 지온 등을 측정하였고, 토양수분은 관수시점인 -50 kPa내의 범위로 한정하여 토양의 $N_2O$ 배출량을 실제 측정하였다. 온실가스 배출량을 예측하기 위해 영국의 경험 모델을 이용하여 $N_2O$ 배출의 예측값과 실측값을 비교 분석하였다. $N_2O$ 배출의 실측량과 무기태 질소($NO_3{^-}+NH_4{^+}$)의 관계에서 무기태 질소($NO_3{^-}-N+NH_4{^+}-N$)가 $10mg\;kg^{-1}$ 이하에서 $N_2O$ 배출량이 $1{\sim}10g\;N_2O-N\;ha^{-1}day^{-1}$로 나타나 $N_2O$ 배출에 대한 무기태질소 ($NO_3{^-}-N+NH_4{^+}-N$)의 한계선을 구분할 수 있었으며, 실측값인 토양온도와 WFPS(water filled pore space) 관계에서도 경험 모델의 배출 추정식인 (% WFPS)+{$2{\times}$토양온도($^{\circ}C$)}=90, (% WFPS)+{$2{\times}$토양온도($^{\circ}C$)}=105를 증명 하였다. $N_2O$ 배출의 실측량과 예측량을 1:1 대응한 결과, 식양토와 사양토 각 r=0.962, r=0.974로 나타났다. 고추밭의 $N_2O$ 배출량을 분석한 결과, 예측량과 작기 기간 전체 $N_2O$ 배출량의 비교에서 예측량은 식양토에서 12.2%가 낮게 평가 되었고, 사양토에서는 30%가 높게 평가 되었다. 그리고 토양 파라메타 분석 동시에 1주일에 1회 $N_2O$가스를 포집한 $N_2O$ 배출량에서는 식양토 27.1, 사양토 14.7%가 높게 평가 되었다. 향후 경험 모델의 정밀도를 높이기 위해서는 국내 작물재배환경에 맞는 파라메타의 수정이 필요하며 다양한 작물을 대상으로 연구가 있어야 할 것으로 생각한다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권1호
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• pp.7-18
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• 2019

This study aimed to assess the impact of livestock excreta discharged from an Intensive Livestock Farming Area (ILFA) on river water quality during a rainfall event. The Bangcho River, which is one of the 7 tributaries in the Cheongmi River watershed, was the study site. The Cheongmi River watershed is the second largest area for livestock excreta discharge in Korea. Our results clearly showed that, during the rainfall event, the water quality of the Bangcho River was severely deteriorated due to the COD, $NH_4-N$, T-N, $PO_4-P$, T-P, and heavy metals (Cu, Zn, and Mn) in the run-off from nearby farmlands, where the soil comprised composted manure and unmanaged livestock excreta. In addition, stable isotope analysis revealed that most of nitrogen ($NH_4-N$ and $NO_3-N$) in the run-off was from the ammonium and nitrate in the livestock excreta. The values of ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ for the Bangcho River water sample, which was obtained from the downstream of mixing zone for run-off water, were lower than those for the run-off water. This indicates that there were other nitrogen sources upstream river in the river. It was assumed from ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ stable isotope analyses that these other nitrogen sources were naturally occurring soil nitrogen, nitrogen from chemical fertilizers, sewage, and livestock excreta. Therefore, the use of physicochemical characteristics and nitrogen stable isotopes in the water quality impact assessment enabled more effective analysis of nitrogen pollution from an ILFA during rainfall events.