• 제목/요약/키워드: Ammonium nitrogen

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스텐철사를 전극으로 이용하는 미생물연료전지의 전류 발생 (Current Generation from Microbial Fuel Cell Using Stainless Steel Wire as Anode Electrode)

  • 장재경;김경민;변성아;유영선;장인섭;강연구;김영화
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.753-757
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    • 2014
  • 산화전극부 전극은 단순히 전자를 받아 전달할 수 있는 역할 뿐만 아니라 공극이 많아 표면적이 큰 구조로 미생물을 고정화할 수 있는 표면적을 제공할 수 있어야 한다. 미생물의 수가 많을수록 폐수처리 효율과 전류발생을 높일 수 있기 때문이다. 따라서 전극은 미생물연료전지의 효율을 높일 수 있는 중요한 역할을 하는 인자 중의 하나이다. 본 연구는 미생물연료전지에 사용하는 고가의 흑연펠트를 스텐철사 타래(철 수세미)로 대체할 수 있는지 알아보기 위한 것이다. 이 연구에 사용된 가축분뇨는 전처리를 거친 후 유기오염물질(COD)로 500 mg/L로 희석한 것을 이용하였고, 이때 전류 발생은 스텐철사 타래를 적용하였을 때 약 5% 정도 낮았지만 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 유기오염물질(COD)의 감소는 스텐철사 타래를 이용하였을 때 88.3%이었으며, 흑연펠트를 사용하였을 때 82.4%로 스텐철사 타래의 제거율이 더 높게 나타났다. 암모니아성 질소 이온의 경우는 두 경우 모두 반응시간에 따라 농도 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 이 결과 스텐철사 타래를 적용하였을 때 전류발생이나 수처리 측면 모두 효과가 유사하거나 더 좋은 결과를 보였으며, 초기 시스템을 구축하는 비용을 약 1/50 정도로 줄일 수 있는 것으로 예상되어. 흑연펠트 대체제로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

혼합영양생물인 Scenedesmus acuminatus의 반연속 배양 시 성장특성 연구 (Growth Characteristics of Mixotrophic Scenedesmus acuminatus under Semi-Continuous Culture System)

  • 고시원;홍가이;이태윤
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.332-338
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    • 2017
  • 본 연구는 혼합영양생물인 Scenedesmus acuminatus의 최적배양조건을 찾기 위한 연구로서 최적 공기주입량, 아세테이트 주입량, $CO_2$ 주입에 대해 실험을 진행하였다. 공기주입량은 0.72 vvm에서 최대 비성장속도와 최대바이오매스 생산량을 얻을 수 있었으며, 0.3 M의 아세테이트를 주입하였을 때 최대 비성장속도와 최대바이오매스 생산량을 얻었다. 반연속배양에서는 추가로 $CO_2$ 주입이 배양에 미치는 영향을 파악하였다. $CO_2$ 주입 실험에서는 아세테이트로 50% 치환한 후에 최대비성장속도($0.460d^{-1}$)와 최대바이오매스 생산성($0.936gL^{-1}d^{-1}$)을 얻을 수 있었으며 이후 치환이 계속될수록 최대비성장속도와 최대바이오매스 생산성은 지속적으로 감소하였다. 공기주입 실험에서는 JM 배지로 배양할 때 가장 높은 비성장속도($0.381d^{-1}$)와 최대바이오매스 생산성($0.253gL^{-1}d^{-1}$)을 보여주었지만 이후 아세테이트를 함유한 배지로 50% 치환하였을 때 오히려 초기값보다 감소하는 것을 관찰하였다.

염스트레스에 의한 토마토 생장반응과 식물체내 Nitrate 및 Sucrose 변화 (Growth Response and Changes of Nitrate and Sucrose Content in Tomato under Salt Stress Condition)

  • 이주영;장병춘;이수연;박재홍;최근형;김삼권;김태완
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.164-169
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    • 2008
  • 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.

동위원소 희석 HPLC/MS에 의한 혈청 내 urea의 정량 (Quantification of urea in serum by isotope dilution HPLC/MS)

  • 이화심;박상열
    • 분석과학
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    • 제18권4호
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    • pp.271-277
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    • 2005
  • 혈액 내 urea는 임상진단 시 신장 기능을 판단하는 중요한 표지물질로서 측정되고 있다. 단백질 등 질소화합물의 최종 대사물인 urea는 콩팥의 사구체에서 걸러져 소변으로 배출되는데, 사구체의 거르는 능력이 저하되면 결국 혈액 속의 urea 농도가 증가하게 되어 신장 기능의 정상여부를 판단할 수 있게 된다. 이러한 임상진단 결과의 신뢰성 향상을 위해서는 측정결과가 일차분석법으로 인증된 인증표준 물질과 소급성 고리를 유지해야 한다. 본 연구에서는 혈청 내 urea의 일차분석법으로서 $15^N_2$-urea를 내부 표준물질로 사용하는 동위원소희석 액체크로마토그라피-질량분석법 (ID-HPLC/MS)을 개발하였다. 이 방법은 측정원리상 고도의 정확성이 확보될 뿐 아니라 별도의 유도체화가 필요 없기 때문에 빠르고 편리하다. $C_{18}$-분리관에 0.1 mmol/L $NH_4Cl$ buffer를 이동상으로 사용하여 urea를 분리하였는데, 이 완충용액은 비교적 분자량이 작은 urea를 질량분석하는데 방해가 크지 않은 장점이 있다. HPLC와 질량분석기의 인터페이스로서 positive mode의 electrospray ionization (ESI)를 사용하여 높은 감도와 재현성을 성취하였다. 국제적으로 인정된 인증표준물질의 분석을 통해 최적화된 방법의 유효성을 확인하였으며, 국제비교시험에도 참여하여 좋은 결과를 얻었다. ISO guide에 따라 불확도를 계산하였으며, 확장 불확도는 95% 신뢰도에서 약 1.8%로 나타났다. 이 분석법은 표준연에서 개발 중인 혈청인증표준물질을 인증하는 일차기준측정절차로도 사용되고 있다.

촉매성 산화물 전극에 의한 암모니아의 전기 화학적 분해 특성 (Electrochemical Decomposition Characteristics of Ammonia by the Catalytic Oxide Electrodes)

  • 김광욱;김영준;김인태;박근일;이일희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권1호
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    • pp.9-15
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    • 2005
  • 본 연구에서는 전기화학적 방법에 의한 암모니아의 질소화 분해 특성을 파악하기 위하여 여러 암모니아 전해 실험 변수에 대하여 조사하였다. $IrO_2$, $RuO_2$, Pt 양극에서 암모니아의 분해에 대한 pH 및 염소 이온의 영향이 상호 비교되었으며, 전해 반응기에서의 분리막의 존재 유무, 전류밀도, 암모니아 초기 농도 등의 변화에 따른 암모니아의 전기화학적 분해 특성이 조사되었다. 산성이나 알칼리 조건에서 암모니아의 분해에 대한 전극의 성능은 전체적으로 $RuO_2{\approx}IrO_2>Pt$ 순으로 나타났다. 암모니아의 분해는 전극에 공급되는 전류 밀도가 $80mA/cm^2$에서 가장 높았으며 그 이상의 전류 밀도에서는 산소발생에 의해 암모니아의 전극 흡착이 영향을 받아 오히려 감소되었다. 암모니아 용액에 존재하는 염소 이온의 농도가 증가할수록 암모니아의 분해는 증가하나 10 g/l 이상에서는 분해율 증가가 크게 둔화되었다. pH 7의 전해 반응의 경우 전극 표면에서 OH 라디칼이 생성되어 암모늄 이온의 분해가 이루어지는데, 이 OH 라디칼은 $RuO_2$ 전극에서 가장 많이 생성이 되었다.

Sol-gel 법에 의한 고온 초전도체 $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$ 선재 합성에 관한 연구 (High Tc Superconductor Fiber $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$ Synthesized by the Sol-gel Process)

  • 최진호;유종석;김배환;홍승태
    • 대한화학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.326-331
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    • 1989
  • Sol-gel법으로 고온 초전도체인 $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$의 세선을 제작하였다. Y, Ba, Cu 질산염을 1:2:3의 몰비로 수용액을 제조한 후 구연산 수용액을 첨가하고, 암모니아 수용액을 첨가하여 pH를 $5.8{\sim}6.2$로 조절함으로써 균일한 colloid sol을 제조할 수 있었다. 이를 358K 로 가열하면 점차 점도가 증가하면서 gel화 반응이 진행되고 이 gel화 반응이 완결되기 전에 구연산염 precursor gel fiber를 임의의 길이 및 두께로 뽑을 수 있었다. 이 precursor를 1223K, $Po_2$=1atm. 하에서 8시간 열처리한 후 723K로 서냉하고 13시간 동안 annealing 하여 약 95K에서 전기저항이 급격히 감소($T_c$, onset), 약 82K에서는 저항 0($T_c$, offset)을 나타내었고 액체질소 비등점에서 Meissner-effect를 보임으로써 초전도체 임을 확인하였다.

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콩나물의 Asparagine 생합성(生合成)에 관(關)한 연구(硏究) (Asparagine Biosynthesis in Soybean Sprouts)

  • 변시명;허남응;이춘영
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제20권1호
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    • pp.33-42
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    • 1977
  • 콩나물에 많이 존재하는 Asn의 생합성(生合成)에 관하여 연구하고자 콩나물 생육기간중(生育其間中) 수분함량(水分含量) 및 Asn 함량을 조사한 결과 10일째 수분(水分)은 $85{\sim}90%$에 달했으며 Asn은 6일째부터 급격히 증가하여 10일째는 건물량(乾物量)의 22.7%에 달하였다. 콩나물 100 g에서 Asn을 추출(抽出)한 결과 2.29g을 얻었고 재결정하여 1.62 g을 얻었다. 콩나물 생육시(生育時) $NH_4Cl,\;(NH_4)_2SO_4$ 및 urea를 살포하여 질소화합물에 대한 영향을 고찰하였던 바 $NH_4Cl$$(NH_4)_2SO_4$구(區)는 Asn이 control보다 약간 증가하였으나 urea구(區)는 10일째 29.5%로 증가하였다. 콩나물에서 asparagine synthetase를 $(NH_4)_2SO_4$ fractionion 및 Sephadex G-150에 의해 정제하여 8.6배 정제하였다. 이 효소는 매우 불안정(不安定)하였으나 glycerol, mercaptoethanol 및 기질(基質)인 ATP, $Mg^{++}$이온에 의해 보호를 받았으며 이 산소(酸素)에 의해 최고(最高)의 Asn이 생성(生成)되는 ATP, Gln(또는 ${NH_4}^+$)의 농도는 표준반응 용액에서 각각의 구성농도를 변화시키면서 측정하였을 때 ATP 10 mM, ${NH_4}^+$는 50 mM, Gln은 10 mM이었다. $Mg^{++}$이온 대신 $Mn^{++}$, $Zn^{++}$, 및 $Fe^{++}$로 대치할수 없었으며 Asp에 대한 Km값은 3.1 mM이었고 효소작용의 최적(最適) pH는 7.5이었다. Amide donor로서 $NH_2OH$로 대치한 결과 ${\beta}-aspartyl$ hydroxamate가 생성(生成)되어, 효소의 열불안성(熱不安性), amide donor로서 Gln 이용 및 SH기(基)에 의한 효소안정성을 비추어 보아, 같은 두과식물(荳科植物)인 완두와 비슷하게 asparagine synthetase는 ${\beta}-aspartyl$ adenylate의 중간반응(中間反應)을 거치는 기작(機作)에 의해 Asn을 생합성(生合成)하는 것을 알았다.

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인삼재배 분야의 과거 20년 연구 (Research on Ginseng Production During the Past 20 years)

  • 밝훈
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제20권4호
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    • pp.472-500
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    • 1996
  • Researches on mineral nutrition, physiology and phyrsiological diseases, . cultivaction methods. brceding. pest control quality management and extension during 1976-1995 in Korea were reviewed Review in brceding and pest control was restricted to the researches directely related to cultivaction. Mineral nulrient up take. partion and varicos factors such as top dreasing. Light intersity etc. and interrelationship between minerals were investigated. Top dressing was not effective due to low minera1 requorement Physiological characteristics on tempelature light and water were well elucidated and applied to assess traditional cultivation method and its inovation. Photosyrnthetic pigments. light harvest proteins and activity of related enzymes were studied. In nitrogen metabolism arginine, praline, ammonium, threonine appeared to have important role in re growth of shoot Saponin metabolism was studied in relation to growth and new ginsenosides were found but physiological role of saponin was not clearly elucidated yet Endogenous growth regulators were reported and various erogenous growth regulators were studied for growth stimulation. short stem and seed pruning etc. Various physiological diseases were investigated for cause and control measures were established. Water culture was little studied Forest culture was studied but not retched the recommendable stage Drip irrigation straw mulching. seasonal shading and soil preparation method including soil fertility adjustment were established for practical application. Shading materials completely changed to polyethylene net and materials of polymers The research on ginseng cultivation in paddy field opened the way to establish the permanent ginseng cultivation plantation Ginseng harvester and seeder were developed in the late 1950s. Transplanted and many other machines were developed in the early 1990s. In ginseng breeding only pure line selection was of practical significance several verities were at the stage of seed propagation at ginseng plantations. Mutation breeding (${\gamma}$-ray. X-ray chemicals) was not successful. The research on plantlet formation through tissue culture was a little progressed but still far behind to vegetative propagation. Disease control research was concentrated in the isolation and identification of pathogans. their ecological charactelistics and biological control and soil humigation. Potato root rot nematodes was found and control method was established. Insect and small animal control research was greatly progresses in identification, ecological investigation, and ecological and physical control. Weed control was less important due to the development of mulching method of ridge and ditch. Quality factors of raw ginseng in relation to red ginseng process were extensively studied. Traditional quality measures were elucidated in accordance with modern analytical chemistry resulting in the importance of peptides in the centrat part rather than ginsenosides For large root production growth promoting rootzone micrcorganisms (PGPRM) were isolated and active compounds were identified. Field test on PGPRM was on going. Varictus methods formality improvement through cultivation were developed. Management research of ginseng production was rare Extension was active throuch official and private organizations and through workshop for the extension specialists, and direct lectures to grower's. Extension services made the researcher to understand the existing problems at grower's fields. Research environment for ginseng production was in prime time only for three years when Korea Ginseng Research Institute was established then gradually aggravated.

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음식쓰레기 퇴비화시 bulking agent의 적정 첨가량 결정에 관한 연구 (Optimum Mixing Ratio of Bulking Agent for Garbage Composting)

  • 신항식;황응주;정연구
    • 유기물자원화
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    • 제2권1호
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    • pp.75-86
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    • 1994
  • 우리나라에서 발생되는 음식쓰레기는 퇴비화 처리시 높은 수분함량과 낮은 C/N비를 적정 수준으로 조절하기 위해 bulking agent를 첨가함이 필수적이며 그의 정확한 첨가량을 계산하는 것은 퇴비화에 소요되는 비용을 결정하는데 중요한 요소로 적용하게 된다(Hay et al., 1998). 그러나 bulking agent의 첨가량을 계산하기 위한 기준지표 중의 하나인 C/N비의 경우 혼합되는 bulking agent의 분해정도가 고려되지 않은 총 탄소와 질소의 비에 기준하여 적정 첨가비율이 정해지고 있기 때문에 실제 요구되는 탄소와 질소의 양을 초과 또는 미달하는 경우가 발생될 수 있으며, 이는 곧 bulking agent의 과다첨가 또는 반응속도 저하로 인한 처리비용의 상승과 직결될 수 있다. 본 연구에서는 음식쓰레기의 퇴비화를 위한 bulking agent의 정확한 첨가량을 정량적으로 제시하기 위하여 bulking agent의 첨가로 인한 반응향상 여부와 그 원인을 분석하여 이를 바탕으로 적정 첨가량 결정법을 제안하였다. 그 결과 실질적으로 분해가능한 탄소원을 포함하고 있는 쌀밥의 첨가는 C/N비가 낮은 음식쓰레기의 퇴비화반응을 향상시킬 수 있으나, 분해가 쉽지 않은 톱밥을 bulking agent로 첨가할 경우는 음식쓰레기의 탄소원을 제공함으로써 반응을 향상시킨다기 보다는 음식쓰레기의 통기성을 개선하여 줌으로써 활발한 퇴비화 반응을 유도한다는 사실을 확인할 수 있었다. 따라서, bulking agent는 그 첨가량을 많이 할수록 퇴비화반응에 유리하며, 일반적인 적정 C/N비값 이상의 첨가율에서도 반응 향상이 가능한 것으로 예상된다. 또한 bulking agent 첨가량의 증가로 인한 통기성의 향상효과는 해당 조건하에서의 적정 수분함량값 증가요소로 작용하는 것으로 나타나 이를 종합적으로 고려한 bulking agent첨가량 결정이 필요함을 알 수 있었다. 이상과 같은 실험적 분석의 결과를 종합할 때, 음식쓰레기 100g당 78g의 톱밥을 첨가하여 C/N비를 25 수분함량을 56%로 각각 조절하는 것이 본 연구에서 다루어진 음식쓰레기의 활발한 퇴비화를 위해서는 적절하며, 이러한 첨가량의 계산법은 실제 퇴비화시설의 적정 운전을 위해서 적용함이 바람직한 것으로 판단되었다.

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하수슬러지 케이크 열수분해 탈리액의 혐기성 분해 특성 (Anaerobic Treatment of Leachate Solubilized from Thermal Hydrolysis of Sludge Cake)

  • 강호;오백용;신경숙
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권10호
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    • pp.583-589
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    • 2015
  • 본 연구에서는 슬러지 케이크를 열수분해한 탈리액을 대상으로 혐기소화특성을 평가하였으며, 슬러지 탈수케이크의 열수분해후 성상변화 및 열수분해 탈리액의 MAP결정화, MAP결정화 상등액을 이용한 혐기소화공정효율을 고찰하였다. 탈리액의 MAP결정화는 Mg:P의 비가 1.5:1, pH가 9.5인 조건이 최적이었으며, 이때 MAP생성으로 인해 열수분해 탈리액의 암모니아성 질소는 50%, 인산염은 97%가 제거되어 열수분해 탈리액의 혐기소화 전처리 시 효과적임을 알 수 있었다. 기질 대 미생물비(S/I) 0.5 조건에서 중온 회분식 혐기소화조 운전결과 MAP 결정화를 거친 열수분해 탈리액의 최종생분해도는 63%였으며, 분해속도상수 $k_1$$0.207day^{-1}$로 17일 동안 이분해성 기질비율($S_1$)이 90% 분해되었고, 나머지 10% ($S_2$)는 $k_2$ ($0.024day^{-1}$)의 느린 속도로 분해되어 열수분해로 인해 슬러지의 생분해성이 높아짐을 알 수 있다. 열수분해 탈리액을 MAP결정화한 후, 탈리액을 대상으로 SCFMR형태의 혐기조를 운전한 결과 HRT 20일(OLR 1.43 g VS/L-d)에서 평균 0.45 v/v-d의 Biogas가 발생하였으며, TVS제거효율은 37~41% 범위로 우수한 혐기소화효율을 나타내었다.