• 한국환경농학회지
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• 제27권3호
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• pp.217-224
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• 2008

시설하우스 폐양액 처리를 위한 소형 폐양액처리장치 개발을 위해 소형 폐양액처리장치를 VF-HF, VF-VF, HF-VF 및 HF-HF 조합형으로 구분하여 조합방법별, 여재깊이별 및 폐양액 부하량별로 각각 최적 조건을 조사하였으며, 개발된 시설하우스 폐양액처리장치의 적용성을 검증하기 위해 상기 최적조건하에서 실제 오이, 파프리카 및 딸기 시설하우스에서 배출되는 폐양액의 수처리효율을 조사하였다. 여재 깊이에 따른 오염물질의 수처리 효율은 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P 모두에서 깊이가 깊어짐에 따라 수처리효율이 점점 증가하였으며,여재깊이70 cm에서 모든 조합의 BOD, COD 및 SS의 처리효율은 각각 87, 84 및 82% 이상으로 조합방법에 따라 큰 차이 없이 안정적인 수처리 효율을 보였다. T-N 및 T-P의 경우 HF-HF 및 HF-VF 조합형의 처리효율이 타 조합방법에 비해 약간 높았다. 폐양액 부하량에 따른 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 $150L\;m^{-2}\;day^{-1}{\approx}300L\;m^{-2}\;day^{-1}>450L\;m^{-2}\;day^{-1}$순으로 폐양액의 부하량이 증가함에 따라 수처리 효율이 점점 감소하였다.모든 폐양액 부하량에서의 오염물질 처리효율은HF-VF 및 HF-HF 조합형이 다른 조합형에 비해 높았으며, 특히 총 질소의 경우 HF-HF 조합형이 가장 높은 처리효율을 보였다. 장치의 최적 여재깊이는 70 cm이상이었고, 최적 폐양액 부하이상의 결과를 미루어 볼 때 시설하우스 소형 폐양액처리량은 $300L\;m^{-2}\;day^{-1}$이하이었으며, 최적 조합방법은HF-HF 조합형이었다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제10권E호
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• pp.371-386
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• 1994

본 연구소는 최근 대기오염과 산성비 때문에 남산의 소나무가 죽어간다는 일부 학자들의 주장의 진위를 실증적으로 검정하기 위하여 남산에 생육하는 소나무의 생장변화를 정밀분석하고 그것에 대한 생태학적인 해석을 시도함과 아울러, 현재 상태의 대기오염이 소나무의 생육에 미칠 수 있는 영향을 추론하고자 시도되었다. 남산의 3개 지점에서 40그루 나무의 나이테를 조사한 바, 대다수의 남산소나무들은 최근 10년동안에 지금까지 자라온 평균생장량에 비하여 더욱 빠른 생장을 보여주었고 그동안 솔잎혹파리나 아까시나무 등과 같이 생물적인 요인에 의하여 생장의 장해를 받아온 기록을 많이 볼 수 있었다. 더욱이 나무가 생장하는데 가장 중요한 인자의 하나인 토양수분요인이 수목의 생장에 미치는 영향을 조사해 보았을 때 남산위에 분포하는 나무들은 가뭄현상에 대하여 매우 민감하게 그 생육이 조절되는 생장유형을 보여 주었다. 다양한 환경오염 요인들에 대하여 면밀한 검토없이 제기된 일부 학자들의 상기 주장은 설득력을 갖지 못할 뿐만 아니라 매우 성급한 것인 바, 본 연구를 통하여 필자는 남산에 있는 소나무를 대상으로 대기오염의 피해를 논하는 것은 적절하지 못하다는 것을 밝혔다. 특히 현재단계에 있어서 서울 중심지역인 남산에 있어서 대기오염물질과 강우산도와 같은 환경요인은 장기적으로 만성적인 피해를 줄 수도 있는 것으로 추정할 수 있다. 이러한 결과는 수목의 나이테에 대한 집중적 조사와 다양한 환경요인의 변화양상에 관한 연구를 통하여 제시할 수 있었던 바, 추후 남산내 다른 지점의 소나무 뿐 만 아니라 신갈나무와 아카시아나무와 같은 다른 수종의 생장 및 환경오염물질의 부하와 생태계내에서 그들이 변화하는 동태를 포함한 더욱 광범위한 생태계 생태학적 차원에서의 연구가 시행되어야 할 필요가 있다.

• 한국광물학회지
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• 제31권2호
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• pp.113-121
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• 2018

전라남도 화순군에 위치한 백아산 아천동굴은 전남지역에서 발견된 유일한 석회동굴이다. 이 연구에서는 백아산 아천동굴 내부에서 채취한 동굴생성물(동굴산호, 붕암)과 주변 점토 퇴적물의 광물학적 특성을 확인하고, 생성물 내에 존재하는 호기성 미생물을 농화배양하여 탄산염광물을 형성하는 생광물화작용에 대해 알아보고자 하였다. 연구를 위한 시료는 동굴 내 세 지점에서 점토, 동굴산호, 붕암을 채취하였다. XRD 분석결과, 동굴산호와 붕암은 주로 탄산염광물인 Mg가 풍부한 방해석(Mg-rich calcite)으로 이루어져 있었고, 점토는 석영, 백운모, 질석으로 구성되어 있었다. 탄산염광물 형성 미생물의 농화배양을 위하여 각각 소량의 동굴생성물을 D-1 배지에 넣고 상온의 호기 조건에서 미생물을 배양하였다. 그리고 미생물들의 탄산염광물 형성능을 확인하고자 요소가 포함된 D-1 배지에 칼슘이온(Ca-acetate, Ca-lactate)을 주입한 후 각 시료로부터 농화배양된 미생물 배양액을 1% (v/v)씩 주입하였다. 그 결과 모든 조건에서 흰색의 침전물이 형성되었으며, XRD 분석결과 침전물이 방해석과 바테라이트(vaterite)로 구성된 것을 확인하였다. SEM-EDS 분석 결과 Ca, C, O를 주성분으로 하는 능면체, 구형, 주상형의 탄산칼슘이 관찰되었다. 따라서 백아산 아천동굴 내 영구암대에 분포하는 임의의 동굴생성물로부터 확인된 미생물들은 동굴생성물 형성에 관여하고 탄소와 칼슘의 지화학적 순환에 기여했을 것으로 추정된다.

• 미생물학회지
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• 제51권2호
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• pp.97-107
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• 2015

육상과 수계의 전이지대에 위치한 습지는 빈번한 침수, 육상생태계로부터의 영양염류의 유입, 수계와 토양에 적절하게 적응된 식생의 존재 및 토양 내 산소 결핍과 같은 독특한 특징을 가지고 있다. 이러한 생지화학적 특성과 독특한 식생의 존재는 유기물의 분해과정에 물리적 화학적 영향을 미치고 있는데, 특히 미생물에서 생산되는 체외효소 활성도는 유기물의 분해 과정과 관련을 맺고 있다. 체외효소는 고분자 유기물을 간단한 형태의 유기탄소, 무기 질소, 인, 황으로 분해하여 미생물과 식물이 용이하게 이들 영양물질을 흡수할 수 있도록 도움을 주기 때문에, 체외효소에 대한 연구는 습지 토양 내에서의 유기물 분해와 물질순환의 기작을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 본 연구는 습지 토양 내 ${\beta}$-glucosidase, ${\beta}$-N-acetylglucosaminidase, phosphatase, arylsulfatase, phenol oxidase와 같은 체외 효소활성도에 영향을 미치는 물리적 생지화학적 요소가 무엇인지 문헌연구를 통하여 고찰하였다. 물리적 요소로써, pH와 유기물의 입자 크기는 체외효소 활성도에 크게 영향을 미치지 않았으나, 온도에 대한 영향은 미생물의 극한 온도에서의 적응성 정도에 따라 다양하게 나타났다. 화학적 요소로써, 탄소, 질소, 인의 첨가는 습지 토양의 영양상태, C:N 비율과 제한 요소, 및 체외효소의 종류에 따라 그 영향이 다양하게 발현되었다. 특히, 유기물의 기질 특성(Substrate quality)은 다른 어떤 요소보다도 체외효소 활성도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연구 과제로써는 기후 변화와 질소 침적의 증가에 따른 효소 활성도의 변화 및 분자생물학적 접근을 통한 미생물 군집과 체외효소 기능간의 관계를 규명하는 연구가 필요하다. 또한, 습지 토양내 체외효소 활성도를 극대화 할 수 있는 환경을 조성함으로써, 앞으로 습지 토양이 오염물질을 제거하고 습지의 생태학적 기능을 최대화 할 수 있는 연구가 요구된다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권4호
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• pp.373-381
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• 2008

게르마늄 함유 기능성 쌀 생산을 위한 최적 품종 및 게르마늄 시비방법을 선정하기 위해 토양처리와 엽면처리로 게르마늄 시비방법을 달리하여 호평, 주남, 일미 및 동진벼 등 총4개 품종하에서 벼의 생육특성, 게르마늄 흡수 특성 및 쌀 품질특성을 각각 조사한 결과 벼의 생육은 호평벼가 타 품종에 비해 전반적으로 양호하였으며, 게르마늄 무처리와 토양처리시 벼의 생육은 엽면처리에 비해 양호하였다. 벼의 품종에 따른 쌀 생산량은 게르마늄 토양처리의 경우 호평 $\fallingdotseq$ 주남 > 일미 >> 동진벼 순이었으며, 엽면처리의 경우 주남 > 일미 $\fallingdotseq$ 호평 >> 동진벼 순이었다. 또한 쌀 생산량은 전반적으로 토양처리 > 엽면처리 순이었다. 벼 품종별 현미 중 게르마늄 함량은 토양처리의 경우 호평, 주남, 일미 및 동진벼가 각각 14.5, 8.0, 11.6 및 $10.4\;mg\;kg^{-1}$로 호평벼가 가장 높았고, 엽면처리의 경우도 유사한 경향이었다. 게르마늄의 흡수율은 전반적으로 엽면처리가 토양처리에 비해 높았으나 실제 주식으로 사용되는 현미나 백미 중의 게르마늄 흡수율은 토양처리가 엽면처리에 비해 약2배정도 높았다. 따라서 게르마늄 함유 기능성 쌀을 생산하기 위해서는 현미나 백미 중 게르마늄 흡수량을 증대시켜야 하므로 게르마늄 토양처리가 엽면처리에 비해 적합할 것으로 판단되며, 최적 품종은 호평벼이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권3호
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• pp.217-222
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• 2007

식물의 종자발아와 유묘생장에 미치는 무기게르마늄과 유기게르마늄의 효과와 흡수특성을 조사하기 위하여, 대표적인 채소류인 갓, 배추 및 청경채를 이용하여 다양한 게르마늄농도(0, 10, 25, 50, 100 mg $L^{-1}$)를 처리하였다. 채소 종자발아는 모든 식물에서 무기게르마늄을 100 mg $L^{-1}$ 처리한 경우에만 약간의 저해를 받았고 나머지 조건에서는 거의 영향을 받지 않았다. 식물의 유묘생장에 미치는 게르마늄의 효과는 갓과 배추의 경우에는 모든 농도의 무기게르마늄($10{\sim}100$ mg $L^{-1})$에서 뿌리의 생장에 심각한 저해를 보였고 지상부 생장은 높은 농도(50, 100 mg $L^{-1}$)에서는 저해를 받지만 낮은 농도(10, 25 mg $L^{-1}$)에서는 오히려 약간의 생장 촉진효과를 보이거나 거의 차이가 없는 것으로 보였다. 유기게르마늄의 처리시에는 뿌리와 지상부의 생육이 낮은 농도(10, 25, 50 mg $L^{-1}$)의 대부분 조건에서 생장을 촉진하는 결과를 보였다. 식물체내의 게르마늄의 흡수 특성은 무기 및 유기게르마늄의 모든 조건에서 대조구에 비해 처리농도가 높아짐에 따라 점진적으로 뚜렷한 증가를 보였다 특히 무기게르마늄을 처리한 경우 보다 유기 게르마늄을 처리한 경우에 같은 농도에서 전반적으로 약 $2\sim4.5$배까지 많이 흡수되었다. 25 mg $L^{-1}$농도의 게르마늄을 처리한 경우를 보면, 유기게르마늄의 처리시 게르마늄의 흡수는 갓에서는 약 4배(무기게르마늄: 0.37 mg $g^{-1}dw$, 유기게르마늄 : 1.47 mg $g^{-1}dw$), 배추에서는 약 2.2배(무기게르마늄: 0.40 mg $g^{-1}dw$, 유기게르마늄: 0.86 mg $g^{-1}dw$) 그리고 청경채의 결우 약 2.1배(무기게르마늄 : 0.33 mg $g^{-1}dw$, 유기게르마늄: 0.70 mg $g^{-1}dw$) 정도로 무기게르마늄의 처리보다 높았다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.18-26
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• 2008

본 연구는 농촌전원독립가구 하수처리장에서 오염물질의 존재형태별 처리 경향을 파악하여 하수처리장의 설계 및 시공 시 부지면적 감소와 오염물질의 처리효율 극대화를 위한 기초자료로 활용하기 위하여 농촌전원독립가구 하수처리장에서 하수 중 오염물질의 거동 특성과 오염물질의 존재형태별 분해속도를 각각 조사하였다. 하수 중 오염물질의 존재형태별 거동을 조사한 결과 BOD 및 COD는 대부분 호기성조에서 처리되었으며, 처리된 BOD와 COD는 대부분 insoluble형태이었다. 그러나 무산소조와 혐기성조에서의 BOD와 COD는 존재형태별로 별 차이 없었다. SS는 대부분 호기성조에서 처리되었으며, 처리된 SS는 대부분 volatile 형태이었다. T-N은 BOD, COD 및 SS와 달리 호기성조에서 처리효율이 높지 않았고, 처리된 대부분의T-N은 dissolved 형태이었다. T-P는 모든 조에서 일정하게 처리효율이 증가되었으며, 처리된 T-P는 대부분 dissolved 형태이었다. 현장 하수처리장에서 존재형태별 오염물질의 분해속도를 조사한 결과 BOD, COD 및 SS의 분해속도는 호기성조에서 각각 30.79, 17.15 및 29.96 $day^{-1}$로 무산소조 및 혐기성조에 비해 매우 빨랐으며, 호기성조에서 존재형태별 분해속도는BOD 및 COD의 경우 insoluble 형태가 빨랐으며, SS의 경우 fixed 형태가 빨랐다. T-N 및 T-P의 분해속도는 호기성조에서 각각 4.78 및 13.09 $day^{-1}$로 다른 조에 비해 약간 빨랐으며, 호기성조에서 존재형태별 분해속도는 suspended 형태가 약간 빨랐고, 혐기성조와 무산소조에서는 별 차이 없이 비슷하였다. 이상의 결과는 하수처리장의 설계 및 시공 시 부지면적 감소와 오염물질의 처리효율 극대화를 위한 기초자료로 활용 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.27-34
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• 2008

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 자연정화공법 의한 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위하여 소형 하수처리장치를 호기성조 및 혐기성조로 구분하여 시공한 다음, 최적 하수 부하량을 조사하기 위해 하수 부하량별 오염물질의 처리효율을 조사한 결과 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 전반적으로 하수 부하량이 증가함에 따라 오염물질의 처리효율이 점점 감소하는 경향으로 특히 하수부하량 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이상에서 수처리효율의 감소폭이 약간 컸다. 따라서 본 소형 하수처리장에서 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P를 안정적으로 처리하기 위한 최적 부하량은 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이었고, 이 때의 방류수 중 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 99, 94, 99, 49 및 89%로 현행 방류수 수질기준을 만족하면서 안정적으로 처리되었다. 하지만 본 소형 하수처리장에서 방류수 중의 T-N 및 T-P 함량은 각각 $28.5{\sim}29.4$ 및 $0.9{\sim}2.1mgL^{-1}$ 정도로서 앞으로 질소와 인의 방류수 수질기준이 각각 20 및 2 $mgL^{-1}$로 강화됨에 따라 보다 안정적인 수처리를 위해서는 T-N 및 T-P 처리효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이에 최적 하수 부하량하에서 질소와 인의 강화될 방류수 수질기준(질소 20 $mgL^{-1}$ 및 인 2 $mgL^{-1}$)을 만족시키면서 안정적인 하수처리를 위한 최적의 수처리 공정개선 방안을 조사하였다. 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 수처리 공정개선 중 질소 및 인의 처리효율 향상이 가능한 방안은 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경과 여재에 굴패각을 혼합한 방법이었다. 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경 조건 중 혐기성조 1.5 m 깊이에서 여재 A(유효입경 1.50 mm)를 사용한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 10 및 3% 향상시켰고, 여재에 굴패각 혼합한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 14 및 7% 향상시켰다. 또한 동일한 조의 체적하에서 혐기성조의 깊이를1.5 m로 깊게한 것은 혐기성조 깊이 1 m에 비해 부지면적을 약 33% 정도 감소시킬 수 있을 것으로 판단되며, 또한 굴패각을 사용한 것은 폐기물의 재활용면에서도 매우 효과적인 방안으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-14
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• 2010

인공습지 토양의 변화 특성을 인공습지의 성공 여부와 습지의 기능 평가에 활용할 수 있을 지 알아보고자 인공습지 조성 후 토양의 변화를 기준습지 토양의 변화특성과 비교하였다. 본 연구에서는 기준습지로 자연습지 1곳과 오염물질 유입 특성이 다른 인공습지 2곳(처리습지, 실험습지)을 선정하여 주요 토양 특성의 변화를 조사하였다. 습지토양의 침수조건에 따른 물리화학적 특성변화 및 유기물 축적정도를 비교하기 위하여 토성, 함수율, pH, CEC 및 유기물함량을 측정하였으며, 습지의 영양물질의 축적 정도를 비교하기 위하여 총질소와 유효인산의 농도변화를 분석하였다. 토성의 경우 전체적으로 자연습지에서는 점토의 함량이, 인공습지에서는 모래의 함량이 많은 것으로 나타나 자연습지와 인공습지의 토성은 큰 차이를 보였다. 그러나 시간이 지나면서 인공습지 토양의 실트와 점토 함량이 점차 증가하였다. 함수율과 유기물함량의 경우 여름철과 가을철 모두 자연습지가 인공습지보다 높았다. 토양의 pH는 자연습지가 인공습지에 비하여 낮았으며, 인공습지의 경우에도 습지 조성 후 중성으로 변화하였다가 다시 pH가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. CEC, 총질소, 유효인산의 농도는 외부의 유기물질이나 오염물질 유입과 관련 있는 것으로 판단되나, 오랜 기간 동안 영양물질을 보유한 자연습지에서 인공습지보다 모든 항목이 높게 나타났다. 실험습지의 경우 조성과정에서 오염도가 높은 표토와 낮은 심토가 섞여 유기물과 영양물질의 농도가 감소하였는데, 습지 조성과정에서 나타나는 토양 특성변화도 습지의 생지화학적 기능이나 습지 토양 발달에 영향을 미칠 수 있을 것이라 판단된다. 이 연구는 인공습지 토양의 물리적 특성변화와 유기물 및 영양물질 보유량 변화 등과 같은 습지토양의 발달특성을 활용하여 인공습지 조성의 성공 여부나 인공습지의 기능 평가에 활용할 수 있음을 보여주었으며, 이를 위하여 자연습지와 같은 기준습지의 역할이 중요함을 제시하였다.