• 제목/요약/키워드: Biological Nitrogen Treatment

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부산물 퇴비를 시용한 토양에서 표면유거와 용탈에 의한 질소와 인의 유실 (Nitrogen and Phosphorus Loss with Runoff and Leachate from Soils Applied with Different Agricultural By-product Composts)

  • 박철수;주진호;이원정;유경열;양재의;옥용식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.307-312
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    • 2005
  • 고령지의 대표지인 강원도 평창 지역의 밭은 석비레 사양토로 객토 및 성토를 하고 다량의 부산물 퇴비를 투입하여 영농활동을 하는 곳이 많다. 석비레 사양토에 부산물퇴비를 처리하여 퇴비의 종류별 유출수와 유거수의 양분농도를 경시적으로 조사하였다. 전기전도도는 유거수 ($0.9-2.0dS\;m^{-1}$)와 침출수 ($0.8-2.2dS\;m^{-1}$)에서 모두 계분퇴비 처리구에서 가장 높은 값을 보였고, 총질소 ($25-75mg\;L^{-1}$)와 총인 ($0.12-0.43mg\;L^{-1}$)의 농도도 처리한 부산물 중에서 계분퇴비 처리구가 가장 높은 것으로 나타났다. 시험기간 동안 전기전도도는 지속적으로 증가하는 경향을 보였고, 총질소와 총인의 농도는 감소하는 경향을 보였다. 우분과 계분을 톱밥과 혼합해서 만든 퇴비 처리구와 음식물퇴비 처리구, 맥주공장의 폐수오니를 처리한 시험구에서 발생한 유거수의 평균 총질소 농도는 각각 41, 34, $37mg\;L^{-1}$이었고, 침출수의 평균 총질소 농도는 35, 28, $34mg\;L^{-1}$이었으며, 총인 농도는 처리간에 비슷한 경향을 보였다. 전체적으로 전기전도도는 침출수가 높았고, 총질소의 농도는 유거수에서 다소 높게 나타났다. 본 시험 결과 고령지 농경지의 대표지인 평창지역에서 성토로 많이 이용하고 있는 석비레 사양토에 부산물퇴비를 과량 투입하여 영농활동을 하게 되면 물에 의한 총질소와 총인의 이동이 다량 발생할 수 있음을 알 수 있었고, 특히 계분퇴비에서 유출이 높게 나타나 계분퇴비의 사용법에 대한 연구가 시급한 것으로 판단되었다.

국내 담수산 조개의 섭식활동이 호수 수질에 미치는 영향 (Comparison of Filtering Abilities of Korean Freshwater Bivalves and Their Filtering Effects on Water Quality)

  • 김호섭;최광현;박정환;신재기;황순진
    • 생태와환경
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    • 제35권2호통권98호
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    • pp.92-102
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    • 2002
  • 본 연구는 담수산 조개 종간의 여과능력과 실험적으로 조성된 인공연못에서 조개의 여과섭식이 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실내 실험과 인공연못에서의 섭식실험 모두에서 조개에 의한 엽록소, 총인, 부유물질과 같은 입자성 물질의 감소가 관찰되었다. 600개체의 조개가 투입된 처리구에서, 엽록소 농도와 순 1차 생산력은 $87.3{\pm}4.5\;{\mu}g/L$$106.3{\pm}8.8\;{\mu}gC\;L^{-1}\;hr^{-1}$에서 대조구와 거의 동일한 수준인 $25.0{\pm}0.5\;{\mu}g/L$$15.6{\pm}13.3\;{\mu}gC\;L^{-1}\;hr^{-1}$까지 감소하였다(P<0.05, n = 6, ANOVA). 엽록소 농도의 감소와 동시에, 투명도는 0.48m에서 1.2m까지 향상되었고, 부유물질과총인 농도는 각각 $22.0{\pm}1.0\;mg/L$에서 $7.5{\pm}0.5\;mg/L$, $133{\pm}0.8\;{\mu}g/L$에서 $7.5{\pm}0.0\;{\mu}g/L$까지 감소하였다 (P<<0.001,$r^2$>0.71,n = 11).비록 처리구에서 SRP농도의 약간의 감소와 무기질소($NH_3-N$, $NO_2-N$)의 증가가 관찰되었다 하더라도, 대조구의 농도와 비교할 때 유의적인차이는 없었다. 식물플랑크톤에 대한 여과율과 섭식과정 중에 feces와 pseudofeces와 같은 형태로의 영양염 배출율을 고려할 때, Corbicula leana가 가장 효과적인 여과섭식자였다. 이러한 결과들은 Corbicula가 입자성물질을 조절함에 있어 중요한 역할을 수행하며, 조류가 대량 발생하는 호소의 수질관리를 위해 생물학적 수질조절자로서 적용할 수 있음을 제시한다.

Upregulation of Mir-34a in AGS Gastric Cancer Cells by a PLGA-PEG-PLGA Chrysin Nano Formulation

  • Mohammadian, Farideh;Abhari, Alireza;Dariushnejad, Hassan;Zarghami, Faraz;Nikanfar, Alireza;Pilehvar-Soltanahmadi, Yones;Zarghami, Nosratollah
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권18호
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    • pp.8259-8263
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    • 2016
  • Background: Nano-therapy has the potential to revolutionize cancer therapy. Chrysin, a natural flavonoid, was recently recognized as having important biological roles in chemical defenses and nitrogen fixation, with anti-inflammatory and anti-oxidant effects but the poor water solubility of flavonoids limitstheir bioavailability and biomedical applications. Objective: Chrysin loaded PLGA-PEG-PLGA was assessed for improvement of solubility, drug tolerance and adverse effects and accumulation in a gastric cancer cell line (AGS). Materials and Methods: Chrysin loaded PLGA-PEG copolymers were prepared using the double emulsion method (W/O/W). The morphology and size distributions of the prepared PLGA-PEG nanospheres were investigated by 1H NMR, FT-IR and SEM. The in vitro cytotoxicity of pure and nano-chrysin was tested by MTT assay and miR-34a was measured by real-time PCR. Results: 1H NMR, FT-IR and SEM confirmed the PLGA-PEG structure and chrysin loaded on nanoparticles. The MTT results for different concentrations of chrysin at different times for the treatment of AGS cell line showed IC50 values of 68.2, 56.2 and $42.3{\mu}M$ and 58.2, 44.2, $36.8{\mu}M$ after 24, 48, and 72 hours of treatment, respectively for chrysin itslef and chrysin-loaded nanoparticles. The results of real time PCR showed that expression of miR-34a was upregulated to a greater extent via nano chrysin rather than free chrysin. Conclusions: Our study demonstrates chrysin loaded PLGA-PEG promises a natural and efficient system for anticancer drug delivery to fight gastric cancer.

옥수수의 항산화 활성에 대한 3요소 비료의 효과 (Effects of NPK Fertilizers on Antioxidant Activity of Corn(Zea mays L.))

  • 서영호;허남기;정영상;이해익;민황기
    • 한국토양비료학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.85-91
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    • 2000
  • 옥수수의 항산화 활성에 대한 N-P-K의 시비의 효과를 알아보고자, 찰옥 2호와 수원 19호 두 품종을 대상으로 시비량에 따른 옥수수의 항산화 활성과 tocopherols, 페놀화합물, carotenoids의 함량을 분석하였다. 시비 수준은 N, P, K 각각에 대한 표준 시비량과 이의 1/2 및 2배 그리고 무비이었다. 찰옥2호의 항산화 활성은 19.0~22.2%로, 수원19호보다 높았다. 찰옥 2호의 항산화 활성은 표준 시비구에서 가장 높았으나, 처리간의 유의성은 없었고, 수원19호의 항산화활성과 항산화 성분 함량은 질소 2배 시용구에서 높았다. Tocopherols, 페놀화합물, carotenoids의 함량은 찰옥2호의 경우 각각 30.0~38.1, 104.7~118.8, $0.1{\mu}gml^{-1}$였고, 수원19호는 각각 16.7~20.1, 59.9~72.7, $35.5{\sim}50.0{\mu}gml^{-1}$로 항산화 활성과 마찬가지로 변이폭이 작고, 시비량에 따른 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. ASI와 항산화 활성은 옥수수의 수량과 정상관이 있었으며, 항산화 활성은 tocopherols, 페놀화합물의 함량과 정상관이 있었으나 carotenoids와는 상관관계가 없었다. 옥수수의 항산화 활성과 항산화성분 함량은 품종간 변이의 영향이 시비량에 의한 환경변이의 영향보다 큰 것으로 보인다.

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Field Studios of In-situ Aerobic Cometabolism of Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons

  • Semprini, Lewts
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.3-4
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    • 2004
  • Results will be presented from two field studies that evaluated the in-situ treatment of chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) using aerobic cometabolism. In the first study, a cometabolic air sparging (CAS) demonstration was conducted at McClellan Air Force Base (AFB), California, to treat chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) in groundwater using propane as the cometabolic substrate. A propane-biostimulated zone was sparged with a propane/air mixture and a control zone was sparged with air alone. Propane-utilizers were effectively stimulated in the saturated zone with repeated intermediate sparging of propane and air. Propane delivery, however, was not uniform, with propane mainly observed in down-gradient observation wells. Trichloroethene (TCE), cis-1, 2-dichloroethene (c-DCE), and dissolved oxygen (DO) concentration levels decreased in proportion with propane usage, with c-DCE decreasing more rapidly than TCE. The more rapid removal of c-DCE indicated biotransformation and not just physical removal by stripping. Propane utilization rates and rates of CAH removal slowed after three to four months of repeated propane additions, which coincided with tile depletion of nitrogen (as nitrate). Ammonia was then added to the propane/air mixture as a nitrogen source. After a six-month period between propane additions, rapid propane-utilization was observed. Nitrate was present due to groundwater flow into the treatment zone and/or by the oxidation of tile previously injected ammonia. In the propane-stimulated zone, c-DCE concentrations decreased below tile detection limit (1 $\mu$g/L), and TCE concentrations ranged from less than 5 $\mu$g/L to 30 $\mu$g/L, representing removals of 90 to 97%. In the air sparged control zone, TCE was removed at only two monitoring locations nearest the sparge-well, to concentrations of 15 $\mu$g/L and 60 $\mu$g/L. The responses indicate that stripping as well as biological treatment were responsible for the removal of contaminants in the biostimulated zone, with biostimulation enhancing removals to lower contaminant levels. As part of that study bacterial population shifts that occurred in the groundwater during CAS and air sparging control were evaluated by length heterogeneity polymerase chain reaction (LH-PCR) fragment analysis. The results showed that an organism(5) that had a fragment size of 385 base pairs (385 bp) was positively correlated with propane removal rates. The 385 bp fragment consisted of up to 83% of the total fragments in the analysis when propane removal rates peaked. A 16S rRNA clone library made from the bacteria sampled in propane sparged groundwater included clones of a TM7 division bacterium that had a 385bp LH-PCR fragment; no other bacterial species with this fragment size were detected. Both propane removal rates and the 385bp LH-PCR fragment decreased as nitrate levels in the groundwater decreased. In the second study the potential for bioaugmentation of a butane culture was evaluated in a series of field tests conducted at the Moffett Field Air Station in California. A butane-utilizing mixed culture that was effective in transforming 1, 1-dichloroethene (1, 1-DCE), 1, 1, 1-trichloroethane (1, 1, 1-TCA), and 1, 1-dichloroethane (1, 1-DCA) was added to the saturated zone at the test site. This mixture of contaminants was evaluated since they are often present as together as the result of 1, 1, 1-TCA contamination and the abiotic and biotic transformation of 1, 1, 1-TCA to 1, 1-DCE and 1, 1-DCA. Model simulations were performed prior to the initiation of the field study. The simulations were performed with a transport code that included processes for in-situ cometabolism, including microbial growth and decay, substrate and oxygen utilization, and the cometabolism of dual contaminants (1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA). Based on the results of detailed kinetic studies with the culture, cometabolic transformation kinetics were incorporated that butane mixed-inhibition on 1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA transformation, and competitive inhibition of 1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA on butane utilization. A transformation capacity term was also included in the model formation that results in cell loss due to contaminant transformation. Parameters for the model simulations were determined independently in kinetic studies with the butane-utilizing culture and through batch microcosm tests with groundwater and aquifer solids from the field test zone with the butane-utilizing culture added. In microcosm tests, the model simulated well the repetitive utilization of butane and cometabolism of 1.1, 1-TCA and 1, 1-DCE, as well as the transformation of 1, 1-DCE as it was repeatedly transformed at increased aqueous concentrations. Model simulations were then performed under the transport conditions of the field test to explore the effects of the bioaugmentation dose and the response of the system to tile biostimulation with alternating pulses of dissolved butane and oxygen in the presence of 1, 1-DCE (50 $\mu$g/L) and 1, 1, 1-TCA (250 $\mu$g/L). A uniform aquifer bioaugmentation dose of 0.5 mg/L of cells resulted in complete utilization of the butane 2-meters downgradient of the injection well within 200-hrs of bioaugmentation and butane addition. 1, 1-DCE was much more rapidly transformed than 1, 1, 1-TCA, and efficient 1, 1, 1-TCA removal occurred only after 1, 1-DCE and butane were decreased in concentration. The simulations demonstrated the strong inhibition of both 1, 1-DCE and butane on 1, 1, 1-TCA transformation, and the more rapid 1, 1-DCE transformation kinetics. Results of tile field demonstration indicated that bioaugmentation was successfully implemented; however it was difficult to maintain effective treatment for long periods of time (50 days or more). The demonstration showed that the bioaugmented experimental leg effectively transformed 1, 1-DCE and 1, 1-DCA, and was somewhat effective in transforming 1, 1, 1-TCA. The indigenous experimental leg treated in the same way as the bioaugmented leg was much less effective in treating the contaminant mixture. The best operating performance was achieved in the bioaugmented leg with about over 90%, 80%, 60 % removal for 1, 1-DCE, 1, 1-DCA, and 1, 1, 1-TCA, respectively. Molecular methods were used to track and enumerate the bioaugmented culture in the test zone. Real Time PCR analysis was used to on enumerate the bioaugmented culture. The results show higher numbers of the bioaugmented microorganisms were present in the treatment zone groundwater when the contaminants were being effective transformed. A decrease in these numbers was associated with a reduction in treatment performance. The results of the field tests indicated that although bioaugmentation can be successfully implemented, competition for the growth substrate (butane) by the indigenous microorganisms likely lead to the decrease in long-term performance.

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폐수 처리 위한 습지의 연구 환경 매핑: 서지학적 분석 및 종합 검토 (Mapping the Research Landscape of Wastewater Treatment Wetlands: A Bibliometric Analysis and Comprehensive Review)

  • ;;최혜선;전민수;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.145-158
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    • 2023
  • 인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.

유등천에서의 생태학적 건강도 평가 및 수질양상 (Ecological Health Assessments and Water Quality Patterns in Youdeung Stream)

  • 이재연;장하나;안광국
    • 생태와환경
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    • 제38권3호통권113호
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    • pp.341-351
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    • 2005
  • 본 연구는 2004년 8월 (8월 16 ${\sim}$ 17일)부터 10월 (10월1 ${\sim}$ 2일)까지 금강 지류중의 하나인 유등천의 5개의 지점을 선정하여 어류군을 이용한 다변수 모델 적용 및 평가를 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 생물학적 건강성평가 모델값은 유등천의 지점별 수질변수 값 (1995 ${\sim}$ 2004년:환경부 자료)과 비교 평가하였다. 이용된 수질변수는 전기전도도 (Conductivity), 생물화학적 산소요구량 $(BOD_5)$, 화학적 산소요구량 $(COD_{mn})$, 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 6개 항목으로서 조사지점별, 계절별, 연별로 농도 변이가 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 안 등 (2003)에 의해 국내 특성에 맞게 개발된 다변수 메트릭 모델을 이용하였으며, 이는 최근 미국 환경부(US EPA)의 Barbour et al. (1999)에 의한 RBP 모델을 기반으로 얻어졌다. 총체적인 건강성평가에 따르면, EPA (1993) 및 Barbour et al. (1999)의 기준에 따르면, 2차례 조사에 걸친 유등천의 생물학적 건강도는 27.8(n=10)로서, 수환경등급은 '보통상태' (Fair condition)로 나타났다. 8 ${\sim}$ 10월까지 지점별 개별적인 어류평가 모델 값은 24 ${\sim}$ 32범위로 나타났으며, 5지점에서 모델 값은 25 (Poor condition)로서 가장 낮은 것으로 나타났다. 1 ${\sim}$ 4지점까지 모델 값은 고도 구배에 대해 큰 차이를 보이지 않았다. 한편, 이화학 분석 자료에 따르며, 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보이고 있었으며, 특히 5지점 (S5)은 나머지 4개 지점 (S1 ${\sim}$ S4)의 수질에 비해 뚜렷한 수질악화를 보였는데, 이는 제 5지점 부근의 공단과 분뇨처리시설로부터 유입된 폐수에 의한 점 오염원의 효과로 사료되었다. 어류의 지표종 특성에 따르면, 버들치 (Rhynchocypris oxycephalus), 갈겨니 (Zacco temmincki)와 같은 수질에 대해 민감한 어종은 상류(S1 ${\sim}$ S2)에서의 출현빈도가 하류지점에의 출현빈도에 비해 뚜렷하게 높게 나타나 수질 특성을 반영하는 것으로 나타났으며, 트로픽구조 측면에서 내성종 (Tolerant species)및 잡식성종(Omnivore species)이 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다.

수도체(水稻體)의 형성(形成)과 발육상(發育相)에 대한 영양학적(營養學的) 비교연구(比較硏究) - 제1보. 시비수준(施肥水準)과 재배시기(裁培時期)의 차이(差異)가 수도(水稻)의 품종별(品種別) 수량(收量)및 수량구성요소(收量構成要素)에 미치는 영향 - (Comparative Studies on the Constitution and Growth of Rice Plant between Japonica- and Tonsil-Type Cultivars under Different Fertilization - Part 1. Varietal Differences in the Response of the Planting Date and Fertilizer Level to the Yield ana Yield Components of Paddy Rice -)

  • 임선욱;이홍석;이계호
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제22권3호
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    • pp.181-189
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    • 1979
  • 본(本) 연구(硏究)는 수도(水稻)의 파종(播種) 및 이앙기(移秧期)를 달리하고 시비량(施肥量)에 차이(差異)있는 조건(條件)에서 Japonica계(系) 품종(品種)과 통일계품종(統一系品種)을 대상(對象)으로 생육시기별(生育時期別) 수도체(水稻體)의 형성(形成)과 영양상태(營養狀態)를 주요성분(主要成分)의 화학분석(化學分析)을 통(通)하여 비교(比較) 검토(檢討)하고 소요(所要) 삼요소량(三要素量)을 추정(推定)하며 이들과 수도(水稻)의 수량(收量)및 수량구성요소(收量構成要素)와의 관계(關係)를 해명(解明)하여 안정(安定)된 증수(增收)를 위한 시비기술(施肥技術)의 기초적자료(基礎的資料)를 확립(確立)하고저 설계(設計)되었으며 그의 일부(一部)로서 수량(收量) 및 수량구성요소(收量構成要素)에 미치는 영향에 대하여 얻은 결과(結果)를 보고(報告)한다. 1. 간장(稈長)은 질소수준(窒素水準)이 높아짐에 따라 커지는 경향(傾向)이었으며 통일계품종(統一系品種)에서는 보통시비구(普通施肥區)와 다량시비구간(多量施肥區間)에 큰 차이(差異)가 없었다. 2. 수장(穗長)은 무비구(無肥區)에 비(比)하여 보비(普肥)및 다비구(多肥區)가 높았으나 그 경향(傾向)은 현저(顯著)하지는 않았다. 3. 질소수준(窒素水準)이 높아짐에 따라 수수(穗數)도 증가(增加)하였으며 Japonica형(型) 품종(品種)이 통일계(統一系)의 것보다 큰 반응(反應)을 보였다. 4, 수당입수(穗當粒數)는 통일계품종(統一系品種)에서는 무비(無肥)에 비(比)하여 보비(普肥)및 다비구(多肥區)에서 현저(顯著)히 높았으며 Japonica형(型) 품종(品種)에서는 그 변이폭(變異幅)이 좁았다. 5. 1,000입중(粒重)은 적기이앙(適期移秧)에서는 시비수준간(施肥水準間)에 유의성(有意性)이 없었으나 만기이앙(晩期移秧)의 경우에는 점차(漸次) 감소(減少)하는 경향(傾向)이 있다. 6. 등숙율(登熟率)은 적기이앙(適期移秧)에서는 질소수준간(窒素水準間), 품종간(品種間)의 어느 경우에도 유의성(有意性)이 없었으나 만기이앙(晩期移秧)에서는 질소수준간(窒素水準間) 및 품종간(品種間)에 고도(高度)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었다. 7. 수량(收量)에 대하여는 질소(窒素)의 수준간(水準間), 품종간(品種間)에 고도(高度)의 유의성(有意性)을 보였으며 통일계품종(統一系品種)에서는 다비구(多肥區)보다 보비구(普肥區)에서 더 높은 수량(收量)을 보였다. 8. 고중(藁重)은 질소수준(窒素水準)이 높아짐에 따라 커지는 경향(傾向)을 보여 통일계품종(統一系品種)에서는 보비구(普肥區)와 다비구간(多肥區間)에 큰 차이(差異)가 없었다.

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가축분뇨처리공정의 자동제어 인자 신뢰성 평가 및 적정 외부탄소원 공급량 지표 확립 (Estimation of Reliability of Real-time Control Parameters for Animal Wastewater Treatment Process and Establishment of an Index for Supplemental Carbon Source Addition)

  • 박재인;라창식
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제50권4호
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    • pp.561-572
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    • 2008
  • 다양한 조건하에서 가축분뇨처리공정을 운전하면서 각 자동제어 인자의 반응을 분석하고 ORP, DO, pH(mV)-time profile를 이용한 자동제어 신뢰성을 평가하였다. 또한 무산소 조건에서의 잔존 유기물 및 미생물 자기산화에 의한 탈질율을 고려한 적정 외부탄소원 공급량 지표를 파악하였다. 실험은 45L의 유효용적을 지닌 실험실 규모의 SBR 공정을 이용하여 수행되었다. ORP-와 pH(mV)-, DO-time profile 상에서 완전질산화를 의미하는 NBP가 뚜렷하게 발현하던 중 NH4-N의 낮은 부하와 고농도 NOx-N 함유 폐수의 유입 및 불충분한 무산소 조건 제공이 이루어졌을 때 ORP-와 DO-time profile 상에서 NBP가 사라지기 시작하였으며 NOx-N의 지속적인 증가에 의해 ORP 값의 민감성이 둔화되기 시작하였다. 그러나 pH(mV)-time profile은 항상 일정한 변화패턴을 유지하면서 암모니아성 질소의 완전 질산화가 이루어졌을 때 뚜렷한 NBP를 발현하였다. NOx-N/NH4-N의 비가 80:1 수준까지 높아지는 조건하에서도 pH(mV)- time profile상에서의 이러한 안정적 NBP의 발현은 지속되었으며 발현되는 NBP는 MSC(Moving Slope Change)의 변화 패턴을 추적함에 의해 인식되도록 프로그램 할 수 있었다. pH(mV)-time profile에서의 NBP의 발현과 MSC를 이용한 자동제어시점 인식은 반응조내 NOx-N 농도가 무려 300mg/L 이상의 수준에서도 안정적이었다. 유기물 농도에 따른 자동제어 인자의 반응을 분석한 시험에서도 반응조내 유기물의 농도가 STOC 기준 약 10,000mg/L 수준으로 증가함에도 불구하고 pH(mV)-time profile 상에서의 이러한 NBP 발현은 지속되었으며 고농도 유기물 축적 하에서도 동일한 자동제어 알고리즘이 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 잔존 유기물과 미생물 자기산화에 의한 탈질율은 약 0.4mg/L.hr로 분석되었으며 안전지수 0.1을 도입하여 산출된 NOx-N 기준 적정 외부탄소원 공급량은 0.83 STOC/NOx-N으로 파악되었다.

벼 건답직파재배에서 피복요소 시용에 따른 암모니아 휘산 (Ammonia Volatilization from Coated Urea in Paddy Soil of Direct Seeding Rice Culture)

  • 이동욱;박기도;박창영;전원태;손일수;박성태;이석순;강위금
    • 한국토양비료학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.328-333
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    • 2005
  • 영남지역 식질논에서 벼를 건답직파하여 재배하면서 완효성질소비료인 LCU를 표준시비량의 80%와 100% 수준으로 시용시 관행 요소 대비 암모니아 휘산의 경감효과를 검토하였다. 토양 $NH_4-N$ 농도는 파종 후 45일경에 가장 높았는데 LCU 처리구에서는 $92-100mg\;kg^{-1}$, 요소 시용구에서는 $73mg\;kg^{-1}$였으며, 전 생육기간동안 요소 시용에 비해 LCU 처리구가 높았다. 토양 $NO_3-N$의 농도는 모든 처리에서 파종 후 10일경에 가장 높았는데 LCU 처리구는 $30-33mg\;kg^{-1}$, 요소 시 용구는 $27mg\;kg^{-1}$였고, 건답기간동안 높게 유지되다가 담수 후 낮아져 파종 후 80일경 이후에는 모든 처리에서 $1-2mg\;kg^{-1}$로 처리간에 차이가 없었다. 표면수의 $NH_4-N$ 농도는 요소시용구에서는 추비 후 $NH_4-N$ 농도가 $8-10mg\;L^{-1}$로 일시적으로 상승하였으나, LCU 처리구에서는 생육기간동안 $1mg\;L^{-1}$이하였다. 표면수의 pH는 담수 후 생육기간동안 요소 및 LCU 처리에서 7.5-8.3 였으나 요수구의 pH가 다소 높게 유지되었다. 요소 시용구에서의 암모니아 휘산량은 추비 시용 후 급격히 증가하였고, 시비질소에 대한 총 휘산량은 $8.7-11.8kg\;N\;ha^{-1}$ 이었다. 한편 LCU 시용에 따른 암모니아 휘산량은 LCU의 시비량에 관계없이 $2.4-3.0kg\;N\;ha^{-1}$였으며, 연차간의 변이도 요소에 비해 매우 적었다. 따라서 벼 건답직파재배에서 LCU 시용시 암모니아 휘산량은 요소 시용에 비해 72-76% 경감되었다.