• 한국토양비료학회지
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• 제17권2호
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• pp.147-154
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• 1984

수산화철 및 알루미늄 광물을 함유하는 토양의 물리화학적 및 표면 전하의 특성을 보다 정확히 이해하기 위하여 $FeCl_3$와 $AlCl_3$ 용액으로부터 두 종류의 수산화철광물(A와 B) 및 수산화알루미늄 광물을 합성하였다. X-ray 회절분석에 의하여 수산화철 A광물은 무정형, B광물은 다량의 무정형과 함께 goethite광물이 존재하는 것으로 밝혀졌다. $105^{\circ}C$에서 건조한 결과 A광물은 소량의 무정형과 함께 akaganeite 광물, B광물은 순수 goethite로 변하였다. 한편 합성된 수산화알루미늄 광물은 gibbsite와 bayerite 광물이 약 7:3의 비율로 혼합된 것으로 밝혀졌다. 유리 또는 무정형의 철과 알루미늄을 선택적으로 용출하는 것으로 알려진 dithionite와 oxalate용액을 이용하여 이들 수산화물을 세척한 결과 dithionite가 철 용출력은 가장 강했으나 oxalate에 의한 알루미늄 용출만이 수산화알루미늄 광물중의 무정형 광물 함량을 감소하고 결정성 광물의 결정도를 높였다. 타 광물과 달리 수산화철 A광물에서 dithioite에 의한 철의 용출이 가장 많았으나 냉동건조를 제외한 건조($105^{\circ}C$의 열건조 및 $P_2O_5$ 건조)에 의하며 그 용출량이 급격히 감소하였다. 수산화철 A광물의 표면적이 가장 컸으며 역시 냉동 건조를 제외한 건조처리에 의하여 그 표면적이 현저히 감소하였고, 이들 광물중의 점토($2{\mu}m$이하)함량도 표면적의 변하와 같은 경향을 보였다. 또한 표면 전하의 절대량 발달도 수산화철 A광물이 가장 컸으며 이들 광물들의 등전점은 각각 수산화철 A광물이 8.0-8.5사이, B광물이 7.5-8.0사이로써 높았고 수산화알루미늄 광물이 5.5-6.0 사이로써 낮았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제20권2호
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• pp.185-192
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• 1987

담수상태(湛水狀態)의 논토양(土壤)에서 광합성미생물(光合成微生物) 및 타양성미생물(他養性微生物)에 의한 질소고정력(窒素固定力)을 알기 위하여 우리나라 전국(全國) 수도(水稻) 삼요소시비량시험지(三要素施肥量試驗地) 16개소(個所)의 무질소구(無窒素區) 표토(表土)를 채취(採取)하여 초자실(硝子室)에서 항온(恒溫)하면서 토양통(土壤統), 농업기후대(農業氣候帶), 논토양유형(土壤類型), 토성(土性) 및 배수정도(排水程度)에 따른 질소고정량(窒素固定量) 차이조사(差異調査)를 한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 담수항온기간중(湛水恒溫期間中) 광합성질소고정미생물(光合成窒素固定微生物)에 의한 Acetylene 환원력(還元力)은 항온(恒溫) 7일째, 그리고 타양성질소고정미생물(他養性窒素固定微生物)에 의한 Acetylene 환원력(還元力)은 항온(恒溫) 35일째 가장 높았다. 2. 타양성미생물(他養性微生物)에 의한 질소고정력(窒素固定力)이 가장 높은 토양통(土壤統)은 장계(長溪), 옥천(沃泉) 및 화동통(華東統)이었으며 질소고정력(窒素固定力)이 낮은 토양(土壤)은 부용(芙蓉) 및 대정통(大靜統)이었다. 광합성미생물(光合成微生物)에 의한 질소고정력(窒素固定力)이 가장 높은 토양(土壤)은 대정(大靜) 및 지산통(芝山統)이였으며 낮은 토양(土壤)은 장계(長溪), 함창통(咸昌統)이였다. 3. 항온(恒溫) 105 일간(日間) Acetylene 환원법(還元法)에 의한 생물질소고정량(生物窒素固定量)은 광합성미생물(光合成微生物)에 의하여 3.0mg, 그리고 타양성미생물(他養性微生物)에 의하여 4.9mg/100g이었다. 4. 농업기후대별(農業氣候帶別) 생물질소고정량(生物窒素固定量)은 광합성미생물(光合性微生物)의 경우 기온(氣溫)이 온난(溫暖)한 남부해안지역(南部海岸地域)에서 높고 타양성미생물(他養性微生物)은 산간지(山間地)와 충청내륙지역(忠淸內陸地域)에서 높았다. 5. 답토양유형별(沓土壤類型別) 질소고정량(窒素固定量)은 광합성미생물(光合成微生物)의 경우 보통답(普通沓) 토양(土壤)에서 높고 타양성미생물(他養性微生物)의 경우는 조립질(粗粒質)의 사질답(砂質畓) 토양(土壤)에서 높았다. 6. 토양(土壤)의 특성별(特性別) 질소고정력(窒素固定力)을 볼 때 광합성미생물(光合成微生物)은 배수(排水) 약간불량(若干不良)한 식질(埴質) 혹(或)은 식양질토양(埴壤質土壤)에서 높고 타양성미생물(他養性微生物)은 배수양호(排水良好)한 사질토양(砂質土壤)에서 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.872-879
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• 2010

LCHs는 높은 구리함량 뿐만 아니라 고결정도, 음이온교환능력 및 규칙적인 층상 구조 등을 가지고 있어 살균제로 활용가능성이 높다. 본 연구에서는 최초로 고농에서 LCHs를 합성하였으며, 다양한 반응인자에 따른 결정학적 및 물리적 특성을 규명하여 최적조건을 설정하였다. $Cu(NO_3)_2$ 용액에 NaOH 용액을 첨가하여 합성된 LCHs의 결정성은 후숙시간에 따라 약간 증가하였으나, 0.5시간 이후에는 거의 변화가 없었다. 반응온도에 따른 LCHs의 XRD 피크의 강도 및 패턴은 매우 유사하였으나, LCHs 현탁액의 안정성은 반응온도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. LCHs의 결정성은 반응용액의 pH가 높아질수록 증가하였으나, pH 9.0 이상에서는 오히려 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 반응용액의 pH에 따라 LCHs 현탁액의 색상과 안정성이 다양하게 변화되었다. $Cu(NO_3)_2$ 농도가 증가할수록 반응용액의 점성이 증가되었으며, LCHs의 결정성은 상대적으로 낮아졌다. NaOH 용액 5.0 M에서 합성된 LCHs의 결정성은 뚜렷하게 감소하였으나, 현탁액의 안정성은 NaOH 농도가 높아질수록 증가하였다. 그러므로 LCHs의 최적 합성조건은 후숙 2시간, 반응온도 $25^{\circ}C$, 반응용액의 pH 6.0, $Cu(NO_3)_2$ 및 NaOH 용액의 농도는 3.0 M 이었다. 최적 반응조건에서 합성된 LCHs는 골격구조를 형성하는 OH, 층간의 $H_2O$ 및 $NO_3$로부터 기인하는 흡수 band가 FT-IR 분석에서 뚜렷하게 나타났다. LCHs의 탈수 및 결정구조의 파괴는 $206{\sim}246^{\circ}C$의 매우 좁은 온도범위에서 발생하였으며, 무게감량이 31.8%로서 이론적인 값인 33.6%와 비슷하게 나타났다. $25^{\circ}C$에서 합성된 LCHs는 0.2~0.8 ${\mu}m$ 크기의 plate 형태를 나타내었으나, 반응온도 및 반응용액의 pH가 증가할수록 입자 크기가 증가할 뿐만 아니라 그들의 입자모양도 변화되었다. 무기 구리제의 병원균에 대한 작용기작은 식물체 표면에 처리된 구리제가 건조 후 엷은 막을 형성하고, 공기 중의 이산화탄소나 탄산을 함유한 빗물, 이슬, 식물체 또는 미생물의 분비물에 의해 가용성의 구리염으로 변화되어 방출된 구리이온이 병원균과 접촉하여 효과를 발현한다. 따라서 작물보호제 처리 시 식물체 표면 흡착이 증가할수록 방제효율은 증가되며, 일반적으로 입자의 크기가 작을수록 식물표면 흡착은 증가한다. 그러므로 본 연구에서 합성된 HDCS는 합성공정이 간단하며, 고농도에서도 합성이 가능할 뿐만 아니라 입자크기가 작고 현탁액의 안정성이 높기 때문에 구리 살균제로서의 활용가능성이 높은 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권5호
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• pp.264-271
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• 2002

질소원으로 사용되고 있는 요소비료에 고분자 아크릴을 물리적으로 피복하여 제조된 완효성 요소비료의 피복율에 따른 포장용출율, 수중 및 토양중 용출율을 측정하여 이들간의 상관관계에 토양에서 피복물질의 분해특성을 조사하였다. 공시 피복요소비료의 수중 질소용출율과 토양중 질소용출율은 피복율이 낮을수록 용출율은 높았으며 온도가 높을수록 용출속도는 증가하였다. 질소의 용출패턴은 polymer의 피복율의 낮을수록 초기에 급격하게 용출되었고, 피복율이 높을수록 질소용출은 지연되었다. 그리고 토양중 용출속도는 수중조건에 비하여 전반적으로 빠르게 용출되었으며, 실제 포장에서의 용출특성은 항온 토양매립 조건과 유사한 경향을 나타내었다. 실내 토양 매립 조건과 실제 포장에서의 상관관계는 피복율 8.5%인 N001에서 $Y=-0.0011X^2+2.2931X-50.264(R^2=0.9884)$, 피복율 6.3%인 N003은 $Y=-0.0016X^2+1.1587X+5.5064(R^2=0.9850)$ 그리고 피복율 4.8%인 N005는 $Y=-0.03X^2+6.4999X-243.22(R^2=0.9422)$ (Y:포장용출율, X:시험기간)의 관계식을 나타내었다. 그리고 실내 수중조건과 실제 포장에서의 상관관계는 피복율 8.5%인 N001에서 $Y=-0.0011X^2+2.2601X-25.329(R^2=0.9884)$, 피복율 6.3%인 N003은 $Y=-0.0306X^2+4.4994X-76.307(R^2=0.955)$ 그리고 피복율 4.8%인 N005는 $Y=-0.0164X^2+3.7764X-108.22(R^2=0.9422)$의 관계식을 나타내었다. 피복물질인 고분자 아크릴 피복제의 논토양에 매립 기간에 따른 피막의 중량변화는 토양매립 150일 경과 후 피복율 8.5% 비료에서 약 23%, 피복율 6.3% 비료에서 약 22% 그리고 피복율 4.8% 비료에서 약 15%정도 감소되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.363-373
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• 2010

수문 수자원 분야에서의 활용도를 제고하기 위하여 HSG 1995와 HSG 2006 두가지 분류법에 의한 우리나라 수문학적 토양유형의 분포에 대한 정보를 제공하고 이를 각각 충북 괴산군 소수면의 소유역의 수치세부정밀토양도 (1:5,000)에 적용하여 SCS-CN법을 이용한 유효 우량 산정과 유출곡선을 작성한 결과는 다음과 같다. 산악지에서 주로 침투능이 크고 하성 또는 해안평탄지로 가면서 낮아지는 경향을 보였다. HSG 1995 토양 유형 중 A군은 전체의 42.2%로 가장 넓게 분포하는 것으로 나타났고, B군 29.4%, C군 18.5%, D군 9.9% 순으로 나타났다. HSG 2006 토양유형은 A군 35.1%, B군 15.7%, C군 5.5%, D군 43.7%로 D군이 가장 넓게 분포하는 특징을 가진다. HSG 1995에서 A, B, C군으로 분류되었다가 HSG 2006에서 D군으로 분류된 토양 유형의 비율이 약 34.1%로 나타나 국립농업과학원에 의해 분류된 토양유형 중 D군의 면적이 크게 늘어난 것을 알 수 있었다. 충북 괴산군 소수면 소유역의 수치세부정밀토양도에 기반한 수문학적 토양유형 분포특성을 나타낸 것으로 산림과 밭으로 이용되는 토양의 유형이 A로 분류되는 것은 일치하는 경향을 보였다. HSG 2006의 토양유형은 유역에서 C 유형이 거의 없거나 적게 분포하고 HSG 1995에 비해 D 유형이 많게 나타난다. 미계측 유역에 대한 직접유출량 산정에 가장 많이 사용되는 SCS-CN법을 이용하여, 충북 괴산군 소수면 소유역에서 직접유출에 기여하는 유효우량을 산정하고 SCS 삼각단위도를 사용하여 첨두유량과 첨두시간을 계산한 결과는 다음과 같다. HSG 1995와 HSG 2006 수문학적 토양유형과 토지 이용별 CN값을 적용하여 유역의 CN값 (AMC II)을 구한 결과는 각각 54와 62로 나타났다. 이 때, 우량계가 설치된 지점의 강우자료를 평균하여 2004년~2005년 강우사상별로 정리하여 초기손실량 (I)이 총강우량 (P)보다 큰 경우를 제외한 강우사상을 선택하였고, 8월 16일에서 강우사상 전까지 내린 강수에 따라 선행수분조건 III으로 조정하여 유효우량 산출을 위한 CN값을 각각 73과 79로 하여 사용하였다. 강우사상에 대한 HSG 2006 기준의 유효우량이 56.67 mm로 HSG 1995 기준의 44.87 mm 보다 약 25% 많게 나타났다. 두 가지 수문학적 토양 유형 분류 기준에 따라 계산된 각 유효 우량에 대하여 수문곡선을 합성하여 실제 관측치와 비교한 결과 두 개 기준 모두 관측치와 유사한 변화 패턴을 보이고 있으나 실측치보다 감수부에서 급격하게 감소되는 특징을 나타냈다. 첨두유량은 HSG 1995 보다는 HSG 2006 기준을 사용할 때 관측치와 더 가까운 값을 나타내었다.

• 생태와환경
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• 제50권4호
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• pp.459-469
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• 2017

본 연구는 박테리아 탈질법을 이용하여 질산성 질소의 질소 및 산소의 안정동위원소 분석법을 연구하였으며, 시료 농도, 미생물 배양시간에 따른 분석값의 변화에 대하여 고찰하였다. 탈질미생물법을 이용하여 시료 내 질산염 농도가 $0.1mg\;L^{-1}$까지 질산성 질소의 산소 및 질소 동위원소 분석이 가능하였고, 0.2‰까지 정확도를 확보하였다. 환경시료(지하수) 내 질산염의 기원을 추적하기 위하여 잠재적 질소 오염원(합성비료, 축산비료)의 동위원소비를 조사한 결과, 합성비료(${\delta}^{15}N-NO_3$ -5~10‰, ${\delta}^{18}O-NO_3$ 0~15‰)는 축산비료(${\delta}^{15}N-NO_3$ 10~23‰, ${\delta}^{18}O-NO_3$ 0~20‰)와 동위원소비가 현격한 차이를 보였다. 연구지역 지하수 동위원소비와 비교한 결과, 계절별로 서로 다른 질소 오염원의 영향을 받는 것으로 여겨진다. 과거 질산염의 안정동위원소를 분석하기 위해서 다양한 방법이 시도되었다. Revesz et al. (1997)은 양이온 교환 수지를 이용한 분리법을 보고하였으며, Silva et al. (2000)와 Fukada et al. (2003)은 음이온 교환 수지를 이용한 분리법을 보고하였고, McIlvin and Altabet (2005)는 카드뮴을 이용한 화학적 변환 방법을 보고하였다. 하지만 이러한 방법에 사용되는 시약은 독성이 강하고 복잡한 전처리 과정으로 인한 긴 전처리 시간을 소요함으로 인하여 분석비용이 비싸다는 단점이 있었다. 하지만 탈질미생물법은 소량의 질산염을 이용하기 때문에 기존 방법에 비해 분석에 사용되는 시료의 부피를 1/100까지 감소시켜 과거 분석이 어려웠던 빙하, 공극수, 해수 등에 대한 분석이 가능한 장점이 있다. 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하기 위하여 탈질미생물법으로 분석된 안정동위원소비를 활용한다면 효율적인 수질 관리를 위한 해석기능을 제공할 것이다. 또한, 국내 최초로 지하수 환경시료에 적용함으로써 오염 기원 추적 기법을 확립하는 데 목적을 두고 있으며, 추후 정립된 분석기법을 토대로 환경분야에서 질산성 질소의 오염 인자 판별 연구에 널리 활용되기를 기대한다.