• 제목/요약/키워드: Transport in soil

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지표수-지하수 상호흐름을 고려한 TANK_GS 모형의 개발 (Development of TANK_GS Model to Consider the Interaction between Surface Water and Groundwater)

  • 이우석;정은성;김상욱;이길성
    • 한국수자원학회논문집
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    • v.43 no.10
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    • pp.893-909
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    • 2010
  • 지하수의 지속가능개발량을 산정하기 위해서는 유역 내에서 지하수 개발에 따라 시공간적으로 끊임없이 변화하는 하천과 대수층의 상호흐름을 포함한 물 순환계의 유동을 모의하여야 한다. 유역 단위의 지하수 함양 및 하천-대수층 상호흐름 특성을 모의하기 위한 강우-유출모형으로 탱크모형과 SWMM 모형을 선정하였다. 토양저류구조 표준3단 탱크모형을 하천과 대수층의 상호흐름을 모의할 수 있도록 개선하였다. 오차의 비등분산성을 고려하기 위한 분산함수를 가진 최우도추정법을 적용하고, 전역 최적화 기법인 Simulated Annealing 방법을 적용하여 탱크모형과 분산함수의 매개변수를 동시에 추정하였다. 하천-대수층 상호흐름을 개선한 SWMM-GE모형은 도시하천에 적용되어 검증을 받은바 있다. 금강의 지류인 갑천 유역에 하천-대수층 상호흐름을 개선한 탱크모형(TANK_GS)을 적용한 결과 개선 전 보다 모형성능평가가 더 나았으며, SWMM-GE 모형과 동일하게 지하수 함양 및 하천-대수층 상호흐름 현상을 잘 모의하고 있었다. 향후 권역 수자원 계획 등에 활용이 용이한 탱크모형(TANK_GS)을 이용하여 지하수의 지속가능 개발량 산정이 가능하다.

점토광물 처리에 따른 상토에서 고추의 초기생장 효과 (Effects of the Applications of Clay Minerals on the Early Growth of Red Pepper in Growing Medium)

  • 이동기;이석언;김덕현;홍현기;남주현;최종순;이문순;우선희;정근욱
    • 원예과학기술지
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    • v.30 no.4
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    • pp.463-470
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    • 2012
  • 최근 원예산업의 발달로 인해 모종의 연중 생산량이 증가되고 플러그 트레이를 이용한 양질의 모종을 편리하게 키울수 있는 육묘기술이 보급되면서 상토의 사용량이 크게 증가되었다. 본 연구에서는 4가지 점토광물 일라이트, 필라이트, 제올라이트, 벤토나이트의 상토 첨가 시 고추의 초기 성장에 대한 효과를 알아보았다. 또한 일라이트 처리 시 고추 잎과 줄기의 시료에 대한 프로테옴 분석을 수행하였다. 포트에 있는 상토에 4가지 점토광물을 각각 처리한 이후에 트레이서 재배된 모종 중에서 건강하고 규칙적인 크기를 가진 모종을 선별하여 포트에서 재배하였다. 본 연구는 6주 동안 충북대학교 유리 온실에서 수행되었다. 4가지 점토광물 처리에 따른 고추의 초장, 뿌리와 줄기의 생중량과 건중량은 무처리와 비교해서 모든 점토광물 처리구에서 높게 나타났다. 그리고 고추의 뿌리, 줄기, 잎에서 양이온 $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$의 흡수량은 무처리구보다 모든 점토광물 처리구에서 높게 나타났다. 고추 시료에 대한 프로테옴 분석을 실시한 결과 잎 조직에서는 에너지 대사에 관련 단백질인 plastid fructose-1, 6-bisphosphat aldolase class 1, aldolase 및 glyceraldehydes 3-phosphate dehydrogenase가 대조구보다 더 많이 발현되는 것을 보여주었다. 줄기 조직에서는 에너지 대사에 관련된 NAD-dependent formate dehydrogenase, potassium(K) 운송 단백질, 지베렐린 반응 조절에 관련된 GIA/RGA 단백질 등이 대조구보다 더 많이 발현되는 것을 보여주었다. 프로테옴 분석으로 얻어진 결과를 보면 일라이트 처리 시 특이하게 차별적으로 발현된 단백질이 고추의 초기 생장 증진에 관련된 것으로 사료된다. 그러므로 점토광물의 처리에 대한 채소작물의 반응에 관련된 몇몇 단백질의 동정은 그들의 분자적인 기작 구명을 이해하는 데 새로이 기여할 것으로 사료된다.

자연적 지하수 비소오염의 국내외 산출특성 (Characteristics of Natural Arsenic Contamination in Groundwater and Its Occurrences)

  • 안주성;고경석;이진수;김주용
    • 자원환경지질
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    • v.38 no.5
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    • pp.547-561
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    • 2005
  • 이 논문에서는 지하수 비소오염의 일반적 지구화학적 특성을 이해하고 기존 연구사례와 논산/금산지역의 지하수 관정 수질분석 자료 등을 바탕으로 국내 지하수의 비소 산출양상을 평가하고자 한다. 가장 심각한 비소오염이 발생한 방글라데시에서는 약 $28\%$의 관정에서 $50{\mu}g/L$ 이상의 비소함량이 확인되며 2천8백만의 인구가 이에 노출된 것으로 추정한다. 주요한 오염지하수의 특성으로 중성 pH와 중간 또는 강한 환원환경, 낮은 $SO_4^{2-}$, 및$\;NO_3^-$함량, 높은 용존 유기탄소, $NH_4^+$ 함량 등을 들 수 있으며 비소는 주로 3가 형태로 존재하고 홀로세 천부 대수층에서 함량이 높게 나타난다. 일반적으로 대수층내 철수산화물의 환원성 용해 현상으로 비소가 유출되는 것으로 받아들여지며 유기물질의 존재, 미생물의 활동 등이 주요한 요소로 평가된다. 플라이스토세 빙하활동에 의해 원거리 비소기원물질의 풍화 및 이동, 화학적 집적, 미생물 활동 등의 요인으로 광역적인 세계 주요 오염발생지역의 특성을 해석하기도 한다. 국내에서는 심각한 비소오염 발생사례는 보고되지 않고 있으며 지하수 수질측정망 운영결과 $10{\mu}sg/L$ 이상의 비소함량은 전체 $1\%$ 내외에서 나타나지만, 먹는샘물 수질평가에서 이를 초과하는 업체수가 $19.3\%$에 달하고 논산 및 금산 지역의 간이급수용 관정 수질조사에서 약 $7\%$가 초과하는 결과를 보였다. 전남 일부와 울산 지역의 지하수 수질조사 결과에서도 $10{\mu}g/:L.$ 이상의 함량이 각각 $36\%,\;22\%$에 달하여 변성퇴적암 등의 지질영향과 광화작용에 따른 비소오염이 발생할 수 있음을 보여준다. 향후 국내 지하수 비소오염 평가연구를 위하여 비소거동에 영향을 주는 다양한 지구화학적 및 미생물학적 반응과 지하수 유동특성에 대한 이해가 선행되어야 하며 광화대 지역, 옥천대 변성퇴적암 지역, 부산 경남 일대의 미고결 퇴적층 및 산성황산염 토양 분포지역 등에 대한 보다 체계적인 조사와 연구가 요구된다.

Brief Introduction of Research Progresses in Control and Biocontrol of Clubroot Disease in China

  • He, Yueqiu;Wu, Yixin;He, Pengfei;Li, Xinyu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • pp.45-46
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    • 2015
  • Clubroot disease of crucifers has occurred since 1957. It has spread to the whole China, especially in the southwest and nourtheast where it causes 30-80% loss in some fields. The disease has being expanded in the recent years as seeds are imported and the floating seedling system practices. For its effective control, the Ministry of Agriculture of China set up a program in 2010 and a research team led by Dr. Yueqiu HE, Yunnan Agricultural University. The team includes 20 main reseachers of 11 universities and 5 institutions. After 5 years, the team has made a lot of progresses in disease occurrence regulation, resources collection, resistance identification and breeding, biological agent exploration, formulation, chemicals evaluation, and control strategy. About 1200 collections of local and commercial crucifers were identified in the field and by artificiall inoculation in the laboratories, 10 resistant cultivars were breeded including 7 Chinese cabbages and 3 cabbages. More than 800 antagostic strains were isolated including bacteria, stretomyces and fungi. Around 100 chemicals were evaluated in the field and greenhouse based on its control effect, among them, 6 showed high control effect, especially fluazinam and cyazofamid could control about 80% the disease. However, fluzinam has negative effect on soil microbes. Clubroot disease could not be controlled by bioagents and chemicals once when the pathogen Plasmodiophora brassicae infected its hosts and set up the parasitic relationship. We found the earlier the pathogent infected its host, the severer the disease was. Therefore, early control was the most effective. For Chinese cabbage, all controlling measures should be taken in the early 30 days because the new infection could not cause severe symptom after 30 days of seeding. For example, a biocontrol agent, Bacillus subtilis Strain XF-1 could control the disease 70%-85% averagely when it mixed with seedling substrate and was drenching 3 times after transplanting, i.e. immediately, 7 days, 14 days. XF-1 has been deeply researched in control mechanisms, its genome, and development and application of biocontrol formulate. It could produce antagonistic protein, enzyme, antibiotics and IAA, which promoted rhizogenesis and growth. Its The genome was sequenced by Illumina/Solexa Genome Analyzer to assembled into 20 scaffolds then the gaps between scaffolds were filled by long fragment PCR amplification to obtain complet genmone with 4,061,186 bp in size. The whole genome was found to have 43.8% GC, 108 tandem repeats with an average of 2.65 copies and 84 transposons. The CDSs were predicted as 3,853 in which 112 CDSs were predicted to secondary metabolite biosynthesis, transport and catabolism. Among those, five NRPS/PKS giant gene clusters being responsible for the biosynthesis of polyketide (pksABCDEFHJLMNRS in size 72.9 kb), surfactin(srfABCD, 26.148 kb, bacilysin(bacABCDE 5.903 kb), bacillibactin(dhbABCEF, 11.774 kb) and fengycin(ppsABCDE, 37.799 kb) have high homolgous to fuction confirmed biosynthesis gene in other strain. Moreover, there are many of key regulatory genes for secondary metabolites from XF-1, such as comABPQKX Z, degQ, sfp, yczE, degU, ycxABCD and ywfG. were also predicted. Therefore, XF-1 has potential of biosynthesis for secondary metabolites surfactin, fengycin, bacillibactin, bacilysin and Bacillaene. Thirty two compounds were detected from cell extracts of XF-1 by MALDI-TOF-MS, including one Macrolactin (m/z 441.06), two fusaricidin (m/z 850.493 and 968.515), one circulocin (m/z 852.509), nine surfactin (m/z 1044.656~1102.652), five iturin (m/z 1096.631~1150.57) and forty fengycin (m/z 1449.79~1543.805). The top three compositions types (contening 56.67% of total extract) are surfactin, iturin and fengycin, in which the most abundant is the surfactin type composition 30.37% of total extract and in second place is the fengycin with 23.28% content with rich diversity of chemical structure, and the smallest one is the iturin with 3.02% content. Moreover, the same main compositions were detected in Bacillus sp.355 which is also a good effects biocontol bacterial for controlling the clubroot of crucifer. Wherefore those compounds surfactin, iturin and fengycin maybe the main active compositions of XF-1 against P. brassicae. Twenty one fengycin type compounds were evaluate by LC-ESI-MS/MS with antifungal activities, including fengycin A $C_{16{\sim}C19}$, fengycin B $C_{14{\sim}C17}$, fengycin C $C_{15{\sim}C18}$, fengycin D $C_{15{\sim}C18}$ and fengycin S $C_{15{\sim}C18}$. Furthermore, one novel compound was identified as Dehydroxyfengycin $C_{17}$ according its MS, 1D and 2D NMR spectral data, which molecular weight is 1488.8480 Da and formula $C_{75}H_{116}N_{12}O_{19}$. The fengycin type compounds (FTCPs $250{\mu}g/mL$) were used to treat the resting spores of P. brassicae ($10^7/mL$) by detecting leakage of the cytoplasm components and cell destruction. After 12 h treatment, the absorbencies at 260 nm (A260) and at 280 nm (A280) increased gradually to approaching the maximum of absorbance, accompanying the collapse of P. brassicae resting spores, and nearly no complete cells were observed at 24 h treatment. The results suggested that the cells could be lyzed by the FTCPs of XF-1, and the diversity of FTCPs was mainly attributed to a mechanism of clubroot disease biocontrol. In the five selected medium MOLP, PSA, LB, Landy and LD, the most suitable for growth of strain medium is MOLP, and the least for strains longevity is the Landy sucrose medium. However, the lipopeptide highest yield is in Landy sucrose medium. The lipopeptides in five medium were analyzed with HPLC, and the results showed that lipopeptides component were same, while their contents from B. subtilis XF-1 fermented in five medium were different. We found that it is the lipopeptides content but ingredients of XF-1 could be impacted by medium and lacking of nutrition seems promoting lipopeptides secretion from XF-1. The volatile components with inhibition fungal Cylindrocarpon spp. activity which were collect in sealed vesel were detected with metheds of HS-SPME-GC-MS in eight biocontrol Bacillus species and four positive mutant strains of XF-1 mutagenized with chemical mutagens, respectively. They have same main volatile components including pyrazine, aldehydes, oxazolidinone and sulfide which are composed of 91.62% in XF-1, in which, the most abundant is the pyrazine type composition with 47.03%, and in second place is the aldehydes with 23.84%, and the third place is oxazolidinone with 15.68%, and the smallest ones is the sulfide with 5.07%.

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