본 연구는 점적관수시 토양수분 영역의 변화를 측정하고 이에 따른 관비와 표면시비로 투입된 중질소 표지요소에서 유래한 무기태 질소의 분포 양식을 비교하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 비닐하우스 내에서 6주간 포트실험을 수행하였다. 관비구는 $117mg\;N\;L^{-1}$ 수준으로 4주간 1.41 g N 을 투입하였으며 표면시비구는 토양 5 kg에 1.81 g N 을 고루 섞어 표면 (3 cm) 에 충진하였다. 관개는 -50 kPa의 토양 수분 장력을 관수점으로 하여 유속 $0.5L\;hr^{-1}$로 공급하였다. 질소 동위원소비의 분석결과 관비구의 경우 투입된 1.41g N 중 89% 에 해당하는 1.25 g N 이 토양에서 무기태 질소로 회수되었으며 표면시비구의 경우 1.87 g N 중 단지 51% 만이 회수되었다. 이는 낮은 농도의 관비로 공급된 요소가 습윤구역에 분포하여 가수분해, 질산화가 일어나는데 반해 표면시비는 고농도로 집적된 요소가 지표에서 가수분해되어 암모니아 휘산이 많이 일어나기 때문이다. 관비로 공급된 요소에서 유래한 무기태 질소의 60%가 0-10 cm 깊이에 있었으며 깊어짐에 따라 농도가 점차 감소하였다. 반면 표면시비된 요소에서 유래한 무기태 질소는 91%가 지표에 집중되어 10 cm 밑으로는 거의 발견되지 않았다. 관비의 경우 요소에서 유래한 무기태 질소의 99%가 질산태 질소로 회수된 반면 표면시비된 요소에서 유래한 무기태 질소는 38%가 암모늄태로 남아있었으며 대부분 습윤구역 바깥쪽 표면에서 회수되었다. 이는 수분이동이 적고 건습이 반복되는 지표, 특히 습윤구역 외부에 투입된 요소의 경우 이동성이 적으며 질산화가 지연되기 때문이다. 본 실험의 결과로 보아 관비로 요소를 투입할 때 암모니아 휘산에 의한 질소의 손실을 최소화할 수 있었으며 발견된 요소유래 무기태 질소의 분포로 보아 식물이 흡수하기 용이한 무기태 특히 질산태 질소를 지속적으로 공급할 수 있었다.
This study was conducted to investigate changes on burned areas after a forest fire in Geyjoksan which occurred in April 2000. Both soil physicochemical properties and vegetation present were analyzed in burned and unburned sites of pinus densiflora according to two slope aspects(south and north-facing slopes). The results of the analysis are as follows. The appearance species of vegetation were 21, 15 and 18 for burned site, burned site-1 and burned site-2 of pinus densiflora community respectively, indicating that the occurrence of forest fire and slope aspects affect vegetation appearance. The pH values at 0~10cm soil depth of unburned and burned sites of pinus densiflora community were 5.04 and 5.12 respectively with no significant difference between them. Mean organic matter, total nitrogen and available P also had no significant difference. This results indicate that the forest recover its former pH, total nitrogen, mean organic matter and available P over time after a forest fire. North-facing slope had relatively higher soil water content thus implying that its pH values of soil lower than south-facing slope. On the other hand, south-facing slope had high organic matter and available P content of soil as compared to north-facing slope. With south facing slope having high water contents, humus was accumulated due to slow organic matter decomposition. The pH values also decreased due to organic acids from humus. However, we observed that organic matter and P concentration in soil increased.
기존의 토양상 및 퇴비상을 이용한 악취제거가 주로 흡착에 의존한 나머지 탈취상이 쉽게 탈취능의 한계에 이른다. 따라서, 본 연구에서는 미생물 활성 탈취상의 조건인 높은 유기물함량, 보수성, 통기성 및 낮은 정압 등을 고르게 갖추고 있는 토탄에 활성슬러지를 식종하여 분뇨처리장, 하수처리장 등에서 발생빈도 및 취기강도가 큰 무기성악취 중 암모니아의 제거실험을 수행하였다. 실험결과, 자연 토탄상에서는 암모니아의 토탄수분에 의한 이온화에 따라서 pH가 상승하여 암모니아의 자연 유출 현상이 관찰되었다. 암모니아 제거 기작은 주로 음이론 콜로이드에 의한 흡착에 의존하였다. 미생물 활성 토탄상에서는 미생물 활동에 따른 pH의 완만한 상승으로 이론적 암모늄 이온의 비율이 자연토탄상보다 높았으나, 실제로 토탄상에 축적된 암모니아성 질소의 값은 질산균의 질산화에 의해 자연 토탄상보다 적었다. 암모니아의 제거기작은 반응조 운영 초기에는 흡착이 우세하였으며, 중반이후에는 질산화가 두드러졌다. 실험으로 얻은 암모니아 유입부하량, 암모니아 유출부하량, $NH_4{^+}$-N, $NO_x$-N, Org-N을 이용하여 질소에 대한 물질수지(Mass Balance)를 산정하고, 실험결과로 얻은 미생물 활성 탈취상의 최대 활성 시점인 비정상상태의 임계시간과 회귀분석에 의해 구한 암모니아의 흡착곡선을 이용하여 미생물 활성 토탄상에서 흡착능 포화의 연장시간을 산정하였다.
대구 달서천 하수종말처리장에서 부생되어 나오는 도시하수오니의 유기질 비료자원으로서의 활용 가치를 보기 위하여 알타리무를 공시작물로 하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 오니중 유기물, 질소, 인산 등의 함량이 각자 53.59, 2.87. 3.50%로 유기질 비료자원으로서 활용가치가 있는 것으로 기대되나, 카드뮴 및 납 함량이 각각 1.10, 28mg/kg이었다. 2. 오니의 시용으로 토양의 pH, 유기물 함량, 전질소 함량, 유효 인산 함량, 치환성 석회 및 고토 함량, 양이온치환용량 등이 증가되었으며, 중금속(Cd, Pb등) 함량도 다소 증가되는 경향이었다. 3. 오니의 시용으로 수확기 식물체중 질소 및 인산 함량이 증가되었으며, 중금속 원소인 카드뮴 및 납 함량도 증가되었으나, 그 정도는 카드뮴에서 현저하였다. 4. 오니의 시용은 알타리무의 수량을 증가시켰으나 표준시비량에 오니 2.000kg/10a 및 3.000kg/10a구와 오니 6.000kg/10a 단용구에서는 수량이 감소되어, 오니의 과다 시용은 작물 생육에 피해가 있는 것으로 판단되었다.
오염된 환경에서 널리 군락을 이루는 소리쟁이의 생태적인 생존전략을 밝히기 위해 금호강 하류 지역인 침산교, 팔달교, 달서천 및 금호교 지역에서 생육하고 있는 소리쟁이의 무기물자 중금속의 축적양상을 분석하였다. 소리쟁이는 지하부에 비해 지상부의 빠른 생장으로 인해 T/R 비가 생육초기에 1.3∼3.7에서 후기에는 2,4∼4.6까지 차이를 보였고, 다른 식물에 비해 신속하게 군락을 형성하는 것으로 나타났는데, 오염이 심한 달서천에서 가장 높은 T/R비를 보였다. 식물체에 축적된 총질소와 인은 지하부에 비해 지상부에서 높게 유지되어 T/R비가 생육초기에는 각각 3.1∼6.1과 1.5∼4.5를 나타내었으나, 후기에는 각각 6.7∼17.3과 3.9∼8.3을 보였다. 흡수한 중금속류는 지하부에 비해 지상부에서 Cu와 Zn은 최고 3.6배와 1.7배, Fe와 Pb는 각각 1.5와 4.8배 높은 값이었고, 식물체당 축적량도 지상부에서 61∼85% 높은 분배율을 나타내었다. 식물체에 축적된 중금속은 Cu, Zn, Fe, Pb가 각각 89.7, 376.6, 2946.1 및 13.2 ㎍/g dw로 최고치를 보였고, Fe>Zn>Cu>Pb 순으로 지상부에서 높은 값으로 축적되었다. 소리쟁이는 엽육 비후와 함께 80%이상의 높은 함수량을 보였고, 지하부에 비해 지상부에서 빠른 생장을 보였다. 생육 초기부터 지상부에 보다 많은 질소와 인을 함유하며, 흡수한 Ca는 지하부에 축적해 두고 중금속은 지상부로 전이시킴으로써 오염된 중금속환경에서도 널리 군락을 이루는 것으로 사료된다.
생태계의 필수원소이고 대기오염의 주물질인 질소와 황의 유입량, 유출량과 연물질 수지를 밝히기 위하여 집수역의 특성이 알려지고, 수문학 연구시설이 구비된 산림청 임업연구원중부시험장내 관릉 시험림의 침엽수림과 활엽수림 소유역 생태계에서 강수량과 유출수량을 측정하고, 이 속에 있는 두 물질의 함량을 분석하고 이를 수문학적 자료와 통합하였다. 광릉의 연평균 강수량은 12,916 ton·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었고, 연평균 유출량은 각각 5,094(39%)와 7,467 ton·ha/sup -1/·yr/sup -1/(59%)로서 침엽수림이 활엽수림보다 더 낮았다. 강수에 의한 N(NO₃/sup -/+NH₄/sup +/)와 SO/sup 2-/₄의 연평균 유입량은 각각 12.50과 81.72kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었다. 유출수를 통하여 생태계로부터 유출되는 N(NO₃/sup -/+NH₄/sup +/)와 SO/sup 2+/₄의 유출량은 침엽수림소유역에서 각각 0.06과 39.23 kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었고, 활엽수림소유역에서 각각 0.15, 55.46kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/로서 질소와 황은 생산성이 높은 천이초기 단계에 있는 침엽수림이 극상단계에 있는 활엽수림 소유역보다 적었는데 이는 물질생산에 의하여 이들 물질이 생물체의 조직에 축적되었음을 시사하였다. 이 결과로부터 계산한 N(NO₃/sup -/+NH₄/sup +/)와 SO/sup 2-/₄의 연수지는 침엽수림소유역에서 각각 +12.46, +42.49kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/, 활엽수림소유역에서 각각 -11.35, +26.26 kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/로서 두 생태계에 축적되었다.
Nitrogen dioxide ($NO_2$) gas damage on vegetable crops commonly occurs in plastic film houses where relatively large amounts of $NO_3{^-}$ are applied in acid soils. In acid soils, $HNO_2$ can be formed from the $NO_2{^-}$ accumulated during denitrification, and $NO_2$ can be evolved from the chemical self-decomposition of $HNO_2$. In this study, $NO_2$ gas production and its detrimental effects on plants were investigated in soils of various conditions to elucidate the mechanisms involved in the gas production. A silty loam soil was amended with $NO_3{^-}$ (500 mg N $kg^{-1}$) and glucose, and pH and moisture of the soil were adjusted respectively to 5.0 and 34.6% water holding capacity (WHC) with 0.01 M phosphate buffer. The soil was placed in a 0.5-L glass jar with strawberry leaf or $NO_2$ gas absorption badge in air space of the jar, and the jar was incubated at $30^{\circ}C$. After 4-5 days of incubation, dark burning was observed along the outside edge of strawberry leaf and $NO_2$ production was confirmed in the air space of jar. However, when the soil was sterilized, $NO_2$ emission was minimal and any visible damage was not found in strawberry leaf. In the soil where water or $NO_3{^-}$ content was reduced to 17.3% WHC or 250 mg N $kg^{-1}$, $NO_2$ production was greatly reduced and toxicity symptom was not found in strawberry leaf. Also in the soil where glucose was not amended, $NO_2$ production was significantly reduced. In soil with pH of 6.5, $NO_2$ was evolved to the level causing damage to strawberry leaf when the soil conditions were favorable for denitrification. However, compared to the soil of pH 5.0, the $NO_2$ production and its damage to plants were much less serious in pH 6.5. Therefore, the production of $NO_2$ damaging plants might be occurred in acid soils when the conditions are favorable for denitrification.
2011년말 저갈수기 북한강수계에서 수돗물 이취미 발생의 한 원인으로 의암호에서 조류 발생에 영양염류의 과다와 기상요인에 의한 것으로 보고 있으며, 특히 춘천지역의 생활하수에서 기인하는 영양염류를 중심으로 춘천시 공공하수처리시설의 방류수에서 배출하는 영양염류의 기여율 및 의암호 조류 발생과의 관계를 살펴보고 그 영향을 분석하고자 하였다. 의암호 수체 내 영양염류가 부영양화 수준으로 이미 존재하고 있고, 겨울철임에도 체류시간, 수온 등 환경요인은 조류 성장에 적합한 여건을 갖추고 있다. 의암호 수계에서 인처리시설 도입으로 하수처리장의 총인 부하량은 약 43% 저감하였고, 의암호 조류 농도(Chlorophyll-a)는 약 7% 정도 개선되었다. 반면, 인처리시설 도입에 따른 하수처리장의 질소 처리효율에는 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 이러한 문제를 좀더 효율적으로 해결하기 위해서는 의암호 상류지역에 대한 유역관리 대책을 수립하는것이 필요하며, 춘천지역 하수처리장의 질소 처리를 위한 운영 관리 개선 방안을 마련하는 것이 필요하다고 판단되었다.
유기성 폐기물의 composting에 사용된 토양유래의 복합 발효 미생물 제제로부터 분리, 동정된 다당 생성 균주인 Enterobacter sp.를 이용하여 서로 다른 기질 및 이의 농도에 따른 발효 특성을 조사하였다. 본 균주는 단당 및 단당의 혼합 탄소원인 경우보다는 lactose에서의 균체 생육 및 다당 생산량이 매우 높아 lactose를 효율적으로 이용하는 특징을 보였다. 공급된 lactose는 $20\%$ 정도가 galactose로 발효액에 축적되어 서서히 감소하였고, glucose는 소량이 존재하였으나, 곧 고갈되었다. 한편, lactose 농도를 증가시킨 결과, 효소 활성도의 증가폭은 약 $350\~450$ unit를 나타내었다. 즉, lactose의 분해 효소 활성도는 다당 생성 경향과 잘 일치하여 $\beta-galactosidase$에 의해 lactose가 구성당인 glucose와 galactose로 분해되는 과정에서 다당이 생성되는 것으로 추론되었다. 또 lactose 배지에 첨가한 glucose와 galactose는 각각 효소 생성의 repressor와 inducer로써 작용하는 것으로 판단하였다. 한편, 탄소원 농도를 증가한 결과, 비증식속도 $(0.133\~0.151hr^{-1})$에는 거의 영향을 미치지 않았고, 균체량의 차이를 나타내었으며, 고농도의 탄소원을 사용할 경우는 배지내의 잔존 당량이 높아져 수율이 감소하였으므로, 다당 생산의 최적 lactose 농도는 $30\~70g/L$인 것으로 판단하였다. 반면, 탄소원의 농도를 각각 30 및 70 g/L로 고정시킨 후, 질소원의 농도를 달리하였을 때는 질소원 농도의 증가로 균체량보다는 비증식속도가 $0.059\~0.225 hr^{-1}$ 및 $0.141\~0.237 hr^{-1}$로 크게 증가하므로 질소원이 증식 속도의 제한 기질로 작용하는 것으로 판단하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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