• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.128-136
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• 1998

토양의 질소 중 대부분은 유기태 질소이며, 아미노산은 유기태 질소의 주된 분획물이다. 부산물 비료는 토양에 유기물을 공급해 주며 부식산은 유기물의 주된 구성성분이다. 아미노산은 분해되어 유효태 질소로 전환되기 때문에 토양비옥도 측면에서 중요한 역할을 한다. 본연구에서는 제조원료가 상이한 11종류의 시관 부산물 비료로부터 부식산을 추출하고, 부식산에 함유되어 있는 아미노산의 함량 및 분포를 조사했다. 공시재료로 사용한 부산물비료의 대부분은 비료공정규격을 충족시켰으나, 일부 비료는 유기물함량이 낮고, C/N비가 너무 높아 부숙되지 않은 채 판매되고 있었다. 수피비료의 경우 부숙이 진행될수록 부식산, 훌부산 함량, ${\Delta}KogK$값이 감소되었고, 부식산/훌부산 비, RF값은 증가되어 이론과 일치했다. 부식산의 형태는 Rp형태에서 B형태로 전환되었다. 부산물비료 부식산 중 총 아미노산 함량은 1.2~5.6%였고, 이중 중성 아미노산이 0.8~4.5%로 가장 높았다. 부엽토, 톱밥, 수피등 식물성원료로 제조한 부산물비료의 경우 중성>산성>염기성 아미노산의 순서였고, 계분, 돈분등 동물성원료로 제조한 부산물비료의 경우 중성>염기성>산성 아미노산의 순서였다. 부산물비료를 비교할 때, 총 아미노산 분포는 부엽토>톱밥>돈분>계분>니토 순(順), 산성아미노산은 수피>톱밥>부엽토>니토 순(順)이었다. 염기성 아미노산 분포는 산성 아미노산과 역순이었다. 중성아미노산은 부엽토>톱밥>수피>니토의 순이었다. 수피비료의 경우, 부숙이 진행될수록 산성 아미노산함량은 증가했으나. 염기성 및 중성아미노산 분포는 감소했다. 부산물비료의 원료 및 부숙정도에 따라 아미노산의 함량 및 분포는 다름을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.11-16
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• 2005

한강을 상수원으로 하는 재래식 정수처리 시설의 각 단위공정으로부터 휴믹물질(HS; humic substances)을 분리하여 작용기 분포, 화학적 조성, FT-IR(Fourier transform infrared) 그리고 $^1H-NMR$(proton nuclear magnetic resonance) 스팩트럼을 분석하여 구조 및 화학적 특성을 평가하였다. HS의 농도분포는 정수처리 동안 47.2%에서 26.4%(0.97 mgC/L에서 0.54 mgC/L)로 단계적으로 감소하였다. HS 중 페놀기(phenolic groups)의 농도분포는 정수처리 동안 60.5%에서 21.8%($12.2{\sim}6.0\;{\mu}M/L$ as phenolic-OH)로 점차 감소하였으며, 카르복실기(carboxylic groups)의 경우 전염소처리 이후 39.5%($7.9\;{\mu}M/L$ as COOH)에서 46.9%($10.6\;{\mu}M/L$ as COOH)로 증가하였지만 응집 침전 그리고 모래여과 이후 34.2%($9.4\;{\mu}M/L$ as COOH)까지 단계적으로 감소하였다. 또한 원소분석과 FT-IR 및 $^1H-NMR$ 분석결과 정수처리 공정을 거치면서 카르복실기의 분율이 증가하고 방향족에 대한 지방족 양성자의 비($P_{Al}/P_{Ar}$)가 증가하는 것으로 조사되어 상대적으로 지방족 화합물의 물질분율이 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.44-50
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• 2009

생물체내에 내분비계 기능을 방해하고 생식능력 감소, 암 등을 유발하는 내분비계장애물질이 상수나 폐수, 지표수, 토양 등에서 검출이 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 토양 내 내분비계장애물질을 산화공유결합반응을 유도, 토양 유기물화 시켜 제거하기 위하여 망간 산화물인 버네사이트를 촉매로 이용하였다. 수산화 작용기를 갖는 내분비계장애물질인 bisphenol A, 2,4-dichlorophenol 및 17${\beta}$-estradiol을 각각 50, 100, 1.5 mg/L의 농도로 하여 수용액 상에서의 버네사이트 촉매 반응을 관찰한 결과, 모두 60분 이내에 99% 이상 제거되었다. 특히 bisphenol A는 5분 내에 96%이상 제거되는 등 가장 높은 제거효율을 나타냈다. 또한 산화공유결합반응은 버네사이트 표면에서 일어나는 반응으로 버네사이트의 양, 즉 반응 표면적이 넓어질수록 일차반응속도상수가 선형적으로 증가함을 확인하였다. 토양 슬러리 상에서의 각 물질의 반응성을 확인한 결과, 수용액상보다 빠르게 변환되었는데, 이는 버네사이트에 의해 생성된 페녹시 라디칼이 토양유기물과 교차결합하여 더욱 빠르게 제거되었기 ��문으로 판단된다. 이러한 수용액 및 토양에서의 빠른 반응으로 비추어 볼때, 버네사이트를 이용한 유기물화 기술은 수용액 뿐만 아니라 토양 내 내분비계장애물질의 효과적인 처리 방법이 될 것으로 보인다.

• 한국토양비료학회지
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• 제22권3호
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• pp.191-196
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• 1989

강원도(江原道)에 위치(位置)한 점봉산(點鳳山)과 오태산(五台山)의 삼림토양(森林土壤)에서 침엽수림(針葉樹林)과 활엽수림(闊葉樹林)으로 나누어 층위별(層位別)로 채취(採取)하여 단당류(單糖類)의 함량(含量)을 분석(分析)하여 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 단당류(單糖類)의 함량(含量)은 유기층(有機層)에 가장 많았고 심층(深層)으로 내려갈수록 감소(減少)되었는데 이는 유기물함량(有機物含量)과 직접적인 관계가 있었다. 2. Hexose (galactose, glucose, mannose)의 함량(含量)이 절대적으로 많았으며 그 다음으로는 Pentose(arabinose, ribose, xylose)의 순서이었고 deoxyhexoe(furose, rhamnese)의 함량(含量)이 가장 적었다. 單糖類의 함량(含量)은 아래와 같다. glucose>mannose>galactose>arabinose>xylose>rahmnose>fucose>ribose. 3. 침엽수림토양(針葉樹林土壤)의 유기층(有機層)에는 극히 적은 량(量)의 ribose만이 함유(含有)되어 있었으며 활엽수림토양(闊葉樹林土壤)에서는 ribose가 검출되지 않았다. 4. 전토양(全土壤) 유기물(有機物)에 대한 단당류(單糖類)의 비율(比率)은 토양(土壤)의 깊이에 따라 감소(減少)했는데 이는 부식화(腐植化)의 효과(效果)라고 생각된다. 표면유기층(表面有機層)의 단당류(單糖類) 함량(含量)은 유기탄소(有機炭素)에 대해 27~50%, 유기물함량(有機物含量)으로 환산(換算)하면 15.7~29%에 해당하며 이 중에서 hexose는 유기탄소(有機炭素)에 대해 20~30%, 유기물(有機物)에 대해서는 12~22 %의 비율(比率)로 함유(含有)되어 있었다. 5. 각각(各各)의 단당류(單糖類)가 차지하는 비율(比率)은 토양단면(土壤斷面)을 통해 종합해 볼 때 어떤 규칙적인 양상을 보이지 않았다. 이는 토양미생물(土壤微生物)의 활동(活動)이 일정치 않았기 때문이 아닌가 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제21권4호
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• pp.416-421
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• 1988

밀과 호밀짚을 부숙(腐熟)시키면서 경시적(經時的)으로 시료(試料)를 채취(採取)하여 부식산(腐植酸)을 추출정제(抽出精製)한 후 산가수분해액중(酸加水分解液中)에 함유(含有)되어 있는 amino산(酸)을 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 부식산(腐植酸)의 가수분해액중(加水分解液中)에 함유(含有)되고 있는 amino산(酸)의 양(量)은 밀짚과 호밀짚간(間)에는 부숙정도(腐熟程度)에 따라 차이가 있었다. 2. 두 시료(試料) 공(共)히 중성(中性) amino산(酸)이 제일 많았고 산성(酸性) amino산(酸), 염기성(鹽基性) amino산(酸)의 순(順)이었다. 3. 90 일간(日間) 부숙(腐熟)시킨 두 시료(試料)의 부식산중(腐植酸中)에 함유(含有)되고 있는 전(全)amino산양(酸量)은 밀짚이 호밀짚에 비해 훨씬 많았다. 4. Argine, histidine, tyrosine을 제외(除外)한 기타(其他) amino산(酸) 함량(含量)이 증가(增加)했는데 비해 호밀짚의 경우는 lysine, phenylalanine, tyrosine, methione 만이 증가(增加)했다. 5. 충분(充分)히 부숙(腐熟)시킨 호밀짚에서 추출(抽出)한 부식산(腐植酸)의 산가수분해액중(酸加水分解液中)에는 phenylalanine과 tyrosine이 대단(大端)히 많이 함유(含有)하고 있었다. 6. 부숙화과정(腐熟化過程)에 들어간 시료(試料)에서는 arginine은 조금도 검출(檢出)되지 않았다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.365-374
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• 2016

고위도에서의 온도 상승은 $0.6^{\circ}C$/10 년으로, 이는 토양 유기 탄소에 대한 미생물의 분해 활성 증가를 유도한다. 게다가, 분해된 토양 유기 탄소는 이산화탄소 또는 메탄 같은 온실가스로 전환, 방출되어 기후 변화를 가속화시킨다. 따라서, 토양 유기 탄소 분해와 관련된 미생물의 다양성 및 기능 이해를 위한 토양 해동 모델 연구가 필요하다. 이러한 연구를 위하여 Alaska Council의 두 깊이의 토양(SPF와 PF라 각각 명명한 30-40와 50-60 cm 깊이의 토양)을 $0^{\circ}C$에서 108일 동안 배양하였다. 환경 모사 실험 동안 pyrosequencing을 수행하였고, metagenome을 분석하여 총 111,804개의 미생물 sequence를 얻었다. 이 중, 574-1,128개의 세균 operational taxonomic unit (OTU)과 30-57개의 고세균 OTU를 확인하였다. 토양 배양에 따라 두 토양 모두에서 Crenarchaeota phyla의 상대적 분포가 증가하였으며, Actinobacteria와 Firmicutes phyla의 분포가 SPF와 PF에서 각각 크게 증가하였다. 추출한 토양 유기 탄소에 대한 무게 측정 및 gel permeation chromatography를 통해, 환경 모사 실험이 진행되는 동안 토양 유기 탄소의 주요 구성 성분인 부식산(humic acids)이 중합화(humification)되는 것을 확인하였다. 결론적으로, 냉대 툰드라 동토의 해동은 Crenarchaeota, Actinobacteria 및 Firmicutes phyla의 증가를 야기시키며, 미생물에 의한 토양 유기 탄소 분해 및 이용을 야기시키는 것으로 예측된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제21권3호
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• pp.301-306
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• 1988

벼와 보리짚을 부숙(腐熟)시키면서 경시적(經時的)으로 시료(試料)를 채취(採取)하여 부식산(腐植酸)을 추출정제(抽出精製)한 산가수분해(酸加水分解)한 용액중(溶液中)에 함유(含有)되어 있는 amino 산(酸)의 양(量)과 분포상태(分布狀態)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 부식산(腐植酸)의 가수분해액중(加水分解液中)에 함유(含有)되어 있는 amino 산(酸)은 종류(種類)에서나 그 분포상태(分布狀態)에서 볏짚과 보리짚에 따라 차이가 있었다. 2. 두 시료(試料) 공(共)히 중성(中性) amino 산(酸)이 가장 많이 함유(含有)되어 있었으며 산성(酸性) amino 산(酸)과 염기성(鹽基性) amino 산(酸)의 순서로 함유(含有)되어 있었다. 3. 단위부식산당(單位腐植酸當) 총(總) amino 산(酸)의 양(量)으로 볼 때 볏짚이 보리짚의 함량(含量)보다 많았다. 4. 부숙화(腐熟化)가 진행(進行)될수록 lysine의 양(量)은 증가(增加)한 반면 histidine의 양(量)은 감소(減少)했으며, glycine, glutamic acid, aspartic acid, alanine, leucine 등(等) 5가지의 amino 산(酸)이 전경우를 통해 주(主)된 성분(成分)이었다. 5. 부숙화(腐熟化)된 두 식물체(植物體)의 부식산(腐植酸)에는 arginine이 함유(含有)되어 있지 않았다. 6. phenylalanine과 tyrosine은 전시료(全試料)에서 검출되었으며 이들은 부식산(腐植酸)이 지니고 있는 aromaticity에 기여한다고 판단되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.42-51
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• 2004

본 연구에서는 캐나다 산 피트 모스(Canadian Sphagnum peat moss)시료로부터 산${\cdot}$염기 침전법을 이용하여 휴믹산(p-HA), 풀빅산(p-FA), 휴민(p-Humin)을 순수분리 하였고, 화학적(원소분석, pH 적정) 및 분광학적(적외선 및 핵자기공명 분광분석)방법을 이용하여 피트모스와 각 휴믹 성분의 특성(원소성분비, 양성자교환용량(PEC), 작용기 및 분자구조)을 규명하였다. 또한, Cd(II)을 흡착시킨 p-Humin의 적외선 스펙트럼 분석을 통하여 휴믹분자의 금속이온 결합자리를 확인하였다. 이상에서 얻어진 특성분석 결과는 문헌에 제시된 토양 휴믹물질의 특성과 함께 비교 분석하였다. 본 연구의 주요 목적은 유기물 집적 층인 피트 모스에 존재하는 휴믹물질의 친환경적 응용에 필요한 기초 물질 특성 자료를 제공함에 있다. 순수분리 결과, p-Humin 및 p-HA와 p-FA의 함량은 피트 모스 전체유기물 함량($957{\pm}32g/kg$)의 각각 $76\%,\;18\%,\;3\%$로 분포하였으며, 원소 성분비는 p-Humin이 $C_{1.00}H_{1.52}O_{0.79}N_{0.01}$로서 p-HA($C_{1.00}H_{1.09}O_{0.51}N_{0.02}$), p-FA($C_{1.00}H_{1.08}O_{0.65}N_{0.01}$)에 비하여 H/C와 (N+O)/C 비가 상대적으로 더 높았다. pH 적정분석을 통한 산/염기 특성 분석결과, 피트 모스 휴믹 분자에는 서로 다른 환경에 있는 두 종류의 산성 작용기가 존재함을 알 수 있었으며, PEC(meq/g) 값은 p-FA(4.91) >p-HA(4.09) >p-Humin(2.38)의 순으로 나타났다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 피트모스 휴믹물질의 작용기 기본 특성은 기존 토양 휴믹물질과 유사하였으며, 금속이온 주요 결합작용기는 -COOH임을 확인하였다. 피트 휴믹 분자의 탄소 골격은 전반적으로 낮은 휴믹화 단계의 물질 특성을 보였으며, $^{13}C$-핵자기공명 스펙트럼 분석을 통해 p-Humin과 용해성 휴믹 성분(p-HA, p-FA)의 분자구조 특성의 차이점을 밝힐 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.429-439
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• 1999

토양으로 투입되는 유기물의 종류나 투입된 후의 부식화과정(humification)을 고려하여 선정된 논 밭 토양으로부터 부식간(humic acid)을 추출 정제하였다. 부식간의 유효흡착 부위에 대한 수소이온과 다른 이온간의 흡착 경쟁을 이해하기 위한 첫단계로 수소이온에 대한 친화력(proton affinity)를 전위차적정에 의하여 측정하였다. 또한, 이의 전개양상을 Discrete ligand electrostatic model인 Model A와 Model V로 해석하고자 하였다. 추출 정제된 부식산들은 pH 변화(pH 3~11)에 따라 수소이온 친화력의 분포양상이 서로 차이를 보였으며, 서로 다른 농도의 배경전해질(0.01, 0.10, 0.50 and 1.00 M NaNO3)하에서 이온강도의 증가에 따라 부식산의 표면 음전하량이 증가하였다. 특히 남원통의 경우 증가폭이 pH 6.39 이하에서 상대적으로 컸다. 또한, continuous titration보다 batch titration에서 표면전하에 대한 이온강도에 따른 차이가 확인하였다. 이는 continuous titration시 반응시간의 부족으로 평형상태를 이루지 못해 전해질의 영향을 완전히 반영하지 못하여 이런 결과가 도출된 것으로 생각되어진다. 그러므로, 부식산을 다른 이온종과 반응시키고자 할 때 충분한 반응시간(7일)을 가능케 하는 batch titration이 적절할 것으로 생각된다. 이번 실험에 적용된 Model A와 V는 모두 좋은 예측값 (RSD<$5.46{\times}10-2cmolc\;kg-1$)을 보였다. Model A는 Model V에 비하여 단순하나, 상대적으로 많은 매개변수(fitted parameters)을 필요로 하며, 결합부위인 부식산 관능기들의 겉보기 해리상수(Kapp) 변화는 관능기의 불균일성이라기 보다는 정전기적 인력의 영향이 더 크다고 생각된다. Model V는 관능기들의 해리상수를 중간값과 전개인자로 나타냄으로써 부식산 표면의 불균일성(heterogeneity)을 좀 더 실질적으로 표현해 주고 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권2호
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• pp.101-107
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• 2005

본 연구는 친환경농자재로 선정된 목초액이 돈분 퇴비화 과정중 이화학성과 부숙도에 미치는 영향을 평가하고 그 이용가치를 구명하기 위하여 실시하였다. 퇴비더미의 온도는 목초액 PAL-100 처리구에서 약 8일내에 가장 빠르게 $65-70^{\circ}C$ 정도에 도달하였으며, 약30일 이후에는 변화가 안정화되어 약 $28^{\circ}C$를 유지하였다. 반면, 관행구는 초기의 약 $60^{\circ}C$에서 반복적인 뒤집기와 수분조절에 따른 온도의 증감을 보인 후 약 50일 전후에는 안정화 되었다. pH는 발효초기에 PAL-100 처리구에서 가장 크게 감소하였으나 약 10일내로 서서히 증가한 후 감소하여 최종적으로 7.6을 유지하였고, PAL-300 처리에서는 최종 pH가 7.7이었으며 관행구에서는 약 8.0으로 조사되었다. 그리고 모든 처리구에서 총탄소는 감소하였으며, 부피의 감소에 따른 용적밀도를 기준으로 계산된 총질소는 증가하였다. C/N율의 감소는 PAL-100, PAL-300 및 관행구 순서로 컸으며, 최종 퇴비의 C/N율은 PAL-100, PAL-300 및 관행구 각각 24.3, 29.6, 37.0이었다. 또한 퇴비의 부숙도와 안전성 평가는 원형여지크로마토그래피와 식물독성실험으로 조사하였는데, 목초액을 처리한 PAL-100과 PAL-300 처리구가 관행구의 여지보다 테두리에 용액의 전개현상으로 본 부숙의 안정화가 빨랐음을 확인할 수 있었다. 특히, 최종퇴비의 GI는 PAL-100 처리구가 관행구보다 약 20% 높은 결과를 보였다. 이는 퇴비의 부숙도가 더욱 안정화 되어 식물의 생육에 저해를 주지 않음을 나타내는 것이라고 판단된다. 이와 같은 결과를 종합하여 볼 때 목초액을 약 100-300배로 희석하여 퇴비더미를 교반할 때 약 3회 정도 살포해 주면 퇴비 내 미생물의 증식을 도모하여 퇴비의 부숙 촉진을 가져올 것으로 기대된다.