• 한국토양비료학회지
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• 제48권5호
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• pp.549-555
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• 2015

Objective of this study was to investigate the effect of carbonized biomass from crop residues on chemical properties of soil and soil carbon pools during soybean cultivation. The carbonized biomass was made by field scale mobile pyrolyzer. A pot experiment with soybean in sandy loam soil was conducted for 133 days in a greenhouse, by a completely randomized design with three replications. The treatments consisted of four levels including the control without input and three levels of carbonized biomass inputs of $9.75Mg\;ha^{-1}$, C-1 ; $19.5Mg\;ha^{-1}$, C-2 ; $39Mg\;ha^{-1}$, C-3. Soil samples were collected and analyzed pH, EC, TC, TN, inorganic-N, available phosphorus and exchangeable cations of the soils. Soil pH, Total-N and available phosphorus contents correspondingly increased with increasing the carbonized material input. The contents of soil carbon pools were $19.04Mg\;C\;ha^{-1}$ for C-1, $26.19Mg\;C\;ha^{-1}$ for C-2, $33.62Mg\;C\;ha^{-1}$ for C-3 and $12.01Mg\;C\;ha^{-1}$ for the control at the end of experiment, respectively. Increased contents of soil carbon pools relative to the control were estimated at $7.03Mg\;C\;ha^{-1}$ for C-1, $14.18Mg\;C\;ha^{-1}$ for C-2 and $21.62Mg\;C\;ha^{-1}$ for C-3 at the end of experiment, respectively, indicating that the soil carbon pools were increased with increasing the input rate of the carbonized biomass. Consequently, it seems that the carbonized biomass derived from the agricultural byproducts such as crop residues could increase the soil carbon pools and that the experimental results will be applied to the future study of soil carbon sequestration.

• 한국환경농학회지
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• 제14권3호
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• pp.263-271
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• 1995

중금속에 의한 토양오염을 화학적으로 평가하기 위한 일환으로 토양을 중금속으로 오염시킨 후 토양용액을 추출하여 pH, 이온강도, 이온농도, 화합물형태 변화를 분석했다. 토양이 Cu와 Cd에 의해 오염될수록 토양용액의 이온강도는 증가했다. 이런 변화는 Cd보다 Cu에 의해 더 컸다. 토양용액 중의 Cu와 Cd의 농도는 가한 양(量)에 비해 소량으로 존재했으나 처리량에 비례하여 금속의 농도는 증가했다. 토양용액 중의 Cd의 농도는 Cu보다 훨씬 높았다. 토양용액 중의 Ca, Mg, K의 농도는 중금속에 의해 증가되었으나 주로 free ion상태로 존재했으며 화합물형태는 Cu나 Cd의 처리에 의해 변화되지 않았다. 토양용액 중 중금속이온의 화합물의 변화 경향은 Cu와 Cd이 달랐다. Cu의 경우 토성과 pH에 의해 영향을 받았는데 pH가 낮은 SiCL 및 SL 토양에서는 free $Cu^{2+}$가 95 molar % 이상으로 주된 화합물형태이었고 pH가 높은 LS토양의 경우 free $Cu^{2+}$과 Cu-hydroxide이 주된 화합물형태로 Cu처리량에 따라 이들 화학종의 molar %는 변화되었다. Cd의 경우 free $Cd^{2+}$과 Cd-chloride 화합물이 주된 화합물형태이었고 Cd처리량이 증가함에 따라 $Cd^{2+}$는 감소한 반면 Cd-chloride 화합물 형성은 증가했다. 중금속에 의한 토양용액의 pH감소, 중금속의 흡착에 따른 양이온의 일시적인 증가, 중금속의 화합물 변화들은 식물영양적 측면에서 볼 때 식물에 불리한 변화로 간주되며, 중금속의 생물유효성과 독성을 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.207-219
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• 2005

본 연구에서는 회동저수지 상류 수영강 유역에 발달된 토양을 대상으로 지질 및 토지이용별로 토양의 물리화학적 특성을 조사하고 그 영향을 다변량 통계분석법인 주성분 및 판별분석을 이용하여 고찰하였다. 연구지역내 토양의 토성은 안산암에서 발달한 토양이 화강암의 것보다 세립질이며 용출 무기성분, 점토 및 유색광물의 함량도 높았다. 경작지 토양 내 염류 집적(EC, 양이온, 음이온)과 pH증가는 대부분 경작과정에 투입된 비료의 영향에 의한 것이며 임야 토양에 비해 상대적으로 낮은 유기물 농도는 경운에 의한 유기물의 산화 촉진 및 작물 수확에 기인하는 것이다. 토지이용별 무기성분의 함량은 밭>과수원>논>임야 토양 순으로 나타났으며, 논 토양의 높은 $SO_4\;^{2-}$함량은 담수 상태 환원조건하 침전된 황화광물형태가 산화조건의 용출 실험에 의해 용해되어 증가되는 것에 기인한다. 주성분 분석결과는 토지 이용이나 지질에 따른 토양 특성을 잘 나타내었으며, 주성분 1은 시비, 광물 풍화작용 및 질소질 비료에 의한 이온교환 반응의 영향을 나타내었다. 토양 용출 성분과 성분비를 이용한 두 종류의 판별분석결과는 모두 토지이용별로 판별함수 1과 2에 의해 뚜렷하게 구분되며, 토양 성분을 이용한 판별분석에서 판별함수 1은 경작에 의한 비료의 영향을 나타내며 밭, 과수원, 논, 임야 토양 순서로 증가하였다. 판별분석에 의한 토지이용 특성의 조사 및 예측자료는 비교적 잘 일치하였으며 토지 이용의 변화를 확인할 수 있는 방법으로도 사용될 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권4호
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• pp.336-342
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• 2012

국내에서 유통되고 있는 무기배지재료인 버미큘라이트(12점)와 펄라이트(5점)의 물리 화학적 특성을 분석하여 혼합배지 조제를 위한 기초자료를 얻기 위하여 본 연구를 수행하였다. $710{\mu}m$ 이상의 직경을 갖는 입자의 비율이 버미큘라이트 중 중국산 silver 3~8mm가 99.7%로 조사되어 가장 비율이 높았고, 펄라이트는 3~5mm에서 99.9%로 가장 높았다. 펄라이트(<1mm)와 남아프리카공화국산 silver 버미큘라이트(0.25~0.7mm)의 용기용수량은 각각 72.0 및 71.1%로 가장 높았고, 기상률은 중국산 silver 3~8mm가 49.3%로 뚜렷하게 높았다. 펄라이트 5종류의 공극률은 60% 이상으로 측정되었으며, 용기용수량은 1mm 이하의 규격을 갖는 물질을 제외하고 20.4~39.7%의 범위에 포함되었다. 버미큘라이트 중 중국산 gold 0.3~1mm와 남아프리카공화국산 0.25~0.7mm가 쉽게 이용할 수 있는 수분(EAW)와 완충수(BW)의 비율이 높았고, 펄라이트는 1mm 이하와 0.7~1.5mm의 EAW와 BW의 비율이 높았다. 화학적 특성에서 버미큘라이트는 pH가 6.36~10.74 범위에 포함되는 강알칼리성 물질이었고, 전기전도도(EC)는 $0.032{\sim}0.393dS{\cdot}m^{-1}$로 측정되어 종류간 차이가 큼을 알 수 있었다. 펄라이트의 pH는 7.788.62 범위에 포함되어 약알칼리성이었으며, EC는 $0.030{\sim}0.041dS{\cdot}m^{-1}$로 측정되었다. 양이온교환용량은 중국산 silver 버미큘라이트 0.3~1mm가 $14.7cmol^+{\cdot}kg^{-1}$으로 가장 높았고, 펄라이트는 0.71.5mm가 $1.51cmol^+{\cdot}kg^{-1}$로 가장 높았는데 버미큘라이트보다 약 10배 가량 낮았다. 버미큘라이트는 펄라이트보다 Ca, K 및 Na과 같은 치환성 양이온 함량이 많았다.

• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.283-293
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• 2003

국내 정수장에서는 여과사를 이용하여 원수를 정수하는 급속 및 완속 여과시스템을 이용하고있다. 대부분의 여과사는 해사인 규사로써, 구성광물의 광물학적 특성이 매우 제한되어 중금속이나 유기 오염물의 여과능력이 높은 편이 아니다. 따라서 항상 예기치 않게 발생될 수 있는 오염된 원수를 효율적이고 경제적으로 여과할 수 있는 여과물질 개발이 요구되고 있다. 따라서 이 연구에서 해사를 대체할 수 있는 화강암 풍화산물인 장석질 모래에 일정량의 불석을 혼화하여 원수를 여과하였을 때 일어나는 지화학성의 변화 및 Cd, Cu, Pb와 같은 중금속의 제거능력을 시험하였다. 시험 대상 물질은 현재 정수장에서 사용하는 주문진 규사와 이 연구에서 제조된 장석질 여과사, 장석질 혼합사 I(불석 10% 혼화), 장석질 혼합사 II(불석 20% 혼화)이다. 장석질 혼합사 I 및 II는 주문진 규사와 장석질 여과사에 비해 대부분의 양이온 및 음이온이 높게 용출되었으며, Si, Ca, $SO_4$ 이온 용출은 Al,$ NO_3$, Fe, K, Mg, P 에 비해 높게 일어났다. 제올라이트의 함량을 높인 혼합사 II가 혼합사 I 비해 Na, Ca, Al과 같은 양이온의 용출농도가 보다 높게 일어났으며, 이 양이온들은 크리높틸로라이트 계열의 제올라이트로부터 주로 용출되었다. 주문진 규사와 장석질 여과사는 Cd, Cu, Pb에 대해 제거능이 거의 없거나 약한 제거율을 보였다. 이에 반하여 장석질 혼합사I, II는 Cd과 Cu에 대해 낮은 제거율을 보였으나 Pb에 대해서는 상대적으로 매우 높은 제거율을 보였다. 장석질 혼합사 I, II는 저농도(100 ppm)의 Cd, Cu, Pb에 대하여 비교적 높은 제거율을 보이는 것으로 나타났으며, 장석질 혼합사 II는 저농도(100 ppm)의 Pb 용액과 반응시킨 경우 상당히 높은 제거율 (90.7%)을 보였다. 고농도(500 ppm) 영역에서는 장석질 혼합사 I, II는 Cd의 흡착량이 Cu, Pb에 비하여 높게 나타났으며, 제거율도 각각 24.0%, 28.2%로 가장 높게 나타났다. 제올라이트의 혼합비가 10%에서 20%로 증가할수록 중금속의 흡착량과 제거율이 향상되었다. 이는 장석질 혼합사를 여과사로 이용 할 경우 제올라이트를 적정 비율로 혼화하면 높은 중금속 제거 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제50권3호
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• pp.215-224
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• 2017

비소는 독성이 매우 큰 물질로 지하수 환경에서 산출빈도가 높다. 지하수 내 비소는 환원환경에서 무기비소인 아비산염의 형태로 존재하며, 산화한경에서 비산염의 형태로 존재한다. 아비산염은 비산염보다 독성이 높으며, 금속(수)산화물의 표면에 흡착이 잘 되지 않아 이동성이 높다. 이러한 이유로 독성이 높은 아비산염을 비산염으로 산화시켜 독성을 저감시키는 공정에 대한 연구가 수행되어져 왔다. 특히 광산화 공정은 운전이 간단하면서 경제적이며 효율이 높다고 알려져 있다. 본 연구에서는 광산화공정에서 기존에 광촉매로 주로 사용되어온 $TiO_2$를 대신하여 자연 상에서 산출되는 침철석을 광촉매로 이용하여 지하수 내에서 아비산염을 비산염으로 산화시키는 공정의 효율에 영향을 미치는 다양한 인자들을 평가하였다. 연구결과, 용존 양이온의 종류보다는 총 농도가 아비산염의 광촉매 산화에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, pH가 높은 환경에서 아비산염의 광촉매 산화효율이 더욱 높게 나타나는 것을 확인하였다. 아비산염과 비산염이 공존할 경우, 흡착에 의한 비소의 제거는 아비산염과 비산염의 침철석에 대한 친화도에 따라 약간의 영향을 미치는 것으로 보이나, 아비산염의 광촉매 산화에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고 휴믹산은 아비산염의 광촉매 산화 공정간 수산화라디칼과 슈퍼옥사이드 라디칼과 같은 활성산소종과 반응하여 아비산염의 광촉매 산화 효율을 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 아비산염의 광촉매 산화 공정간 전자 수용체로서 산소를 주입할시 가장 높게 효율이 증진되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과를 종합할 때, 공정의 최적화를 통하여 지하수 등의 수환경 내 존재하는 아비산염의 독성은 침철석을 이용한 광촉매 산화에 의하여 저감될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제27권1호
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• pp.21-26
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• 1994

Lysimeter 조건(條件)에서 나지상태(裸地狀態)와 질소를 시용하고 목초(牧草)를 재배(栽培)한 상태에서 시험(試驗) 후 토양단면(土壤斷面)에 $NO_3-N$의 분포(分布)와 질소시용(窒素施用)에 따른 토양(土壤) 및 용탈수(溶脫水)의 pH 변화 그리고 시용된 질소의 행방(行方)에 대하여 조사(調査)한 결과는 아래와 같다. 나지(裸地)와 목초재배지(牧草栽培地)의 표토(表土)(0~20cm)에 $NO_3-N$농도는 4~13mg/kg으로 처리간 차이가 적었다. 심토(心土)(20~40cm)에서도 나지(裸地)와 질소시용량(窒素施用量) 0~14kg N/10a구(區)에서의 $NO_3-N$ 농도는 10mg/kg이하로 낮았으나, 21kg N/10a 처리구에서 부터 증가하기 시작하여 35kg N/10a구(區)에서는 83.8mg $NO_3-N/kg$에 달하였다. 표토(表土)에서 $NH_4-N$과 $NO_3-N$간(間)에는 $NH_4-N$ 농도가 증가할수록 $NO_3-N$도 증가하는 정(正)의 상관($r=0.49^*$)을 보였으나, 심토(心土)에서는 반대로 $NO_3-N$ 농도가 증가함에 따라 $NH_4-N$가 감소(減少)하는 부(負)의 상관(相關)($r=-0.69^*$)을 보였다. 심토(心土)에서는 $NO_3-N$과 교환성(交換性) 양(陽)이온이 증가하여 이들 간에 유의(有意)한 정(正)의 상관(相關)[$r=0.89^{***}(Ca)$, $0.98^{***}(Mg)$, $0.87^{***}(K)$]이 인정되었다. 심토(心土)의 pH는 $NO_3-N$ 농도가 높을수록 낮아졌으나(r=-0.74), $NH_4-N$ 농도가 높을수록 높아지는 경향(傾向)(r=0.59)을 보였다. 질소시용량(窒素施用量)이 많을수록 심토(心土)의 pH는 낮아졌으나 용탈수(溶脫水)의 pH는 높아졌고, 토양(土壤)과 용탈수(溶脫水)간의 pH 차이는 나지(裸地)와 35kg N/10a구(區)에서 각각 2.5, 3.1 단위(單位)로 매우 컸고 이러한 경향(傾向)은 질소시용량(窒素施用量)이 많을수록 현저(顯著)하였다. 질소시용량(窒素施用量)이 많을수록 목초에 의한 질소의 흡수율(吸收率)은 낮아졌으며 반면에 수확(收穫) 후 토양에 질소잔존율(窒素殘存率)과 가스에 의한 질소손실률(窒素損失率)은 증가하였다.

• 원예과학기술지
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• 제31권1호
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• pp.65-71
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• 2013

시설하우스 내에서 포트재배 할 때 관비용액의 $NO_3{^-}:NH_4{^+}$ 비율이 고추(Capsicum annuum L.)의 지상부 생장과 수량에 미치는 영향을 구명함으로써 고추 재배를 위한 시비 프로그램 확립의 기초 자료를 확보하고자 본 연구를 수행하였다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 $NO_3{^-}:NH_4{^+}$ 비율을 0:100(A), 27:73(B), 50:50(C), 73:27(D), 100:0(E)을 조절한 처리를 만들고, 무시비구(F)를 대조구로 삼아 총 6처리를 두어 실험하였다. 포트재배에서 정식 62일 후 생체중, 건물중 및 엽수는 $NH_4{^+}$를 100% 시비한 E 처리에서 감소하였으나 A, B, C 및 D 처리간에는 통계적 차이가 인정되지 않았다. 그러나 착과수는 A와 B에서, 생과중은 A에서 많거나 무거웠으며 C, D, E 처리 순으로 유의성 있게 감소하였다. 정식 62일 후 건물중을 기초로 한 고추 잎의 무기원소 함량을 분석한 결과 $NH_4{^+}$ 시비비율이 높을수록 식물체 N 및 P 함량이 증가하였다. 반면 $NH_4{^+}$ 비율이 높을수록 양이온인 K, Ca, Ng의 식물체 함량이 감소하였다. 그러나 미량원소 중 양이온인 Fe, Mn, Zn 및 Cu의 식물체내 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. 정식 62일 후 상토를 분석한 결과 $NH_4{^+}$ 비율이 높아질수록 EC는 상승하고 pH가 낮아졌다. $NH_4{^+}$ 비율이 높아질수록 근권부의 총 질소 농도가 높아지는 경향을 보였지만 처리간 차이가 뚜렷하지 않았고, $Ca^{{+}{+}}$ 및 $Mg^{{+}{+}}$ 농도가 유의하게 낮아졌다. 이상의 결과를 고려할 때 시설하우스내 포트 재배에서 고추의 생산량 증가를 위한 관비용액의 적정 $NO_3{^-}:NH_4{^+}$ 비율은 73:27(B) 또는 100:0(A)이며, 영양생장을 위해서는 B, 생식생장을 위해서는 A와 유사하게 $NO_3{^-}:NH_4{^+}$ 비율을 조절하는 것이 바람직하다고 판단하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제24권2호
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• pp.102-108
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• 1991

나지상태(裸地狀態)에서 관수량(灌水量)에 따른 양분(養分)의 수직이동(垂直移動) 양상(樣相)을 구명하기 위하여 본량사양토(本良砂壤土)(Typic Udifluvents)의 작토층(作土層)을 공시토양(供試土壤)으로 하여 microplot(지름 20cm, 길이 85cm)시험(試驗)을 수행하였다. 시비량(施肥量)를 기준으로 하여 각(各) 성분(成分)이 (각(各) 토층(土層)으로 이동(移動)된 양(量))/(시비량(施肥量))${\times}$(시비지점에서 각(各) 토층(土層) 중심점까지의 거리)의 화(和)를 평균(平均) 이동(移動)거리라 했을때, 평균이동(平均移動)거리는 관수량(灌水量)과 수직적(直線的)인 관계가 있었다. 1 pore volume(piston front 10cm)물의 이동(移動)에 대한 각(各) 성분(成分)의 평균(平均) 이동(移動)거리는(cm)는 Cl, 7.52>무기태(無機態) N, 6.03>K, 3.50>Mg, 2.69>Ca, 1.19>유효인산(有效燐酸), 0.29순이었다. 여러 성분중(成分中) Cl이 가장 활발하게 하향이동(下向移動)되어 물의 piston front 이동(移動)거리의 75%가 되었고, 인산(燐酸)은 거의 이동(移動)되지 않아 물의 piston front 이동(移動)거리의 3%에 불과하였다. 양분이동(養分移動)의 결과 토양 pH는 관수량(灌水量)이 많아질수록 표층(表層)에서 낮아지고 심층(深層)에서 높아지는 경향인데 토양(土壤)깊이별 pH변화는 치환성(置換性) Ca과 Mg보다는 $NH_4-N$의 함량변화와 같은 경향을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제22권3호
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• pp.234-238
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• 1989

황금근(黃芩根)의 품질(品質)을 향상(向上)시키기 위만 합리적(合理的)인 재배법정립(栽培法定立)에 필요한 기초자료를 얻기 위하여 재배지토양이화학성(栽培地土壤理化學性) 및 황금근(黃芩根)에 함유(含有)된 무기성분함량(無機性分含量)이 baicalin함량(含量)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 황금근(黃芩根) 중(中) 규소함량(奎素含量)은 0.28~1.26 %, 인함양(燐含量)은 0.17~0.46%, 가리함량(加里含量)은 1.00~1.49의 범위에 속(屬)하였다. 황금근(黃芩根) 중(中) baicalin함량(含量)은 안동산(安東産)이 11.41~14.76%, 의성산(義城産)이 13.67~16.31 %이었다. 토양(土壤) 중(中) 점토(粘土), 유기물(有機物) 및 치환성(置換性) K, Ca, Mg의 함량(含量)은 황금근(黃芩根)의 질소(窒素) 및 인(燐)의 함량(含量)과 부(負)의 상관(相關)이 인정(認定)되었다. 토양(土壤) 중(中) 치환성(置換性) 가리함량(加里含量)은 baicalin함량(含量)과 정(正)의 상관(相關)이 인정(認定)되었다. 황금근(黃芩根) 중(中) 질소(窒素) 및 인(燐)의 함량(含量)은 baicalin함량(含量)과 부(負)의 상관(相關)이 인정(認定)되었으나, 가리함량(加里含量)은 유의성(有意性)이 없었다.