• 한국재료학회지
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• 제11권8호
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• pp.671-678
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• 2001

$RuO_2$ 박막을 전극으로 하여 Pt/Ti/Si 기판 위에 $RuO_2$ /LiPON/$RuO_2$의 다층 구조로 이루어진 전고상의 박막형 마이크로 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 전극용 $RuO_2$박막은 반응성 dc 마그네트론 스퍼터를 이용하여 $O_2$/[Ar+$O_2$]비를 증가시키며 성장시켰고, 비정질 LiPON 고체전해질 박막은 순수한 질소분위기 하에서 rf 스퍼터링으로 성장시켰다. 상온에서의 충-방전 측정을 통해 $RuO_2$ 박막의 미세구조에 따라 슈퍼캐패시터의 사이클 특성이 영향을 받는 것을 알 수 있었다. Glancing angle x-ray diffraction(GXRD)과 transmission electron microscopy (TEM) 분석을 통해 산소 유량의 증가가 $RuO_2$박막의 미세 구조의 영향을 주는 것을 알 수 있었고, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 통해 산소 유량 비의 증가가 Ru과 산소간의 결합에도 영향을 줌을 알 수 있었다. 또한 사이클 후 슈퍼캐패시터의 TEM 및 AES depth profiling 분석을 통해, 충-방전 시 $RuO_2$와 LiPON과의 계면반응에 의해 형성된 계면 층이 사이클 특성에 영향을 줌을 알 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.121-129
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• 2017

토양미생물은 산림 생태계 구성 요소로써 산림 내 물질 순환 및 식물 생장 등에 중요한 역할을 한다. 그러나 국내 산림과학분야에서는 토양 균류 일부 종에 대한 연구가 주로 실시되어졌으며, 박테리아를 포함한 미생물 군집에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 16S rRNA gene 영역에 대한 차세대염기서열분석법을 통해, 장군봉 천연 소나무림 토양 내 존재하는 박테리아 군집 구성을 파악하였다. 분석 결과, phylum 수준에서 Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Planctomycetes 등이 나타나, 전형적인 토양 박테리아 군집 구성을 보였다. 또한, 부영양 환경을 선호하는 Proteobacteria가 가장 높은 비율을 차지하였는데, 다른 인공림과 비교하여 장군봉 천연 소나무림 토양 유기물량이 상대적으로 풍부한 것이 원인으로 생각된다. 한편, 토양 내 질소 순환에 기여를 하는 뿌리혹박테리아 분류군을 살펴본 결과, Burkholderia, Bradyrhizobium, Rhizobium 속이 주로 존재하는 것을 확인하였다. 토양 물리 화학적 특성과 박테리아 군집 구성간의 상관관계를 분석한 결과, 토양 내 pH가 박테리아 군집 구성과 관련된 주요 토양 특성인 것으로 확인되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제39권1호
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• pp.50-57
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• 2020

BACKGROUND: Biochar is used in various environmental fields, such as water quality and soil restoration, and affects soil fertility and nutrient cycling. Also, when crops are grown on biochar-applied soil, their characteristics may be affected. Biochar is used especially with commercial vegetable seedlings. METHODS AND RESULTS: The objective of this study was to determine the effects of biochar content in seeding mixes on early growth of lettuce (Lactuca sativa L.), Chinese cabbage (Brassica rapa L.), and red pepper (Capsicum annuum L.). Treatments consisted of a control (0: 10, ratio of biochar to seeding mixes (w/w)), 1: 9 (biochar 10%), 3: 7 (biochar 30%), 5: 5 (biochar 50%), and 7: 3 (biochar 70%). The biochar was made from risk husk and had a C/N ratio of 104. As the mixing ratio of biochar increased, pH increased whereas EC and nitrogen content decreased. The highest phosphorus content was with the treatment of 30% biochar, while there were significant increases in the weight of lettuce seedlings and concentrations of T-N, P₂O₅, K₂O, MgO, and Na with the treatments of 30% and 50% biochar. Although the weight of Chinese cabbage seedlings increased with the treatment of 10% biochar, the increase was not statistically significant. Also, there was an increase in the weight of red pepper seedlings with the treatment of 30% biochar, but the increase was not statistically significant. With increases in the biochar mixing ratio, the K₂O concentration of red pepper seedlings increased, but the concentrations of P₂O₅, CaO, MgO, and Na decreased. It was believed that this was because of absorption inhibition by calcium-phosphate formation in the seeding mixes owing to increased pH. CONCLUSION: In conclusion, adding biochar to seeding mixes is considered to be an important mean for growing healthy vegetable seedlings. More field experiments are needed to verify the effect of biochar on vegetable crop growth over the entire growing season.

• 생태와환경
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• 제41권1호
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• pp.19-25
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• 2008

팔당호에 설치된 인공식물섬 식생기반재 내에서 세균의 생태학적 기능을 파악하기 위하여 식생기반재 내의 공극수와 호숫물에서 총인(TP), 용존인(DIP), 총질소(TN), 질산성질소$(NO_3)$총세균수, 활성세균수와 체외효소활성도를 측정하였다. 인공식물섬 식생기반재의 공극수에서 TN과 $NO_3$농도는 각각 $4.4\sim7.5mg\;L^{-1}$, $1.2\sim3.8mg\;L^{-1}$ 범위로 호숫물보다 약 2배 높게 나타났으며, TP와 DIP값도 식생기반재 공극수에서 각각 $1.4\sim4.1mg\;L^{-1}$, $0.003\sim0.137mg\;L^{-1}$ 범위로 TP 값은 호숫물보다 약 $4\sim25$배, DIP값은 5.3배 높은 값이었다. 총세균수와 활성세균수는 호숫물보다 10배 이상 값을 보였다. 또한 phosphatase 및 $\beta$-glucosidase 활성도도 인공식물섬 공극수에서 호숫물보다 10배 이상의 높은 결과를 보여 식생기반재 내부에서 세균에 의한 영양염류의 농축과 왕성한 유기물질분해가 일어나고, 이 과정에서 수초의 성장, 동물플랑크톤의 증식 등 새로운 수생태계가 조성된 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.223-231
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• 2021

실리콘은 상용 흑연(Graphite, Gr) 음극재 대비 약 10배 정도 높은 이론용량을 가지나 전기전도도가 낮고 충·방전 시 큰 부피변화로 수명이 짧은 문제가 있다. 실리콘의 문제점 해결 방안으로 전도성 탄소와 복합체 형성과정에서 실리카 나노입자 템플레이트를 이용해 복합체 내부에 이중 중공을 갖는 실리콘 나노입자/중공탄소(SiNP/HC) 소재를 제조하였다. 비교를 위해 중공을 갖지 않는 SiNP/C 복합체를 제조하여 SiNP/HC 복합체와의 물리·화학적 특성과 음극소재로서의 전기화학적 특성을 X-ray 회절기, X-선 광전자 분광기, 비표면적과 기공분포 분석을 위한 질소 흡/탈착 실험, 주사형 전자현미경 및 투과형 전자현미경으로 비교·분석하였다. SiNP/C 복합체 대비 SiNP/HC는 사이클 후에도 전극의 큰 부피변화 없이 월등히 우수한 수명특성과 효율을 보였다. 흑연과 혼합한 하이브리드형 SiNP/HC@Gr 복합체는 SiNP/HC와 비교해 낮은 용량에서 더욱 개선된 수명 특성과 효율을 보였다. 따라서 복합체 내부에 실리콘의 부피팽창을 수용하는 중공을 갖는 실리콘/탄소 복합체를 설계하는 것이 수명특성 확보에 유효함을 확인하였다. 복합체 내부에 많은 중공의 존재로 비표면적이 커서 과도한 SEI층 형성에 따른 낮은 초기 효율의 문제점이 있으므로 이에 대한 보완 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권3호
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• pp.189-195
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• 2002

생태계의 필수원소이고 대기오염의 주물질인 질소와 황의 유입량, 유출량과 연물질 수지를 밝히기 위하여 집수역의 특성이 알려지고, 수문학 연구시설이 구비된 산림청 임업연구원 중부시험장내 광릉시험림의 침엽수림과 활엽수림 소유역 생태계에서 강수량과 유출수량을 측정하고, 이 속에 있는 두 물질의 함량을 분석하고 이를 수문학적 자료와 통합하였다. 광릉의 연평균 강수량은 $12,916\;ton{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이었고, 연평균 유출량은 각각 5,094(39%)와 $7,467\;ton{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$(59%)로서 침염수림이 활엽수림보다 더 낮았다. 강수에 의한 $N({NO_3}^-+{NH_4}^+)$와 ${SO_4}^{2-}$의 연 평균 유입량은 각각 12.50과 $81.72\;kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$ 이었다. 유출수를 통하여 생태계로부터 유출되는 $N({NO_3}^-+{NH_4}^+)$와 ${SO_4}^{2-}$의 유출량은 침엽수림소유역에서 각각 0.06과 $39.23\;kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이었고, 활엽수림소유역에서 각각 0.15, $55.46\;kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$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 $N({NO_3}^-+{NH_4}^+)$와 ${SO_4}^{2-}$의 연수지는 침엽수림소유역 에서 각각 +12.46, $+42.49\;kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$ 활엽수림소유역에서 각각 +11.35, $+26.26\;kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$로서 두 생태계에 축적되었다.

• 유기물자원화
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• 제19권1호
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• pp.123-130
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• 2011

바이오가스를 위주로 에너지자립을 추구하는 저탄소녹색마을 내에서 발생하는 혐기소화액을 순환 이용함에 있어서 벼 재배시 통합혐기소화액과 돈분혐기소화액 시용의 영향을 비교하였다. 토양검정분석을 통해 혐기소화액을 시용하고 토양 특성과 벼의 생육을 조사하였다. 벼의 생육은 화학비료구와 혐기소화액 처리구가 유사한 경향을 보였으며 수확량에서는 화학비료구에 비해 혐기소화액 처리구에서 모두 수량이 높게 나타났으며, 통합혐기소화액은 200%, 돈분혐기소화액은 100% 처리구에서 높은 수량을 보였다. 알곡과 볏짚의 질소흡수량은 화학비료구에 비해 혐기소화액 처리구에서 많았으며 흡수된 질소 효율은 화학비료 처리구에서 가장 높았으며 시용된 질소량의 이용 효율면에서는 돈분혐기소화액 100% 처리구가 가장 높았다. 수확후 토양에서는 혐기소화액을 처리한 구에서 pH와 치환성 양이온이 증가하였으며 염류 집적은 나타나지 않았다. 혐기소화액을 활용할 수 있는 적정 농경지 확보와 토양검정을 통한 적정 양분 시용으로 저탄소녹색마을에서의 자원 순환을 추구할 수 있을 것으로 판단되며, 장기적인 관점에서 농경지 환경과 논 생태계에 미치는 영향에 대한 연구가 지속되어야 할 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권1호
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• pp.40-49
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• 2019

고사목(CWD)은 산림생태계 구성요소의 하나로서 산림의 에너지 흐름과 물질순환에서 주요한 역할을 한다. 특히 고사목은 탄소를 격리하는 장기 저장고로서, 산림에서 대기로 방출되는 탄소의 속도를 지연시키는 측면에서 고사목의 호흡속도를 구명하는 것은 의의가 크다. 따라서 본 연구는 온대중부지역의 일본잎갈나무와 리기다소나무 고사목을 대상으로 호흡속도를 측정하고, 호흡속도에 영향을 미치는 인자(밀도, 함수율, 탄소농도, 질소농도 및 C/N비)의 영향력을 파악하였다. 2018년 여름, 우리나라 중부지역 14개 임분에서 부후등급 별로 시료를 채취하고, 실험실에서 휴대용 이산화탄소 센서를 부착한 밀폐형 챔버를 이용하여 고사목 호흡을 측정하였다. 두 수종 모두 부후가 진행함에 따라 고사목 밀도는 감소하였으며, 함수율은 증가했다. 또한 탄소농도는 부후등급에 따라 유의성을 나타내지 않았으나, 질소농도는 증가하고 C/N비는 감소하는 경향을 보였다. 일본잎갈나무의 경우 부후 IV등급까지 고사목의 호흡속도가 유의하게 증가하였지만, 리기다소나무에서는 부후 II등급까지 증가 후 평형상태를 보였다. 따라서 탄소농도를 제외하고, 모든 인자들이 호흡속도와 유의한 상관관계를 나타냈으며, 단계적 회귀분석의 결과, 두 수종 모두 함수율이 고사목 호흡속도에 가장 영향을 미치는 인자로 나타났다. 이와 같이 고사목의 수분은 미생물의 활성도를 높여 호흡속도에 영향을 미치며, 온도와 광 환경 등 복잡하게 연결된 환경인자들과 밀접한 관계에 있으므로 향후 이들의 상호관계 및 수분의 시계열적패턴 추정에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권2호
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• pp.248-255
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• 2011

시설재배 토양의 장기적인 물질순환적 친환경 토양관리를 위하여 유기물자원 (가축분부산물비료, 볏짚, 버섯배지, 팽연왕겨, 우드톱밥, 코코피트)을 토양의 무기태질소 대비 C/N율 10, 20, 30 조절량을 시용하는 처리를 두어 수박을 시험작물로 비닐하우스에서 2기작으로 재배하여 수행한 결과는 다음과 같다. 시용한 유기물자원의 T-C는 $289{\sim}429g\;kg^{-1}$이었으며, 유기물자원을 토양의 무기태질소 대비 C/N율 10 조절량을 시용하여 수박을 2기작 재배 후 토양의 질산태 질소는 시험전 토양에 비하여 가축분 부산물비료 처리를 제외 하고 21~37% 감소하였으며, 토양의 EC는 26~33% 경감효과가 있었다. 우드톱밥을 토양의 EC가 상이한 3개의 토양에 토양의 무기태질소 대비 C/N율을 10, 20, 30 조절 처리하여 수박을 재배한 결과 시험전 토양에 비하여 토양의 EC가 각각 33, 42, 39% 경감되었다. 수박의 과중은 개당 10.1~13.4 kg으로 토양의 EC가 낮은 토양I>토양II>토양III 순으로 수박의 과중이 높았으며 C/N 20 조절처리에서 3개의 토양은 양호한 경향이었다. 수박의 당도는 $11.8{\sim}12.3^{\circ}Brix$로 처리간에 차이는 없었으며 수박의 과실 특성상 상품에는 문제가 없었다. 탄소함량이 높은 유기물자원 공급으로 토양의 연작장해의 한 원인인 염류집적이 경감되어 품질과 수량성 증수을 기대할 수 있었다. 시설재배토양의 특성을 대표 할 수 있는 토양의 EC농도에 따라 유기물자원 시용시 토양의 무기태질소 대비 C/N 20 조절 시용기준을 적용하여도 물질순환적 유기재배의 토양관리에 문제가 없을 것으로 평가되었다.

• 미생물학회지
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• 제51권2호
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• pp.97-107
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• 2015

육상과 수계의 전이지대에 위치한 습지는 빈번한 침수, 육상생태계로부터의 영양염류의 유입, 수계와 토양에 적절하게 적응된 식생의 존재 및 토양 내 산소 결핍과 같은 독특한 특징을 가지고 있다. 이러한 생지화학적 특성과 독특한 식생의 존재는 유기물의 분해과정에 물리적 화학적 영향을 미치고 있는데, 특히 미생물에서 생산되는 체외효소 활성도는 유기물의 분해 과정과 관련을 맺고 있다. 체외효소는 고분자 유기물을 간단한 형태의 유기탄소, 무기 질소, 인, 황으로 분해하여 미생물과 식물이 용이하게 이들 영양물질을 흡수할 수 있도록 도움을 주기 때문에, 체외효소에 대한 연구는 습지 토양 내에서의 유기물 분해와 물질순환의 기작을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 본 연구는 습지 토양 내 ${\beta}$-glucosidase, ${\beta}$-N-acetylglucosaminidase, phosphatase, arylsulfatase, phenol oxidase와 같은 체외 효소활성도에 영향을 미치는 물리적 생지화학적 요소가 무엇인지 문헌연구를 통하여 고찰하였다. 물리적 요소로써, pH와 유기물의 입자 크기는 체외효소 활성도에 크게 영향을 미치지 않았으나, 온도에 대한 영향은 미생물의 극한 온도에서의 적응성 정도에 따라 다양하게 나타났다. 화학적 요소로써, 탄소, 질소, 인의 첨가는 습지 토양의 영양상태, C:N 비율과 제한 요소, 및 체외효소의 종류에 따라 그 영향이 다양하게 발현되었다. 특히, 유기물의 기질 특성(Substrate quality)은 다른 어떤 요소보다도 체외효소 활성도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연구 과제로써는 기후 변화와 질소 침적의 증가에 따른 효소 활성도의 변화 및 분자생물학적 접근을 통한 미생물 군집과 체외효소 기능간의 관계를 규명하는 연구가 필요하다. 또한, 습지 토양내 체외효소 활성도를 극대화 할 수 있는 환경을 조성함으로써, 앞으로 습지 토양이 오염물질을 제거하고 습지의 생태학적 기능을 최대화 할 수 있는 연구가 요구된다.