급격한 경제성장의 결과로서 최근까지 각종 유류관련 시설의 누출로 인한 토양 오염에 대한 관심이 고조되고 있다. 토양복원을 위하여 재래식 토양가스추출법(SVE)과 같은 공법이 사용되고 있으나 휘발성 유류성분의 제거에 적합하며 디젤, 방향족화합물 등과 같은 저휘발성 오염물의 제거에는 부적합한 결과를 보이고 있다. 본 연구에서는 디젤과 같이 저휘발성 유류성분을 제거하기 위한 효율적인 공기주입 및 SVE 공정 개발을 위해 디젤유의 개별성분들의 온도와 유량에 따른 제거효율, 수분함량에 따른 영향 평가를 실시하였다. 디젤범위의 오염성분(DROs)들은 온도의 증가에 따라 휘발성의 순서대로 제거되는 경향을 보이고 있다. 실험결과, $90\%$ 이상의 DROs 범위 내 오염물은 온도를 $100^{\circ}C$ 이상으로 유지할 경우 효과적으로 SVE 방법에 의하여 제거할 수 있다고 판단된다. 유량이 증가함에 따라 오염물이 토양 내 잔류하는 비율이 빠르게 감소하지만 유량이 40cc/min를 초과하면 감소 폭이 크지 않았으며 이는 큰 유량에 대하여 오염물이 휘발되는 속도에 있어서 물질전달상의 제한에 기인한다고 판단된다. 수분함량에 영향은 DROs성분 중 n-decane은 적은 것으로 나타났으나 다른 오염성분들은 수분이 존재함에 따라 제거효율이 좋아지는 결과를 나타내었다.
본 연구는 낙엽활엽수종인 참나무류 중 상수리나무, 굴참나무, 신갈나무, 졸참나무 4개 수종을 대상으로 임목 바이오매스 및 토양 탄소 저장량을 비교하였다. 2016년부터 2021년 사이 전국 경제림 단지에 분포하는 상수리나무 110개소, 신갈나무 177개소, 졸참나무 96개소, 굴참나무 148개소 등 총 531개소를 대상으로 임분 현황을 조사하고 토양 A층과 B층의 탄소 농도를 분석하였다. 임목 바이오매스의 탄소 저장량은 평균 임령 57년생인 신갈나무 임분이 144.9 Mg C ha-1, 43년생인 굴참나무 임분 123.7 Mg C ha-1, 43년생인 졸참나무 임분 120.1 Mg C ha-1, 36년생인 상수리나무 임분 113.2 Mg C ha-1 순이었다. 토양 탄소 농도는 신갈나무 임분의 A층이 43.1 mg C g-1로 졸참나무 임분 31.0 mg C g-1, 굴참나무 임분 25.3 mg C g-1, 상수리나무 임분 24.4 mg C g-1에 비해 유의적으로 크게 나타났다. 토양 탄소 저장량은 신갈나무 임분이 116.8 Mg C ha-1로 타 참나무류 임분에 비해 가장 높고, 상수리나무 임분은 49.3 Mg C ha-1로 가장 낮은 값을 보였다. 총 탄소 저장량은 신갈나무 임분 262 Mg C ha-1, 졸참나무 임분 218 Mg C ha-1, 굴참나무 임분 211 Mg C ha-1, 상수리나무 임분 163 Mg C ha-1 순이었으며 해발고, 임령, 평균 흉고직경, 평균 수고, 흉고단면적이 증가함에 따라 탄소 저장량도 증가하는 경향을 보였다. 조사된 4개 수종의 총 탄소 저장량은 흉고단면적과 해발고 같은 설명 변수를 이용한 다중 회귀모델에 의해 유의적인(P<0.05) 추정이 가능하였다.
농작물에 영양분을 공급하거나 식물의 생장촉진, 식물 병원균의 억제 등을 위하여 토양에 미생물이 투입된다. 대표적인 예가 질소고정 공생세균과 Pythium, Rhizobium 등이다. 이들이 투입되어 성공적으로 작용하려면 생존하여 충분한 밀도로 집략을 형성하여야 한다. 이들의 생존과 집략화에 미치는 영향은 생물적인 인자와 비생물적 인자에 의해 좌우된다. 생물적 인자중에서 중요한 것은 포식과 경쟁, 비생물적 인자 중에서 중요한 것은 물의 장력 유기탄소, 무기영양분(N, P), pH 등이다. 토양의 토성과 소공극 분포도 투입된 미생물의 생존과 활착에 중요한 역할을 담당한다. 또한 미생물에 대한 토양생태계의 선택성은 접종 세포 개체군의 활착에 있어서 중요하다. 예를 들면 항생제의 사용에 의한 토착미생물의 제어, 계면활성제를 분해하는 Psendomonas종을 투입하는 경우이다. 투입미생물의 활착을 증진시키기 위하여 이탄, 점토 등의 수송체를 동시에 첨가할 수 있는데 이들은 투입미생물에게 보호적인 미소서식지를 만듦으로서 토양중에서 세균을 보호할 수 있다. 또한 세균이나 공업용 효소를 부동화시키기 위한 수송체로서 유기성 중합체가 사용되고 있다. 이러한 물질들의 예를 들면 아질산칼륨, agarose, k-carrageenan 등이다. 이들도 미소서식처를 제공하므로서 투입미생물의 활착을 돕는 역할을 한다.
Tropical forests play a critical role in mitigating climate change, and therefore, an accurate and precise estimation of tropical forest carbon (C) is needed. However, there are many uncertainties associated with C stock estimation in a tropical forest, mainly due to its large variations in biomass. Hence, we quantified C stocks in an intact lowland mixed dipterocarp forest (MDF) in Brunei, and investigated variations in biomass and topography. Tree, deadwood, and soil C stocks were estimated by using the allometric equation method, the line intersect method, and the sampling method, respectively. Understory vegetation and litter were also sampled. We then analyzed spatial variations in tree and deadwood biomass in relation to topography. The total C stock was 321.4 Mg C $ha^{-1}$, and living biomass, dead organic matter, and soil C stocks accounted for 67%, 11%, and 23%, respectively, of the total. The results reveal that there was a relatively high C stock, even compared to other tropical forests, and that there was no significant relationship between biomass and topography. Our results provide useful reference data and a greater understanding of biomass variations in lowland MDFs, which could be used for greenhouse gas emission-reduction projects.
우분(牛糞)을 속성(速成)으로 부숙(腐熟)시켜 양질(良質)의 유기질비료(有機質肥料)로 제조(製造)해서 그 제품(製品)의 부숙(腐熟)이 량호(良好)하게 되었는가 여부(與否)를 판단(判斷)할 수 있는 기준(基準)인 부숙도(腐熟度) 잠정(暫定) 기준치(基準値) 설정시험(設定試驗)에서 여지(濾紙) Chromatography법(法), CEC 법(法) 및 환원당율(還元糖率)을 중점(重點)으로 연구한 결과(結果)는 다음과 같다. 가. 퇴적내(堆積內) 부숙온도(腐熟溫度) 측정(測定)은 부숙도(腐熟度)의 간접적(間接的)인 기준(基準)으로 가장 적합(適合)할 것으로 생각되었다. 나. 건물중(乾物重)의 2% T-N함량(含量)과 20이하(以下)의 C/N율(率)을 부숙도(腐熟度)의 잠정기준치(暫定基準値)로 설정(設定)하는 것은 인난(因難)할 것으로 사료(思料)되었다. 다. 여지(濾紙) Chromatography법(法)는 주재료(主材料)가 우분(牛糞)이고 충전제(充塡劑)가 나무껍질, 나무조각, 톱밥인 목질계통(木質系統)이기때문에 Chromatography가 선명(鮮明)하게 나타나지 않아 부숙도(腐熟度)의 기준치(基準値)로 적용(適用)할 수 없었다. 라. CEC 함량(含量)은 부숙(腐熟)이 진행(進行)될수록 높아졌으며, 부숙온도(腐熟溫度)가 높았던 처리구(處理區)에서 CEC함량(含量)이 높아 '88년(年)에는 우분(牛糞)+나무껍질구>우분(牛糞)+볏짚구이고, '89년 우분(牛糞)+나무조각구>우분(牛糞)+볏짚구이며, '90년 우분(牛糞)+볏짚구>우분(牛糞)+톱밥구가 높았다. 마. 환원당율(還元糖率)('90년(年))은 부숙온도(腐熟溫度)가 가장 높았던 우분(牛糞)+볏짚구 보다 우분(牛糞)+톱밥구가 더 낮았는데 이는 우분(牛糞)과 톱밥의 분리(分離)가 잘 되지 않아서 제품(製品)의 T-Cg함량(含量)이 높았기 때문에 나타난 것으로 보여졌다.
본 연구에 적용된 한국형 무경운(no-tillage)농법은 한국의 기상특성 및 농업현실에 맞도록 초기 두둑을 형성한 후 이를 지속적으로 재활용하는 방식을 적용하였다. 한국형 무경운 농법은 생산량 저하 등 부정적인 영향이 거의 없는 것으로 보고되었으며 경운작업 등 농자재사용은 크게 절감되는 효과로 인하여 에너지 및 농자재 비용의 절감과 노동시간 단축 등 긍정적인 효과가 높은 것으로 보고되었다(Yang et al., 2012). 무경운농법에 의한 고추재배는 일반적인 고추재배 방식과(국가평균) 비교하여 10a ($1,000m^2$)당 $344.7kgCO_2$(58%)의 온실가스저감 효과를 갖는 것으로 분석되었다. 이 중 비료절감에 의한 직-간접효과가 92%, 에너지사용 절감에 의한 효과는 44%로 높은 탄소저감효과를 나타내었다. 또한, 무경운농법의 직접적인 효과에 부가하여 무경운방식의 토양관리는 일반적으로 시간이 흐를수록 토양의 탄소격리 효과가(carbon sequestration effect) 높아지는 특징을 갖고 있기 때문에 연속적인 무경운농법을 수행할 경우 연구대상지의 지속적인 탄소저감 효과가 기대된다. 본 연구의 결과를 바탕으로 한국형 무경운농법은 농업부문 국가온실가스 저감목표 달성을 위한 주요한 녹색농업기술(agro-green technologies)로서 역할을 수행할 것으로 기대되며, 관련기술의 보급 및 확대를 위한 국가적 차원의 노력이 절실히 요구된다.
여러 조건으로 제조한 망간첨착활성탄(Mn-AC)을 유기물과 무기물이 함께 오염되어 있는 합성 폐수처리에 적용하였다. 유기물과 무기물의 대표물질로 각각 페놀과 3가 비소를 선정하였다. Mn-AC의 물리화학적 특성과 안정성을 분석한 후, 회분식 반응조에서 활성탄(AC) 및 Mn-AC에 의한 3가 비소 및 페놀 흡착 특성을 조사하였다. Mn-AC의 안정성 평가를 위해 pH 2에서 4의 산성용액에서 용출되는 망간의 농도로부터 평가하였다. pH 3 이하에서는 Mn-AC로부터 많은 양의 망간이 용출되었지만, pH 4에서는 청정지역 허용기준인 3 ppm 이하의 농도로 용출되었다. Mn-AC에 대한 X-선 회절기 분석결과 첨착된 망간은 $Mn_2O_3$로 밝혀졌다. Mn-AC를 이용한 3가 비소와 페놀의 동시처리 실험결과 3가 비소는 낮은 pH에서 AC보다 높은 산화율을 보였으나, 중성 이상의 pH에서는 AC가 더욱 높은 산화율을 보였다. 활성탄에 망간을 첨착시킴으로서, 비표면적이 13% 감소하였고 이로서 Mn-AC에 의한 페놀제거율은 AC에 비해 8% 정도 줄어들었다. 3가 비소 산화 및 페놀 흡착실험을 통하여 Mn-AC는 복합오염물을 갖는 폐수의 동시처리에 적용될 수 있음을 알 수 있었다.
계면활성제에 의해 형성되는 미셀의 바깥층에 전기적인 영향을 주는 전해질과 미셀의 구조 자체를 변화시키는 유기물질 단량체를 첨가제로 각종 혼합 계면활성제 용액에 적용함으로써 토양세척 효율에 미치는 영향을 검토하였다. 혼합 계면활성제[$POE_5$/SDS] 및 NaCl을 첨가농도를 변화시키면 용액의 표면장력과 CMC 값을 측정하여 세척효율과의 상관 관계를 규명하고, 세척효율이 상승되는 혼합 계면활성제와 NaCl의 최적 혼합조건을 도출하고자 하였다. 실험 결과, 0.01M의 NaCl이 첨가될 때가 NaCl을 넣지 않았을 때보다 $POE_5$의 혼합 농도비가 80%까지 증가됨에 따라 세척효율이 비례적으로 증가하였으며, $POE_5$/SDS(80%/20%) 3%용액 적용시 90%의 높은 세척효율을 나타내었다. 반면 비이온계 계면활성제인 $POE_5$ 단일 성분 수용액에 대한 NaCl의 영향은 극히 미미하였다. SDS 단일 성분 수용액에 대한 CMC값은 0.049% 로 $POE_5$ 단일 성분 수용액에 대한 CMC값인 0.016%보다 높지만, 혼합 게면활성제의 CMC값은 $POE_5$의 혼합 농도비가 증가됨에 따라 감소되는 경향을 나타내었다. 유기물질 단량체인 알코올류는 탄화수소 사슬의 길이가 길수록, 직쇄형보다는 가지형이 토양세척용 첨가제로 적합하였다.
The aim of this paper was to study the effect of five different waste combinations (C/N 15, C/N 20, C/N 25, C/N 30, and control) of sewage sludge coupled with sawdust and cattle manure in a pilot scale rotary drum reactor, during 20 days of the composting process. Our results showed that C/N 30 possesses a higher temperature regime with higher % reduction in moisture content, total organic carbon, soluble biochemical oxygen demand and chemical oxygen demand; and higher % gain in total nitrogen and phosphorus at the end of the composting period implying the total amount of biodegradable organic material is stabilized. In addition, $CO_2$ evolution and oxygen uptake rate decreased during the process, reflecting the stable behavior of the final compost. A Solvita maturity index of 8 indicated that the compost was stable and ready for usage as a soil conditioner. The results indicated that composting can be an alternate technology for the management of sewage sludge disposal.
경남지역 논토양의 글로말린 함량과 미생물 특성과의 관계를 분석하기 위하여 2011년에 20개소를 선정하여 분석한 결과는 다음과 같다. 토양 글로말린 함량은 토양 유기물 함량 (r=0.595, p<0.01) 및 탈수소효소 활성 (r=0.663, p<0.01)과 정의상관 관계를 나타냈다. 또한, 글로말린 함량은 미생물 생체 탄소 함량 (r=0.710, p<0.001) 및 총 세균군집 (r=0.616, p<0.01)과 정의상관을 보였다. 그리고 글로말린 함량은 그람음성 세균의 군집 (r=0.561, p<0.05) 및 cy19:0/18:$1{\omega}7c$ (r=0.487, p<0.05)와 정의상관 관계를 나타냈다. 따라서 논토양에서 글로말린 함량은 지속가능한 친환경농업을 위해 토양 건강성의 지표로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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