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질소 및 인 함유 폐양액 처리를 위한 최적 인공습지 시스템 선정
박종환(Jong-Hwan Park),서동철(Dong-Cheol Seo),서동철(Dong-Cheol Seo),서동철(Dong-Cheol Seo),최정호(Jeong-Ho Choi),김홍출(Hong-Chul Kim),이상원(Sang-Won Lee),하영래(Yeong Rae Ha),조주식(Ju-Sik Cho),허종수(Jong-Soo Heo) 한국토양비료학회 2012 한국토양비료학회지 Vol.45 No.5
질소 및 인 함유 폐양액 처리를 위한 최적 인공습지 시스템을 선정하기 위해 처리조의 연결방식을 달리하여 최적 system을 선정하였고, 선정된 최적조건하에서 폐양액 부하량에 대한 적응성을 평가하였다. 현장 폐양액처리장에서 시스템별 정화효율을 평가한 결과 system A의 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 88, 77, 94, 54 및 94%로서 다른 시스템에 비해 가장 높은 정화효율을 보였다. 현장 폐양액처리장에서 폐양액 부하량별 수처리 효율을 조사한 결과 system A의 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 폐양액 부하량에 따라 별 차이 없이 각각 87-89, 76-79, 93-94, 52-55 및 91-94%로 전반적으로 높고 안정적으로 처리되었다. 하지만 T-N의 처리효율은 55% 정도 수준으로 폐수배출기준을 안정적으로 만족하기 위해서는 질소 처리효율을 좀 더 향상시킬 필요가 있을 것으로 판단된다. In order to develop constructed wetlands for treating hydroponic wastewater in greenhouse, actual constructed wetlands were used the obtained optimum condition in previous study, and the removal rate of pollutant in the water according to 4 kinds connection method of piping such as system A (UP-UP stream), system B (UP-DOWN system), system C (DOWN-UP stream) and system D (DOWN-DOWN stream) were investigated. Removal rate of biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), suspended solids (SS), total nitrogen (T-N) and total phosphorus (T-P) by system A (UP-UP stream) connection method in actual constructed wetlands were slightly higher than other systems. At the system A, the removal rate of BOD, COD, SS, T-N and T-P were 88, 77, 94, 54 and 94%, respectively. Under different hydroponic wastewater loading, the removal rates of pollutants were higher in the order of 75 L m<SUP>-2</SUP> day<SUP>-1</SUP> ≒ 150 L m<SUP>-2</SUP> day<SUP>-1</SUP> ?300 L m<SUP>-2</SUP> day<SUP>-1</SUP>. Therefore, optimum connection method was system A for treating hydroponic wastewater in greenhouse.
게르마늄 종류별 토양처리시 벼의 생육특성 및 게르마늄 흡수에 미치는 영향
서동철(Dong-Cheol Seo),천영석(Yeong-Seok Cheon),박성규(Seong-Kyu Park),박종환(Jong-Hwan Park),김아름(Ah-Reum Kim),이원규(Won-Gyu Lee),이성태(Seong-Tae Lee),이영한(Young-Han Lee),조주식(Ju-Sik Cho),허종수(Jong-Soo Heo) 한국토양비료학회 2010 한국토양비료학회지 Vol.43 No.2
게르마늄 토양처리시 게르마늄 종류가 벼의 생육특성 및 부위별 게르마늄 흡수에 미치는 영향을 조사하기 위해 무기게르마늄 (GeO₂)과 수도작용 액상게르마늄으로 시비를 달리하여 게르마늄 종류에 따른 벼의 생육특성, 게르마늄 종류에 따른 부위별 게르마늄 흡수 특성을 각각 조사한 결과 수도작용 액상게르마늄 처리구와 무처리구의 경우 벼에 게르마늄에 의한 독성이 거의 나타나지 않은 반면에 GeO₂ 처리구에서는 일부 벼에서 게르마늄의 독성이 나타났다. 게르마늄 종류에 따른 잎의 게르마늄 흡수량은 GeO₂ 처리구에서 평균 177.0 ㎍ m?²로 수도작용 액상게르마늄 처리구보다 약 6배 높았으나, 줄기와 뿌리의 게르마늄 흡수량은 게르마늄 종류에 따라 전반적으로 큰 차이는 없었다. 게르마늄 종류에 따른 쌀겨 중 게르마늄 함량은 GeO₂ 처리구 및 수도작용 액상게르마늄 처리구 모두 별 차이 없이 비슷한 경향이었고, 현미 중 게르마늄 함량은 GeO₂ 처리구에서 평균 40.9 ㎎ ㎏?¹으로 수도작용 액상게르마늄 처리구의 평균 31.1 ㎎ ㎏?¹보다 유의성 있게 높았다. 하지만 백미 중 게르마늄 함량은 GeO₂ 처리구에서 평균 7.9 ㎎ ㎏?¹으로 수도작용 액상게르마늄 처리구의 평균 14.3 ㎎ ㎏?¹보다 유의성 있게 낮았다. 게르마늄 종류에 따른 벼 부위별 게르마늄 흡수율은 전반적으로 잎 > 쌀겨 > 현미(백미) > 줄기 > 뿌리 순으로 잎에서 가장 높았다. 쌀의 미질은 전반적으로 게르마늄 종류에 따라 별 차이 없었으나 무처리구에 비해 약간 낮은 경향을 나타내었다. In order to obtain the basic information for agricultural utilization of germanium (Ge), the growth characteristics, Ge uptake, and grain quality of rice plant (Hopyungbyeo) were investigated under different germanium (GeO₂, and commercial Ge) treatments in paddy field. Phytotoxicity was detected in GeO₂ treatment but not in commercial Ge treatment. The grain yield was greater in the order of control treatment > commercial Ge treatment > GeO₂ treatment. The dry weight was greater in order of control treatment > GeO₂ treatment ≥ commercial Ge treatment. The Ge content of leaf in GeO₂ treatment was 6 times (177 ㎎ m?²) higher than that in commercial Ge treatment. The Ge content in rice bran was not different in GeO₂, and commercial Ge treatments. The Ge contents of brown rice in GeO₂, and commercial treatments were 40.9, and 31.1 ㎎ ㎏?¹, respectively. The Ge uptake rates in rice plant was higher in the order of leaf > rice bran > brown rice > stem > root. Under GeO₂, 15.56% of Ge absorbed into plant with 11.1% in leaf, 1.6% in stem, 0.03% in root, 2.2% in rice bran and 0.73% in brown rice. Under commercial Ge treatment, 5.19% of Ge absorbed into plant with 1.8% in leaf, 0.46% in stem, 0,01% in root, 2.2% in rice bran, and 0.71% in brown rice. Based on these results, the Ge contents in polished rice in commercial Ge treatment were higher than those in GeO₂ treatment. However, the Ge contents of rice grain (containing rice bran and polished rice) in GeO₂ treatment were higher than those in commercial Ge treatment.
서동철(Dong-Cheol Seo) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
최근 국내 순배출량이 0이 되는 2050 탄소중립 시나리오 2개 안이 최종 제시었으며, 하나는 화력발전 전면 중단 등 배출 자체를 최대한 줄이는 A안이며, 다른 하나는 액화천연가스(LNG) 발전이 잔존하는 대신 탄소포집·이용·저장기술 등 온실가스 제거기술을 적극 활용하는 B안이다. 특히 농축수산 부문은 저탄소 영농법 확대, 폐기물 부문은 폐기물 감량 및 재활용 확대와, 바이오가스의 에너지 활용 등으로 온실가스를 최대한 감축할 계획으로 알려졌지만, 농축수산 부문의 감축량은 2018년 2,470만톤에서 2030년 1,710만톤, 2050년 1,540만톤을 배출하는 것으로 계획되어 타 분야에 비해 감축속도가 빠르지 않다. 이러한 탄소중립실현을 위해 최근 탄소 네가티브를 위한 다양한 기술이 이슈화되고 있으며, 농축수산 부분에서 저탄소 영농법과 폐기물 감량 및 재활용 확대가 가능한 바이오차의 활용이 다양하게 제시되고 있다. 본 연구진은 폐기물을 재활용하여 농업적으로 활용하기 위한 바이오차 연구를 수십 년간 진행하면서, 최근 노후화된 화력발전소(한국남동발전㈜)가 바이오매스 전소발전소로 전환되면서 발생하는 폐기물인 저회(bottom ash)를 국내 최초로 바이오차로 규명하고 작물생육 및 토양개량효과를 제시하여, 2021년에 바이오차가 비료공정 규격에 등록되었다. 최근 본 연구진에 의해 바이오매스 전소발전소에서 에너지를 생산한 후 배출되는 바이오차는 균질성과 경제성이 입증되었고, 600℃이상의 고온바이오차로 규명되었다. 현재 농업·농촌 자발적 온실가스 감축사업과 바이오숯을 활용한 저탄소 농업기술 확산 시범사업을 통해 농가에 확대 보급하고 있다. 또 다른 농축산분야 폐기물인 살처분가축과 폐사 가축사체는 매몰 후 완전분해하는데 10년 이상의 장시간이 소요될 뿐만 아니라 완전분해가 사실상 불가능한 경우가 대부분으로 현재 대부분의 가축매몰지로 인한 환경오염문제가 심각한 실정이다. 이에 매몰지내 사체나 폐사체를 이용한 재활용 및 자원화가 시도되고 있으며, 본 연구진은 이들 폐사체를 활용한 동물 바이오매스 유래 바이오차를 제조하였다. 동물 바이오매스 유래 바이오차는 식물 바이오매스 유래 바이오차와 달리 독특한 물리화학적 특성가지고 있어 이를 활용한 고기능성 토양개량제를 개발하였다. 특히, 개발된 동물 바이오매스 유래 바이오차는 작물생육증진, 토양개량효과 및 오염물질 흡착 등 다양한 분야에 적용하여 고기능성 제품을 개발할 수 있을 것으로 판단된다. 이상의 다양한 바이오차들을 이용한 탄소 네거티브 기술을 농업에 확대 적용한다면 농축수산 부분 감축량을 달성할 수 있을 것으로 기대된다.