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영산강ㆍ섬진강 유역을 대상으로 한 기존 논 오염부하 산정식 검증
곽진협 ( Kwak Jin Hyeob ),정재운 ( Jung Jae Woon ),최우정 ( Choi Woo-jung ) 한국농공학회 2006 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2006 No.-
The equations for pollutants load estimation from paddy developed by the Ministry of Environment in 1995 were tested with the data (T-N, T-P, CODMn, and SS) collected from Youngsan and Sumjin river watershed, and improvement measures were suggested. Overall, the simulated values showed differences from the measured values except for T-P according to the statistical analyses (RMSE, root mean square error; RMAE, root mean absolute error; RB, relative bias; EI, efficiency index). Such difference was assumed due to the fact that the equations use hydrologic factors (associated with precipitation and run-off) but do not include water quality factor as variables. In addition, in terms of accessibility of the equations, some variables in the equations such as run-off depth and run-off amount which can not be obtained from the exist database but obtained by real measurements need to be replaced with other variables.
산림 생태 시료의 화학 지표를 이용한 오염 지역과 비오염 지역 대기질 평가
곽진협 ( Kwak Jin Hyeob ),임상선 ( Lim Sang Sun ),박현정 ( Park Hyun Jung ),이선일 ( Lee Sun Il ),이동석 ( Lee Dong Suk ),최우정 ( Choi Woo Jung ) 한국농공학회 2008 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2008 No.-
Carbon isotope ratio (<sup>13</sup>C/<sup>12</sup>C, δ<sup>13</sup>C), nitrogen isotope ratio (<sup>15</sup>N/<sup>14</sup>N, δ<sup>15</sup>N), N concentration, and Ca/Al of forest samples (leaf, bark, litter and organic soil) can be used in identification of the impact of atmospheric pollution caused by fossil fuel consumption on forest ecosystems. For example, emission of <sup>13</sup>C-depleted CO<sub>2</sub> from fossil fuel consumption can decrease δ<sup>13</sup>C of forest sample. Nitrogen compounds (NO<sub>x</sub> or NH<sub>3</sub>) that are co-emitted with CO<sub>2</sub> may increase N concentration but decrease δ<sup>15</sup>N of forest samples as their δ<sup>15</sup>N are lower than soil N. In addition, acid rain may cause soil acidification, leading to leaching of Ca and solubilization of Al. In this study, we collected forest samples from red pine (Pinus densiflora Sieb. et Zucc.) stands in polluted (Yeosu) and unpolluted (Jangsung) areas in Chonnam province to test if these chemical indices are different between the areas. All the samples from the polluted area showed significantly lower δ<sup>13</sup>C (-30.8~-28.4‰) than those from unpolluted area (-28.9~-27.3‰). The δ<sup>15</sup>N of forest samples were also lower in the polluted than in the unpolluted area by 0.8~2.9‰. On the other hand, N concentration was not significantly different between the areas. Significantly lower Ca/Al was observed in the polluted area as compared with the unpolluted area. Our results suggest that δ<sup>13</sup>C, δ<sup>15</sup>N, and Ca/Al of forest samples could be used as chemical proxies for the effect of atmospheric pollution such as acid rain on forest ecosystems.
Isotope Ratio of Mineral N in Pinus Densiflora Forest Soils in Rural and Industrial Areas
Jin-Hyeob Kwak(곽진협),Sang-Sun Lim(임상선),Hyun-Jung Park(박현정),Sun-Il Lee(이선일),Dong-Suk Lee(이동석),Kye-Han Lee(이계한),Gwang-Hyun Han(한광현),Hee-Myong Ro(노희명),Sang-Mo Lee(이상모),Woo-Jung Choi(최우정) 한국토양비료학회 2009 한국토양비료학회지 Vol.42 No.1
질소동위원소비(δ15N)가 낮은 대기질소 강하물의 유입에 의해 산림 생태계 내 다양한 시료(나이테, 엽, 토양)의δ15N 값이 낮아지는 것으로 보고되고 있다. 하지만, 토양 미생물과 식물이 쉽게 이용할 수 있는 토양 무기태 질소의 δ15N에 대한 연구는 진행된 바 없다. 본 연구는 대기질소 강하물이 상대적으로 적은 농촌지역과 많은 공 업지역에 위치한 적송 산림지역의 유기토양층과 무기토양층(0~20 cm와 20~40 cm) 중 NH4 +과 NO3-의 δ15N 값을 분석하여 두 지역간의 차이를 조사하였으며, 이들 δ15N 값을 근거로 조사 지역의 질소손실 민감성을 평가하였다. 농촌지역과 공업지역에서 NH4+의 δ15N 값은 각각 +8.9 ~ +24.8‰과 +4.4 ~ +13.8‰로 분포하였다. 유기토양층과 무기토양층(0~20 cm)에서 두 지역간 NH4+의 δ15N값 차이가 나타났는데, 공업지역에서 각각+4.4‰과 +13.8‰이었고, 농촌지역에서는 각각 +8.9‰과 +24.3‰로 공업지역에서 더 낮은 δ15N 값이 나타났다. 이는 공업지역에서 δ15N값이 낮은 대기 유래 NH4+ 유입량이 더 많았음을 의미한다. 한편, NO3-의 δ15N 값은 지역간 차이가 없었는데, 이는 NO3-가 용탈과 탈질 등에 의해 쉽게 손실되는 과정에서 수반되는 질소동위원소 분할 효과에 의해 강하물에서 유래된 NO3-의 δ15N 기여도가 낮아지기 때문으로 판단된다. 본 연구에서 관측된 무기태 질소의 δ15N 값은 다른 지역에서 조사된 NH4+(-10.9 ~ +15.6‰)과 NO3-(-14.8 ~ +5.6‰)의 δ15N 값보다 매우 높은데, 이는 본 연구지역에서 토양 질소 손실 가능성이 높음을 보여준다. 이상의 연구 결과에 의하면 산림토양의 무기태 질소 중 NO3-보다 NH4+이 질소공급원(대기 질소 강하)에 대한 δ15N 정보를 보다 잘 반영하는 것으로 판단된다. Deposition of atmospheric N that is depleted in <SUP>15</SUP>N has shown to decrease N isotope ratio (<SUP>15</SUP>N/<SUP>14</SUP>N,expressed as δ<SUP>15</SUP>N) of forest samples such as tree rings, foliage, and total soil-N. However, its effect on δ<SUP>15</SUP>N of mineral soil-N which is biologically active N pool has never been tested. In this study, δ<SUP>15</SUP>N of mineral N(NH4<SUP>+</SUP> and NO3<SUP>-</SUP>) in forest soils from organic and two depths of mineral soil layers (0 to 20 cm and 20 to 40cm depth) of Pinus densiflora stands located at two distinct areas (rural and industrial areas) in southern Korea was analyzed to investigate if there is any difference in δ<SUP>15</SUP>N of mineral N between these areas. We also evaluated potential N loss of the study sites using δ<SUP>15</SUP>N of mineral N. Across the soil layers, the δ<SUP>15</SUP>N of NH4<SUP>+</SUP> ranged from +8.9 to +24.8‰ in the rural area and from +4.4 to +13.8‰ in the industrial area. Soils from organic layer (+4.4‰) and mineral layer between 0 and 20 cm (+13.8‰) of industrial area showed significantly lower δ<SUP>15</SUP>N of NH4<SUP>+</SUP> than those of rural area (+8.9 and +24.3‰, respectively), probably indicating the greater contribution of <SUP>15</SUP>N-depleted NH4<SUP>+</SUP> from atmospheric deposition to forest in the industrial area than in the rural area. Meanwhile, δ<SUP>15</SUP>N of NO3<SUP>-</SUP> was not different between the rural and industrial areas, probably because δ<SUP>15</SUP>N of NO3<SUP>-</SUP> is more likely to be altered by the N loss that causes <SUP>15</SUP>N enrichment of the remaining soil N pool. Compared with the δ<SUP>15</SUP>N of soil mineral N reported by other studies (from -10.9 to +15.6‰ for NH4<SUP>+</SUP> and -14.8 to +5.6‰ for NO3<SUP>-</SUP>), the δ<SUP>15</SUP>N observed in our study was substantially high, suggesting that the study sites are more subject to the N loss. It was concluded that NH4<SUP>+</SUP> rather than NO3<SUP>-</SUP> can conserve the δ<SUP>15</SUP>N signature of atmospheric N deposition in forest ecosystems.
퇴비 혼합 시용에 의한 요소의 암모니아 휘산 증가 가능성
곽진협 ( Kwak Jin Hyeob ),최우정 ( Choi Woo Jung ),임상선 ( Lim Sang Sun ),정재운 ( Jung Jae Woon ),오승규 ( Oh Seung Kyu ) 한국농공학회 2007 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2007 No.-
Application of compost based on crop P requirement supplemented with synthetic fertilizer N can reduce soil P accumulation and is thus considered an environment-friendly way of using the compost. In the soil, urea is quickly hydrolyzed by urease to NH<sub>3</sub>, which can be lost via volatilization. In this study, we investigated NH<sub>3</sub> volatilization from urea co-applied with compost as affected by urea-N application rate and urease activity of compost to help design fertilization strategies that can minimize N loss via NH3 volatilization under the co-application conditions. Eight treatments combining two composts with different urease activities (coded as CL: compost with low urease activity, 257 ㎍ g<sup>-1</sup>, and CH: compost with high urease activity, 8625 ㎍ g<sup>-1</sup>) and three levels (coded as U1, U2, and U3) of urea application were laid out in a completely randomized factorial design with triplicates. Co-application of compost with a high urease activity enhanced NH<sub>3</sub> volatilization not only from co-applied urea but also from compost or soil N. Our results suggest that co-application of compost with a high urease activity can increase NH<sub>3</sub> volatilization from urea. Therefore, it is suggested that using urea at a low rate and compost with a low urease activity can minimize NH<sub>3</sub> volatilization loss when they are co-applied. Application of compost as a basal fertilizer followed by a delayed fertilization of urea (as additional N input) would be a better alternative.
새만금 간척지 내 동계 사료작물 재배에 따른 미세먼지 저감 효과
곽진협 ( Jin-hyeob Kwak ),채재석 ( Jae-seok Chae ),양정원 ( Jeong-won Yang ),이가현 ( Ga-hyeon Lee ),김세인 ( Se-ln Kim ),윤석인 ( Seok-ln Yun ),김기용 ( Ki-yong Kim ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-
미세먼지는 난방 및 발전을 위한 화석연료 소비가 많은 봄철 그 농도가 가장 높게 나타나며 이를 저감하기 위한 노력이 국가적으로 진행 중이다. 새만금 간척지 내 조사료 재배는 농업인 소득 증대 및 조사료 수입 감소뿐만 아니라, 작물에 의한 미세먼지 흡착으로 인한 미세먼지 농도 저감 및 토양 안정화에 의한 비산먼지 발생 저감 효과를 기대할 수 있다. 하지만 간척지 내 동계작물 재배에 따른 미세먼지 저감 효과를 규명한 연구는 현재까지 없었다. 따라서, 본 연구는 미세먼지 고농도 시즌(봄철) 동계작물(사료작물 및 초지작물) 재배에 따른 미세먼지 저감 효과를 평가하였다. 연구는 새만금 간척지 5공구 국립식량과학원 시험포 내에서 진행하였다. 간척지에서 적응이 우수하다고 평가된 톨페스큐와 이탈리안라이그라스(IRG)를 2019년 10월에 각각 0.5ha 면적에 파종하였으며, 작물이 활발하게 성장하는 2020년 4월과 5월에 미세먼지 농도 모니터링을 수행하였다. 미세먼지 농도 측정은 SENSIRION SEK-SPS30 미세먼지 농도 측정 센서를 20지점(작물 포장 내 작 물별 3 지점, 포장 외부 작물별 6 지점, 나대지(대조구) 2지점)에 두 높이(지표로부터 1m와 2m)에 설치(총 40개 센서)하여 측정하였다. 미세먼지 농도 데이터는 100 초 간격으로 저장되었으며, 시간별 평균값을 이용하여 미세먼지 저감 효과를 평가하였다. 작물 생육 초기인 4월 16일 미세먼지 농도는 처리구 및 측정 높이의 영향을 받지 않았다. 하지만 작물이 왕성하게 성장하는 시기인 5월 12-13일과 수확 직전인 5월 20-21일에는 측정 높이 1m에서 IRG에 의해 미세먼지 농도가 모든 측정 시간에 감소하였다. 하지만 톨페스큐에 의한 미세먼지 농도 저감 효과는 없었다. 이는 IRG 엽면적이 톨페스큐에 비해 넓고 미세먼지가 IRG 엽에 흡착되어 농도가 감소하였기 때문으로 판단되며, 작물 생육에 따라 토양이 안정화되어 비산먼지 발생이 감소하였을 것으로 판단된다. 측정 높이 2m에서는 처리구와 상관없이 농도 차이가 없었는데, 이는 작물과 근접한 지점에서만 작물에 의한 미세먼지 농도 저감 효과가 있음을 의미한다. 본 연구에서 새만금 간척지 내 동계작물 재배에 따른 미세먼지 저감 효과가 규명되었으며, 미세먼지 저감 기작은 미세먼지 포집 후 처리구에 따른 성분 분석을 통해 밝힐 수 있을 것으로 판단된다.