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곽진협,Woo-Jung Choi,이광승,임상선,Miwa Matsushima,이계한,이상모,최우정 한국응용생명화학회 2013 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.56 No.5
Historical growth response of Quercus variabilis,which is the most important deciduous timber species in Korea,was investigated using the width and C isotope ratio (13C/12C denoted as δ13C) of the annual ring from 1975 to 2007. Tree disks were collected from three Q. variabilis trees with different growth statuses from a site in the Mt. Naejang area, and analyzed for annual ring width and δ13C. Basal area increment (BAI) of the annual ring was calculated from the width data, and carbon isotope discrimination (Δ) was calculated using δ13C. The intercorrelations among BAI, Δ, and environmental variables were explored. The BAI was positively (p <0.001) correlated with atmospheric CO2 concentration ([CO2]), reflecting increased net photosynthesis with [CO2], whereas the negative correlations of BAI with either NO2 (p <0.05) or O3 (p <0.05) concentrations suggested that atmospheric pollution might have restricted tree growth to some degree. The Δ was positively correlated with both temperature (p <0.05) and [CO2] (p <0.001), and BAI was also positively correlated with Δ (p <0.001). However, precipitation was correlated with neither BAI nor Δ, indicating that the precipitation amount is sufficient for tree growth in the study site. Such relationships suggest that stomatal rather than non-stomatal control is the predominant mechanism of photosynthetic acclimation of Q. variabilis under changing environmental conditions in the study site where water availability is not limited.
바이오차의 원료, 온도, 스팀 활성화가 바이오차 성질과 납 흡착능에 미치는 영향
곽진협,( Md Shahinoor Islam ),( Siyuan Wang ),( Selamawit Ashagre Messele ),( M. Anne Naeth ),( Mohamed Gamal El-din ),( Scott X. Chang ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-
바이오차(biochar)는 폐수 내 중금속 및 유기 오염물질을 제거할 수 있는 물질로 각광을 받고 있다. 하지만 바이오차 생성 조건에 따른 성질 변화와 그에 따른 폐수 내 중금속 제거능에 대한 연구는 미비하였다. 본 연구는 바이오차의 원료, 열분해 온도, 그리고 스팀 활성화가 바이오차의 물리적, 화학적 성질과 납 흡착능에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 톱밥, 카놀라 짚, 밀짚, 그리고 축산 분뇨 펠렛을 이용하여 300, 500, 700 ℃에서 스팀 활성화가 있거나 없는 조건에서 바이오차를 제조하였다. 열분해 온도가 증가함에 따라 바이오차 pH, 표면적, 그리고 탄소 함량이 증가하였으며, 산소 및 수소 함량 그리고 작용기가 감소하였다. 스팀 활성화는 바이오차의 표면적은 증가시켰지만 다른 성질에는 영향을 미치지 않았다. 스팀 활성화를 시키지 않은 바이오차 중 카놀라와 밀짚을 700 ℃에서 생성하였을 때 납 흡착능이 최대였다. 또한 열분해 온도가 증가함에 따라 납 흡착능이 증가하였는데, 이는 바이오차 pH, 에쉬함량 및 표면적이 증가하면서 침전, 이온 교환, 내권복합화가 증가하였기 때문으로 판단된다. 스팀 활성화에 의해 납 흡착능이 증가하였는데, 이는 바이오차의 표면적이 증가하였기 때문이다. 납 흡착은 2차 동역학 모델을 따랐다. 연구 결과 폐수 정화를 위해 지역 농업과 임업에서 발생하는 부산물을 이용하여 바이오차를 제조할 수 있으며 생성 조건에 따라 최적의 바이오차를 생성할 수 있을 것으로 판단된다.
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.
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.
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.
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.