시비방법별 벼 재배에 따른 전과정평가 방법을 적용한 환경영향 평가

신중두,임동규,김건엽,박문희,고문환,엄기철 한국환경농학회 2003 한국환경농학회지 Vol.22 No.1

Consoli가 설명한 것처럼 전과정평가의 개념 및 일반적인 정의에 따르면, 전과정평가는농업생산에 관련된 환경영향을 평가하는데 부합하는 방법이라고 생각되며, 특별히 전과정 평가방법인 Eco-indicator 95는 농업 체재에 대한 환경영향을 분석하는데 적절한 기법인 것으로 입정되었다. Eco-indicator 95 method를 이용하여 지구온난화 및 수계 부영양화와 관련된 시비체계에 따른 벼 재배에 대해 비교할만한 분석체계를 이루었다. 그렇지만 본 연구에서 전화정평가 항목에 기록된 모든 관련 정보가 환경 영향에 고려되지 않았기 때문에 Eco-indicator 95 method를 농업생산 체계에 적용할 때 몇 가지 난제에 부닥친다. Eco-indicator 95 method에 토양 및 자원의 이용과 같은 몇 몇 중요한 환경적인 문제가 포함되지 않았으며, 이 방법의 다른 문제는 환경 평가를 위하여 현장 정밀연구가 수행되지 않았다는 것이다. 그렇지만 본 연구에서 얻어진 생태지표 지수를 이용하여 벼 재배에 따른 시비방법 간의 차이점을 나타내기에 충분하다고 여겨지며, 가장 높은 생태지표 지수를 나타낸 화학비료를 시용한 구에서 가장 큰 환경영향이 관측되었고, 이러한 차이점은 주로 화학비료 투입에 의한 토양중의 높은 인산 함량의 축적 때문인 것으로 여겨진다. 분석한 시비체재는 특별히 지구온난화 보다는 수계의 부영양화의 환경적인 문제에 기여되는 것으로 나타났으므로 질소 시용비율 및 시용기술 이외에 액비 시용에 따른 양분 용탈이 수계 환경에 명확히 영향을 미치는 것으로 나타났다. The suitability of the Life Cycle Assessment (LCA) methodology to analyze'the environmental impact of rice cultivation with different fertilizing systems is investigated. The first part of an LCA is an inventory of parameters used and emissions released due to the system under investigation. In the following step, the Life Cycle Impact Assessment, the inventory data were analyzed and aggregated in order to finally get one index representing the total environmental burden. For the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) the Eco-indicator 95 method has been chosen because this is well documented and regularly applied impact assessment method. The resulting index is called Ec -Indicator value. The higher the Eco-indicator value the stronger is the total environmental impact of an analyzed few system. The rice field experiment conducted in middle parts of korea was chosen as an example for the life cycle impact analysis. In this experiment the treatments were consisted of none fertilizer plot (NF), standard fertilizer plot (SF) applied chemical fertilizers based on soil chemical analysis before rice transplan ing, and efflux fertilized plot (EF) applied with pig wastes fermented as the same rates of SF plot as basis on total nitrogen content. The obtained Eco-indicator values were clearly different among the treatments in the rice trial. The total Eco-Indicator values for SF and EF have been observed 58 and 38% relative to the NF, respectively. For all the treatments the environmental effects of eutrophication contributed most to the total Eco-indicator value. The results appeared that the LCA methodology is basically suitable to assess the environmental impact associated with different fertilizer applications for rice cultivation. A comparative analysis of the fertilizing system's contribution to global warming and eutrophication is possible.

미나리 재배에 의한 중금속 오염수의 식물정화

박종선,신중두,한성수,윤덕중 한국환경농학회 2002 한국환경농학회지 Vol.21 No.2

중금속 오염원을 제거하는 기술을 개발하고자 미나리를 도입하여 중금속 종류에 따른 적정 농도별로 중금속 흡수, 정화효율성 및 식물체내에서 중금속 축적과 이행과정을 조하하였다. 미나리를 이용한 중금속 정화효율성은 Cd의 경우 미나리 정식 6일 후 Artigicial solution 처리구와 문막 공업폐수처리구는 각각 53%, 73%의 정화효율성을 보였으며, Cu의 경우에는 각각 28%, 100%의 정화효율성을 보였다. 환경부에서 규정한 Cd의 청정지역 배출허용기준인 0.02 mg/L은 모든 처리구에서 10일 이후에 나타났으며, Cu의 기준농도인 0.5 mg/L은 Artificial solution 처리구의 경우 10일 이후, 문막 공업폐수 처리구는 3시간 이후에 나타났다. 또한 시간이 경과함에 따라 미나리내 중금속의 축적농도는 높아지는 경향을 보였으며, 처리구의 오염수 중금속 농도보다도 5~10배 이상 축적되었다. 미나리 식물체에 흡수된 중금속의 뿌리에서 지상부로의 이행율은 Artificial solution 처리구에서 Cd은 28%, 문막공업폐수 처리구에서 Cu는 28% 이행하였다. 중금속에 대한 미나리의 생육반응을 문막 공업폐수 처리를 제외한 모든 처리구에서 미나리 생장이 억제되는 결과를 보였다. 따라서 본 연구결과 미나리는 중금속 오염수의 중금속 정화를 위한 식물성화기술에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다. The removal rate of heavy metals from the wastewater, the accumulation and translocation of heavy metals in plants after transplanting, and the responses of water celery growth with different wastewater treatments were investigated to determine the potential ability of green-remedlation with hydroponic culture of water celery. The removal rate and translocation of Cd, Cu, Ni and Pb from different wastewater to plants were compared with cultivation periods after transplanting. The removal rate of heavy metals from wastewater was different with each treatment, but increased with growing periods of water celery plants. The removal rate of Cd, Cu, Ni and Pb in Artificial solution, Artificial solution+EDTA, Munmark industrical wastewater, Jungsun minewater is ranged from 22 to 73%, from 28 to 100%, from 13 to 92% and from 41 to 100% at 6 days after transplanting, respectively. The translocations of Cd, Cu, Ni and Pb from roots to shoots in Artificial solution, Artificial solution+EDTA, Munmark industrical wastewater, Jungsun minewater are ranged from 14 to 28%, 8 to 30%, from 28 to 45% and from 2 to 15% at 12 days after transplanting, respectively. In plant growth responses, it appears to be inhibited the plant growth over all treatments excepts for Munmark industrial wastewater in these growing periods. Therefore the water celery might play a useful role in phytoremediation to clean up wastewater contaminated with Cd, Cu, Ni or Pb.

환경농업 시범마을 논에서 시비에 따른 무척추동물 개체 수 변화

한민수,신중두,나영은,이남종,박문희,김세근 한국환경농학회 2002 한국환경농학회지 Vol.21 No.2

논의 관리방법에 따른 수서생물상의 변동 양상을 파악하기 위하여 종합적인 환경농업기술 시범 2개 지역의 논 및 하천에서 주기적으로 조사 분석하였다. 논에서의 수서 무척추동물의 총 개체 수는 두 지역 모두 농가관행구에 비해 화학비료 토양검정 시비구에서 62% 이상 높았고 그 다음은 두 지역에서 서로 다르게 나타나 옥천의 경우 농가관행구, 양평은 화학비료+개량재 순으로 많고, 가장 적은 처리는 무비구였다. 수서곤충의 총 개체 수는 토양검정시비구가 농가관행구 옥천 및 양평 각각 328, 45.1/L보다 56%, 69% 더 많았다. 갑각류의 총 개체수는 옥천 지역에서는 토양검정 화학비료구> 화학 비료+개량제구> 농가관행구> 무비구 순으로 많았으며, 양평에서는 화학비료+개량제구>토양검정 화학비료>무비> 농가관행구 순으로서 과다 비료시용구인 농가관행구에서 가장 적었다. 두 지역의 논관류 하천에서 서식하는 수서 무척추동물은 59과 76종이 분류되었고, 미확인종이 14종으로 조사되었으며, 특히 물방개과 중 노란테 콩알 물방개 및 땅콩 콩알 물방개가 채집되었고 양평 지역에서는 날도래 종류가 다양하게 서식하고 있는 것으로 나타났다. 하천지류별 수서 무척추동물 서식밀도는 두 지역 모두에서 상류보다는 하류에서 밀도가 높았으며, 옥천의 연평균 성적에서도 하류에서 1300/0.09 ㎡로 최상류에 비해 172% 더 많은 밀도를 나타냈다. 친환경 농업 실천 2개 지역에서의 논 서식 수서 무척추동물 개체 수 조사 결과 일반관행 농가 논 91.1/L 보다 58% 더 많았다. This study was conducted to survey and identify kinds and population of the freshwater invertebrate fauna according to the managements of paddy rice fields at Ok-Chun and Yang-Pyung. The experiment was conducted in 4 paddy plots; conventional fertilization plot (CF), fertilization by prescription with soil testing with (ST+A) or without soil amendment (ST), and no fertilization as the control. In addition, the freshwater invertebrate fauna was also surveyed at 3 sections of as upper, intermediate and down, in both Jitan and Bungsan stream. The total number of the freshwater invertebrates was higher in the order of ST>CF>ST+A>C and ST>ST+A>CF>C at Ok-Chun and Yang-Pyung, respectively. The population density of aquatic insects was higher in plots fertilized by prescription with soid testing than in the other plots at both demonstration villages. The freshwater invertebrates collected in Jitan and Bungsan stream were identified and classified into 59 families and 90 species, and their population density was highest in the downstream among.

중부지역 과수원 토양중의 중금속 함량 평가

정구복,김원일,이종식,신중두,김진호,윤순강 한국환경농학회 2004 한국환경농학회지 Vol.23 No.1

우리나라 중부지역에서 1998년 3∼5월에 과수원 토양 164지점(경기 48, 강원 36, 충북 36, 충남 44지점)을 대상으로 표토(0∼20 ㎝)와 심토(20∼40 ㎝)로 나누어 채취하여 토양내 중금 속함량과 분포특성, 총함량에 대한 침축액별 가용성 함량 비율 및 토양 이화학성과의 관계 를 비교 검토한 결과는 다음과 같다. 과수원 토양중 0.1 N-HCl 침출성 평균함량은 Cd 0.080, Cu 4.23. Pb 3.42 ㎎/㎏, 1 N-HCl 침출성 As 평규함량은 0.44 ㎎/㎏, 중금속 총함량 은 Zn 78.9, Ni 16.09 및 Hg 0.052 ㎎/㎏ 이었다. 과수원 토양내 중금속 평균함량은 우리 나 라 토양환경보전법의 토양오염 우려기준(Cd 1.5, Cu 50, Pb 100, Zn 300, Ni 40, Hg 4 ㎎/ ㎏)과 비교하여 1/25∼1/76.9 수준으로 안전하였다. 토양의 중금속 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율은 Cd 5.4∼9.2, Cu 27.9∼47.8, Pb 12.6∼21.8, Zn 15.8∼20.3, Ni 5.3∼6.3, Cr 0.7∼3.6% 이었고, 특히 0.05 M-EDTA 침출성 CU 및 Pb의 침출비율이 상대적으로 높 게 나타났다. 토양내 Cd, Pb 및 Ni의 총함량은 모래함량과 부의상관, 미사와 점토함량과는 정의 상관을 보였다. 토양의 중금속 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율은 점토함량과 는 부의 상관을 보였으며, Zn과 Ni의 함량비율은 토양 pH값, 유기물 및 유효인산 함량과 정 의 상관을 보였다. 이상의 결과에서 볼 때 과수원 토양의 중금속 함량은 토양환경보전법의 토양오염기준보다 매우 낮아 안전하였으나 영농활동에 의한 영향으로 볼 수 있는 농도수준 이 검출된 일부 토양에서 조사되었다. 따라서 최근의 친환경농업 측면으로 볼 때 영농형태 별 중금속의 분포 및 농업자재에 의한 농경지내 중금속 부하량에 근거하여 중금속 오염유무 를 평가할 수 있는 판단기준에 대한 연구가 필요하다고 생각된다. Objectives of this study were to monitor the distribution of heavy metals, to compare extractable heavy metal with total content and to investigate the relationships between soil physico-chemical properties and heavy metals in orchard soil. sampling sites were 48 in Gyeonggi, 36 in Gangwon, 36 in Chungbuk, and 44 in Chungnam. Soils were collected form two depths, 0 to 20 and 20 to 40 cm (here after referred to as upper and lower layers) from March to May in 1998. Total contents of heavy metal in soils were analyzed by ICP-OES after acid digestion (HNO₃:HCl:H₂O₂) whereas extractable contents were measured after successive extraction of 0.1 N-HCl, 0.05 M-EDTA, and 0.005 M-DTPA. Mercury was analysed by mercury atomizer. The average contents of Cd, Cu, and Pb in the extractant with 0.1 N-HCl at upper layer were 0.080, 4.23, and 3.42 ㎎/㎏, respectively. As content in the extractant with 1 N-HCl was 0.44 ㎎/㎏, and total contents of 20, Ni, and Hg were 78.9, 16.1, and 0.052 ㎎/㎏, respectively. m e ratios of concentrations of heavy metals to threshold values (Cd 1.5, Cu 50, Pb 100, Zn 300, Ni 40, Hg 4 ㎎/㎏) in soil Environmental Conservation Act in Korea (2001) were low in the range of 1/2.5-1/76.9 in orchard soils. The ratios of extractable heavy metal to total content ranged 5.4-9.21% for Cd, 27.9-47.8% for Cu, 12.6-21.8% for Pb, 15.8-203% for Zn, 5.3 -6.3% for Nii and 0.7 -3.6% for 2n, respectively. Cu and Pb contents in 0.05 M-EDTA extractable solution were higher than those in the other extractable solution. Total contents of Cd, Ni, and Ni in soils were negatively correlated with sand content, but positively correlated with silt and clay contents. Ratios of extractable heavy metal to total content were negatively correlated with clay content, but Zn and Ni contents were positively correlated with soil pH, organic matter, and available phosphorous. Therefore, the orchard soil was safe because the heavy metal contents of orchard soil were very low as compared to its threshold value in the Soil Environmental Conservation. Act However, it need to consider the input of agricultural materials to the agricultural land for farming practices for assessment of heavy metals.

Effects of digestion temperatures and loading amounts on methane production from anaerobic digestion with crop residues

Joung Du Shin,Sang Won Park,Sun-Il Lee,Hyunook Kim,Sang Ryong Lee,Myoung Suk Kim 한국탄소학회 2015 Carbon Letters Vol.16 No.4

Potential Methane Production on Anaerobic Co-digestion of Swine Manure and Food Waste

Joung Du Shin,Sang Won Park,Sang Hyoun Kim,Jack Duangmanee,Po Heng Lee,Shi Hwu Sung,Bong Hoon Lee 한국환경농학회 2008 한국환경농학회지 Vol.27 No.2

Potential Methane Production on Anaerobic Co-digestion of Swine Manure and Food Waste

Shin, Joung-Du,Park, Sang-Won,Kim, Sang-Hyoun,Duangmanee, Jack,Lee, Po-Heng,Sung, Shi-Hwu,Lee, Bong-Hoon The Korean Society of Environmental Agriculture 2008 한국환경농학회지 Vol.27 No.2

Anaerobic co-digestion of swine manure and food waste for biogas production was performed in serum bottles at various volatile solids(VS) contents and mixing ratios of two substrates(swine manure:food waste=$100:0{\sim}0:100$). Through kinetic mode of surface methodology, the methane production was fitted to a Gompertz equation. The ultimate methane production potential of swine manure alone was lower than that of food waste regardless of VS contents. However, it was appeared that maximum methane production potentials in 80 : 20 of the mixing rate at VS 3% was enhanced at 144.7%, compared to its only swine manure. The potential increased up to 815.71 ml/g VS fed as VS concentration and food composition increased up to 3.0% and 20%, respectively. The ultimate amount of methane produced had significantly a positive relationship with that of methane yield rate. Overall, it would be strongly recommended that feeding stocks use 20% of mixing ratio of food waste based on VS 3% contents when operating the anaerobic reactor on site at $35^{\circ}C$ if not have treatment of its anaerobic waste water.

Influnce of Plant Residues on Net Mineralization and Nitrification of the Selected Piedmont Soils in North Carolina

Joung-Du Shin(愼重斗) 한국토양비료학회 1997 한국토양비료학회지 Vol.30 No.1

Influences of Discharge Waters from Wastewater Treatment Plants on Rice (Oryza sativa L.) Growth and Percolation Water Salinity

Joung-Du Shin(신중두),Jong-Sik Lee(이종식),Won-Il Kim(김원일),Chang-Eun Lee(이창은),Sun-Gang Yun(윤순강),Ki-Cheol Eom(엄기철) 한국토양비료학회 2003 한국토양비료학회지 Vol.36 No.1

Influences of Chinese Cabbage Growth and Soil Salinity to Alternative Irrigation Waters

Joung-Du Shin(신중두),Sang-Won Park(박상원),Won-Il Kim(김원일),Jong-Sik Lee(이종식),Sun-Gang Yun(윤순강),Ki-Cheol Eom(엄기철) 한국토양비료학회 2007 한국토양비료학회지 Vol.40 No.1