선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이러한 특성으로 전기동력학적 기술을 염류 직접 토양 처리에 적용할 경우 질산성 질소는 수 시간 내에 대부분 제거되나, 황산염은 토양에 계속 잔류하게 된다. 본 연구는 질산염과 황산염이 동시에 집적된 실제 비닐하우스 염류집적 토양을 활용하여 전기동력학적 기술을 적용할 때 각 염류의 이동 특성을 평가하고자 진행하였다. 특히 처리기간에 따라 토양에 존재하는 양이온과 음이온의 이동특성을 평가하여 전기동력학적 공정의 현장 적용성을 평가하였다.
제안 방법
- NO3−와 SO42−가 집적된 염류토양을 정화하기 위해 전기 동역학적 정화공법을 이용하여 1 V/cm의 정전압으로 4일, 6일, 8일동안 진행하였으며, 실험 종료 후 토양 구간별 염의 농도는 전반적으로 음이온은 양극으로 양이온은 음극으로 이동하여 축척되는 경향을 보였다(Fig. 4).
- 토양오염공정시험기준에 따라 토양 10 g(건조중량)에 50 ml의 증류수를 가하여 실온에서 1시간 동안 진탕한 후 5B 여과지로 여과하여 그 여과액으로 pH 및 EC를 측정하였다. pH와 EC는 pH/ISE meter(Istek 735K, Korea)와conductivity meter(Istek, 455C, Korea)를 이용하여 분석하였고, EC의 계산은 분석기기에 나타난 수치에서 물/토양의 비율을 곱해 주었다. 가용성 음이온을 측정하기 위하여 물 : 토양 =1:5로 하여 1시간동안 진탕한 후 여과하여 그 여과액으로 IC(Ion chromatography, Futecs, Korea)를 이용하여 분석하였다.
- pH와 EC는 pH/ISE meter(Istek 735K, Korea)와conductivity meter(Istek, 455C, Korea)를 이용하여 분석하였고, EC의 계산은 분석기기에 나타난 수치에서 물/토양의 비율을 곱해 주었다. 가용성 음이온을 측정하기 위하여 물 : 토양 =1:5로 하여 1시간동안 진탕한 후 여과하여 그 여과액으로 IC(Ion chromatography, Futecs, Korea)를 이용하여 분석하였다. 또한 치환성 양이온의 추출은 1 N NH4OAc(CH3COONH4)을 사용하였다.
- 1). 수위 차에 의한 영향을 최소화하기 위하여 반응기의 수평을 맞춘 후 백금이 코팅된 티타늄 양극전극과 흑연 음극전극을 직류전원공급기(0-60 V, 0-1.5 A)에 연결하여 전기동역학적 정화 실험을 수행하였다. 전압경사를 1 V/cm로 적용하였으며, 실험이 진행되는 동안 전류변화를 측정하고 양극순환수와 EOF를 채취하여 0~4℃ 냉암소에서 보존하고 시간에 따른 농도변화를 알아보았다.
- 전압경사를 1 V/cm로 적용하였으며, 실험이 진행되는 동안 전류변화를 측정하고 양극순환수와 EOF를 채취하여 0~4℃ 냉암소에서 보존하고 시간에 따른 농도변화를 알아보았다. 실험은 4, 6, 8일간 지속하였으며, 실험 종료 후, 토양 chamber의 토양을 균등하게 10등분하여 수분함량, pH, EC, 양이온과 음이온의 농도를 측정하였으며, 양극순환수와 EOF 용액의 pH, EC, 이온의 농도를 분석하였다.
- 또한 치환성 양이온의 추출은 1 N NH4OAc(CH3COONH4)을 사용하였다. 이 용액을 CH3COOH와 NH4OH를 이용하여 pH를 7로 조절한 용액 50 mL와 토양 5 g(건조중량)을 섞어 30분 동안 진탕시킨 후 여과시킨 여과액을 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy, Agilent, USA)를 활용하여 치환성 양이온을 분석하였다.
- 5 A)에 연결하여 전기동역학적 정화 실험을 수행하였다. 전압경사를 1 V/cm로 적용하였으며, 실험이 진행되는 동안 전류변화를 측정하고 양극순환수와 EOF를 채취하여 0~4℃ 냉암소에서 보존하고 시간에 따른 농도변화를 알아보았다. 실험은 4, 6, 8일간 지속하였으며, 실험 종료 후, 토양 chamber의 토양을 균등하게 10등분하여 수분함량, pH, EC, 양이온과 음이온의 농도를 측정하였으며, 양극순환수와 EOF 용액의 pH, EC, 이온의 농도를 분석하였다.
- 질산염과 황산염이 복합적으로 집적된 실제 시설재배지 염류토양을 대상으로 전기동력학적 정화 기술 적용시 각 염류의 이동특성을 평가하였다. 질산성 질소와 염소의 경우에는 대부분을 제거할 수 있었으나, 황산염의 경우에는 8일 동안 처리하여도 제거율은 20% 미만이었다.
- 실험에 사용한 반응기는 크기 W 4 × H 4 × L 20 cm의 토양 chamber에 수돗물로 수분함량을 약 30%로 조절한 염류토양을 압밀하였고 전극은 토양 양 끝에 위치한 W 4 × H 4 × L 5 cm의 chamber에 설치하였다. 토양 chamber와 전극 chamber의 경계에는 순환수와 전기삼투 흐름(Electroosmotic flow, EOF)이 가능하도록 여러 개의 작은 구멍을 뚫고 토양의 유실을 방지하고자 거름종이를 중간에 넣어주었다. 양극 chamber에 순환펌프를 이용하여 수돗물 1L를 일정한 속도로 순환시켜 주었고, EOF가 발생하면 넘쳐흐를 수 있게 설계된 음극 chamber에는 약 65 mL의 수돗물을 채웠다(Fig.
- 본 연구에서 사용한 토양은 105℃에서 5시간 이상 건조시켜 체로 걸음하여 2 mm 이하의 것을 사용하였다. 토양오염공정시험기준에 따라 토양 10 g(건조중량)에 50 ml의 증류수를 가하여 실온에서 1시간 동안 진탕한 후 5B 여과지로 여과하여 그 여과액으로 pH 및 EC를 측정하였다. pH와 EC는 pH/ISE meter(Istek 735K, Korea)와conductivity meter(Istek, 455C, Korea)를 이용하여 분석하였고, EC의 계산은 분석기기에 나타난 수치에서 물/토양의 비율을 곱해 주었다.
- 본 연구는 질산염과 황산염이 동시에 집적된 실제 비닐하우스 염류집적 토양을 활용하여 전기동력학적 기술을 적용할 때 각 염류의 이동 특성을 평가하고자 진행하였다. 특히 처리기간에 따라 토양에 존재하는 양이온과 음이온의 이동특성을 평가하여 전기동력학적 공정의 현장 적용성을 평가하였다.
대상 데이터
- 가용성 음이온을 측정하기 위하여 물 : 토양 =1:5로 하여 1시간동안 진탕한 후 여과하여 그 여과액으로 IC(Ion chromatography, Futecs, Korea)를 이용하여 분석하였다. 또한 치환성 양이온의 추출은 1 N NH4OAc(CH3COONH4)을 사용하였다. 이 용액을 CH3COOH와 NH4OH를 이용하여 pH를 7로 조절한 용액 50 mL와 토양 5 g(건조중량)을 섞어 30분 동안 진탕시킨 후 여과시킨 여과액을 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy, Agilent, USA)를 활용하여 치환성 양이온을 분석하였다.
- 8 dS/m에 달하였다(Table 1). 본 연구에 사용한 염류토양은 모래성분이 50%이상 존재한 사양토로 분류되었다. 초기 토양의 pH는 6.
- 본 연구에서 사용한 경북 구미지역의 비닐하우스에서 채취한 토양에는 NO3−, SO42−와 K+이 주로 존재하였다.
- 본 연구에서 사용한 토양은 105℃에서 5시간 이상 건조시켜 체로 걸음하여 2 mm 이하의 것을 사용하였다. 토양오염공정시험기준에 따라 토양 10 g(건조중량)에 50 ml의 증류수를 가하여 실온에서 1시간 동안 진탕한 후 5B 여과지로 여과하여 그 여과액으로 pH 및 EC를 측정하였다.
- 실험에 사용한 반응기는 크기 W 4 × H 4 × L 20 cm의 토양 chamber에 수돗물로 수분함량을 약 30%로 조절한 염류토양을 압밀하였고 전극은 토양 양 끝에 위치한 W 4 × H 4 × L 5 cm의 chamber에 설치하였다.
- 토양 chamber와 전극 chamber의 경계에는 순환수와 전기삼투 흐름(Electroosmotic flow, EOF)이 가능하도록 여러 개의 작은 구멍을 뚫고 토양의 유실을 방지하고자 거름종이를 중간에 넣어주었다. 양극 chamber에 순환펌프를 이용하여 수돗물 1L를 일정한 속도로 순환시켜 주었고, EOF가 발생하면 넘쳐흐를 수 있게 설계된 음극 chamber에는 약 65 mL의 수돗물을 채웠다(Fig. 1). 수위 차에 의한 영향을 최소화하기 위하여 반응기의 수평을 맞춘 후 백금이 코팅된 티타늄 양극전극과 흑연 음극전극을 직류전원공급기(0-60 V, 0-1.
성능/효과
- 실험 종료 후 토양의 pH는 양극의 pH는 낮고 음극의 pH는 높은 전형적인 전기 동역학적 정화 실험 적용 후의 양상을 나타내었다(Fig. 3). 양극에서 물의 전기분해 반응으로 H+ 이온이 생성되고, H+는 전기이동에 의해 음극으로 이동하게 된다.
- 질산염과 황산염이 복합적으로 집적된 실제 시설재배지 염류토양을 대상으로 전기동력학적 정화 기술 적용시 각 염류의 이동특성을 평가하였다. 질산성 질소와 염소의 경우에는 대부분을 제거할 수 있었으나, 황산염의 경우에는 8일 동안 처리하여도 제거율은 20% 미만이었다. 그러나,토양의 전기전도도는 초기 대비 60% 이상 감소하는 결과를 얻었다.
- 2가 양이온인 Ca와 Mg는 양극에서 음극으로 이동하여 음극 근처에서 축적되는 경향을 보였으나, 1가 양이온은 높은 용해도로 인해 대부분 처리되었다. 처리 후 토양의 전기전도도는 잔류하는 염류 중에 가장 농도가 높은 황산염의 영향을 받았으며, 전력 소모량과 염류의 제거량을 고려할 경우 장기간 처리보다 단기간 처리가 효율적으로 판단된다. 또한 다른 염류에 비하여 황산염은 작물의 생장저해를 유발하는 정도가 낮기 때문에, 전기동력학적 공정이 복합 염류로 오염된 토양에 효율적으로 적용할 것으로 사료된다.
후속연구
- 처리 후 토양의 전기전도도는 잔류하는 염류 중에 가장 농도가 높은 황산염의 영향을 받았으며, 전력 소모량과 염류의 제거량을 고려할 경우 장기간 처리보다 단기간 처리가 효율적으로 판단된다. 또한 다른 염류에 비하여 황산염은 작물의 생장저해를 유발하는 정도가 낮기 때문에, 전기동력학적 공정이 복합 염류로 오염된 토양에 효율적으로 적용할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.