수경재배용 배양액의 이온성분 분석을 위한 고체형 센서 모듈 개발

서지정보

· 발행기관 : 한국농업기계학회
· 수록지 정보 : Journal of Biosystems Engineering / 32권 / 5호 / 348 ~ 353페이지
· 저자명 : 김기영, 장영창, 이상봉

초록

본 연구에서는 수경재배시 양액 관리의 최적화 및 양액 남용에 따른 환경문제를 해결하고, 양액 이온성분 분석의 효율을 증대하고자, 주요 이온의 농도를 현장에서 신속하게 측정할 수 있는 이온선택성 전극센서를 이용한 검출시스템을 개발하였다. 개발된 이온선택성 이온센서와 검출시스템을 이용하여 성능평가를 수행한 결과, 각 이온센서의 전기화학적 감응특성은 각 이온 전극막 모두 결정계수 0.99 이상의 높은 선형성을 나타내었다. 검출한계는 이온에 따라 5.6×10-5 ～ 1.6×10-7 M 이고 10-1 M 까지 전극반응이 선형성을 나타내어, 일반적인 재배 양액에 포함된 대상이온들의 제어 농도범위(10-4～10-3 M)를 충분히 포함하였다. 이온선택성 막의 분석이온 및 방해이온에 대한 선택성계수를 분석한 결과 K+ 이온센서는 NH4+ 이온, NH4+ 이온센서는 Ca2+ 이온, 그리고 NO3- 이온센서는 NO2-이온과 Br- 이온이 다량 들어있을 때 측정에 영향을 받는 것으로 나타났다. 배양액을 이용하여 표준물 첨가법으로 ISE 센서모듈의 측정성능을 분석한 결과 각 이온센서 모두 우수한 반복성을 나타냈으며, K+, Ca2+, NO3- 이온센서는 5% 이내의 높은 측정 정확성을 나타내었다. NH4+ 이온센서의 경우도 다른 이온과 비교하여 배양액내에 상대적으로 낮은 농도로 존재한다는 점을 감안한다면 검출시스템은 비교적 정확하게 이온농도를 측정하였다. 전극센서의 내구성을 조사하기 위하여 ISE센서로 이온농도를 측정한 다음 동일 센서로 15일 후 재측정 했을 때 시간경과에 따라 5% 내외의 작은 신호차이가 발생하여, 그 기간 내에 동일센서로 여러 번의 측정이 가능한 것으로 판단되었다.

참고자료

· 없음