nightree 스토어

nightree

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

10개
전체 판매량

100개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A+
자료문의 응답률

-

전체자료 10개

농업환경학 중간고사

농업환경농업환경이란?농업이 이루어지는 생산의 장이자, 산업환경과 자연환경의 환경적 충격을 완화하여 자연환경을 유지시키는 역할을 하는 공간이다.농업환경이 환경에 미치는 영향순기능대기 중의 온실가스인 이산화탄소를 흡수하고, 아황산가스, 아질산가스를 흡수하는 대기정화작용여름철 일조량의 증가로 인한 기온상승의 억제 및 습도조절(논의 물 증발 등)하절기의 집중호우로 인한 홍수방지논의 관개수로 인한 수자원 증대 및 수질개선효과밭의 적절한 관리에 의한 토양유실의 방지토양의 오염물질 정화미풍양속, 전통계승 및 심리적 안정감역기능농경지의 확장 및 저수지, 댐의 축조를 위해 자연생태계 파괴고랭지 지역의 식생단순화로 인한 토양유실농약 및 비료의 과다사용으로 인한 생물다양성 감소 및 병충해의 내성 강화선택적, 인위적 생태계 조절로 인한 생태계 평형의 붕괴우리나라의 농경지산업화로 인한 도시로의 인구집중, 확장으로 인해 농경지의 면적이 감소, 동시에 식량자급률도 30%이하로 떨어지는 추세이다. 이는 식량의 수입에 의존하는 구조로의 문제와 자연과 도시환경의 완충역할이던 농경지가 감소되면서 자연환경의 훼손이 늘어나 이에 대한 세심한 검토가 필요하다.토양상태 ? 화강암과 화강편마암을 모재로 형성된 토양이므로 산성을 띠며, 유기물 함량은 2%정도로 이상적 함유량인 5%에 반도 못 미치는 양이고, 토양이 산성이므로 교환성 염류의 양도 상당히 낮은 편에 속한다.농업환경과 생태계의 개념생태계란?무기적 환경과 생물 공동체가 종합, 복합적으로 결합된 물질계 또는 기능계를 말한다. 비 생물적 요소는 기상현상이나 자연현상을 통해 물질을 교환하고, 생물체들은 먹이사슬을 통해 물질순환을 하며 생태계의 균형을 유지한다.생태계는 그 크기에 따라 나뉘는데, 이를 조직화 단계라 한다.개체 ? 단일 개체개체군 ? 같은 종의 집단군집 ? 여러 종의 생물들이 모인 집단생태계 ? 비 생물적 요소 포함부문자연생태계농업생태계종류산림, 해양, 호수 등논, 밭, 초지, 축사, 방목지 등생물●생물적 다양성 유지●생태계가 극상으로 자원 유입보단 자급자족을, 기존에 사용했던 필요에 의한 생물종의 선택보다는 생물적 다양성을 유지해야 된다. 또한, 이를 실현 가능하도록 농업적 지식, 기술이 투입 가능하게 보장하여야 함은 필수다.그렇다면 왜 이런 지속적 농업으로의 전환을 해야 하는 것일까? 바로 기존 재래식 농업의 취약점이 현저히 드러나기 시작했기 때문이다.그 문제는,사용되는 에너지 및 비용이 증가하면서 수확량은 증가했지만 품질에 한계가 오기 시작하여 이익이 감소하고, 시행 가능한 새 영농법의 개발과 소비자, 생산자들 간에 환경의 중요성이 대두되면서 기존의 재래식으로 재배되던 농산물보다는 지속가능한 농업으로 재배한 농산물이 각광을 받으며 강력한 시장이 형성되어 기존 농산물의 가치가 급락했기 때문이다.따라서, 기존의 재래 농업의 몇 가지 문제점을 보충하여 지속적 농업생태계에 가까운 농업생태계를 만들어 내어야 할 필요가 있다.즉, 기존의 고에너지 고비용 투입형 농업에서 저에너지 저비용 투입 농업인 LISA(Low Input Sustainable Agriculture)을 지향해야 된다는 뜻이다. 이의 기본적 원리는 일정 생산량을 목표로 하여 작물의 총 영양소 요구량을 책정하고, 토양검정을 통해 적절한 시비와 영양소 관리를 통해 생산성을 높여 소득을 극대화 하면서 환경을 보전하는 것이다.농업의 다원적 기능다원적 기능이란 무엇일까? 바로 본래의 목적과 같이 오는 부수적인 기능을 말한다. 즉, 농업의 본질적인 기능인 식량생산 이외에 공기정화, 홍수방지, 토양유실방지, 경관 및 자연보호 등의 기능을 총체적으로 지칭하는 것으로, 최근 농업정책을 논할 때 빠질 수 없는 주제가 되고 있다.최근 WTO의 출범으로 인한 값싼 농산물이 쏟아져 들어오면서, 농업이 많이 축소되고 이에 따라 식량자급률이 감소, 동시에 다원적 기능이 감소하였다.또한, 농업이 다원적 기능을 가진다는 사실에 농업에 대한 시각이 많이 달라진지라, 농업문제는 시장원리만으로 해결될 수 없으며, 정부의 적절한 개입이 필요하다.농업다원기능의 본질농업 입자의 혼합물로 이루어진 고상, 액상, 기상을 포함한 3계이다. 물과 대기환경의 중간 위치에서 조화를 이루어 환경의 총체적 균형을 유지하는 완충역할을 수행한다. 토양은 식물의 생육에 필요한 지지기반과 함께 영양소를 저장, 공급하여 인류가 필요로 하는 작물을 생산할 수 있게 하며, 수분을 함유할 수 있으므로 홍수를 막아주는 역할을 함과 동시에 다양한 오염물질을 부동화 시키거나 분해할 수 있다.그러나 이러한 토양은 인간의 농경활동으로 인해 오염되고 있다. 먼저 영농자재와 과도한 경운으로 인한 지반의 경반화와 비옥도 감소, 염류축적 및 pH 감소를 일으키고, 이로 인해 특정 영양소의 결핍 혹은 과다로 더 많은 시비를 요구하며, 강우시 양분이 씻겨나가 주변 수질을 악화시킨다.또한 토양은 환경오염물질의 최종수용체로서 정화 및 고정의 역할을 하는데 이것이 토양이 견딜 수 있는 수치를 넘어서면 토양은 여과완충 및 자연균형 조절기능을 상실하게 된다. 즉, 토양이 기능을 상실함으로써 지속적으로 오염물질을 환경에 배출하는 유해성을 갖게 된다.토양의 구성무기물 ?1차광물: 풍화가 처음 진행된 산물2차광물: 각종 금속의 산화, 수산화물로 입자가 작고 표면적이 매우 크다.유기물 -동식물의 잔재에서 유래된 물질로, 토양에 잔재하여 천천히 분해되면서 양분을 공급하는 동시에 높은 함수량을 가지고 있어 수분 보유력을 결정하는 요인이 된다. 토양에 유기물이 많으면 많을수록 함수량이 높아지고 토양이 부드럽다.토양공기 -토양의 공극을 차지하는 공기. 대기조성에 비해 통기가 잘 되지 않으므로 대체적으로 산소의 농도가 낮고 이산화탄소의 농도가 높다. 토양생물 및 식물의 근계 호흡에 중요한 영향을 미친다.토양수분 -공기와 함께 공극에 위치한다. 수분은 토양 내 영양물질의 용매 역할과 함께 토양의 온도조절에 영향을 미친다.이상적인 토양의 조성무기물 45% 유기물 5% 공기 25% 수분 25%토양의 물리적 특성토성(Soil texture)입자직경점토 및 콜로이드0.002mm이하미사0.002mm이상 0.이동하기 어려워지므로 벼의 생육이 나빠진다.토양관련용어용적밀도 ? 공극을 포함한 단위부피당 무게.입자밀도 ? 공극을 제외한 단위부피당 무게.공극률 ? (1 - 용적밀도 ? 공극밀도)*100수분의 보유와 이동관개 직후나 강우 후에 물은 세 가지로 나뉜다.중력수 ? 중력으로 인해 지하수로 흘러들어가는 물모세관수 ? 토양의 공극이나 토양입자에 막 형태로 달라붙은 물흡습수 ? 건조토양에 흡착된 물수분 퍼텐셜중력퍼텐셜 ? 중력으로 인해 물이 가질 수 있는 위치에너지로, 중력은 대개 비가 오거나 관개를 한 직후 토양에 과도한 수분을 제거하는 역할을 한다.매트릭퍼텐셜 ? 극성을 가진 물 분자가 토양표면에 흡착되는 부착력과 토양입자 가이의 소공극에서 만들어지는 모세관의 힘을 말한다. 건조토양에서 식물의 생존여부를 결정하는 중요한 요인이 된다.삼투포텐셜 ? 토양 중에 존재하는 각 이온이 토양수분에 녹으면서 생성되는 퍼텐셜.포장용수량 ? 0.033MPa(-1/3bar)이하의 상태로 토양에 유지되는 수분을 말하며 식물의 생육에 가장 적합한 수분조건. 이 이상일 경우는 토양공기가 적어져 식물의 뿌리 생장이 저해된다. 점토가 많을수록 그 양은 증가한다.위조점 ? 식물이 시드는 시점의 토양수분퍼텐셜을 말한다. 대개 포장용수량 ? 위조점 = 식물이 사용가능한 물(유효수분)의 양으로 본다.토양의 화학적 특성토양 반응토양의 pH 정도를 토양 반응이라 한다. 대개 4.5~8.5사이에 분포하며, 식물은 6.0~7.0사이에서 성장을 잘한다.그렇다면 토양 pH, 즉 토양 반응이 토양에 미치는 영향은 무엇일까? 만약 토양 반응이 너무 높거나 낮으면 식물은 독성물질이나 영양물질 결핍으로 죽고 말 것이다. 예를 들어 너무 높을 경우는 미생물의 활성이 감소하여 필수 영양소(N, P, K)의 흡수는 물론, 필수미량금속이온(철, 주석, 망간 등)의 용해도가 낮아지므로 영양분 결핍, 너무 낮을 경우에는 미생물의 활성 감소와 함께 식물에 유해한 알루미늄의 산화가 촉진되므로 식물에 피해를 초래한다.그렇다면 산성비 매우 중요한 요소이다. 수확을 통해 사람이 농업생태계의 유기물을 대부분 거두어 가기 때문에 토양의 유기물이 고갈되지 않도록 공급해 주는 것이 매우 중요하다. 유기물은 짚, 식물의 뿌리, 가축분뇨, 녹비와 퇴비 등으로 보충된다.과도한 경운 금지 ? 경운은 작물의 뿌리형성에 방해가 되는 경반층(판상구조)을 형성하므로 되도록 경운을 자제하고 무경운, 혹은 부분경운을 하는 방향으로 재배를 하여야 한다.적절한 시비와 농약의 사용 ? 과도한 시비와 농약살포는 수질 및 대기오염을 유발하고, 제거 대상이 아닌 동식물까지 해를 끼치게 되므로 부적절한 사용을 자제한다.토양피복의 확대 ? 농사를 짓지 않는 토양을 나지상태로 놓아두면 토양의 건조와 침식이 쉽게 일어난다. 따라서 식생피복을 이용하여 유기물을 공급함과 동시에 토질을 유지할 수 있게끔 하여야 한다.식물다양성 증대 ? 다양한 식물의 재배를 통해 잡초와 병해의 발생을 크게 줄일 수 있다.토양오염과 대책pollution ? 독성물질에 의한 오염contamination ? 혼탁토양오염의 특징토양오염은 다른 오염과는 다르게 회복속도가 대단히 느리고 그 피해의 지속기간도 매우 길어, 토양오염은 사전에 오염을 방지하는 것을 최선책으로 한다.2차적 오염 ? 수질오염, 대기오염으로부터 흘러들어옴축적성 ? 유해성분을 토양입자가 흡착, 고정, 혹은 분해 및 변환을 하는데 일정 수준이 넘어서면 토양환경에 악영향을 미친다.국소적 오염특성 ? 광범위한 수질오염, 대기오염과는 다르게 오염구역으로부터의 생산품을 통해 타 생물체에 피해를 끼친다.장기지속성 및 고비용 ? 물과 대기는 오염물질의 발생원의 배출개선과 정화를 통해 손쉽게 회복이 가능한 한편, 토양은 회복에 높은 비용과 긴 시간을 필요로 하며, 오염의 영향이 매우 장기적으로 지속된다.사유재산과의 연관문제 ? 물과 대기는 사유하지를 않아 문제 발생시 해결이 간편하지만 토양은 대개 사유지로 구성되어있어 해결이 난해하다.오염상태의 불균질 및 시차성 ? 토양오염은 오염지역의 오염정도가 균등하지 않리브덴

학교| 2020.04.26| 10페이지| 1,500원| 조회(290)

환경, 자연, 농업, 토양, 토양물리학, 토양오염, 토양정화, 복원, 농화학, 농업환경학

미리보기

닫기
연료전지와 에너지

연료전지와 에너지서론 ? 현재 인류에게 있어서 전기란 우리가 TV를 보고, 밥을 간편하게 지어먹고, 음식을 상하지 않게 하고, 우리가 문화생활을 영위할 수 있게 해주는 우리 생활에는 없어서는 안 될 중요한 요소 중의 하나다.하지만 현재 전기의 생산은 인간의 문화생활을 영위하는데에 필요한 양을 충분히 받쳐주고 있지 못하다. 화석연료와 원자력에 의존하여 공급을 하고 있기에 인류의 전기공급문제는 순탄치 않다. 화석연료는 지구온난화와 각종 공해, 연료 고갈의 문제를 안고 있으며, 원자력에너지는 청정에너지이지만 핵폐기물과 사고 시 위험성으로 영속적인 에너지로는 사용하기가 힘들다. 그래서 인류에게는 보다 안정적이고, 영구적인 에너지 공급원을 끊임없이 연구하고 있다.그 중 한 가지가 바로 연료전지이다. 연료전지는 인류의 차세대 에너지 중의 하나로, 예전부터 활발히 개발되고 있던 대체에너지원 중 하나이다. 이 글에서는 연료전지가 무엇인지, 그리고 어떤 원리로 사용할 수 있는지를 알아볼 것이다.연료전지란?수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 기술을 총칭한다. 이 기술의 원리는 수소와 산소의 연소가 아닌, 전해질을 매개로 수소와 산소를 촉매 하에서 반응시켜서 나오는 에너지를 사용하는 방법이다. 따라서 연소에 비해 낮은 열손실량을 가지므로 우리가 쓸 수 있는 에너지 비율이 매우 높다. 이 기술은 다음과 같은 식으로 요약된다.2H _{2} `+`O _{2} ` -> `2H _{2} O`+`Electric`Energy`+`Heat여기서 산소는 대기 중의 산소, 이산화염소, 염소 등으로 보충이 가능하고, 수소원은 수소뿐만 아니라 비교적 구하기 쉬운 천연가스, 등유, 나프타, 석유가스 등의 탄화수소도 사용이 가능하여 자원 확보가 어렵지 않다.연료전지의 장점연료전지의 원리는 연료로 사용되는 수소가 음극에서 전자를 내어주고 이온화 된 뒤, 이온교환막을 통과하여 양극으로 건너가 촉매의 도움으로 산소와 반응하여 물로 변하며, 이러한 반응 과정에서 나온 에너지를 전장하는 반면, 연료전지는 연료를 소모하여 전력을 생성한다는 점이다.(에너지관리공단. 2010) 즉, 배터리는 폐쇄된 계 내에 에너지를 저장한 형태여서 한 번 사용하고 나면 에너지 방출 직후의 산물이 전지 내에 남아 평범한 방법으로는 재생이 불가능하지만, 연료전지는 반응 산물을 계속해서 방출하므로 연료만 계속 보충할 수 있으면 계속해서 사용이 가능하다는 뜻이다.(그림 1)특히 40~60%에 달하는 높은 효율을 보이며-생물체의 효율은 약 35%, 자동차의 효율은 20%안팎인 것을 감안하면 대단히 높은 효율이다-반응 시 발생하는 열까지 전력생산에 이용하면 최대 80%의 효율을 낼 수 있다고 한다.또한 연료전지는 발전기가 없어 터빈을 굴리지 않아 소음이 적고, 따라서 도심 한가운데에 설치하여 송전효율을 높일 수 있다. 그리고 기존의 발전소처럼 대량의 냉각수를 필요로 하지 않는다(신재생에너지관리센터. 2010).연료전지의 종류위에서는 연료전지의 극히 기본적인 원리와 개념에 관해 설명하였다. 현재 연료전지는 다양한 국가에서 에너지 부족에 대비하여 1960년도부터 개발되고 있었으며, 현재도 그 연구는 활발히 진행중이다.구분알칼리형(AFC: Alkaline Fuel Cell)인산형(PAFC: Phosphoric Acid Fuel Cell)용융탄산염형(MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell)고체산화물형(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)고분자전해질형(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)직접메탄올연료전지(DMFC : Direct Methanol Fuel Cell)전해질의 종류수산화염인산탄산리튬+탄산칼륨 혼합물지르코니아,세라믹스이온교환막이온교환막동작 온도(℃)120이하250이하700이하1200이하100이하100이하효율(%)857080857540용도우주발사체 전원중형건물(200kw)대형건물(100kw~Mw)소~대량발전(1kw~Mw)가정, 상업용(1~10kw)소형이동형(1kw이하)음극반응H2+2OH-→--양극반응O2+2H2O+4e-→4OH-O2+4H++ 4e-→ 2H2OO2+2CO2+4e-→ 2CO32-O2+4e- → 2O2---연료순수소천연가스, 메탄올천연가스, 액화천연가스석탄석유화가스, 천연가스수소, 천연가스수소, 천연가스표 1 - 전해질 종류에 따른 연료전지의 분류(에너지관리공단, 2014)그림 1 - 연료전지의 원리● 알칼리형(AFC: Alkaline Fuel Cell)- 1960년대 군사용(우주선: 아폴로 11호)으로 개발- 수산화 염을 전해질로 사용하며, 순수한 수소, 산소를 사용함.- 공기중 CO2를 제거해주어야 되며, 연료개질기와 연결이 불가능함.● 인산형(PAFC: Phosphoric Acid Fuel Cell)- 1970년대 민간차원에서 처음으로 기술개발된 1세대 연료전지로 병원, 호텔, 건물 등 분산형 전원으로 이용.- 현재 가장 앞선 기술로 미국, 일본에서 실용화 단계에 있음- 인산의 낮은 이온화로 인해 높은 안정성을 갖지만 낮은 전압으로 현재는 전압을 높이기 위한 연구가 진행중임.- 너무 비싼 투자비용으로 투자비 감축이 우선시 되는 유형임.● 용융탄산염형(MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell)- 1980년대에 기술개발된 2세대 연료전지로 대형발전소, 아파트단지, 대형 건물의분산형 전원으로 이용- 미국, 일본에서 기술개발을 완료하고 성능평가 진행 중(250㎾ 상용화, 2MW 실증)- CO2를 빼주어야 되며 CO 재순환이 필요함.● 고체산화물형(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)- 1980년대에 본격적으로 기술개발된 3세대로서, MCFC보다 효율이 우수한 연료전지로 대형발전소, 아파트단지 및 대형건물의 분산형 전원으로 이용- 최근 선진국에서는 가정용, 자동차용 등으로도 연구를 진행하고 있으나 우리나라는다른 연료전지에 비해 기술력이 가장 낮음- CO 재순환이 필요함.● 고분자전해질형(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)- 전해질로 고분자의 이온교환막을 사용로 이용- 가장 활발하게 연구되는 분야이며, 실용화 및 상용화도 타 연료전지보다 빠르게진행되고 있음● 직접메탄올연료전지(DMFC : Direct Methanol Fuel Cell)- 1990년대 말부터 기술개발된 연료전지로 이동용(핸드폰, 노트북 등) 전원으로 이용- 고분자전해질형 연료전지와 함께 전해질로 고분자의 이온교환막을 사용하며, 가장 활발하게 연구되는 분야※이온교환막이온교환막의 역할 ? 이온교환막은 연료전지의 핵심이라 불리우는 부분으로, 연료중의 수소이온을 양극의 촉매부위로 옮겨주는 매우 중요한 역할을 한다.●불소계 - 현재 가장 대중적으로 사용되는 이온교환막은 불소계 교환막인 퍼플루오로술폰산계의 교환막이 사용되고 있으며(그림 2), 그 종류는 x,y,z의 비율에 따라 다양하게 분류된다.Nafionz?1, x=5~13.5, y=1000Dowz=0,Aciplexz=0.3, x=1.5~14Flemionz=0.1,그림 2 - 대표적인 이온교환막인 퍼플루오로술폰산계 교환막.가장 기본적인 이온교환막인 퍼플루오로술폰산계열은 크게 단막과 보강막으로 구별되며 테트라플루오로에틸렌을 주골격으로 하고, 퍼플루오로비닐에테르에 술폰산기가 중합되어있는 형태를 가진다. 값싼 단가로 현재 가장 많은 연료전지에 사용되고있는 교환막이다. 현재 점점 더 얇고 높은 교환당량을 가진 연료전지막을 개발중이다.플루오르화탄소가 많이 사용된 고분자 전해질 연료전지의 교환막의 경우 높은 안정성을 갖지만 높은 비용으로 실용화가 불가능하고, 탄화수소를 사용하면 가격은 싸지만 안정성이 크게 떨어지고 수명이 낮아져 실용화가 힘들다고 한다. 이 밖에도 교환막에 산화티타늄막이나 백금미립자를 입혀 무가습 상태에서도 가동을 가능하게 하고, 출력과 성능을 높이기도 하지만 백금과 티타늄은 귀금속에 속할 정도로 채광량이 그리 많지 않아 비용적인 문제를 해결하지 못하고 있다. 또한 이러한 귀금속을 회수할 시 소각처리를 하게 되는데 이때 다량의 플루오르가 발생하여 대기를 오염시키게 된다.퍼플루오로술폰산계열은 함수량이 높원. 2007).●부분불소계 ? 부분불소계에는 Ballard사의alpha , beta , beta -trifluorostyrene이 있으며, 성능이 우수하고, 장기적인 안정성을 지니고 있으나 합성이 매우 복잡하고 힘든 단점이 있다. 내산성을 띠고 내열성도 향상되어있다. 현재 개발품은 15000시간의 수명을 달성하고 있다.이외에 퍼플루오로술폰이미드 이오노머 막이 있는데 이 막은 불소계 주사슬을 지니고 있어 110℃에서도 분해되지 않으며 물리화학적 안정성이 우수하지만, 미세 상 분리와 응집현상의 제어가 되질 않아 퍼플루오르계 고분자 전해질막에 비해 수소이온 전도도가 낮다. 현재 이 점을 개선하기 위해 연구중이다(한국기초과학지원연구원. 2007).●탄화수소계 ? 탄화수소계 고분자 전해질 막은 불소계에 비해 비용이 낮다. 또한 불소원자가 없으므로 폐기시 소각처리도 가능하고 귀금속의 회수도 매우 용이하다. 주로 1~3세대로 나뉘는데 1세대는 엔지니어링 플라스틱인 폴레에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리벤즈이미다졸, 폴리포스파젠, 폴리비닐알콜 등의 물질에 황산기, 탄산기, 인산기를 넣어 수소이온 전도성을 부여한 선형 고분자이다. GE에서 개발된 술폰화 페놀-포름알데히드 수지, 술폰화 폴리스티렌으로 이들은 열적으로 3급 C-H결합(C주변에 H이외의 원소가 3개 결합한 형태)이 불안정하여 응용에 한계가 있었다.2세대는 그래프트/가교 구조를 가지거나 친수성/소수성 영역을 동시에 갖는 복합형태의 고분자이다.3세대는 1세대와 2세대의 단점을 보강하기 위해 유기 및 무기 첨가제를 도입시킨 복합막이 주를 이룬다.이들 탄화수소계 전해질 막은 지방촉 탄화수소를 주 사슬로 가지며, 수소이온 전도성을 갖기 위한 술폰산기를 포함하고 있는 탄화수소계 고분자를 연료전지 전해질 막으로 사용하려 했으나 현재는 개발이 포기되는 상태에 이르렀다. 하지만 현재 촉매기술 및 막-전극 접합체(MEA) 기술과 같은 연료전지 관련 기술이 향상되면서 100℃이상, 0℃이하에서도 높은 함수.

공학/기술| 2020.04.26| 6페이지| 1,000원| 조회(276)

대체에너지, 에너지, 기술, 연료, 미래, 전지, 이온교환막

미리보기

닫기
산, 염기의 적정법

산, 염기의 적정적정 - 정량하려고 하는 물질을 용해하고 있는 시료용액에 그 물질과 반응하는 표준용액을 첨가하여 화학반응을 일으키게 하여, 반응의 당량점까지에 소비한 표준용액의 체적에서 정량하려는 물질의 농도를 결정하는 방법이다. 간단히 말해, 이미 농도를 아는 용액을 이용하여 농도를 모르는 용액의 농도를 알아내는 방법이다.강산으로 강염기 적정이 장에서의 목적은 적정시약이 가해짐에 따라 변화되는 pH를 계산하여 그래프로 나타내는 것이다. 이와 같은 방법으로 그래프를 그리면 실험적인 적정 곡선을 해석, 실험에 활용이 가능하다.처음에는 적정 시약과 대상물질의 균형 화학 반응식을 적는다. 그리고, 이 반응식을 이용하여 적정시약이 가해진 후의 조성과 pH를 계산한다.H ^{+} `+`OH ^{-} ` -> `H _{2} OK`=` {1} over {K _{w}} `=` {1} over {10 ^{-14}} `=`10 ^{14}이 반응에 대한 평형상수(K)가10 ^{14}이므로 반응은 완결된다고 볼 수 있다. 당량점 이전까진, 가해지는 모든 수소이온은 대응하는 양의 옥소늄 이온과 반응한다. 즉,당량점에서의`시약의`H ^{+} 농도`=`적정되는`시약의`OH ^{-} 농도당량부피(V _{e} )(적정시약의`H ^{+} `몰농도)`=`(시약의`처음`부피)(적정되는`시약의`OH ^{-} 몰농도)여기서 강산-강염기 적정 혹은 강염기-강산 적정은 당량점에 도달하기 이전, 이후에는 과량의OH ^{-}혹은H ^{+}가 잔존한다. 이 것을 적정곡선으로 그리면 세 가지 구간이 나타나는데, 이는 각기 다른 계산 과정을 요구한다.1. 당량점 이전 혹은 이후의 pH는 용액 속에 있는 과량의OH ^{-}혹은H ^{+}에 의해 결정된다.2. 당량점에서는OH ^{-}와H ^{+}가 반응한 뒤 더 많은 화학종이 있는 쪽에 의해 pH가 결정된다.예시)HBr로KOH를 적정한다. 적정을 계산할 때에는 몰농도(M)로 계산하는 것이 아닌 몰 수로 계산한다. 즉, 0.02000M의KOH용액 50ml를 0.10몰 수를 뺀다.즉, 당량점 이전까지 용액의 pH는{남은`OH ^{-} (mol)} over {KOH용액의`부피`+`가해진`HBr용액의`부피(L)}이다.즉 0.02000M의KOH용액 50ml에 0.1000의HBr용액을 3ml 투입했다면KOH의`몰`수`=`용액의`부피(0.05L) BULLET 몰농도(0.02000M)`=`1.000mmol투입된`HBr의`몰수`=`용액의`부피(0.003L) BULLET 몰농도(0.1000M)`=`0.300mmolOH ^{-}의 몰 수 = KOH의 몰 수H ^{+}의 몰 수 = HBr의 몰 수OH ^{-}의 몰 수 ?H ^{+}의 몰 수 = 남은OH ^{-}의 몰 수OH ^{-} 1.000mmol ?H ^{+} 0.300mmol =OH ^{-} 0.7mmol적정 직후의 KOH용액의 농도는{남은`OH ^{-} (mol)} over {KOH용액의`부피`+`가해진`HBr용액의`부피(L)}이므로{남은`OH ^{-} 0.7mmol`} over {KOH용액`50ml`+`HBr용액`3ml} `=`0.0132M이 용액의 pH는[H ^{+} ]`=` {1.0` BULLET 10 ^{-14}} over {0.0132} `=`7.6 BULLET 10 ^{-13} M,log[H ^{+} ]`=`log7.6 BULLET 10 ^{-13} `=`12.12pH = 12.12이다.당량점에서는 강산-강염기의 적정 당량점은 무조건 pH가 7에 도달한다. 그러나 약산이나 약염기는 그렇지 않다.당량점 이후는H ^{+}의 양이OH ^{-}보다 많아지기 시작하므로 당연히 pH값이 7 이하로 떨어진다. 당량점 이후의 계산법은 위의 당량점 이전의 계산법에서H ^{+}와OH ^{-}를 서로 바꾸면 된다.예제) 0.06666MHClO _{4} 25.00ml에 0.08742MNaOH 12.74ml를 가했다. pH는?HClO _{4} 의`몰`수`=`용액의`부피(0.025L) BULLET 몰농도(0.06666M)`=`0.00167mol투입된`NaOH의`몰수`=`용액의`부피(0.01274수 =NaOH의 몰 수H ^{+}의 몰 수 =HClO _{4}의 몰 수H ^{+}의 몰 수 ?OH ^{-}의 몰 수 = 남은H ^{+}의 몰 수H ^{+} 0.00167mol ?OH ^{-} 0.00111mol =H ^{+} 0.00056mol적정 직후의HClO _{4}용액의 농도는{남은`H ^{+} (mol)} over {HClO _{4} 용액의`부피`+`가해진`NaOH용액의`부피(L)}이므로{남은`H ^{+} 0.00056mol`} over {HClO _{4} 용액`25.00ml`+`NaOH용액`12.74ml} `=0.0148`M이 용액의 pH는log[H ^{+} ]`=`log0.0148`=`1.83pH = 1.83이다.강염기-약산 적정강염기-약산의 적정은OH ^{-}와 MES(완충 용액)의 반응으로 보면 된다. 이 문제에 대한 계산은 네 가지 유형으로 나뉜다.1. 어떤 염기도 가해지기 전까진 물에는 HA만이 존재한다. 이 경우는 약산의 문제가 되고, pH는 다음과 같이 결정된다.HA`` REL {phantom{} phantom{} ``K _{a} phantom{} phantom{} ``} {} `H ^{+} `+`A ^{-}2. 염기가 가해지기 시작한 시점부터 당량점 직전까지는 반응 직후인A ^{-}와 아직 반응하지 않은HA가 물에 녹아 있으므로 이 경우는 Henderson-Hasselbalch식을 사용한다.3. 당량점에서는 물에A ^{-}만을 녹인 상태와 비슷하게 되므로 pH의 값은 약염기의 문제와 비슷하게 다음과 같이 계산된다.A ^{-} `+`H _{2} O` REL EXARROW {phantom{} phantom{} ``K ^{b} phantom{} phantom{} ``} {} `HA`+`OH ^{-} ``K _{b} `=`K _{w} /K _{a} 4. 당량점 이후에는 과량의 강염기가 가해지므로 강염기가 물에 가해지는 것처럼 계산한다. 이때A ^{-}의 영향력은 매우 약하므로 무시한다.염기가 가해지기 전염기가 가해지기 전에는 단순한 약산의 문-x} REL EXARROW {phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} `} {} ` pile{H ^{+} +A ^{-}#x phantom{} phantom{} ` phantom{} `x``}K _{a} `=`10 ^{-6.27}{x ^{2}} over {F-x} =K _{a} ` RARROW ``x`=`1.0`*`10 ^{-4} ` RARROW ``pH`=`3.99당량점 이전용액에 강염기가 가해지기 시작하면, 위의 반응HA REL EXARROW {phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} `} {} `H ^{+} +A ^{-}에 의해 HA +A ^{-}혼합액이 된다. 이 경우의 pH는 [A ^{-}]/[HA]의 값을 알면 계산이 가능하다.Henderson-Hasselbalch 식: pH =pK _{a} +log( {[A ^{-} ]} over {[HA]} )예를 들어 1.000M의 NaOH가 3ml 가해진 시점을 예로 들어보자.적정반응HAOH ^{-}REL -> {phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} ` phantom{} `} {}A ^{-}H _{2} O처음 mmol1.0000.300-마지막 mmol0.7000.300위의 표를 참조하면 HA용액의 pH는 다음과 같이 결정된다.pH = 6.27 +log( {[0.300]} over {[0.700]} ) = 5.90이 식은 당량부피가 반절에 다다르면 pH와pK _{a}값이 동일해진다.BECAUSE log1`=`0 고로 이 방법은 pH를 통해pK _{a}값을 유추 하는 데에 쓰일 수 있다.당량점적정반응HAOH ^{-}REL -> {phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} ` phantom{} phantom{} ` phantom{} `} {}A ^{-}H _{2}당량점에 도달한 경우, NaA를 물에 녹인 것과 같으므로 약산을 강염기로 중화한 경우는 약 염기에 해당하게 된다. 즉 pH는 7보다 높다. 이러한 경우 식은 다음과 같다.pile{A ^{-} `+`H _{2} O#F` prime `-x} ` REL EXARROW {phantom{} phantom{} ``K ^{b} phantom{} phantom{} ``} {} ` pile{HA`+`OH ^{-}#x``+`x phantom{} ``} ``K _{b} `=`K _{w} /K _{a}F’=A ^{-}의 몰 농도(A ^{-}의 몰 수/중화직후의 부피) 이 이후부터는 약염기의 문제로 넘어간다.x ^{2} =`K _{b} BULLET (F`` prime ),K _{b} `=` {K _{w}} over {K _{a}}즉,x`=`1.7 BULLET 10 ^{-5} M. pH = -log( {K _{w}} over {[OH ^{-} ]} ) = 9.25즉 약산의 당량점에서는 pH는 7보다 큼을 알 수 있다.당량점 이후에는A ^{-}의 영향력은 대단히 약하므로 pH는 초과로 첨가되는 강염기에 의해 결정된다.강산으로 약염기 적정강산으로 약염기를 적정하는 것은 약산을 강염기로 적정 하는 것과 다르게 몇 가지 지수를 뒤바꾸고 계산하면 된다.BH ^{+} `` REL {phantom{} phantom{} ``K _{b} phantom{} phantom{} ``} {} `B`+`H ^{+}1. 이므로 강산 첨가 전에는 약염기의 문제가 된다.2. Henderson-Hasselbalch 식: pH =pK _{a} (BH ^{+} 에`대해) +log( {[B]} over {[BH ^{+} ]} )3. 당량점에서는pile{B`H ^{+}#F` prime `-x} ` REL EXARROW {phantom{} phantom{} ``K _{a} phantom{} phantom{} ``} {} ` pile{`B`+`H ^{+}#x``+`x phantom{} ``} ``K _{a} `=`K _{w}가진다.

자연과학| 2020.04.26| 5페이지| 1,000원| 조회(253)

개념, 산, 강산, 적정, 염기, 중화, 약산, 종말점, 강염기, 약염기

미리보기

닫기
농업환경학 기말고사

농업환경학농업에 있어서의 물은 필수적인 생산요소로서 관개농업에 의한 식량생산의 경우 많은 양의 용수를 필요로 한다. 1996년 기준으로 세계 총 담수자원의 66%를 농업용수로 사용하고 있으며, 아시아 국가들은 평균 85%를 농업용수로 사용하고 있다.농업용수는 수자원의 함양과 하천의 수질 등 환경에 미치는 영향이 매우 크다. 농업용수의 합리적인 관리는 수생 생태계의 건전한 유지와 농업용수의 이점을 최대한 살릴 수 있다.수자원의 종류 및 특성수자원의 종류우수 : 눈, 비, 우박 등빗물은 지표수가 증발하여 대기로 증발되어 응축된 물을 뜻하는데, 이 빗물의 주 성분은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황산, 염소 등으로 해수와 거의 동일하며, 청정지역의 빗물은 거의 순수에 가까우나 도시지역의 빗물은 분진, 먼지등의 대기오염물질이 녹아있어 pH 5.6 이하의 산성을 띠게 된다. 이 산성비의 원인물질은NO _{x} 60~70,SO _{x} 30~35%정도이고, 그 나머지는 염산이 차지하고 있다.지표수 : 하천수, 호소수 등지하로 스며들어가지 않고 지표위에서 잔류하는 물을 지표수라 한다. 지표수는 분포량이 전 지구상의 물의 0.0001%에 불과하지만 제일 많이 개발되고 이용되어지는 물이다. 하지만 지표에 노출된 만큼, 각종 분진, 오염물질, 낙엽, 고목, 사체에 의해 오염되어진다. 자연상태에선 그 양이 적어 자정작용으로 정화되지만, 인구밀집지역에서는 오염이 악화된다.지하수 : 천층수, 심층수, 용천수, 복류수 등빗물, 지표수가 지층을 통과하여 지하수면에서 흐르는 물을 말하며, 전세계 물 분포량 중 0.62%를 차지한다. 오늘날 관개수, 공업용수, 생활용수로 많이 개발되어지지만, 현재 무분별한 개발로 인하여 폐공을 통한 이물질의 유입, 오염물질의 용탈로 많이 오염되어 졌다.천층수는 5~10m의 제1불투수층에서 흐르는 물이며, 자유면 지하수라 한다. 가까운 층이며, 매우 오염되기 쉽다. 심층수는 800m이상의 깊이에 제1불투수층, 제2불투수층 사이에 흐르는 물이며, 거의 무균절 변동이 심하고 작물의 생육기간이 한정되어 있어 용수이용의 계절적인 집중도가 높다. 즉, 관개 규모, 기상요인, 영농방식에 따라 계절적인 수요변동이 심하고, 물 관리 방식에 따라 집중도가 매우 높다.- 다른 용수에 비해 소비구조가 복합적이다. 농업용수는 흐르는 지역의 기상, 토양, 작물의 종류, 생육조건에 따라 변수가 작용하기에 농업용수 공급과 영농을 분리하여 관리할 수 없다.- 유효우량, 재 이용률이 매우 크다.- 친환경성 기능을 갖고 있다. 농업용수는 농지를 흐르면서 오염물질이 분해되거나 걸러져 자정작용을 통해 친환경적 기능을 가지기도 한다.- 지하수 함양기능을 갖고 있다. 논농사를 하는 중 농업용수의 지하침투는 필수적이고, 지하수의 유량을 높이는 역할을 한다.우리나라 현행 수자원관리정책의 문제점물의 관리를 한국수자원공사가 다 도맡아서 하는 것이 아닌 여러 부서로 분할되어있어 관리가 번거로운 적 문제, 수자원 관리에 필요한 자료의 부족 및 조사미비, 유역통합관리체계가 미흡수질오염과 대책수질오염의 발생원수질오염이란? - 자연수역으로 사람의 산업활동 등의 활동으로 배출된 오염물질이 유입되어 자연수역의 자정작용의 능력을 초과하여 자연수의 이용목적에 적합하지 않게 되는 것을 말한다.점오염원, 비점오염원☆구분점오염원비점오염원배출원●공장의 폐수●선박의 오.폐수●대도시의 유출수●가축 사육장의 오폐수●오수합병수도의 잉여수●광산폐수, 침출수●대규모 건설현장의 침출수●농업용수로부터의 유출수●소규모 도시의 유출수●폐광산의 침출수●대기중 오염물질의 침적●소규모 건설현장의 침출수●관개용수의 회귀특징●인위적●배출지점이 정해져있음●한 지점으로 배출●자연적 요인을 적게받음●계절적 변화 적음●차집이 용이, 처리효율이 높음●인위적, 자연적●불특정한 배출구역●넓게 희석, 확산됨●계절적, 자연적 요인의 영향이 큼(강우의 영향이 큼)●처리효율이 불규칙, 차집이 곤란.농업용수의 오염원산업폐수 ? 대도시의 공업지대 주변의 공장에서 배출되는 중금속, 고농도 유기물, 난분해성 물질생활하수 ? 사람의데 우리나라는 속도가 빠른 과망간산칼륨법을 사용한다.DO ? 수중에 녹아있는 산소의 양. 기본적으로 담수에 겨울 0도 조건에 14.62mg/L, 20도 조건에 9.17mg/L 가 있어야 정상이다. 일반적으로 물 흐름이 세고, 차갑고, 고기압 지대, 낮은 염분농도일수록 높은 용존산소를 가진다. 주로수중에 서식하는 생물의 호흡에 사용되거나 철, 황의 산화에 사용된다.→ 여기서 BOD와 COD의 산소요구량에 차이가 없다면 그 물속에는 분해 가능한 유기물이 있다는 뜻이지만, 그렇지 않은 경우는 난분해성 물질이 존재한다는 뜻이다. 생물적으로 분해 불가능한 물질이 있다면 COD가, armatic 화합물, pyrimidine이 존재한다면 BOD가 더 높게 나타날 수 있다.총대장균군 ? 총대장균군수/mL. 모든 병원균을 불리할 수 없고 비용도 너무 많이 들어 박테리아를 위주로 검사한다.농업용수 오염과 작물농업용수 수질과 작물생육염류 ? 염류량이 지나치게 많은 물을 관개할 경우, 물의 삼투압이 강해져 식물에 흡수가 잘 되지 않는다. 벼의 경우 수중 염분농도가 0.5%만 되어도 뿌리가 활착되지 않는다.전기전도도 기준으로, 2 이하일 때 모든 작물의 재배가 가능하지만 2~16까지 증가하면서 재배 가능한 작물이 점점 줄어들다가 16이 넘어서면 곡류를 재배할 수 없고 극염류성 식물만이 살 수 있다.질소 ? 식물에 다량으로 쓰이는 중요원소이지만, 너무 많을 경우 성장만 빠르고 당, 전분, 비타민의 축적, 리그닌, 셀룰로오스의 생성이 저해되어 전체적으로 실속 없고 약한 식물체가 된다.등급1234벼의 피해-거의 정상과번무되고, 질소량을 감축시켜야됨질소시비를 아무리 적게 하고 도복해도 쓸 수 없음총질소량2이하2~33~77이상암모늄태 질소량0.5이하0.5~22~55이상COD8이하8~1212~1717이상인산 ? 질소와 마찬가지로 축산폐수, 생활하수에 많다. 과다하면 논에서 조류가 과다발생하고 사멸한 조류를 세균이 분해하면서 산소를 소모하여 토양이 환원되어 벼에 피해를 입히므로 축산, 생활하수가 물리적 작용은 침전, 희석, 확산, 흡착, 폭기 작용을 하는데, 일반적으로 경사가 급하고 깊을수록 빠르다. 화학적 작용은 산화, 환원을 말하는데 수온, 용존산소, pH, 햇빛등의 외적 요인, 수중생물에 따라 달라진다. 생물학적 작용은 자정작용 중 가장 큰 부분을 차지하는데, 산소가 충분하면 생물들은 수중 유기물을 이용해서 양분을 만든다.유기물오염☆분해지대 → 활발한 분해지대 → 회복지대 → 정수지대분해지대는 오염물질이 처음 유입되는 지대로 DO포화도가 포화용존산소의 45% 수준으로 감소하고, 이산화탄소가 다량으로 발생한다. 수질이 급격히 감소하고 곰팡이가 증가, 슬러지가 많아지며 수중식물이 많아진다.활발한 분해지대에서는 심하게 오염된 지역으로 혐기성 분해가 일어나고 외관상 회흑색을 띠고 역한냄새를 풍긴다. 암모니아, 혐기성 세균이 증가한다.회복지대에서는 용존산소가 점차 증가하여 질산이 점차 늘어난다. 세균수가 감소하고 갑각류, 물고기, 원생동물등이 번식하기 시작한다.정수지대에서는 오염에 민감한 생물들이 살기 시작한다.호소(폐쇄된 강, 고인물)의 수질변화흐르는 물이 아니므로 자정작용이 하천보다 떨어지며, 염류가 축적되기 쉬워 한번 오염되면 부영양화를 일으키기 쉽다. 자정작용을 초과하는 염류가 유입되면 오염은 가속화되고, 호수의 성층현상에 의해 이는 더욱 가속된다.항목빈영양중영양부영양총 인10미만10~2020초과클로로필 a4미만4~1010초과투명도3.7초과2~3.72이하심수층 용존산소포화율80초과10~8010이하※성층현상 ? 온도차에 의한 물의 운동.---순환대---#`````--변천대--#````````````````````정체대 물의 순환대가 정체대 위의 지역에서만 일어나정체대의 물은 혐기성 분해가 일어나고 썩은내가 난다.부영양화☆호소의 영양염류, 유기물의 양이 많아져 식물성플랑크톤, 수중식물이 폭발적으로 증가하여 물의 정상적인 사용이 불가능하게 되는 현상을 말한다.구분특성물리적 성질물의 색녹/갈색투명도5m미만수질pH중성~약알칼리성(여름에 강알칼 리가 되는 ? CFCs, 수증기, 이산화탄소, 메탄, 오존, 아산화질소위의 온실가스가 인간 활동을 통해 급격히 증가하게 되면서 지구온난화가 가속화되고 있는 실정이다.지구온난화의 영향☆오랜 세월 적응되어온 생태계의 기상환경이 깨지고, 식물체의 대사속도가 빨라져 에너지 소비도 빨라져 품질이 저하되고, 물질대사의 속도가 증가해 토양 유기물의 분해속도도 빨라지고 해충의 밀도와 빈도가 증가하는 등의 혼란을 야기할 수 있다.-지역 간 농업생태계의 변이 증대 및 농업지대의 변화 ? 농업 생태계의 변이(해충의 빈도, 농업용수원, 기상재해, 기후변동으로 인한 기후자원의 재분배) 남부지방에서는 점점 아열대성 작물을, 중부지방에서는 온대성 작물을 재배 할 수 있게 된다.-작물 재배기간의 연장 ? 겨울이 짧아져 작물의 파종시기, 재배가능기간이 길어진다.기후변화의 대책방안☆기후변화로 인한 수질, 토양환경의 변화에 대해 대처할 수 있는 기술기후적응력의 강화 ? 이산화탄소의 증가에 따른 흡수량과, 지구온난화에 따른 내성, 병해충에 대한 강한 내성을 강화시키고, 변화된 기후에 맞는 작물을 도입하여 지역별 기후적응력을 강화한다.친환경적 농업구조 개선 ? 농업조건이 불리한 토양은 조림하고, 변화되는 농업환경에 적합한 농법의 도입, 토양의 지력과 토양보전을 가능케 하는 친환경적 농업구조로의 개선 필요.효율적인 물관리 ? 관개, 수리시설의 확충 및 정비를 통해 특정계절에 국부적으로 강우량이 몰려있는 우리나라의 강우특성을 극복한다.병충해 관리 ? 병해충의 확산과 외래 병해충의 유입에 대처하기 위한 병해충의 정확한 생활사와 지속적인 모니터링을 통한 개체 수 관리대기오염물질과 대기질의 변화대기오염물질☆-SOx, NOx, CO, 광화학 산화제(Ox), 부유입자상 물질, 유기화합물발생원 ? 화석연료(석유, 석탄, 천연가스)를 사용하는 연소장치의 이용SOx ? 화석연료의 유황성분이 연소, 산화되면서 방출.NOx ? 고온연소조건에서 질소와 산소가 반응하여 만들어짐.CO ? 연료의 불완전 연소광화학 산화제(Ox) -

학교| 2020.04.26| 8페이지| 1,500원| 조회(224)

환경, 자연, 농업, 토양, 토양물리학, 토양오염, 토양정화, 복원, 농화학, 농업환경학

미리보기

닫기
세균과 고세균

세균과 고세균세균과 고세균은 지구상에서 다양한 대사능력을 발휘하면서 유기물 분해, 토양정화, 무기양분의 생물적 변환, 도시폐기물 처리, 각종 동식물과의 다양한 공생관계 등 생태적으로 매우 중요한 입지를 차지하고 있다.분류세균과 고세균의 분류에는 두 가지 방법이 있다. 실험실에서 관찰과 측정을 통해 알 수 있는 표현형 분류법과 진화적 유연 관계에 근거하여 구분짓는 계통학적 분류법이 있다.표현형 분류법실험실에서의 관찰 및 측정을 통해 밝혀진 표현형질으로 세균을 구분짓는 전통적인 분류법.통상적인 실험실의 시약과 설비로 인지 가능한 특성으로 구분하여 다른 분류법과는 다르게 확실히 알 수 없는 생태학적 유연관계도 알 수 있으므로 매우 실용적인 방법이다. 하지만 이 분류법은 원핵생물간의 진화적 유연관계를 명확히 밝히지 못한다는 단점을 가진다.- 형태학적 특징: 크기, 모양, 세포군, 염색반응, 세포내 구조, 운동성, 집락의 형태- 생리학적 특징: 탄소원, 에너지원, 무기 영양분, 산소요구성, 온도, pH, 삼투성, 물질대사 산물- 생화학적 특징: 세포벽의 구성, 세포막, 다른 세포 성분- 항원학적 특징: 동물의 항체와 반응하는 세균의 특정 화학성분- 생태학적 특징: 생활사, 자연에서의 분포, 서식지, 타 생물과의 상호 연관성계통학적 분류법리보솜 RNA의 유사도에 따른 분류로, 표현형의 경우 유전정보가 명확히 달라도 사는 환경이 동일하면 동일한 특성을 가지는 경우가 많아 진화 면에서 취약한 단점을 가진다. 리보솜 RNA는 모든 세포성 생물에 존재하고, 크기도 매우 적당하고, 보전적 영역과 변이적 영역이 있기 때문이다.특징세균고세균막지질에스테르 연결, 직선 사슬 지방산(측쇄)에스테르, 분자 사슬 지방족 화합물(직쇄)세포벽뮤람산을 포함한 펩티도글리칸층뮤람산 X, 다양한 성분 포함t-RNA티민 존재, 개시 코돈에 N-포밀메티오닌 함유티민 없음, 개시 코돈에 메티오닌 함유RNA중합효소하나의 효소, 단순 소단위 구조, rifampin에 감수성 O몇 개의 효소, 복잡한 소단위 구조,먹이를 삼킬 수 없으므로 외부로 소화효소(세포외 효소)를 배출 뒤, 토양 용액에 용해된 분해산물을 원형질막의 운반 단백질을 통해 섭식한다.그리고 피부 역할을 하듯 감각단백질을 가져 주변환경을 감지하기도 하며, 산화적 인산화에 필요한 효소가 분포되어 있기도 하다.일부 세균에서는 광인산화가 가능하게 엽록소를 가지고 있기도 한다.- 세포벽(세포 외막 + 펩티도글리칸층{뮤레인})N-아세틸글루코사민, N-아세틸뮤람산이라는 다당류가 얽혀서 glycan부분을 메우고, 음이온계 다당류인 테이코산, 지질테이코산이 세포벽의 외부에 존재하여 세균의 몸체를 음성을 띠게해 토양중에 붙어있을 수 있게끔 한다.이 세포벽의 일차적인 기능은 기계적 구조의 유지로, 용액 중에 세균이 삼투압으로 세포가 터지지 않게 내삼투압을 갖게끔 하는 구조물로, 펩티도글리칸층이 두꺼우면 내삼투성이 크게 증가한다. 대개 그람양성은 1.5~3MPa의 삼투를 견디고, 음성은 0.3MPa를 견딘다.- 외막그람음성세균이 가진 구조로, 원형질막과 다른 점이 있다면, 인지질 이중층이 아니라 지질다당류 + 지질단백질층이고, 분자가 바깥쪽으로 뻗어있으며 중성에서 강한 음성을 띤다. 이러한 특성은 특정 식물이나 토양입자에 달라붙게하는 중요한 역할을 한다. 지질단백질은 세포외막을 단단하게 얽는다.외막에는 포린이라는 구멍이 있는데, 이 통로를 통해 분자량이 작은 물질만 통과시켜 선택적으로 외부물질을 취한다. 따라서 그람음성은 독성물질에 대해 그람양성보다 큰 내성을 갖는다.※그람 염색법 - 슬라이드 글라스에 세균을 도말 후 펩티도글리칸 성분과 결합하는 염기성 용액인 크리스탈 바이올렛 시약을 고정된 세균에 뿌려 염색 한 후, 크리스탈 바이올렛의 발색을 위해 요오드 용액을 투약하여 착색한다. 그러면 크리스탈 바이올렛 용액과 요오드가 반응하여 불용성 물질을 생성하여 자색을 띠게 된다. 다음 알코올로 착색된 크리스탈 바이올렛을 씻어내어 착색된 세균을 탈색한 뒤, 탈색된 그람 음성 세균의 염색을 위해 염기성 용액인 사프라닌으로 염색한다. 균의 주변은 달팽이처럼 점액으로 싸여있다. 얇은 경우 점질층이라 부르고, 두꺼우면 캡슐이라 부르는데, 이 구조물은 주변 양분과 세균의 종에 따라 두께가 달라진다. 수분 증발을 막고 원생동물의 식작용을 막으며, 두꺼운 경우 고체에 부착하거나 세균집단이 생물막을 형성하는데에 도움을 준다. 이러한 구조는 토양 입자를 서로 뭉치게 하는 중요한 역할을 한다.●섬모와 편모섬모(필리)는 생물막을 형성하여 특정 성분의 고체 표면에 달라붙을 수 있게 해주거나, 접합을 통해 플라스미드를 교환할 수 있는 성필리 구조와 다른 세균을 구분할 수 있게 해주거나 기주표면과 결합하는 구조체를 총칭하여 칭하는 말이다. 성필리의 경우 유성생식으로 오해되기 쉽지만 유성생식이 아니며, 세균은 오직 불안정한 유전자의 돌연변이에 의존한다. 짧은 털모양의 구조로, 이 구조는 그람음성균의 지질다당류의 종류처럼, 분자구조에 따라 어떤 분자에 더 잘 붙을 수 있는지가 결정된다.편모는 세균의 이동수단으로, 길다란 단백질 사슬을 프로펠러처럼 회전시켜 이동하는 구조물이다. 세균은 이 편모의 개수에 따라 분류되기도 한다. 대개 세포벽 외에 돌출된 형태이지만, 스피로헤타는 세포벽과 외막 사이에 위치한다. 단, 이 편모에 의한 운동성은 세균의 세포벽보다 두꺼운 수막이 있어야 가능하다.a. 단모성b. 속모성 ? 한 방향에 여러개의 편모c. 양모성 ? 두 방향에 여러개의 편모d. 주모성 ? 전 방향에 여러개의 편모9) 메소좀세포막이 접혀 세포체 안쪽으로 들어와 있는 형태. 시토크롬 등의 호흡, 에너지 생산 효소를 품고 있으며, 세포 외로 효소를 방출하거나, 분열시 격벽형성을 돕는 것으로 추정된다.고세균의 구조와 기능고세균은 세균과 마찬가지로 70S 리보솜, 원핵, 동일한 형태를 지녔지만 세균과는 유전적으로 매우 먼 관계에 있다. 우선 생화학적 조성이 다르고, 더군다나 고세균은 세균이 살 수 없는 매우 극한환경인 곳에서 서식하므로 두 종은 서로 판이하게 다르다.이 둘의 중요한 차이점은 펩티도글리칸이 아닌, 슈도뮤레인이나 화수소아세트산메탄유기산, 알콜산소가 닿으면 죽는 균들내기혐기성발효유기화합물유기산, 알콜일정 농도의 산소를 견딤.- 삼투압에 의한 분류보통세균 : 0~0.9M내삼투압 : 0~3M호염성 : 0.5~3.2M, 주로 고세균극호염성 : 2~4M, 주로 고세균세균에 의한 양분의 순환토양중에서 세균은 분해자로서의 역할을 수행한다. 크기가 너무 작아 외부 영양물질을 삼킬 수 없어 효소를 분비하여 그 분해물질을 섭식하는 방법을 취하면서 여러 물질을 분해하게 되는데, 이에 의해 난분해성 물질(리그닌, 밀랍, 레진류 등)은 천천히 분해되어 토양중의 부식이 되어 토양구조를 개선하는데에 도움을 주고 함수량을 증가시킨다. 여기서 분해는 산소공급이 활발하면 호기성 균이 활발히 분해를 하지만, 산소가 부족하거나 없게되면 혐기성 균이 천천히 분해를 하게 되어 분해산물에 유기산과 잡다한 물질이 쌓이게 된다. 이러한 특성을 이용하여 농업이나 토양개선에 활용되기도 한다.질소고정세균은 토양에서 질소를 암모늄으로, 질화세균은 암모늄을 식물이 이용 가능한 질산으로, 탈질세균은 질산을 이용하여 에너지를 만들고 질소를 방출한다. 황의 경우 절대혐기성세균인 황산염 환원세균이 황산을 황화수소로 전환하여 황의 가용성을 크게 떨어뜨린다. 이들은 부패한 물에서 주로 발견되어 물의 악취를 내는 원인이 된다. 황산화 세균은 금속염 황과 기타 황을 산화시켜 황산염을 만든다. 이들은 절대호기성이거나 미호기성이다.세균 집단의 양적 측정평판계수법(Plate count Technique)살아있는 세균은 콜로니를 형성한다는 것을 전제로 하는 것이다. 따라서, 평판배지상에 형성된 콜로니수는 콜로니 형성이 가능한 살아있는 세균의 숫자에 비례한다. 이 과정은 시료의 희석, 접종, 배양, 콜로니수의 측정과 계수의 네 단계로 나뉘는데, 각각의 과정을 살펴보면 다음과 같다.1) 시료의 희석평판배지 한 장당 30-300배의 콜로니가 형성되도록 하는 것이 가장 정확한 근사치를 산정할 수 있는 희석비율이다. 그런데 시료 내에 세균수를 정확히 균치가 위의 180개와는 달리 187개로 계산되었다면, 원시료 1ml 당 평균세균수는 1.9*106으로 표시한다.균류균류의 구조균류의 특성동식물의 특성진핵세포글리코겐으로 양분 저장세포벽의 주성분은 키틴과 글루칸(당 복합체)단, 난균류는 제외난균류의 세포벽은 식물과 유사유성생식, 무성생식을 가짐식물과 일부 동물과 유사몸체는 실모양의 균사(난균류, 호상균류 제외)조류와 유사하지만 균사는 정단생장아미노아드픽산으로 아미노산, 리신 생성유글레나류와 유사형태적으로 확연히 구분되는 반수체(N)의 무성, 유성포자.종자가 기본 2N세포질에 에르고스테롤(비타민 D 전구체) 함유X생활사의 대부분이 반수체. 체세포가 N.(난균류 제외)생활사의 대부분이 배수성(난균류 포함)균사가 다핵상태인 경우가 많고 핵은 다핵성인 경우도 있음X분류군에 따른 구조 및 기능진균류의 분류는 대개 격벽의 유무에 따라 2가지, 유성생식의 생활사 차이를 통해 총 6가지로 구분된다. 모든 균류는 종속영양세균과 마찬가지로 외부로 효소를 방출하여 분해된 영양물질을 세포벽을 통해 섭식하며, 모두 종속영양생물에 속한다. 이들의 효소는 균 내에서는 비활성상태이므로 이들이 독성물질로 인해 죽는 경우는 적다.●조상균류조상균류들의 특징은 격벽이 없고, 유성세대에서 세포벽이 두꺼운 휴면포자를 생성한다. 이들이 격벽을 형성하는 경우는 균사가 다치거나 노화되었을 경우이다.- 난균문부생성이며 민물호수에서 서식하며 봄, 가을에 왕성하다.난생식성 : 유성세대에 발생하는 조란기가 부동성의 난구와 수정하여 두꺼운 벽을 가진 휴면태의 난포자를 형성하는 것을 말하는데, 난균문의 대표적인 특징이다. 건조한 상태에서는 난포자가 직접 발아하여 영양획득을 하지만 습한 환경의 경우 난포자가 소낭을 형성하여 유주포자를 만든다.무성생식 : 포자낭을 많이 생성한다. 역시 건조하면 포자낭이, 습하면 운동성을 가진 유주포자가 발달한다.유주포자의 형태 : 대표적으로 씨앗이나 서양배 모양인 포자, 포도씨, 콩팥형이며 깃털형과 꼬리형 편모를 1~2개정도 가진다. 다.

학교| 2020.04.21| 8페이지| 1,500원| 조회(230)

미생물, 세균, 분류, 미생물학, 토양, 균류, 그람, 요약본, 고세균, 시험자료

미리보기

닫기