Near Infrared Reflectance Spectroscopy(NIRS)에 의한 음식물 쓰레기 퇴비 분석에 관한 연구
Analysis on Food Waste Compost by Near Infrared Reflectance Spectroscopy(NIRS)
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참고문헌
초록
본 연구는 음식물 쓰레기의 화학적 성분을 보다 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 대안을 모색하기 위하여 수행되었다. 즉 근적외분광분석법을 이용한 분석가능성을 타진하기 위해 인천 남동공단에 있는 음식물 쓰레기 퇴비 공장에서 136점의 시료를 수집하여 파장의 수집, 화학 분석을 실시하였다. 파장과 쓰레기의 화학분석치를 이용하여 중회귀식을 작성하고 이것을 미지의 시료의 스팩트라를 사용하여 분석할 수 있는가를 검증하였다. 근적외선 분광분석법에서 흔히 쓰이는 기준은 결정계수(R2)와 검량식 표준오차(SEC)이며, 본 실험의 결과는 질소는 0.87와 0.06, 회분은 0.72과 1.07, 유기물은 0.68 및 1.05, 질소대 유기물 비율은 0.86과 0.31, 인은 0.77과 0.06 그리고 칼리는 0.64와 0.07를 나타냈다.이상의 실험결과 근적외 분광분석법으로 음식물쓰레기 퇴비의 분석이 가능하며 특히 질소와 유기물/질소의 비율에서 그 가능성이 확인되었다. 또 어떤 성분은 성분변이가 심하여 검량식이 잘 맞지 않는 것으로 나타났다. 앞으로 1년간의 음식물 쓰레기 퇴비를 대표할 수 있는 시료의 파장수집, 보다 정확한 화학분석 그리고 적절 중회귀식을 개발한다면 근적외분광분석법을 이용한 음식물쓰레기 퇴비의 성분 분석은 가능할 것으로 사료된다.
Abstract
In order to find out an alternative way of analysis of food waste compost, the Near Infrared Reflectance Spectroscopy(NIRS) was used for the compost assessment because the technics has been known as non-detructive, cost-effective and rapid method. One hundred thirty six compost samples were collected from Incheon food waste compost factory at Namdong Indurial Complex. The samples were analyzed for nitrogen, organic matter (OM), ash, P, and K using Kjedahl, ignition method, and acid extraction with spectrophotometer, respectively. The samples were scanned using FOSS NIRSystem of Model 6500 scanning monochromator with wavelength from 400~2,400nm at 2nm interval. Modified partial Least Squares(MPLS) was applied to develop the most reliable calibration model between NIR spectra and sample components such as nitrogen, ash, OM, P, and K. The regression was validated using validation set(n=30). Multiple correlation coefficient(R2) and standard error of prediction(SEP) for nitrogen, ash, organic matter, OM/N ratio, P and K were 0.87, 0.06, 0.72, 1.07, 0.68, 1.05, 0.89, 0.31, 0.77, 0.06, and 0.64, 0.07, respectively. The results of this experiment indicates that NIRS is reliable analytical method to assess some components of feed waste compost, also suggests that feasibility of NIRS can be justified in case of various sample collection around the year.
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