• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.469-475
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• 2014

본 연구는 B광역시 북항을 대상으로 해양 퇴적물의 물리화학적 특성과 오염도를 평가하고, 해양 퇴적물의 재부상 시중금속의 용출특성 및 생태적 위험성을 평가하였다. 북항 퇴적물의 주요 구성성분은 미세 실트질 및 점토질이었으며, 유기물질과 산휘발성 황화물이 높게 포함되어 퇴적물 내 함유된 중금속으로 인한 생태적 위험도가 높은 것으로 평가되었다. 회분식 실험결과, 퇴적물의 재부상으로 인한 중금속 용출속도는 납>>구리>크롬>>아연>카드뮴 순이었으며, 중금속 용출은 금속 황화물의 산화반응에 기인하는 것으로 평가되었다. 중금속은 퇴적물의 재부상 약 1시간 내에 급격히 용출되었으며, 재부상에 의한 황화물의 산화는 퇴적물에 존재하는 중금속의 광물내 잔류분율을 증가시키고, 유기물과 결합된 중금속의 분율을 감소시킬 뿐만 아니라 퇴적물에 함유된 중금속의 다른 결합분율의 변화에 영향을 미쳤다. 퇴적물의 재부상에 의하여 해수로 용출되는 중금속의 용출량은 재부상 시간, 금속 황화물의 산화속도와 재부상하는 퇴적물의 농도에 영향을 받았다.

• 유기물자원화
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• 제9권2호
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• pp.71-76
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• 2001

현재 우리나라에서는 하수슬러지의 매립과 해양투기가 금지되면서 슬러지의 적정처리 처분이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 또한 국내 해안 양식업중에 비중이 높은 굴양식업에서 부산물로 다량 발생하는 굴껍질은 대부분 해안에 야적되어 연안어장의 오염, 공유수면 관리상의 지장, 자연경관의 훼손 및 보건위생상의 문제 등으로 환경문제를 초래하고 있다. 본 연구에서는 하수슬러지와 굴껍질의 재활용 측면에서 토지주입시 발생되는 금속성분의 용출특성을 검토하는데 그 목적이 있다. 용출 실험은 직경 100mm, 높이 100mm인 pot에 토양과 하수슬러지 및 굴껍질을 주입하였으며, 인공강우를 가하여 100일 동안 분석하였다. 실험결과 식물의 성장에 필수원소인 K, Na, Ca, Mg과 인체에 치명적인 유해중금속인 Cd, Cu, As, Pb, Cr, Hg은 모두 토양오염기준에 적합하게 판정되어 토양에 적용시 그 위해성이 적은 것으로 나타났다. 이는 굴껍질(pH 8.7) 과 하수슬러지(pH 6.8)를 밭토양(pH 5.2)에 적용한 결과 pH 완충능력을 가져와 금속성분을 용출을 억제시킨 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제2권2호
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• pp.125-137
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• 1997

심해저 퇴적물중 금속과 희토류 원소의 수직 함량변화 및 변화의 원인을 구명하기 위해 북동태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대(Clarion-Clipperton fracture zone) 중남부에 위치한 한국심해환경연구(Korea Deep-sea Environmental Study, KODES) 지역에서 박스코어러(box corer)를 이용해 18개의 주상시료를 채취했다. KODES 지역 퇴적층은 색상변화에 따라 갈색의 Unit I, 연갈색의 Unit II, 흑(갈)색의 Unit III로 분류된다. Unit I은 Unit II에 비해 높은 Ni/Cu비를 가지고, Unit III는 Unit I, II에 비해 현저히 높은 금속함량을 보인다. Unit II는 지화학적 자료에 근거하여 상부의 Unit IIa 층과 하부의 Unit IIb 층으로 세분될 수 있는데, Unit IIb 층은 Unit IIa 층에 비해 높은 구리 및 3+REEs/NASC 비(또는 큰 음의 Ce 이상치) 등의 특징을 보인다. Unit III는 흑갈색의 상부 Unit IIIa 층과 흑색의 하부 Unit IIIb 층으로 세분되는데, Unit IIIb 층은 Unit IIIa 층에 비해 망간, 철 함량이 높다. 연구지역이 속한 태평양 지판의 확장속도와 방향 그리고 약 11-30 Ma 인 Unit III의 연령을 고려할 때 Unit IIIb 층은 동태평양 균열대(East Pacific Rise, EPR) 그리고 적도와 근접한 위치에서 퇴적된 것으로 계산된다. 흑색인 Unit IIIb 층의 높은 망간, 철 함량은 EPR에서 기원한 화산기원의 철, 망간 등을 공급받아 나타난 결과로 보인다. 한편, Unit III는 물론이고 Unit IIb 역시 적도 고생산대의 영향권에 있었고, 따라서 해수중 풍부한 유기체들과 함께 구리, 희토류 원소 등도 Unit IIb, III 층으로 많이 공급되었을 것이다. 퇴적물로 공급된 이들 구리 및 희토류 원소들은 유기물이 분해됨에 따라 스멕타이트 그리고 어류 잔해물(fish bone debris) 등에 잔류한 것으로 보인다. 즉 KODES 지역 주상 퇴적물에서 나타나는 구리 및 희토류 원소의 수직 함량변화는 연구지역이 제3기 말 시기에 적도 고생산대를 지나는 동안 많은 유기물을 공급받아서 초래된 결과로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권4호
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• pp.285-294
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• 2000

낙동강 하구역 해저퇴적물중 중금속 함량의 수평적, 수직적 분포와 오염의 진행과정을 알아보기 위하여, 1999년 5월과 9월에 표층 및 주상시료를 채취하였다. 유기물은 갑문의 안쪽에서 가장 높게 나타났으며 , 미량금속인 Zn, Cu, Pb는 낙동강의 상류로 갈수록 많은 양이 농축되어 있다. 또한, 상류의 많은 공단에서 유입되는 폐수의 영향 때문에 국지적으로 중금속의 농축현상이 일어나고 있다. 퇴적물의 깊이별로 $^{210}$Pb$_{ex}$를 측정하여 퇴적속도를 추정한 결과, 낙동강 하류의 갑문안쪽 정점(정점 1)의 퇴적속도는 0.34cm/yr이며, 갑문 바깥쪽의 장림 앞(정점 4)에서는 0.25cm/yr로 나타났다. 정점 1에서는 퇴적물 혼합층(sediment mixing layer)이 존재하지 않는 것으로 나타났으며, 정점 4는 퇴적층 상부 약 3.5cm까지 퇴적물이 혼합되어 있었다. 주상퇴적물 시료에서 오염의 진행과정을 살펴보면, 정점 1에서 많은 부분이 유기물에 포함되어 있는 Cu는 1920년대부터 점차 퇴적층에 농축되기 시작하여 1970년 이후에는 급격하게 증가했으며, 1990년대 이후 점차 감소하는 경향을 보이고 있다. Zn은 1960년대 중반부터 증가하기 시작하여 1990년대부터는 오히려 감소하고 있다 Pb는 1970년대부터 지속적으로 증가하는 양상을 보이고 있다. 정점 4에서 인간에 의한 오염기원인 중금속중 Cu, Zn이 최상부 퇴적층에 급격히 농축되어 있는 것으로 나타났다 특히 Cu는 1950년대 중반(약 11 cin) 이후 부터 현저하게 증가하는 현상을 보인다. 낙동강 하구둑이 설치된 1987년을 기점으로 살펴보면, 정점 1에서 갑문 설치 후 중금속의 농도가 수직적으로 급격하게 증가된 것으로 나타난다. 기준으로 해수면자료를 비교하는 것이 바람직하다.부분의 정점에서 표층 0${\sim}$0.25 cm에서 가장 높은 서식밀도를, 표층 0${\sim}$1 cm에 약 60%전후의 개체수가 밀집되어 있음을 나타내었다. 중형저서생물의 위도에 따른 분포양상은 북위 5도에서의 표층수 수렴과 북위 8도에서의 표층수 발산으로 인한 수층의 일차생산력 변화와 관련이 있는 것으로 나타났다.}$10$^{10}$ ton yr$^{-1}$ Sv$^{-1}$)에 비해서는 2/3 수준으로 높다. 결론적으로 풍부한 화학물질들을 함유한 제주해류는 남해 및 동해의 생지화학적 과정들에 있어 상당히 중요함을 시사한다.다. 수조 상층수 중 Cu, Cd, As 농도는 모든 FW, SW수조에서 시간이 지남에 따라 일관성 있게 감소하였고, 제거속도는 Cu가 다른 원소에 비해 빨랐다. 제거속도는 FW 3개 수조 중 FW5&6에서 세 원소 모두 가장 느렸고, SW 3개 수조 중에서는 SW1&2에서 가장 빨랐다. SW와 FW간 제거속도 차이는 세 원소 모두 명확치 않았다 Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해

• 대한환경공학회지
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• 제39권11호
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• pp.634-640
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• 2017

나노 물질의 활용이 증가하면서, 환경 내 나노물질의 독성 및 거동에 관련 연구가 필수적인데, 나노독성평가의 신뢰도를 확보하기 위해서는 노출 배지 내 나노물질의 안정적인 분산방법에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 National Institute of Standards and Technology (NIST)에서 제안한 천연유기물을 활용한 나노 분산액 제조 방법을 토대로 화장품 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 산화아연 나노입자 생태독성 평가를 위한 분산배지 조제방법을 정립하여 다양한 시험종에 대한 수생태시험 적용성 평가를 수행하였다. 천연유기물을 활용하여 분산성이 향상된 시험배지 내 나노 입자의 분산 안정성을 확인하기 위해 제조 후, 96시간까지의 동적광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)측정 결과 입자 크기 분포의 평균값이 약 150-200 nm의 수준을 유지하면서 나노입자의 안정성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 천연유기물을 활용하여 금속계 나노물질의 배지 내 분산력을 향상 시키는 방법이 수생태독성시험에 적용 가능성이 높을 것으로 판단되었고, 수생태독성 시험종(어류, 물벼룩, 깔따구, 조류 등)에서의 독성 영향을 확인한 결과 물벼룩 및 깔따구를 이용한 급성 독성 실험에 적합한 것으로 확인되어 향후 나노물질의 수생태독성평가에서 재현성 높은 결과 확보 방안을 도출에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국패류학회지
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• 제30권2호
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• pp.117-126
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• 2014

바지락 양식장의 해수 수온은 황도가 정산포에 비하여 높은 것으로 나타났지만 염분은 황도가 낮았으며 용존산소와 pH는 비슷한 값을 나타났다. 그리고 엽록소 a 와 규산염은 황도가 높았으며 무기질소와 무기인은 비슷한 농도로 나타났다. 퇴적물의 입도는 황도가 세립질이고 분급이 양호하며, 정산포는 조립질이고 분급이 불량하였고, 유기물은 황도에서 높게 나타났다. C/N 비는 황도와 정산포에서 10 이하의 값을 나타내어 외부에 의한 오염보다는 해양기원의 유기물에 의한 것으로 조사되었으며 C/S 비는 두 지역에서 2.8 이하로 정상적인 해양환경으로 조사되었다. 중금속에 대한 농축비 (Ef) 는 두 지역에서 1 보다 크게 나타나 중금속이 유입 또는 금속황화물 형성과 관련된 축적현상으로 퇴적물에 농축되어 있음을 의미한다. 또한 농집지수 (Igeo)의 결과는 연구지역이 Igeo class가 1에 집중되어 있어 약간 오염되었거나 오염되지 않은 수준 (practically unpolluted / moderately polluted) 으로 나타났다. 조석에 따른 1차 생산력에서 황도가 정산포에 비하여 높게 나타났으며, 황도에서는 2월과 8월에 높고 5월에 낮은 반면 정산포에서는 8월만 높게 나타났다. 생산성 평가를 위하여 채집한 바지락의 비만도는 황도가 높았지만 크기와 서식밀도는 정산포가 크게 나타났다. 서식밀도의 변화에 대한 조사결과를 보면 7월까지 어획, 8월부터 종패의 가입 그리고 9월에는 폐사 때문인 것으로 사료된다.

• 한국자기학회지
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• 제14권2호
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• pp.83-88
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• 2004

자성의 양자 역학적 터널 효과의 발견 이후 학술적 관심이 증대된 분자 자성체의 자기적 성질과 양자역학적 효과에 대하여 고찰하였다. 분자 자성체는 유기물 골격 구조 안에 자성 이온이 일정한 구조를 가지고 배열되어 있는 금속-유기물 분자로서, 동일한 구조를 가지는 분자들 간의 자기적 상호작용이 매우 작은 분자들이 거대한 분자-결정을 형성하고 있다. 이러한 이유로 기존의 자성 물질에 비해서 많은 특이한 성질들을 가지고 있는데 특히 거시적 측정의 결과가 미시적인 특성, 즉, 분자의 자기적 성질을 그대로 보여 준다는 점은 매우 흥미롭다. 분자 자성체의 자성에 대해 고찰함에 있어서 미시적인 연구 방법인 핵자기 공명법을 이용한 연구들에 중점을 두고 고찰하였다. Mnl2-ac에서 발견된 자성의 양자적 터널 현상을 핵자기 공명법으로 관측하는 방법에 대하여 연구하였고 그것을 이용한 양자역학적 터널 현상에 대한 미시적 연구도 고찰하였다. 또한 분자 자성체에서 핵자기 공명법으로 처음으로 발견된 레벨간의 교차효과도 그 물리적 의미를 실험 결과들을 가지고 고찰하였다. 이러한 분자 자성체 대한 연구는 향후 응용분야에서 필요할 자기 기억 소자의 크기의 한계에 대한 정보를 줄 수 있고, 양자 컴퓨터에의 응용에 필요한 기초 지식을 제공할 것이다. 학술적인 면에서는 지금까지 잘 이해되지 않고 실험적으로 검증이 되지 않았던 많은 양자역학적 이론들의 실험적 검증이 가능할 것이다.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.83-92
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• 1999

수산물 가공 공장에서 배출되는 게 껍질 폐기물로부터 Chitin을 추출하고 탈아세틸화하여 Chitosan(Cs)을 제조하였다. 이 Cs를 초산 용액중에서 용해한 후 Itaconic acid를 첨가하고 Ceric ammonium nitrate(CAN)를 반응 개시제로 사용하여 Graft-copolymerization 하였다. 본 연구에서는 Cs에 첨가하는 Itaconic acid와 CAN의 농도, 반응온도, 반응시간의 영향에 따른 최적 중합 조건을 도출하고 이 Grafted-copolymer-의 폐수중의 CODcr 유발물과 구리 이온의 제거 능력을 연구하였다. 여기서 CODcr과 구리이온의 제거능력시험에 사용한 폐수는 도광 공장 폐수를 사용하였고, Graft-copolymerization으로 합성된 이 중합체의 동정에는 적외선 스펙트로메타를 사용하였다. 이상의 실험 결과 Graft율은 Cs에 Monomer로써 Itaconic acid를 0.25M농도로 첨가하였을 때, CAN은 $3.5{\times}10^3M$, 반응 온도는 $40^{\circ}C$ 그리고 반응시간은 4시간일때 가장 높았다. 또한, Cs과 Itaconic acid grafted chitosan(CsIa), Cationic polymer를 사용하여 폐수중 유기물과 금속이온의 제거 실험을 한 결과 상등액의 CODcr과 구리 이온 제거율은 Cs와 Cationic polymer 보다CsIa가 보다 효과적이었다. 이것은 합성한 CsIa가 양쪽성 고분자이기 때문이다.

• 환경생물
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• 제17권3호
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• pp.337-344
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• 1999

본 연구는 온배수가 인근 소하천의 수질과 농경지내 오염성분함량 변동에 미치는 영향을 구명하고 이에 대한 대책을 수립하는데 활용하고자 1997년 1월부터 1998년 9월 사이에 수행되었다. 온배수 유입으로 인근 소하천 물 중의 $PO_4^{3-}, SO_4^{2-}, Cl^{-}$, $NH_4 -N, Ca^{2+}, Na+ $및 COD성분함량은 농업용수 기준보다 낮았으며 유거 거리가 길어질수록 이들 농도는 더욱 낮아졌다. 유출된 온배수 중 $SO_4^{2-}$.농도는 농업용수 기준을 초과하였으나, 유거되면서 비오염 하천수와 혼합되었을 때 그 농도는 농업용수기준보다 낮아졌다. 온배수 수로변 침전퇴적물중 S, T-N, 토양유기물, 인산의 농도는 배출구로부터 가까워질수록 높았으며 Ni, Fe, Zn, Cu, Pb와 같은 금속류 함량은 온배수 유입지에서 가장 높았다. 온배수가 유입되어도 논 토양 중 T-N, EC, S, 토양유기물, 인산 함량은 축적되지 않았는데 이는 벼와 같은 재배식물의 양분대사와 논 토양의 자정력에 기인한 것으로 보인다. 그러나 조사지역의 온배수로 벼를 재배해도 토양중 오염성분의 집적은 나타나지 않았으나 온배수 중 EC와 NO$_3$-N농도를 감안한다면 벼 재배시 장기간 관개용수로 다량 사용시에는 비료사용량을 줄여주는 것이 농업환경보전에 바람직할 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.47-54
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• 2021

본 연구는 수소 경제 사회에서 누출·농축 수소에 대한 안전성 확보를 위해 Pd/TiO₂ 촉매를 허니컴 형태로 코팅하여 그 성능을 평가하였다. 열원에 노출되지 않는 액상환원법을 기반으로 촉매를 제조하였으며, 2~4 nm의 매우 작은 활성입자로 존재함을 H₂-chemisorption 분석을 통해 확인하였다. 또한 환원반응온도가 증가할수록 metal dispersion 감소 및 활성입자 크기가 증가함을 확인하였으며, 활성금속 입자 크기와 수소 산화 성능은 비례관계에 있음에 따라 수소 산화 성능 감소결과와 일치함을 확인하였다. 제조된 촉매를 실 공정에 적용할 수 있도록 허니컴 형태의 지지체에 코팅하였을 때, AS-40 바인더를 20 wt%이상 코팅하였을 때 저농도 수소 조건에서 90% 이상의 산화 성능을 관찰하였다. 이는 촉매의 부착강도를 증진시키고 촉매 탈리를 방지하여 장기적인 촉매 활성을 기대할 수 있음을 SEM 분석을 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 가스화 등과 같은 유기물 자원화를 통해 수소 생산 및 수소 인프라 구축 사회에서 안전성을 확보할 수 있는 기초연구로, 추후 예측하지 못한 안전사고를 대응할 수 있는 시스템으로써 활용될 수 있을 것으로 판단된다.