• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.1-7
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• 2023

가스 분리 기술은 혼합 가스로부터 신재생에너지 자원 및 환경 오염 물질과 관련된 수소(H₂) 및 이산화탄소(CO₂)와 같은 주요 가스를 효과적으로 추출할 수 있기 때문에 매우 유용하다. 에너지 소비를 줄이기 위한 가스 분리 기술로서 분리막 공정과 흡착 공정이 널리 사용되고 있는데, 두 공정 모두 분리막과 흡착제의 역할을 하는 다공성 물질이 필요하다. 특히 다공성 물질의 한 종류인 금속-유기물 골격체(Metal-organic frameworks, MOFs)는 가스 흡착 및 분리를 목적으로 발전되었다. 그런데 MOF 구조의 수가 지속적으로 증가하고 있지만 시행착오 실험을 통해 우수한 MOF 기반의 분리막과 흡착제를 발견하는데 효율적이지 않다. 따라서 수소와 이산화탄소를 분리할 수 있는 고성능 다공성 물질의 발견을 가속화하기 위해 고속전산스크리닝(High-throughput computational screening) 기술이 등장하였고 현재까지 활용되고 있다. 본 리뷰에서는 다공성 물질에 대한 중요한 연구와 수소와 이산화탄소의 가스 분리에 초점을 맞춘 고속 전산스크리닝 기술을 소개한다.

• 유기물자원화
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• 제31권2호
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• pp.5-18
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• 2023

국내 불소계 화학물질의 배출현황 조사결과 Hydrogen fluoride(91%)와 Perfluorocarbons(5%) 등 13종의 물질이 사업장을 통해 배출되었고, 지역별로는 경북, 경기, 충청권 지역에서 약 98%, 업종별로는 전자부품, 화학물질, 비금속 광물제품 제조업 관련 3개 분야에서 약 98%를 배출하였다. 주요 수계에서 나타나는 PFOS·PFOA의 검출 현황은 불소계 화학물질 배출량이 많은 낙동강 수계, 금강 수계, 안성천 하구언 지점에서 지속 검출되었으며, 4개의 PFOS 지점과 2개의 PFOA 지점은 2021년 처음으로 검출되었다. 반도체와 디스플레이 관련 업종이 많은 수계 지역에서 PFOS 및 PFOA가 비교적 높은 농도로 지속 검출되었다.

• 분석과학
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• 제9권4호
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• pp.336-344
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• 1996

뇨시료 중 혼적량의 코발트, 구리, 니켈, 카드뮴, 납 및 아연을 흑연로 원자흡수분광 광도법으로 정량하기 위한 dithizone이 포함된 chloroform으로의 용매추출에 관하여 연구하였다. 실험조건인 시료의 전처리 과정, 추출용액의 pH, 킬레이트제인 dithizone의 농도, 역추출할 때 사용하는 산의 종류와 농도에 관하여 최적화하였다. 유기물의 방해를 제거하고자 뇨시료 100.0mL에 진한 질산 30mL를 가하고 30% 과산화수소 50mL를 5.0mL씩 단계적으로 가하면서 가열하여 유기물질을 분해하였다. 삭힌 뇨시료를 100mL로 만들어 분별 깔때기에 넣고 시판용 완충용액으로 pH가 8이 되게 조절한 다음 0.1% dithizone을 포함하는 chloroform 15.0mL를 가했다. 진탕기(shaker)를 이용하여 90분 동안 흔들어 준 후 상분리시켜 용매층을 분리하였다. 카드뮴, 납, 아연은 0.2M 질산용액 10.0mL로 역추출하여 직접 정량하였고, 이런 조건으로 역추출되지 않은 코발트, 구리, 니켈은 유기 용매를 증발 건고시킨 다음 잔류물을 $HNO_3$ $H_2O_2$로 녹이고, 정확히 10.0mL가 되게 탈염수로 묽혀서 정량하였다. 최적의 추출조건을 찾기 위하여 인공 뇨시료를 제조하여 검토하였고, 얻은 최적조건으로 검정곡선을 작성하였다. 삭힌 각 시료에 일정량 첨가된 원소를 정량하여 얻은 회수율은 77 내지 109%였고, 검출한계는 Cd(II) 0.09, Pb(II) 0.59, Zn(II) 0.18, Co(II) 0.24, Cu(II) 1.3, Ni(II) 1.7ng/mL였다. 이로써 본 방법이 과량의 유기물과 알칼리 및 알칼리 토금속이 포함된 뇨시료에서 혼적량 원소들을 정량적으로 분리 분석할 수 있음 을 알았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.42-51
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• 2004

본 연구에서는 캐나다 산 피트 모스(Canadian Sphagnum peat moss)시료로부터 산${\cdot}$염기 침전법을 이용하여 휴믹산(p-HA), 풀빅산(p-FA), 휴민(p-Humin)을 순수분리 하였고, 화학적(원소분석, pH 적정) 및 분광학적(적외선 및 핵자기공명 분광분석)방법을 이용하여 피트모스와 각 휴믹 성분의 특성(원소성분비, 양성자교환용량(PEC), 작용기 및 분자구조)을 규명하였다. 또한, Cd(II)을 흡착시킨 p-Humin의 적외선 스펙트럼 분석을 통하여 휴믹분자의 금속이온 결합자리를 확인하였다. 이상에서 얻어진 특성분석 결과는 문헌에 제시된 토양 휴믹물질의 특성과 함께 비교 분석하였다. 본 연구의 주요 목적은 유기물 집적 층인 피트 모스에 존재하는 휴믹물질의 친환경적 응용에 필요한 기초 물질 특성 자료를 제공함에 있다. 순수분리 결과, p-Humin 및 p-HA와 p-FA의 함량은 피트 모스 전체유기물 함량($957{\pm}32g/kg$)의 각각 $76\%,\;18\%,\;3\%$로 분포하였으며, 원소 성분비는 p-Humin이 $C_{1.00}H_{1.52}O_{0.79}N_{0.01}$로서 p-HA($C_{1.00}H_{1.09}O_{0.51}N_{0.02}$), p-FA($C_{1.00}H_{1.08}O_{0.65}N_{0.01}$)에 비하여 H/C와 (N+O)/C 비가 상대적으로 더 높았다. pH 적정분석을 통한 산/염기 특성 분석결과, 피트 모스 휴믹 분자에는 서로 다른 환경에 있는 두 종류의 산성 작용기가 존재함을 알 수 있었으며, PEC(meq/g) 값은 p-FA(4.91) >p-HA(4.09) >p-Humin(2.38)의 순으로 나타났다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 피트모스 휴믹물질의 작용기 기본 특성은 기존 토양 휴믹물질과 유사하였으며, 금속이온 주요 결합작용기는 -COOH임을 확인하였다. 피트 휴믹 분자의 탄소 골격은 전반적으로 낮은 휴믹화 단계의 물질 특성을 보였으며, $^{13}C$-핵자기공명 스펙트럼 분석을 통해 p-Humin과 용해성 휴믹 성분(p-HA, p-FA)의 분자구조 특성의 차이점을 밝힐 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권2호
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• pp.242-253
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• 2020

나주 복암리 정촌 고분 1호 석실에서 화살통 장식 6점이 출토되었다. 유기물로 만들어진 화살통은 매장 상태에서 부식되어 없어지고 금속으로 만들어진 화살통 장식물만 남게 된다. 정촌 고분 화살통 장식은 형태적으로 2점씩 쌍을 이루며, 출토 위치에 따라 화살통 2점을 장식한 것으로 추정된다. 화살통 장식은 화살의 방입부(方立部)를 꾸며주는 대륜상금구와 방입부와 허리띠를 연결하는 배판(背板)을 장식하는 판상금구로 나누어진다. 1호 석실 목관2에서 출토된 화살통 장식은 대륜상금구만 확인되었으며 1호 석실 동남쪽에서 확인된 화살통 장식은 허리띠에 사용된 추정 대구, 판상금구, 대륜상금구가 확인되었다. 화살통 장식의 분석 결과, 철제 판에 금동 판을 접합한 철지금동장식제(鐵地金銅裝飾製)이며 표면을 정(釘)으로 점을 찍어 선과 문양을 만든 것을 알 수 있다. 성분 분석 결과(XRF), 금동 표면은 24~40wt% Au, 50~93wt% Cu가 검출되어 금도금 표면에 청동 부식물이 형성되었음을 확인하였다. 금도금 층의 SEM-EDS 분석 결과 광택을 내기 위한 작업선이 확인되었다. 또한 7~9wt% Hg가 검출되고 도금 층에 아말감 덩어리가 확인되어 아말감 도금한 것을 알 수 있었다. CT와 FT-IR 분석 결과 대륜상금구는 철제 판 아래 견직물이 2중으로 겹쳐 있으며 그 아래 옻칠편도 붙어 있었다. 이는 대륜상금구를 방입부에 부착할 때 직물을 덧대어 밀착력과 장식성을 높였으며, 옻칠 된 방입부 표면이 함께 떨어진 것으로 추정된다. 반면, 판상금구는 철제 판 아래 유기물이 두껍게 붙어 있다. 재질을 확정하기 어려우나 배판의 잔재로 보인다. 이러한 나주 정촌 고분 출토 화살통 장식의 특징은 4세기 후반~5세기 후반의 백제, 신라, 가야 문화권과 유사한 형식을 보여주며 당시 수준 높은 고대 금속 공예 제작 기술을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.570-581
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• 2013

어장관리해역으로 지정된 옹진군의 수질 및 퇴적물 환경 특성을 파악하기 위하여 2011년에 4개 도서(장봉도, 자월도, 영흥도, 백령도)를 대상으로 조사를 실시하였다. 수온은 $9.49{\sim}24.14^{\circ}C$로 계절변동 특성을 잘 나타내었고, 염분(23.19~31.49)과 용존산소(5.48~9.36 mg/L)는 수온과 역상관성을 보였으며, 화학적산소요구량(COD)은 평균 1.57 mg/L로 전체적으로 양호한 수준이었다. DIN과 DIP는 각각 0.111~0.666 mg/L, 0.002~0.043 mg/L의 범위로 전 정점에서 낮은 분포를 보였고, 엽록소 a의 농도는 $0.02{\sim}8.07{\mu}g/L$ 범위로 서해의 다른 해역보다 낮았다. 퇴적물의 입도 분포는 모래와 실트가 각각 56.7 %, 34.6 %로 우세하였고, 분급은 불량하였다. 퇴적물의 화학적산소요구량과 강열감량은 각각 $1.00{\sim}11.03mg/g{\cdot}dry$, 0.72~5.29 %의 범위로 시 공간적으로 유사한 경향을 보였다. 총유기탄소와 총질소의 C/N ratio는 8.17~17.97 범위로 하계에 육상기원과 해양기원에 의한 영향이 혼재하는 것으로 나타났다. 표층퇴적물의 미량금속 오염도 평가를 위해 농집지수($I_{geo}$)를 계산한 결과, Cr과 As를 제외한 나머지 금속원소에 의한 오염은 없는 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과는 본 연구지역이 전체적으로 양호한 수질을 보이며, 유기물과 금속원소에 의한 표층퇴적물의 오염이 없다는 것을 보여준다.

• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.120-129
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• 2003

0.3M의 옥살산 용액에서 anodic alumina를 제작하였으며 barrier 층을 제거하기 위하여 20wt% 황산 용액에서 한시간 동안 방치시켰다. 이 anodic alumina를 전극으로 사용하여 수용액에서 $Cd^{2+}$, $Co2^{+}$ 및 $Pb^{2+}$이온들을 환원시켜 제거하였다. XRD와 SBM으로 anodic alumina의 구조를 분석하였고, SEM 결과 anodic alumina에는 60nm의 pore가 존재함을 확인할 수 있었으며, 20wt% 황산 용액으로 처리 후 anodic alumina의 표면이 황산에 약간 녹기 때문에 anodic alumina의 표면의 규칙성이 떨어지는 결과를 보였다. anodic alumina를 음극, 그리고 탄소를 양극으로 각각 사용하여 $Cd(NO_3)_2{\cdot}4H_2O$, $Co(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$ 및 $PbSO_4$ 수용액에 24시간동안 직류전류를 흘려주었을 때, 전류를 흘려준 시간에 따라 전압이 각각 4.6, 3.4 및 5.1V 까지 증가하다가 4.2, 2.7 및 2.4V로 일정해지는 결과를 얻었다. 전류를 흘려준 시간이 18시간까지는 시간이 증가할수록 용액내의 금속이온의 농도는 감소하였으며 음극인 anodic alumina의 표면에 각 금속들이 석출되는 것을 확인할 수 있었다. anodic alumina로 금속이온을 제거한 수용액을 retriculate vitreous carbon(RVC)를 작업전극으로 하는 flow cell로 제2차 금속이온 제거를 수행하였다. $Cd^{2+}$ 와 $Co^{2+}$이온의 농도는 용액을 flow cell에 20분간 흘려줄 때까지만 감소하였고 $Pb^{2+}$이온 농도는 30분까지 감소하였다. 이 경우 $Cd^{2+}$, $Co^{2+}$ 및 $Pb^{2+}$이온들 제거효율은 각각 34.78, 28.79 및 86.38% 이었다. 또한 $Cd^{2+}$ 와 $Co^{2+}$이온이 동시에 RVC전극에 흡착 가능한 결과를 보였으며 제거효율은 32.30 및 31.37% 이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권4호
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• pp.432-438
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• 1996

경기도 광명시 가학동의 폐아연 광산 주변의 광미 시료와 가학천과 목감천 주변 6개지점 40~60cm 깊이에서 채취한 하천저니토 시료중의 중금속 함량과 용출특성을 조사하여 이 지역에 대한 토양 오염 방지 대책을 수립하는 데에 필요한 자료를 제공하고자 수행하였다. 그 결과를 도약하면 다음과 같다. 1. 광미와 하천저니토 시료 모두 상당히 높은 농도로 중금속을 함유하고 있었으며 0.1 N HCl 용액으로 침출한 결과 광미의 경우 카드뮴, 아연 함량이, 하천저니토의 경우 카드뮴, 구리, 납, 아연 함량 모두 거리와 깊이에 관계없이 우리나라 논토양 천연부존량과 금속광산 주변 토양중 함량을 훨씬 상회하고 있었다. 2. 광미시료 중 중금속의 존재형태별 함량 분석 결과, 카드뮴, 구리, 납, 및 아연 모두에서 황화물/잔류태($HNO_3$ 침출태)의 비율이 가장 높았으며, 카드뮴과 납에서는 유기물 결합태(NaOH 침출태)가 다른 중금속과 달리 많은 비중을 차지하였다. 식물흡수에 용이한 치환태, 유기물 결합태의 함량이 낮고 이동성이 큰 수용태가 거의 검출되지 않아 극히 소량만이 식물에 흡수될 것으로 추정된다. 3. 하천저니토 시료의 존재형태별 함량은, 구리와 아연의 경우 황화물/잔류태($HNO_3$침출태)의 비율이 가장 높았으며 카드뮴과 납는 탄산염태(EDTA 침출태)와 황화물/잔류태($HNO_3$침출태)가 많은 비중을 차지하였다. 치환태, 수용태의 함량은 광미와 마찬가지로 아주 낮았다. 4. 광미와 하천저니토 시료 모두 침출액의 pH가 1.2일 때는 중금속이 현저하게 증가하였다. 5. 광미의 pH는 8.0~8.2로서 물로 용출되는 중금속의 양이 적을 것으로 추정된다. pH6.7~7.8을 보인 하천저니토의 경우도 비슷한 특성을 가진 것으로 생각된다. 그러나 광미의 경우 유기물 함량이 낮고 입경이 작아 바람, 홍수에 의해 넓은 지역으로 분산될 가능성이 크다. 6. 특정폐기물 여부를 판정하는 공정시험법의 pH를 5.8~6.3으로 조정한 물로써는 광미시료와 저니토의 중금속은 거의 침출되지 않았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권4호
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• pp.228-234
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• 2004

현재 우리나라에서 유기농업이란 화학비료와 농약을 주지 않고 작물을 재배하는 기술로 통칭되어지고 있으나 광의의 개념으로 농업 생태계의 건강 생물의 다양성. 생물학적 순환 및 토양 생물학적 활동을 촉진 및 증진시키는 하나의 총체적 생산관리체제라 할 수 있다 유기재배에 있어 작물을 위한 양분의 공급을 주로 다양한 퇴비에 의존하므로 지속적인 유기농 재배는 토양의 비옥도 및 이화학적 특성에 결정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 실험에서는 품질 인증 후 유기농 재배를 장기적으로 수행하고 있는 안정적인 유기농산물 생산 농가를 대상으로 하여 지속적인 유기농 재배가 어떻게 토양의 이화학적 특성 변화에 영향을 미치는지 구명해 보고자 수행되었다. 이를 위해 전국의 유기농가 중 2-3년의 전환기를 거쳐 품질인증 받은 후 8-10년이 지난 안정적인 유기농 재배기술을 보유하고 있는 유기농가의 재배지 토양을 대상으로 시료 채취 후 토양 내 이화학적 특성을 알아보았다. 이때 작물은 엽채, 과채, 과수의 세 부분으로 크게 분류하여 대상작물에 대해 각각 5농가씩 선정하여 토양 내 퇴비의 시용량과 토양 내 양분함량과의 관계를 질소, 인산, 칼륨에 초점을 맞추어 알아보았다. 퇴비의 시용량은 대개의 농가가 처음 2-3년 간 10a 당 10-15톤의 축분퇴비를 공급하여 유기물 함량을 $10-50g\;kg^{-1}$로 조절한 후 일단 유기물 함량이 충분히 안정되었을 때 퇴비의 량을 10a 당 3-4톤으로 감량하여 공급하였다. 그러나 장기간의 유기농 재배는 질소, 인산, 칼륨 및 기타 금속양이온의 토양 내 양분 집적을 초래하였으며 특히 인의 경우 축적정도는 매우 높았다. 따라서 유기 재배지 토양 내 양분 축적을 막고 효과적인 양분함량의 관리를 위해 퇴비의 시용량은 적절한 토양 검정을 통해 합리적으로 유기물 원 및 시용량을 결정할 뿐 아니라 시용량 결정시에도 질소 기준에서 인산의 기준으로 전환하여 시용함으로서 토양 내 축적 인산의 함량을 줄여나가며 동시에 부족한 질소를 두과작물을 이용한 윤작체계에 의해 보충함으로써 본래의 유기농 의미에 충실한 환경친화적 방향으로 나아가야 할 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.215-225
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• 1999

심해저 표층 퇴적물 중 주원소, 미량원소, 희토류 원소의 수직 함량분포 및 변화의 원인을 구명하기 위해 북동 태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대(Clarion-Cliperton fracture zone, C-C 지역) 중남부에 위치한 한국심해환경연구(Korea Deep-sea Environmental Study, KODES) 지역에서 다중 주상 및 상자형 퇴적물 채취기를 이용해 주상시료 6개를 채취 분석했다. KODES 지역 주상 시료는 갈색인 Unit I과 연갈색인 Unit II로 구분되며, Unit I은 함수량이 높은 준액상층(peneliquid layer)인 반면 Unit II는 상대적으로 고화가 진행된 층이다. 두 Unit 간 주원소, 희토류 원소 그리고 Cu, Sr, Rb 등 원소는 함량 차이는 적으나 Mn, Ni, Co 등 원소는 Unit II에 비해 Unit I에서 함량이 2~3배 높다. R-형 요인 분석결과 연구지역 퇴적물은 Al-Ti-K-Mg-Fe-Rb-Ce 등으로 구성된 규산염 상, Ca-P-Cu-Sr-3+REEs(Trivalent Rare Earth Elements)로 구성된 인회석 상, 그리고 Mn-Ni-Co로 구성된 망간산화물 상으로 구분되는데, 규산염 상과 인회석 상은 두 Unit 간 요인점수가 큰 차이를 보이지 않는 반면 망간산화물 상은 Unit I에서 요인점수가 높다. 한편, 두 Unit는 Ni/Cu 비에 의해 구분되는데, Unit I의 Ni/Cu 비가 Unit II보다 2배 높다. 이것은 미세환원환경에서 재동된 후 준액상층인 Unit I에 산화물로 재침전된 Ni, 그라고 유기물과 함께 해저면으로 공급된 후 Unit I에서 유기물이 분해되면서 재동되어 인회석에 포함된 Cu 의 지화학적 거동 차이에 기인한 것으로 해석된다.