• 자원환경지질
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• 제48권6호
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• pp.509-523
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• 2015

제주도 수문지질 종합 해석시스템 구축 연구의 일환으로 수행된 제주도 공공 관정 지질주상도 데이터베이스 구축결과를 소개한다. 1970년대부터 개발된 제주도 전역의1,200여 개 공공 관정의 지질주상도를 수문지질 조사소(炤)${\Pi}$맙$^{\circ}$ 범용할 수 있도록 6개의 속성 테이블로 구분하여 세부 정보를 데이터베이스화하여 분석을 수행한 결과, 기존 공공 관정지질주상도 이용에 다음과 같은 문제점이 있는 것으로 나타났다. 즉, (1) 지질주상도 암석명의 통일성 결여, (2) 화산쇄설층 및 사력층 개념 정립 필요, (3) 대수층 정보 불포함, (4) 상당수 관정에 대한 스크린설치 구간 심도 미기재, (5) 지질주상도 작성자별 기재 사항 및 내용상의 상이성 등이다. 연구팀은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 지질주상도상의 화산암 및 퇴적암 명칭을 재정립함과 아울러, 상용화된 데이터베이스 형식의 지질주상도 프로그램을 이용해 표준화된 입력과 출력형식 생성이 가능한 제주도 공공 관정 지질주상도 데이터베이스를 구축하였다. 새롭게 설계된 입력 테이블을 이용한 지질주상도 프로그램은 데이터베이스 입력 형식 기반을 가지고 있어, 사용자가 지정한 표준화된 입력 구조를 통해 지질, 관정 시추 및 시험 데이터들을 저장하여 데이터베이스화 함과 동시에 지질주상도와 단면도 출력에도 이용할 수 있다. 또한 지하수 관측 및 양수시험 결과 등의 새로운 자료도 데이터베이스 구조의 변경없이 쉽게 추가될 수 있다. 본 연구를 통해 구축된 지질주상도 데이터베이스는 향후 개발되는 관정들의 표준 데이터베이스 기준으로 활용됨으로써, 일관성 있는 지질주상도 작성과 수문지질 종합연구에 크게 도움이 될 전망이다. 또한, 현재 추진 중인 제주도 수문지질 해석시스템 개발과 기후변화에 대응한 통합수자원관리계획 기반기술을 뒷받침해 주는 초석이 될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.445-466
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• 2017

영동지역은 지체구조상 옥천습곡대의 중앙 남동부와 영남육괴의 경계부에 위치하며, 이들 경계부에는 백악기 영동분지가 분포한다. 따라서, 영동지역은 선캠브리아시대 변성암부터 옥천누층군, 고생대/중생대 퇴적암, 중생대 화성암을 거쳐 신생대 제4기 충적층에 이르기까지 지질시대와 암상이 다양한 복합 지질 환경을 가진다. 이들 다양한 지질과 지하수 수질과의 연관성을 검토하였으며, 지하수 내 주요 이온 성분들의 기원 및 물-암석 반응 기작을 논의하였다. 이 연구에는 충적/풍화대 관정 20개, 암반 관정 80개를 대상으로 한 현장 수질 측정 자료와 이온 함량 분석 자료가 활용되었다. 통계 분석 결과, 풍수기와 갈수기간의 수질 변화는 크지 않은 것으로 나타났다. 지질별로 수질 유형이 다양하게 관찰되었으나, 충적/풍화대 뿐 아니라 암반 지하수에서도 $Ca-HCO_3$ 유형이 전체의 80~84 % 정도를 차지하였다. 충적/풍화대 지하수의 경우, 선캠브리아시대 변성암, 쥬라기 화강암 지역 일부에서 $NO_3$, Cl 함량이 꽤 높은 것이 관찰되었고, 백악기 영동층군 퇴적암에서는 $Mg-HCO_3$ 유형이 관찰되었다. 암반 지하수에서는 선캠브리아시대 변성암, 쥬라기 화강암 지역에서 $Ca-HCO_3$ 유형에서부터 $Ca-Cl/SO_4/NO_3$ 유형을 거쳐 $Na-HCO_3$, Na-Cl 유형까지 매우 다양한 수질 유형을 보였다. 이중 $Na-HCO_3$, Na-Cl 유형을 보이는 지하수는 F 함량이 높은 것들로서, 지하수 수질이 백악기 반암 및 화강암의 광화대 및 변질대에서의 물-암석 반응에 기인하는 것으로 추정된다. 연구지역은 심부 대수층까지 $NO_3$에 의한 오염이 심화된 것으로 나타나며, 이는 특히 쥬라기 화강암 지역에서 현저하다. 지하수의 $HCO_3$/Ca, $HCO_3$/Na, Na/Si 몰비 등으로 볼 때, 충적/풍화대 지하수의 Ca, $HCO_3$ 성분은 대부분 방해석의 용해작용과 관련되어 있는 것으로 해석된다. 암반 지하수에서는 물 속의 Ca, $HCO_3$ 성분은 방해석 이외에 사장석의 용해작용과 관련되어 있어 보이나, 사장석이 고령토로만 변하는 단순 풍화작용의 기작만으로는 설명이 어려운 수질 특성을 보였다. 백악기 영동층군 퇴적암 지역의 지하수에서는 $HCO_3$ 기원이 방해석 이외에도 $MgCO_3$, $SrCO_3$ 등의 용해작용과도 관련이 있어 보였다.

• 한국축산식품학회지
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• 제28권5호
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• pp.580-586
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• 2008

본 연구는 모유를 섭취하고 있는 생후 7일 이내의 신생아로부터 분리 및 선발된 L. acidophilus를 이용하여 다양한 생리활성을 가진 CLA를 천연적으로 생산하는 젖산균을 Screening하고 선정된 L. acidophilus에 의한 CLA의 최적 생성조건을 설정하기 위하여 실시하였다. 9종의 L. acidophilus를 LA가 $200{\mu}g/mL$의 수준으로 각각 첨가된 MRS 액체배지에 접종하여 48시간 배양한 후 L. acidophilus의 균체 세포막 내에서 형성된 cis-9, trans-11 CLA 함량과 배지 내 유리화된 cis-9, trans-11 CLA 함량을 측정한 결과, 생균수는 대부분 $10^8\;CFU/mL$ 수준이었으며 균체 내로 전환된 cis-9, trans-11 CLA는 검출되지 않거나 매우 미량 존재하였다. MRS 배지 내 유리화된 cis-9, trans-11 CLA는 전 시험 균주를 통해 생성되었으며 상대적으로 균체 내 생성량 보다 높게 나타났고, L. acidophilus NB 203과 NB 209의 생성량이 $26-27{\mu}g/mL$으로 가장 높게 나타났다. 동일한 조건으로 8% 탈지유 배지에 실험한 결과 배양 24시간째의 생균수는 $10^8\;CFU/mL$ 수준이었고, MRS 액체 배지에서의 결과와 유사하게 균체 세포막 내로 incorporation된 cis-9, trans-11 CLA는 대부분의 처리구에서 검출되지 않거나 매우 미량 존재하였으며, 반면 탈지유 배지 내 유리 cis-9, trans-11 CLA는 전 시험 균주를 통해 생성되었고 상대적으로 MRS 액체 배지에서의 생성량 보다 높았으며, 그 중 L. acidophilus NB 203 및 NB 209의 배양액 내 cis-9, trans-11 CLA 생성량이 가장 높게 나타났다. 시험 균주 중 cis-9, trans-11 CLA 생성능이 다른 균주에 비해 높은 것으로 나타난 L. acidophilus NB 203 및 NB 209를 8% 탈지유 배지에 LA 첨가량 및 배양시간을 달리하여 최적 조건을 설정하였으며, 두 시험 균주 모두 LA 첨가에 의한 증식억제 현상은 배양 48시간까지 $1.000{\mu}g/mL$ 첨가 수준에서는 전혀 나타나지 않았으며, $3,000{\mu}g/mL$ 첨가 시 미약하게 나타났다. 배양시간대 별 cis-9, trans-11 CLA 생성량은 두 시험 균주 모두 배양 24시간 이전의 대수증식 기에서 주로 증가하였으며, 배양 24시간 이후부터 생성량이 유지되거나 미량 감소하는 것으로 나타났다. LA의 첨가농도 별 cis-9, trans-11 CLA 생성에 있어 두 시험 균주 모두에서 LA 첨가량이 $1,000{\mu}g/mL$ 수준일 때 cis-9, trans-11 CLA 생성량이 가장 높았으나 $500{\mu}g/mL$ 첨가구와 큰 차이를 나타내지 않았으며, 특히 첨가량을 $3,000{\mu}g/mL$ 수준으로 높여도 $1,000{\mu}g/mL$ 수준일 때와 유사하거나 오히려 감소하는 경향을 보였다. 따라서 이 실험 균주의 최적 LA 생성조건은 탈지유 배지에 LA를 $500{\mu}g/mL$ 수준으로 첨가하여 $37^{\circ}C$에서 24시간 배양시로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권2호
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• pp.255-262
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• 2002

본 실험에서는 L. fermentum YL-3의 생존에 관한 연구로 살아 있는 상태로 위를 거쳐 장내에 정착하여 생균제로서의 기능을 수행할 수 있도록 내산성과 저장성에 초점을 맞추었다. 유산균 성장촉진 물질로 첨가되어 온 tween 80 성분의 제거가 pH 2.0에서 L. fermentum YL-3의 내산성을 약 1 log cycle 정도 향상시켰다. 지방산 분석에서는 세포의 유동성 및 동결 등에 저항성을 가진다고 보고되는 $C_{19:0}\;cyc\;{\omega}8c(lactobacillic\;acid)$의 성분이 24.6% 증가함으로써 내산성이 향상됨을 알 수 있었다. 온도별에서도 배양 온도가 상승할수록 내산성은 향상되었으며 배양시간 역시 길수록 향상되나 생균수를 고려해야 하므로 $42^{\circ}C$의 배양온도에서 대수기 말기의 균제를 이용하였다. 그래서 최종 배양 조건은 tween 80이 제거된 $MRS^-$ 배지에서 $20{\sim}24$시간 $42^{\circ}C$에서 혐기 배양을 실시한 균체를 capsule 제도에 이용하였다. Alginate capsule이 산, 열, 인산염 등에 풀어지는 단점을 가져 무독성의 1% chitosan을 이용하였으며 표면의 관찰 결과, chitosan처리 후 가교 결함에 의하여 더욱 촘촘한 막이 형성되었으며 alginate capsule에서 여러 군데 보이던 미세 구멍이 줄었으며 CLSM을 이용한 L. fermentum YL-3의 포집은 안정한 상태로 포집 균수는 약 $2.0{\times}10^9\;CFU/g$ 정도였다. 캡슐화된 L. fermentum YL-3의 내산성에서는, 3시간 동안 pH 2.0에서 alginate capsule은 약 40 %가 생존한 반면 chitosan 처리 후의 alginate capsule은 약 65% 정도로 생존율의 향상을 보였다. 캡슐화된 L. fermentum YL-3의 저장성에서는 상온인 $25^{\circ}C$에서는 초기 균수에서 1주 사이 $2{\sim}3\;log\;cycle$정도로 급격히 사멸되었으며 chitosan 처리구나 zeolite 처리구에 의한 상온에서의 저장성 향상에서는 영향을 미치지 못했다. $4^{\circ}C$에서는 $2.0{\times}10^9\;CFU/g$이었던 초기균수가 3주까지 모두 $10^8\;CFU/g$ 이상의 생존율을 나타내었으며 특히 chitosan으로 처리한 capsule의 저장성은 3주 후 약 24% 정도로 alginate capsule에 비해 생존율이 높았다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권1호
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• pp.90-96
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• 2013

이 연구는 '콘크리트 테스트 해머'를 이용하여 1990년대에 경기도와 강원도에서 시공된 사방댐 중 사방협회 에서 육안 점검한 사방댐 10기(양호 6기, 불량 4기)의 대수면, 방수로 및 반수면의 반발경도 측정을 통해 사방댐의 안정성을 파악하여 사방댐의 비파괴검사에 적합한 압축강도 추정식과 적정 판정범위를 정하는 것을 목적으로 진행하였다. 특히, 콘크리트 사방댐 본체의 안정성을 사전에 파악하게 되면 사방댐을 적시에 보수, 관리할 수 있고, 사방댐 본연의 기능인 토사유출방지기능을 최대화할 수 있다. 콘크리트 사방댐의 압축강도 조사한 결과, 현재 사방협회에서 진행 중인 안정점검 육안 점검 결과와 대부분 일치하였다. 또한, 안정점검시 압축강도는 일본건축학회에서 제시한 추정식을 적용하는 것이 적합할 것으로 판단되었으며, 판정 기준은 300 $kgf/cm^2$ 이상일 경우에는 '안정', 250~300 $kgf/cm^2$이 범위일 경우에는 '정밀검사 필요', $kgf/cm^2$ 미만일 경우에는 '불량' 판정을 내리는 것이 적합하다고 사료된다. 그리고 사방댐의 연대별 압축강도에 대한 자료를 충분히 축적하고, 이를 토대로 우리나라 사방댐에 적합한 안정기준과 압축강도 추정식이 필요하다고 사료된다. 앞으로는 육안 점검과 간이 안정성 검사를 통해 사방 구조물에 이상이 발견될 경우 정밀진단 검사를 실시하여 안정도를 파악하는 체계가 구축되어야 할 것이다.

• 한국양식학회지
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• 제11권4호
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• pp.449-455
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• 1998

능성어와 같은 고급해산어의 양식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 부화후 섭이 개시 직후의 자어의 구경이 작은 이유 때문에 현재 배양하고 있는 로티퍼 보다 소형의 먹이 생물이 요구되고 있다. 이 실험에서는 이와 같은 현실적인 요구사항에 부응하여 다양한 사이즈의 먹이 생물을 이용 가능하도록 하는 것을 목적으로 S형 로티퍼B. rotundiformis와 자유 유영형의 사이 크로포이다의 코페포다 Apocyclops sp.에게 T. suecica를 먹이로 급이하면서 두종을 혼합 배양하였다. 실험조건은 수온 25${\circ}C$, 염분 22ppt, 배양수량은 50ml의 비이커에 사육수 40ml, 실험기간 16일간, 2일마다 전 개체수를 계수하면서 암흑조건하에서 배양했다. 단독 배양구의 코페포다 Apocyclops는 실험기간 동안에 계속 대수증식을 하여 평균 최고 밀도는 12개체/ml에 달하였다. 더욱이 코페포다 Apocyclops의 증식은 코페포다 Apocyclops 단독 배양의 경우보다도 로티퍼 b. rotundiformis 와 혼합 배양했을때가 탁월한 증식을 보였다(최고 밀도는 20.15${\pm}$4.45개체/ml). 특히 로티퍼와 Apocyclops의 혼합 배양구에서 노플리우스의 개체수는 9.88${\pm}$1.38개체/ml로서 코페포다 Apocyclops 단독배양의 경우와 비교하면 약 2배 이상의 증식을 보였다. 그러나, 로티퍼 B. rotundiformis의 증식은 단독 배양에 비하여 코페포다 Apocyclops와 혼합 배양함으로서 그 증식이 크게 억제되었다. 먹이로서 급이한 T. suecica는 로티퍼 B. rotundiformis 단독 배양구와 코페포다 Apocyclops와의 혼합 배양구에서는 실험 개시 후 10일째부터 잔존량을 거의 관찰할 수 없었다. 그러나, 코페포다 Apocyclops는 적극적으로 T. suecica을 섭이하지는 않았다. 즉, 로티퍼와 코페포다간의 먹이 경쟁관계는 관찰할 수 없었다. 이 연구에서는 소구경 어종의 종묘 생산 초기과정에서 자어의 기아현상으로 인한 초기 대량 폐사와 같은 문제점을 해결하기 위하여 일반적으로 배양중인 로티퍼(사이즈180${\mu}$m 전후) 보다 더 적은 사이즈의 먹이 생물을 검색하기 위한 한 방법으로서 소구경 어종들이 요구하고 있는 먹이생물의 사이즈, 즉 150${\mu}$m 전후의 노플리우스가 생산 가능한 코페포다 Apocyclops를 로티퍼와 혼합 배양하였다. 이와 같이 다양한 사이즈의 먹이생물을 혼합배양하여 사육 대상 자치어에게 먹이로서 급이 가능하다면, 소구경 어종이 요구하는 사이즈의 문제는 극복 가능할 것이다. 뿐만 아니라, 사이즈 280${\mu}$m 전후의 대형 로티퍼(B. plicatilis)와 부화직후의 알테미아 유생(사이즈 950${\mu}$m)을 사용하고 있는 현재의 먹이 생물 급이 계열에서 요구되는 중간 사이즈 (사이즈300-500${\mu}$m 전후) 먹이생물의 공급도 해결 가능할 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.837-845
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• 2017

D염색공단의 폴리에스테르 알카리 감량폐수 및 호발폐수가 혼합된 실제 종합염색폐수를 처리하기 위하여 D염색공단의 종합폐수처리장 반송슬러지를 고정한 폐타이어담체를 충전한 재순환 유동상 바이오필터와 소성된 $TiO_2$ 코팅-glass bead를 광촉매담체로 적용한 UV/광촉매반응기를 결합한 재순환 통합시스템을 구축하여 운전하였다. 그 결과로서 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 제거율과 총 색도 제거율 추이는 각각 약 81% 및 55% 정도를 유지하였다. 이러한 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 총 색도 제거율의 제고효과는 각각 최대 약 7% 및 3%로 평가되었다. 재순환 통합시스템의 유동상 바이오필터 및 광촉매반응공정은 총 제거율에 대한 상대기여도로서 각각 총 $COD_{cr}$ 제거율의 약 94% 및 6%를 처리하고, 총 색도 제거율의 약 86% 및 14%를 처리하였다. 이와 같이 재순환 통합시스템의 광촉매반응공정에서는 총 제거율에 대한 색도 제거율의 상대기여도가 $COD_{cr}$ 제거율의 상대기여도보다 약 2.4배 정도 컸다. 따라서 본 연구의 재순환 통합시스템에서 광촉매반응공정은 $COD_{cr}$ 제거보다 아조결합과 같이 염료에서 색을 나타내는 화학결합을 깨는 역할에 더욱 효율성이 있었다. 또한 본 연구의 재순환 통합시스템에서 각 단위공정들의 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율이, 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율에 미치는 영향에 대한 모델식과 대수적 상관관계를 구하고 분석하였다.

• 농업과학연구
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• 제36권1호
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• pp.73-85
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• 2009

충남지역 토마토 재배온실의 구조적 안정성 확보와 체계적 환경관리를 위한 기초자료를 제공할 목적으로 구조 및 환경조절설비 실태를 조사 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상 충남지역의 토마토 재배온실은 호당 평균면적 0.45ha, 플라스틱 단동온실의 형태가 대부분이며 10년 이상 시설을 사용하고 있는 농가가 많고, 설치방향은 단 연동 구분 없이 대부분 남북동으로 설치되어 있으며 토양재배가 수경재배에 비해 훨씬 많다. 온실의 폭은 7~8m(평균 7.6m), 길이는 80~100m(평균 89.7m)인 농가가 대부분이었으며, 단동온실의 평균 높이는 측고 1.6m, 동고 3.2m, 연동온실의 평균높이는 측고 2.9m, 동고 4.8m로 농촌진흥청의 보급형 온실에 비하여는 약간 높게 나타나고 있지만 토마토 재배에 적합한 환경관리를 위해서는 온실의 측고를 좀 더 높여야 할 것으로 사료된다. 단동온실의 서까래 규격은 양호하나 설치간격이 대체로 넓고, 도리의 설치 개수가 부족한 것으로 나타났다. 연동온실의 경우 서까래, 도리, 중방의 규격과 설치간격은 대체로 양호하나 기둥의 설치간격이 대체로 넓은 편이어서 구조적인 안전성 검토가 필요할 것으로 사료된다. 단동 서까래 매설부위 및 연동 기둥의 기초부위는 침하나 인발에 충분히 저항 할 수 있을 것으로 판단된다. 피복재는 대부분 PE필름을 사용하고 에너지 절감을 위해 내부에 고정터널을 설치하는 농가가 많으며 내피도 대부분 PE필름을 사용하고 있다. 단동온실에서는 보온커튼을 사용하는 농가가 많지 않고, 연동에서는 대부분 부직포 또는 알루미늄스크린 등의 다층 보온커튼을 사용하고 있다. 관수장치는 점적호스를 가장 많이 사용하고 다음으로 분수호스를 사용하고 있으며, 관수제어는 수동이 가장 많고 다음으로 타이머를 이용하고 있다. 토양수분 계측에 의한 자동제어는 7.5%에 불과해 관수자동화의 필요성이 높은 것으로 판단된다. 난방은 대부분 온풍 난방기를 이용하고 있으며 적정 난방기 용량을 확보하고 있지 못한 농가도 많아 저온기 생육적온 유지에 어려움이 있을 것으로 판단된다. 난방비는 10a당 평균 6백만 원 정도가 연간 소요되는 것으로 조사되어 난방비 절감 대책이 절실한 것으로 사료된다. 대부분 권취식 천측창을 설치하고 있으나 단동의 경우 천창을 설치한 온실은 17.5%에 불과하며, 환기창 개폐장치는 대부분 자동으로 이루어져 있다. 강제 환기팬이나 공기 유동팬을 설치한 온실은 25.8%에 불과하며 설치대수가 매우 부족하고 정확한 설치기준이 마련되어 있지 못하다. 별도의 구조물에 토마토 유인줄을 설치하지 않고 중방이나 서까래에 설치하는 농가가 많아 구조물에 미치는 작물하중의 영향을 검토할 필요가 있는 것으로 판단된다. 기타 탄산가스 시비, 광환경 제어, 지중가온이나 방충망설치, 하절기 온실 냉방 등 고도의 환경조절을 실시하는 농가는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.76-85
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• 2003

본 논문에서는 공통원인고장의 이론적 고찰로서 정의와 그 원인, 분석방법을 기술하고 대표적인 소방설비의 하나인 소방펌프에 대해 공통원인고장을 고려한 신뢰도분석에 적용함으로써 공통원인고장의 중요성과 그 한계성을 규명하고자 한다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 알 수 있듯이 펌프의 운전고장이 계통실패의 가장 큰 요인으로 나타났으며 특히 두 펌프의 공통원인고장이 지배적이다. 다시 말하면 공통원인고장을 고려하지 않을 경우에 계통신뢰도를 실제보다 2배 이상 초과하여 평가할 수 있다는 것이다. 이로서 계통 신뢰도분석에서 공통원인고장의 중요성을 인식할 수 있으며 분석결과는 공통원인고장의 변수인자의 값에 크게 의존하는 것을 알 수 있다. 그리고 소방수 공급설비설계에 계통설계 시 다중성을 반영하면 신뢰도가 증가하는 것은 사실이나 공통원인고장 요인 때문에 다중기기 설치대수에 비례하는 정도의 신뢰도 향상을 얻지 못할 수도 있다. 또한 공통원인고장의 한계성으로는 분석모델의 차이로 인한 차이는 미미한 수준이었으나 각각 다른 데이터 원을 사용했을 경우 그 결과는 큰 차이를 나타내었다. 따라서 공통원인고장 분석에 사용되는 모델보다는 이용 가능한 경험데이터의 품질이 그 분석결과의 신뢰성에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 다중기기의 공통원인고장을 방지하기 위한 기본적이고 공학적인 방안으로는 설계시 요구되는 적정 신뢰도를 유지하는 것이므로 적어도 소방펌프에 요구되는 신뢰도수준으로 설계되어야 한다. 즉 SIS(Safety Instrumented system)에 요구되는 신뢰도수준인 안전건전성수준(SIL; Safety integrity level)에 적합한가의 유무를 PFD를 활용하여 정량적으로 파악하는 것이다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 계통작동요구시 실패확률(PFD: Probability of failure on demand), 즉 계통 이용 불능도는 3.80E-3이므로 규정목표인 SIL5의 범주 안에 들어있지 않아 안전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단되며, 만일 공통원인고장을 고려하지 않았을 경우인 계통 이용불능도 또한 1.82E-3으로 계산되는데, 이 또한 SIL5의 범주 안에 들어있지 않으므로 단전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제26권2호
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• pp.101-110
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• 2013

나노크기 매킨나와이트(nanocrystalline mackinawite, FeS)는 높은 비표면적을 지닌 반응성 높은 광물로, 오염된 지하수나 토양의 복원을 위해 널리 사용된다. 또한 매킨나와이트는 혐기성 부식반응에 대해 열역학적으로 안정하고, 황산염 환원미생물의 대사에 의해 재생된다는 장점이 있다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 지하수 흐름에 의해 멀리 확산되거나 입자집적이 일어나 대수층 공극을 막는다. 따라서 현장복원을 위한 투과반응벽(permeable reactive barrier)의 설치를 위해서 나노크기 매킨나와이트에 대한 변형이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 코팅법을 활용해 매킨나와이트 나노입자를 알루미나(alumina, $Al_2O_3$) 및 활성알루미나(activated alumina) 표면에 증착시켰다. 매킨나와이트의 코팅량은 pH에 따라 현저히 달랐으며, 두 종의 알루미나 모두 약 pH 6.9에서 최대 코팅이 관찰되었다. 이 pH에서 알루미나와 매킨나와이트는 반대의 표면전하(surface charge)를 띠어 두 광물 간 정전기적 인력이 발생하고, 이로 인해 효율적인 코팅이 일어났다. 이 pH에서 알루미나 및 활성 알루미나에 의한 코팅량은 각각 0.038 $mmol{\cdot}FeS/g$과 0.114 $mmol{\cdot}FeS/g$이었다. 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 알루미나 및 활성 알루미나, 그리고 최적 pH에서 코팅된 알루미나 및 활성 알루미나를 사용해 아비산염(arsenite) 흡착실험을 수행했다. 코팅되지 않은 활성 알루미나는 코팅되지 않은 알루미나와 비교해 단위질량당 높은 아비산염의 제거를 보여주었으나, 매킨나와이트의 코팅에 의한 흡착량 증가를 보이지 않았다. 활성 알루미나는 높은 비표면적을 지니고 있어 반응성 높은 수산화작용기(hydroxyl functional group)가 다수 존재했고, 이로 인해 코팅된 매킨나와이트에 의한 아비산염의 제거가 중요하지 않았다. 반면 알루미나는 매킨나와이트 코팅에 의해 향상된 아비산염의 제거율을 보였는데, 이것은 알루미나에 존재한 수산화작용기가 아비산염과의 표면배위결합(surface complexation)에 소모되고, 코팅된 매킨나와이트에 의한 부가적인 흡착이 일어났기 때문이다. 코팅된 알루미나는 이전에 연구된 코팅된 실리카와 비교해보면 단위 비표면적당 매킨나와이트의 코팅량이 약 8배 높았으며, 더 높은 아비산염에 대한 흡착력을 보였다. 따라서 본 연구의 결과는 코팅된 알루미나는 투과반응벽의 설치에 적합한 물질이고, 특히 아비산염으로 오염된 지하수의 정화에 유용하게 적용될 수 있음을 지시하고 있다.