• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.479-495
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• 2018

본 연구에서는 자동차배출화학물질 중 발암성 및 돌연변이 유발 물질인 PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)의 다매체 간 거동 모델링, 농도 분포, 그리고 영향평가를 수행하였다. S시의 차량 통계와 PAHs의 배출계수를 이용하여 PAHs의 배출량을 산정하였고, 도시의 불투수면적에서 대기-토양의 물질이동 제한조건을 바탕으로 다매체 퓨가시티 모델링을 수행하였다. 다매체 퓨가시티 모델을 이용하여 정상상태에서 환경 매체내 PAHs의 농도 분포를 예측하고(Level III), 각 모델 변수에 대하여 몬테카를로 민감도 분석을 바탕으로 비정상상태에서 환경 매체내 PAHs 잔류량 및 매체 간 물질 이동으로 인한 매체별 농도분포와 위해성 평가를 수행하였다(Level IV). S시의 경우 배출된 PAHs중 Fluoranthene이 네 가지 환경 매체(대기, 수계, 토양, 침전물)에서 모두 가장 높은 잔류농도(60.0%, 53.5%, 32.0%, 33.6%)를 보였으며 침전물에서 가장 높은 농도(80%이상)로 잔류하였다. 34년 동안 S시 환경 매체 중의 PAHs 농도 변화 분석 결과, 모든 환경 매체에서 PAHs 잔류량은 1983년부터 2005년까지 증가하였고, 이후 2016년까지 감소한 것을 확인하였으며, 각각 환경매체에서 트럭을 포함한 중량차량(Heavy Duty Vehicles, HDVs) 배출가스의 PAHs 농도 기여도가 큰 것으로 나타났다. 매체 별 PAHs 농도는 토양과 수계에서 34년간 기준치보다 작은 값을 보였으나, 대기중 PAHs농도는 권고치를 초과하는 농도값을 보였다. 본 연구 결과를 통해 지난 30여년 동안 대도시 자동차 배출 화학물질인 PAHs의 환경 중 거동 및 위해성을 평가를 통하여 PAH물질 관리 및 규제의 필요성을 제시하고, 다양한 환경 매체 내 독성화학물질 관리 및 모니터링에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 1994년도 제14회춘계학술대회 학술발표요지집
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• pp.51-53
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• 1994

담수는 인간의 생존에 필수적인 요소이다. 우리는 매일 일정량의 물을 섭취하고 있으며, 일상에서 직접, 간접적으로 물과 관련되지 않고서는 생활할 수 없다. 지구 표면의 약 70%가 물로서 덮여 있다고는 하지만 인간의 생활에 직접적인 이용가치가 있는 담수(지표수)는 전체 물의 용적의 2%에 지나지 않는다. 한국의 연평균 강수량은 1,274mm로서 세계 연평균 강수량인 970mm보다 많은 편이나 인구 1인당 연간 강수량은 약 3,000m3으로서 세계 평균인 34,000m3의 11분의 1에 지나지 않는다. 수자원총량중 지하침투와 증발에 의해 손실되는 양을 제외한 하천유출량은 전체의 55%인 697억m3으로서 이것이 곧 가용수자원량이다. 그러나 하절기 강우집중도가 높은 우리나라 실정에서는 가용수자뭔량중 수자원총량의 37%가 홍수시 유출되고 실제 이용량은 수자원총량의 18%인 230억m3에 불과하여 인구증가와 함께 수자원의 가치가 더욱 증대하고 있는 실정이다. 더우기 지하수 이용량은 19억m3에 불과함에 따라 우리나라는 실제 이응수자 원량의 90% 이상을 지표수에 의존하고 있으며, 그 중 약 40%가 호소수로 구성되어 있다. 이러한 수자원 이용효율의 취약성으로 인해 제한된 수자원 용량과 생활 및 농공용수의 과수요에 따른 불균형으로 근래 많은 하천이 갈수기나 평수기시 친천화되어 가고 있어 수중생태계에 큰 위협을 주고 있다. 또한 이에 더하여 산업발달과 함께 수질오염원은 양적으로는 물론 질적으로도 증가일로에 있어 기존의 유기 및 중금속 오염물질을 포함해 수많은 신생 유기화합물질이 수계에 유출되고 있으며, 이에 더해 질소 및 인으로 대표되는 영양물질의 유입과다로 국내 대다수의 호수가 부영양화의 새로운 위협에 직 면해 있다. 우리나라에는 적은 유입유량에 큰 저수용량 및 긴 체류시간으로 대표되는 대규모 자연호는 없으며, 대부분이 매단위 강을 막아 형성된 체류시간 1년 이하의 인공호로서 그 중 안동호, 충주호, 대청호 등은 비교적 체류시간이 긴 호소형 인공호로, 팔당호나 기타 대부분의 호수는 체류시간이 짧은 하천형 인공호로 대별된다(Table 1). 이처럼 국내 호소는 국외의 자연 호와는 다른 구조적 특성을 가짐에 따라 부영양화 특성 역시 매우 상이하고, 호소형 인공호와 하천형 인공호간의 차이 역시 현저하여 일률적인 관리대책을 설정하기가 어려운 실정에 있다. 또한 각 호수의 유역특성이 상이함에 따라 호수별로 유역 오염원의 오염부하율이 현저히 달라(Table 2) 호수에 따른 특성적인 유역관리(Lake-specific management)가 요구되고 있다 정상상태(Steady state)가 아닌 국내 호소에 대해 국외 자연호의 인단순모델 (Simple phosphorus budget model)을 그대로 적용하는 것에 다소 무리한 점이 따르나, 평균적인 개념으로 OECD의 유역부하량 및 호소특성에 따른 부영양화 판정모델을 적용한다면, 국내 주요 호수는 모두 부영양 수준에 있다. 또 각 호수별로 부영양화 제어를 위해 요구되는 인의 삭감부하량은 상당량이 되어 현실적으로 관리가 이미 어려운 실정에 와 있다. 호수의 부영양화는 조류 발생으로 이어지며, 그에 따른 폐해는 각종 형태로 나타나는데 대표적으로 이취미 발생이나 유해조류에 의한 독성물질의 배출, 정수처리 과정의 THM 발생등이 주로 문제가 되고 있다. 따라서 국내 호수의 구조적 특성별 부영양화 실태를 파악하고 그에 따른 영향 및 관리방안에 관한 종합적 고찰이 차후 수질관리를 위해 요구되고 있으며, 특히 납조류로 대표되는 유해조류의 독성영향에 관한 연구는 시급한 실정에 있다.

• 생태와환경
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• 제33권1호통권89호
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• pp.9-22
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• 2000

본 연구에서는 남조류의 독성물질 배출 및 분해양상을 밝히고자 대청댐 지류인 옥천천의 스컴을 채취, 실험대상으로 하였다. Light와 dark 상태로 분리${\cdot}$배양한 배지에는 조사를 하는 동안 다른 영양염류는 첨가하지 않았다. 그 결과 세포내에서 microcystins의 총량은 세포수가 감소함에 따라 감소하였으며 Microcystis aeruginosa의 현존량과 비교하였을 때 light와 dark 상태의 경우 $r^{2}$값이 각각 0.96과 0.97로 높은 상관관계를 보였고 dark 상태에서 보다 더 빠른 감소추세를 보였다. 또한 세포에서 수체로 용존되는 microcystins의 량은 세포내에 존재하는 양의 극히 일부임을 확인 할 수 있었고 세포내에 분포하는 microcystins의 농도는 종류에 따라 차이를 보여 microcystin-RR>-LR>-YR의 순으로 존재하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 옥정호과 제천천을 대상으로 한 수심별 조사에서도 동일한 양상을 보였다. 수체에서 검출된 microcystins의 양은 점성물질의 양과 함께 light와 dark 상태에 따라 뚜렷한 차이를 보였으며 light의 경우 $r^{2}$값이 -0.75의 역의 상관관계를 보였다. 남조류 세포 및 microcystins에 대한 light와 dark 상태에서의 서로 다른 농도 결과는 배양 상태에 따른 미생물의 분해양상의 차이와 미생물에 대한 점성물질의 영향으로 추정된다.

• 공업화학
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• 제30권4호
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• pp.466-471
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• 2019

1,4-다이옥산과 디클로로메탄은 국제암연구기관(International Agency for Research on Cancer)에서 발암가능그룹으로 분류하고 있으며, 산업폐수 방류수에서 고농도로 빈번하게 배출되고 있다. 산업폐수 방류수에 대한 물벼룩의 24 h 급성 독성평가에서 7.53 mg/L의 1,4-다이옥산농도에서 1.1 TU (toxic unit)로 배출허용기준(1.0 TU)에 근접한 값을 나타내었으며, 혼합폐수의 경우, 단일물질에 비해 상대적으로 높은 TU 값을 나타내었다. 실험실에서 제조된 합성폐수로부터 1,4-다이옥산 및 디클로로메탄의 24 h 반수영향농도($EC_{50}$)값은 각각 1,744 (0.06 TU), 170 mg/L (0.6 TU)로 TU 값이 매우 낮았으며, 1,4-다이옥산 100 ppm에 디클로로메탄 1, 5, 10 ppm을 첨가한 혼합물질의 독성평가결과, TU 값이 0.02, 0.04, 0.10으로 증가하여 두 물질 간 상승작용이 나타났다. 그러나 1,4-다이옥산 및 디클로로메탄에 대한 합성폐수의 TU 값은 비슷한 농도에서 산업폐수의 TU 값보다 5% 이하로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제19권1호
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• pp.1-11
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• 2004

클로렐라는 생물화학적 성분들을 풍부하게 함유하고 있어서 영양학적으로 사료나 식품으로 이용되며 화장품, 의약품, 심지어 연료로도 이용되고 있다. 클로렐라는 보통 연못이나 호수 등 담수에서 생육하며, 구형 단세포이다. 생식은 무성생식으로 하루에 4-16배로 증식한다. 클로렐라의 대량생산을 위한 배양은 크게 옥외배양법과 발효조 배양법으로 나뉜다. 클로렐라는 필수 아미노산과 생체에 여러 가지 생리적 기능을 수행하는 지방산과 스테롤, 유산균 성장 촉진 원인 물질인 chlorella growth factor (CGF)의 함유되어 있으며, 생체 내에서 중금속 배출기능, 독성물질의 분해, 동맥경화 및 간장장애의 억제, 면역기능 강화, 항암 활성, 장내 유효세균의 증식 촉진, 식품의 풍미 향상 및 보습효과 등의 기능성을 가지고 있어 기능성 생물소재로 주목되고 있다. 클로렐라는 건강기능식품, 화장품, 의약품 소재로서 응용될 수 있을 뿐만 아니라 이산화탄소의 고정화와 수소가스의 생성 등 환경 및 에너지의 생산을 위한 수단으로서의 역할이 전망된다.

• 멤브레인
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• 제31권5호
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• pp.327-332
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• 2021

멤브레인 기반의 MBRWG (Membrane Bioreactor for Waste Gas) 처리기술은 폐가스 흐름에 대한 높은 선택성을 바탕으로 효과적인 생물학적 제거를 수행할 수 있다. MBRWG에는 몇 가지 잠재적 이점이 있는데, 이 중 가장 두드러진 점은 기상과 액상이 멤브레인 양쪽으로 명확히 분리되어 액상 내 생물막의 최적제어가 용이하고 이를 통해 효과적인 생분해와 생물막의 활성화를 도모할 수 있다는 것이다. MBRWG 처리기술은 특히 xylene 같은 소수성 독성 기체 성분 제거에 유리한데 이는 소수성 기체의 물질전달속도, 독성 및 제거율이 생물막 인근의 액상흐름 및 수분제어에 민감하게 변화하기 때문이다. MBRWG 처리에 쓰이는 다양한 멤브레인 중에서 PDMS-중공사막(hollow fiber)이 가장 높은 기체 물질 전달을 제공한다고 보고되었다. Capillary 형태도 중공사막형태에 비해 비표면적은 낮지만 비교적 활발한 연구가 진행되고 있다. 소수성 기체성분 제거 외에도 기존 생물학적 폐가스 처리 장치에서 배출된 잔류 기체 혼합물이나 먼지를 제거하기 위한 후단 공정에서 멤브레인 활용을 고려할 수 있다.

• 환경영향평가
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• 제11권1호
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• pp.13-23
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• 2002

본 연구에서는 침출수를 비롯한 매립지의 각종 오염물질 배출로 수자원이 오염되어 피폭체의 피해가 빈발하는 문제를 해결하기 위해서, 매립지의 상대적 유해성을 평가하여 한정된 환경관리 예산의 합리적 배분을 위한 우선순위를 결정할 수 있는 의사결정 지원도구로서 LHR(Landfill Site Hazard Ranking)모형을 개발했다. LHR모형은 다요소의사결정(多要素意思決) 기법에 정성적 위해성(危害性) 평가기법을 접맥시켜 주관적 가중치를 모형에 반영한 가치내재화(價値內在化) 모형이다. LHR모형은 피폭체의 주요 피폭경로를 지하수 이동경로와 지표수 이동경로로 보았으며, 각 이동경로별로 누출 가능성, 폐기물 특성 및 피폭체 특성으로 요소범주를 3종류로 구분하여 폐기물의 독성이나 매립량같은 특성이 매립지의 수리지질학적 요소 및 자연지리적 요소에 의해 결정되는 오염물질의 누출 가능성을 통해 매립지 주변의 지역주민과 취약한 수생태계 같은 피폭체에 끼치는 매립지의 유해성을 상대적으로 평가했다. 그리고 LHR모형에서는 매립지 유해성을 공기 이동경로 및 사회경제적 측면에서도 평가하기 위해 매립지 이격거리별 토지이용 형태의 유해성을 평가했다. 그리고 각 평가요소별 가중치는 위계분석과정(位階分析過程)의 쌍대비교법(雙對比較法)에 의하여 할당했으며, 민감도 분석으로 LHR모형을 검증했다.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.790-795
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• 1997

일반적으로 독성물질의 전형으로 알려진 다이옥신은 다양한 경로로 발생하여 인간과 환경에 유입되지만 대부분은 연소과정에서 발생된다. 본 실험에서는 EPA 방법에 의해 쓰레기 소각 처리후 생성된 폐가스와 비산재에 함유된 다이옥신류의 분포형태를 조사하고, 보다 효율적인 시료채취와 전처리 방법을 살펴보았다. 가스시료는 등속흡인하여 포집하였으며, 전 처리시 고체, 액체시료는 각각 속실렛과 액-액 추출법으로 추출하고 실리카겔, 알루미나, 활성탄 칼럼으로 정제한 후 고분해능 가스크로마토그래피/질량분석기(HRGC/H-RMS)로 분석하였다. 굴뚝 배출가스의 등속흡인결과 상대오차율이 평균 96.5%로서 안정적으로 시료가 흡인되었음을 확인하였으며, 폐가스와 비산재에서 측정된 다이옥신과 퓨란류는 선진국과 유사한 패턴을 나타냈다. 굴뚝 배출가스중 다이옥신과 퓨랸의 양은 각각 $1076.20pg/Nm^3$과 $1452.34pg/Nm^3$으로 나타났다. 주로 염소원자 7~8개로 치환된 이성체가 많았으며, 독성이 가장 강한 2,3,7,8-TCDD는 $8.84pg/Nm^3$으로서 전체 양의 0.64%를 차지해 비교적 낮게 확인되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권3호
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• pp.292-297
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• 1999

수중에서 유기합성화합물의 oxidative coupling을 통한 제거에 촉매제로서 식물체의 직접적인 이용 가능성을 검토하기 위하여 제지, 염료 및 전자회사 등에서 배출되고 있는 phenol성 화합물인 2,4-DCP를 이용하였다. 이 제거반응은 식물체에 포함된 산화환원효소에 의해 매개되어지는 oxidative coupling반응에 의해 유기독성화합물들간의 중합 반응으로 생성된 polymer가 침전됨으로서 야기되었다. 여러식물체들을 선별하여 이들 식물체가 가지고 있는 peroxidase의 활성을 측정한 결과 냉이에서 가장 높은 peroxidase의 활성이 관찰되었고 순무, 고구마, 배추 그리고 무 뿌리의 순이었다. Peroxidase의 활성이 비교적 높은 것으로 나타난 순무와 냉이를 이용해 다양한 실험조건하에서 2,4-DCP의 제거정도를 조사한 결과 2,4-DCP의 최대제거는 냉이의 경우 3분 이내, 순무의 경우 15분 이내로 아주 신속하게 이루어졌으며, 실험을 수행한 pH 전 범위(pH 3.0-8.0)에서 높은 제거율(90% 이상)을 유지하였다. 전자수용체로 작용하는 hydrogen peroxide를 9mM 첨가하였을 때 최대 제거율을 보였으며, 그 농도를 증가시키더라도 제거율은 더 이상 증가되지 않았다. 초기농도를 달리하여 냉이와 순무에 의한 2,4-DCP의 제거율을 조사한 결과 냉이로 매개된 2,4-DCP의 제거율은 초기농도 1,600ppm까지 90% 이상의 제거율을 나타내었으나, 순무로 매개된 2,4-DCP의 경우 초기농도 1,200ppm까지 90%이상의 제거율을 나타내다가 초기농도가 1,600ppm로 증가되었을 때 78.8%로 제거율이 감소되어 유기독성물질의 초기농도는 식물체를 이용한 유기독성물질의 제거에 약간의 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제44권3호
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• pp.272-279
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• 2011

본 연구는 OECD 조사 연구 사업의 일환으로 2007년 3,905톤이 생산된 시안화구리의 환경영향에 대해서 물리 화학적 특성, 국내 외 사용량, 환경노출, 환경거동 및 수생태 독성 자료를 이용해 초기위해성평가를 위한 자료를 수집하였다. 물리 화학적 특성에서는 크림색의 결정형 물질로 녹는점이 매우 높은 일반적인 무기화합물의 특성을 보였으나, 시안화칼슘 등과 같은 11개 시안화합물에 비해 매우 낮은 수용해도를 나타내었다(WHO, 2004). 환경 중 노출 개연성은 생산 및 제조 공정이 주요 원인으로 파악되었다. 구리의 전기도금 용도로 사용되는 본 물질은 밀폐된 환경에서 생산되어 외부로의 유출을 억제하고 있으나, 생산 공정 및 도금과정에서 발생되는 산업 폐수 등의 방류 통해 환경으로 유출될 가능성이 있다. 이러한 경로로 유출된 시안화구리의 환경거동성에 대한 연구 자료는 존재하지 않았으며, 무기물의 염에 해당되는 물질로 환경거동 예측 모델링도 불가능하였다. 그러나 하수처리장 배출수의 구리 측정결과(MOE, 2008d)가 낮은 점 등을 들어서 노출평가에 대한 부분은 우선 고려 대상에서 제외하였다. 그러나 낮은 농도로 노출된 시안화구리는 물, 토양, 퇴적물 및 생물체로 이동될 가능성이 존재하여 본 연구에서는 물 환경에 대한 시안화구리의 독성학적 영향을 영양단계에 근거한 3개 실험종 (조류, 물벼룩 및 어류)으로 평가하였다. 평가 결과 모든 실험종의 50% 영향 치사농도 (E(L)$C_{50}$), 최소영향관찰농도 (LOEC) 및 무영향관찰농도 (NOEC)가 1.0 mg $L^{-1}$ 이하로 나타났고, 이를 GHS 분류체계와 대조한 결과 Hazard category 1에 해당하는 고독성 물질로 평가되었다. 위와 같이 조사된 자료를 근거로 하여 시안화구리에 대한 초기 생태위해성 평가를 수행하였다. 대상물질은 사용량이 높으나 작업장내에서는 노출 개연성이 낮고, 무기물의 염인 점을 감안하여 환경거동성은 높지 않을 것으로 판단하였다. 이러한 점을 감안할 때, 본 물질은 생산량 및 사용량이 높은 국가는 노출로 야기되는 수생태 독성을 중점적으로 평가해야 할 것으로 사료된다.