• 대한치과보철학회지
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• 제47권1호
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• pp.39-45
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• 2009

연구목적: 최근 치과용 임플란트의 임상 경향이 전체 치료기간을 줄일 수 있는 방법에 관심이 집중됨에 따라 불활성의 티타늄 임플란트 표면에 활성을 부여하기 위한 다양한 표면처리 방법이 검토되고 있다. 본 연구에서는 높은 강도가 요구되는 부위의 임플란트 재료로서 사용되고 있지만 표면 특성이 순 티타늄에 비해 떨어지는 Ti-6Al-4V 합금의 골전도성을 개선할 목적으로 시행되었다. 연구 재료 및 방법: $20{\times}10{\times}2\;mm$의 Ti-6Al-4V 합금판을 준비한 다음 $TiO_2$ 나노튜브를 형성하기 위해 DC 정전원 장치의 양극과 음극에 각각 시편과 백금판을 결선하고 0.5 M $Na_2SO_4$와 1.0 wt% NaF를 함유하는 전해액을 사용하여 전압 20 V와 전류밀도 $30\;㎃/cm^2$ 조건에서 2시간 동안 양극산화 처리하였다. $TiO_2$ 나노튜브 형성 후 산화 피막층의 결정화를 유도하기 위해 $600^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하였고, 표면활성도를 개선하기 위해 0.5 M $Na_2HPO_4$ 수용액 24시간 침적과 $Ca(OH)_2$ 포화 수용액에 5시간 침적을 시행하였다. 준비한 시편의 표면 반응성을 조사하기 위해 pH와 무기이온의 농도를 사람의 혈장과 유사하게 조절한 Hanks 용액 (H2387, Sigma Chemical Co., USA)에 2주간 침적하였다. 결과: 20 V에서의 양극산화처리로 직경 48.0 - 65.0 ㎚ 범위의 무정형의 $TiO_2$ 나노튜브가 전체 표면에 걸쳐서 균일하게 생성되는 양상을 보였다. $TiO_2$ 나노튜브는 $600^{\circ}C$에서 2시간 열처리 후 상대적으로 강한 anatase 피크와 함께 rutile 피크가 관찰되었다. $TiO_2$ 나노튜브의 표면활성도는 0.5 M $Na_2HPO_4$ 수용액 24시간 침적과 $Ca(OH)_2$ 포화수용액에 5시간 침적으로 개선되었다. 열처리와 전석회화 처리 후 SBF에 침적한 결과, $TiO_2$ rutile 피크의 상대적 강도는 크게 증가되었지만 HA의 석출은 저하되는 경향을 보였다. 결론: 이상의 결과로 미루어 볼 때, 양극산화 처리한 $TiO_2$ 나노튜브는 $600^{\circ}C$에서의 열처리에 의해 피막층이 안정화되고, 0.5 M $Na_2HPO_4$ 수용액 24시간 침적과 $Ca(OH)_2$ 포화수용액에 5시간 침적으로 표면에 인산칼슘층을 형성하는 것이 표면활성도를 개선하는데 유효함을 알 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.222-231
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• 2005

광산주변의 광해대책 없이 방치된 대부분의 잔류광미는 광산지역의 하류 농경지뿐만 아니라 재배 작물의 중금속 오염의 주원인이 될 수 있다. 본 연구는 폐금속광산의 중금속 오염 특성을 평가하기 위하여 국내 25개 광산 주변에서 채취한 광미를 대상으로 수용성, 산가용성 및 전함량 중금속을 분석 검토하였다. 광미 중 수용성 무기이온들의 함량은 ${SO_4}^{2-}>Ca^{2+}>Mn^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+}>Mg^{2+},\;Fe^{3+}>Cl^-$ 순으로 높았으며, 특히 pH, EC, ${SO_4}^{2-}$ 및 $Ca^{2+}$ 함량은 광산별로 큰 편차를 보였다. 광미중의 중금속 전함량은 Cd 31.8, Cu 708, Pb 4,961, Zn 2,275 및 As 3,235 mg/kg이었고, 중금속 중 Cd, Zn 및 As는 우리나라 토양환경보전법의 토양오염대책 기준을 초과하였다. 광미 중 전함량에 대한 수용성 중금속 비율은 Cd > Zn > Cu > Pb > As 순으로 높게 나타나 토양 환경내에서 이동성이 높은 순위와 일치하였다. 또한 0.1M-HCl 산가용성 침출비율은 각각 Cd 17.4, Cu 10.2, Pb 6.5, Zn 6.8 및 As 11.4%(1M-HCl 추출성)이었고, 광미 중 중금속 전함량에 대한 수용성 함량비율은 화학성분 조성과 관련성이 큰 것을 알 수 있었다. 광미중의 중금속 부화계수(EF)는 As > Pb > Cd > Cu > Zn 순이었고, 오염지순(PI)는 Au-Ag 광산이 다른 광산보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 광산 주변 광미의 중금속 부화계수와 오염지수를 근거로 볼 때 심각한 수준으로 중금속이 농집되어 있어 폐광산 주변의 주요 오염원은 광미를 포함한 광산폐기물로 판단할 수 있었다. 따라서 폐광산 주변에서 중금속을 다량 함유된 광미의 유실 및 강우에 의한 유출은 하부 수계 및 농경지에 심각한 문제를 야기 시키며,특히 산성 황화물을 함유하는 광산폐수는 산성배수를 일으켜 중금속 용출 부화를 가중시킬 수 있어 이에 대한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.659-669
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• 2021

본 연구는 다양한 지질의 지하수(대전, 청원, 춘천, 이천, 괴산 지역) 내 우라늄-238 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 헬륨 동위원소와의 상관성을 해석하고, 헬륨의 기원별 혼합비를 분석하여 대수층의 지표환경과의 연관성을 추론하고자 하였다. 이를 위하여 연구지역에서 9개의 지하수 시료를 채취하여 우라늄-238, 라돈-222, ³He/⁴He 동위원소를 분석하였다. 분석결과 복운모화강암 지역의 지하수에서 우라늄-238의 농도가 218~477 ㎍ /L의 범위로 높은 함량을 보여주었다. 지하수의 ⁴He 대기-지각 혼합비와 라돈-222 함량과는 상관성 있는 경향을 보여준다. 즉, 지각기원 ⁴He비가 높을수록 라돈의 함량이 높은 경향을 보인다. 그러나 헬륨과 우라늄-238과의 상관성은 거의 보여주지 않는다. 헬륨과 라돈은 불활성기체이므로 지하환경에서 거의 유사한 거동을 보이는 반면, 무기이온인 우라늄-238과 불활성기체인 헬륨은 그들의 거동 자체가 다르기 때문이다. 대기-지각-맨틀 기원의 헬륨 혼합비를 보여주는 3He/⁴He vs ⁴He/²⁰Ne 상관관계도에서 지하수는 3개의 그룹(대기, 대기-지각혼합, 지각-맨틀 혼합)으로 구분된다. 연구결과는 헬륨의 기원별 혼합비를 통하여 지하수 대수층의 환경과 지표환경과의 상관성 해석을 위한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권7호
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• pp.681-692
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• 2013

본 연구에서 인공 분기공을 이용해 Giggenbach bottle 법의 적정성을 평가하고, 관련된 전처리 및 분석기술을 확립했다. 인공 분기공은 $CO_2$, CO, $H_2S$, $SO_2$, $H_2$, $CH_4$, HCl, HF, $N_2$의 조합으로 이루어졌고, 각 성분의 유속을 조절해 다양한 조성을 지닌 분기공 가스를 만들었다. 분기공 가스는 NaOH 포집용액이 담긴 병을 사용해 채취했다. CO, $H_2$, $CH_4$의 비용존 가스는 채취병의 빈 공간에 축적되고, $CO_2$, $SO_2$, HCl, HF의 산성가스는 포집용액에 용해된다. $H_2S$ 는 다른 산성가스처럼 포집용액에 용해되나, 카드뮴 아세테이트를 첨가한 경우 $Cd^{2+}$와 반응해 CdS로 침전된다. 비용존 가스는 가스 크로마토그래피를 사용해 분석했다. 한편 포집용액에 생긴 CdS 침전물은 여과장치를 사용해 수용액과 분리시킨 후, $H_2O_2$ 수용액과 반응시켜 CdS 침전물에 결합되어 있는 황화염을 황산염으로 산화시켰다. 또한 침전물이 분리된 포집용액에 $H_2O_2$ 용액을 넣어 아황산염을 황산염으로 산화시켰다. 이런 전처리를 거친 시료는 이온 크로마토그래피를 사용해 분석했다. 포집용액에 용존된 $CO_2$는 전처리 없이 총유기-무기탄소분석기를 사용해 측정했다. 측정된 화산가스의 농도는 인공 분기공에서 설정된 유속과 비례했고, 이는 Giggenbach bottle 법이 화산가스 관측에 유용하게 적용될 수 있음을 나타낸다. 또한 본 연구에서 제시된 전처리 및 분석법은 화산가스 측정의 정확도 및 재현성을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 한국광물학회지
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• 제23권1호
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• pp.51-61
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• 2010

에트린자이트(ettringite, $Ca_6[Al(OH)_6]_2(SO_4)_3{\cdot}26H_2O)$는 콘크리트 내에서 특이한 성질을 나타내는 황산염광물이다. 팽윤성 결정구조로 인해 경화된 콘크리트에 이차적으로 생성되면 팽창과 균열을 발생하여 콘크리트 내구성을 저하함으로써, 흔히 콘크리트의 암으로 불려진다. 본 연구에서는 국내에서 상업적으로 스케일링 방지제 혹은 청관제로 활용되고 있는 일부 결정성장억제제를 선택 적용하여, 콘크리트에 유해한 황산염이차 광물인 에트린자이트의 결정성장억제 가능성을 시험하였다. 시험을 위한 에트린자이트 용액합성법을 개발하고, 세 가지 유형의 결정성장억제제들의 에트린자이트 결정성장에 대한 억제 효과를 검토하였다. 에트린자이트의 용액합성시험 결과, 수산화칼슘 포화용액에 대한 황산알루미늄 용액의 양적 균형이 이루어진 상태에서 순수한 에트린자이트가 생성되며, 용액 중 ${SO_4}^{2-}$ 이온에 대해 $Ca^{2+}$ 이온의 비율이 증가함에 따라 모노설페이트(monosulfate) 혹은 세미설페이트(semisulfate)가 생성된다. 용액합성법에 의한 에트린자이트의 결정 생성은 용액들의 반응 시작과 거의 동시에 일어나며 (induction time < 2min.), 반응 시작 1시간 정도 지나면 반응이 거의 완료되는 것으로 나타났다. 결정성장억제제들의 에트린자이트 결정성장억제 효과에 대한 실험결과, 폴리카르복시산염 (Polycarboxylate) 계의 PBCT (2-Phosphonobutane-1,2,4-Tricarboxylic Acid)와 무기인산염 (inorganic phosphate)계의 SHMP (Sodium Hexametaphosphate)는 실험조건에서 상대적으로 에트린자이트 결정성장억제의 효과는 적은 것으로 나타났다. 반면에 유기인산염 (organic phosphate)계의 HEDP (1-Hydoxyethylidene-1, 1-Diphosphonic Acid)는 0.1 vol.% 이상의 농도에서 효과적으로 에트린자이트 및 기타 황산염광물들의 결정성장을 억제하여 비정질의 겔(gel) 상의 물질을 생성하였다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.9-18
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• 2009

본 연구에서는 우리나라의 주요한 철새도래지인 주남 저수지를 대상으로 1998년부터 2007년까지 10년간의 계절적 수질특성 분석 및 연별변이 특성, 강우분포에 따른 영양염류(N, P)의 부하특성 및 경험적 모델(Empirical model)을 이용한 부영양화 변수 간의 역동적 관계를 분석하였다. 수체내의 COD의 평균농도는 $7.8\;mg\;L^{-1}$이었고, TN 및 TP의 영양염류 농도는 각각 $1.4\;mg\;L^{-1}$, $83{\mu}g\;L^{-1}$로서 부영양-과영양 상태로 나타났다. 주남저수지의 월별 COD는 전기전도도(r=0.669, p<0.001)와 높은 상관관계를 보여 하절기 강우는 이온희석현상을 야기시키고 이는 수질향상에 기여하는 것으로 나타났다. TN 및 TP의 One-way ANOVA 분석 결과에 따르면, 철새 도래의 전 후에는 유의한 차이(F=$5.2{\sim}12.9$, p<0.05)를 보였다. 즉, 이는 철새 도래 전에 오히려 더 영영염류가 높은 것으로 나타나 철새도래에 의한 영양염류의 증가효과는 없는 것으로 나타났다. 또한, $NO_{3^-}N$ 및 $NH_{3^-}$의 Oneway ANOVA 분석 결과는 철새 도래 전 후에 유의한 차이(F=$0.37{\sim}0.48$, p>0.05)가 없는 것으로 나타났다. 부영양화에 관계된 변수를 이용한 경험적 모델(Empirical model)의 1차 회귀분석 결과에 따르면, 조류생체량은(CHL)은 TN ($R^2$=0.143, p<0.001, n=119) 및 TP ($R^2$=0.192, p<0.001, n=119)와 통계적으로 유의한 상관성을 보여 CHL의 증감에 영양염류가 영향을 미치나 그 효과는 미미한 것으로 나타났다. 이를 위해 영양상태 지수 변이성(Trophic State Index Deviation, TSID) 테스트에 따르면, "TSI (CHL)-TSI (SD)" 및 "TSI (CHL)-TSI (TP)"값은 전체 관측치 중 70% 이상이 음수값으로 나타나 CHL은 영양염류에 의한 제한보다는 무기성 부유물(Inorganic solids)에 의한 광제한 효과로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2005

본 연구의 목적은 수용액상의 TNT를 분해하기 위한 감마선 조사의 적용가능성을 조사하는 것이었다. 연구 결과, 감마선 조사에 의한 TNT 분해반응은 유사일차속도반응식을 따르는 것으로 나타났으며, 반응속도를 나타내는 조사상수는 초기 TNT 농도에 강한 의존성을 나타내는 것으로 조사되었다. TNT를 함유한 시료의 pH를 강염기성으로 조정할 경우 TNT의 가수분해가 진행되었으며, 이로 인한 TNT에 함유된 일부 질소성분이 아질산성 질소와 질산성질소로 탈리되어 이온상태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 UV에 의한 자외선 흡수 특성이 변하는 것을 확인하였다. 감마선 조사에 의한 TNT의 제거는 pH 12 이상의 강염기성 조건에서 가장 우수하였고, 중성 부근 pH에서 가장 저조한 것으로 나타났으며, 99%의 TNT를 제거하기 위해서는 pH 2, 7, 13을 적용하였을 경우에 각각 40, 80, 10 kGy의 조사량이 요구되는 것으로 조사되었다. TOC의 제거는 pH 2의 강산성 조건에서 가장 효과적이었으며, 200 kGy를 조사하였을 때 90% 이상의 TOC를 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 중성 또는 강염기성 pH를 적용하였을 때에는 200 kGy의 높은 조사량을 적용하여도 TOC 제거율이 약 50% 내외로 완전한 TNT의 무기화는 기대하기 어려운 것으로 조사되었다. TNT의 분해과정에서 생성되는 분해산물 중 질소성분으로는 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소 등이 검출되었고, 유기성 물질로는 glyoxalic acid와 oxalic acid가 검출되었으며, pH 2, 조사량 200 kGy를 적용하였을 경우에는 glyoxalic acid와 oxalic acid 또한 완전히 제거되는 것으로 나타났다.TEX> ~ FA-$N_{2}$ > RTA-$N_{2}$ 순으로 성장하였다. 하지만 질소분위기에서 열처리한 박막은 산소분위기의 열처리경우에 비해 박막내의 산소성분의 부족으로 인한 그레인 사이의 결함이 많이 관찰되었다.아제의 경우는 $30{\sim}35^{\circ}C$에서 2일간(日間)이었다. 5. Asp. neger CF-21 변이균주(變異菌株)의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)에서 $30^{\circ}C$로 2일후(日後)에 최고(最高)에 달(達)하였으며 밀가루국(麴)에서는 $30^{\circ}C$로 3일후(日後)에 최고(最高)값을 나타내었다. 최적조건(最適條件)에서의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)과 밀가루국(麴) 사이에 차(差)가 별(別)로 없었다.果)에서 총지질(總脂質)을 구성(構咸)하는 지방산(脂肪酸) 조성(組成)은 $C_{18:2}$산(酸), $C_{16:0}$산(酸)의 순(順)으로 그 함량(含最)이 맞은데 비(比)하여 각획분(各劃分)의 지질(脂質)을 구성(構成)하는 지방산(脂肪酸) 조성(組成)은 $C_{16:0}$산(酸), $C_{18:2}$산(酸)의 순(順)으로 그 함량(含量)이 많은 것으로 나타났으며 동결건조후(凍結乾燥後) 저장(貯藏)하는 동안에$C_{18:2}$산(酸), $C_{18:3}$산(酸)의 함량(含量)이 계속(繼續) 감소(減少)하고 있었다. 5. 4-monomethylsterol fraction에는 cycloartenol(20.6%)이 비교적(比較的) 높은 함량(含量)으로 함유(含有)

• 미생물학회지
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• 제39권2호
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• pp.95-101
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• 2003

부영양화된 농업용저수지인 마산지(충남 아산)에서 DAPI와 fluorescent in situ hybridization방법을 이용하여 세균분포의 변화와 이에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 상관관계분석을 통해 살펴보고자 하였다. 2000년 6월부터 11월 동안의 월평균 수온은 12.3~$27.5^{\circ}C$, 수소이온농도(pH) 7.5~9.0, 용존산소량(DO) 7.1~12.8 mg/L의 범위를 보여주었다. 생화학적산소요구량(COD)(6.4-13.0 mg/L)과 엽록소 a(Chl-a)(30.5-99.0 mg/㎥), 총질소(TN)(1.748~3.543 mg/L)는 7뭘, 8월에 높게 나타난 반면, 부유물질(55)(7.5~25.7 mg/L), 총인(TP)(0.104~0.581mg/L)은 9월에 가장 높게 나타나 강우의 영향과 퇴적층의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 충세균수는 0.4~9.6$\times$$10^{6}$ cells/ml로 총세균수를 기준으로 중영양~부영양상태를 나타내었으며, 총균수에 대한 Eubacteria의 비율은 67.6~88.0%로 높은 범위를 보여주었다. 총세균수 및 Eubacteria group의 분포에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 검토하기 위한 상관관계분석 결과 수온보다는 Org-N, Org-P등 유기성의 영양염류가 세균군집크기와 상관성이 가장 높게 나타나 가장 큰 영향을 미치고 있는 요인으로 나타났으며, Proteobacteria group은 Org-P, Org-N과 가장 큰 영향을, 수온, 전기전도도(EC), COD, 무기질소 등도 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면에 C-F group은 Org-N에 HGC group은 수온에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 그외 항목에서는 Proteobacteria group보다 영향성이 크지 않은 것으로 나타났다. pH, DO, BOD, SS등의 항목에 대해서는 서로 영향을 미치지 않았으며, Chl-a와는 유의성있는 상관성이 전혀 없어 서로 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 다른 마산지에서는 식물플랑크톤보다는 강우현상과 그에 따른 유기물질의 영향을 크게 받는 것을 알수 있었다. 따라서 농업용저수지인 마산저수지의 세균군집의 계절적 분포는 수생태계내의 식물플랑크톤의 변화보다 강우현상 및 호소내부의 유기오염물질변화, 수온 등의 환경요인에 더 크게 영향을 받는 것으로 판단되며, 향후 오염된 농업용저수지에서 세균군집 변화에 대한 좀더 면밀한 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제19권3호
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• pp.203-210
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• 1999

가축액비의 영양성분 중 질소(N)는 환경적인 면과 사초수량을 고려했을 때 잠재력이 가장 높다. 본 연구는 추파용 연맥에 가축액비의 N 함량을 기준으로 시용수준을 달리하여 시용했을 때 추파용 연맥(Avena saliva L.)의 무기물 함량 및 질산태질소 함량 그리고 토양화학성분 변화를 구명하고자 7처리(화학비료표준구 $120kg\;N\;ha^{-1}$, 우분액비구 120, 240, $360kg\;N\;ha^{-1}$ 돈분액비구 120, 240, $360kg\;N\;ha^{-1}$)를 난괴법 3반복으로 배치하여 1997년 수원에서 수행하였다. 대조구와 비교하여 추파용 연맥의 무기물 함량은 액상분뇨의 시용량이 증가됨에 따라 증가되는 경향을 보였다. 추파용 연맥의 질산태질소 함량은 $1,881-2,605mg\;kg^{-1}$의 범위를 보였으며, 금비구>우분액비 $360kg\;N\;ha^{-1}$구>돈분액비 $240kg\;N\;ha^{-1}$구 순이었다. 액상분뇨의 시용량이 증가될 수록 토양중 치환성 양이온 함량이 높아지는 경향을 보였다. 토양중 전질소 및 무기태질소량은 액상분뇨 시용량에 따라 달랐는데 그 중에서도 돈분액비 $360kg\;N\;ha^{-1}$ 구에서 가장 높았다. 토양침투수중 질산태질소 농도는 시험기간중 심한 변이를 나타내지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 토양중 질소량은 돈분액비 $360kg\;N\;ha^{-1}$구, 돈분액비 $240kg\;N\;ha^{-1}$ 순이었다.

• 자원환경지질
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• 제50권3호
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• pp.215-224
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• 2017

비소는 독성이 매우 큰 물질로 지하수 환경에서 산출빈도가 높다. 지하수 내 비소는 환원환경에서 무기비소인 아비산염의 형태로 존재하며, 산화한경에서 비산염의 형태로 존재한다. 아비산염은 비산염보다 독성이 높으며, 금속(수)산화물의 표면에 흡착이 잘 되지 않아 이동성이 높다. 이러한 이유로 독성이 높은 아비산염을 비산염으로 산화시켜 독성을 저감시키는 공정에 대한 연구가 수행되어져 왔다. 특히 광산화 공정은 운전이 간단하면서 경제적이며 효율이 높다고 알려져 있다. 본 연구에서는 광산화공정에서 기존에 광촉매로 주로 사용되어온 $TiO_2$를 대신하여 자연 상에서 산출되는 침철석을 광촉매로 이용하여 지하수 내에서 아비산염을 비산염으로 산화시키는 공정의 효율에 영향을 미치는 다양한 인자들을 평가하였다. 연구결과, 용존 양이온의 종류보다는 총 농도가 아비산염의 광촉매 산화에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, pH가 높은 환경에서 아비산염의 광촉매 산화효율이 더욱 높게 나타나는 것을 확인하였다. 아비산염과 비산염이 공존할 경우, 흡착에 의한 비소의 제거는 아비산염과 비산염의 침철석에 대한 친화도에 따라 약간의 영향을 미치는 것으로 보이나, 아비산염의 광촉매 산화에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고 휴믹산은 아비산염의 광촉매 산화 공정간 수산화라디칼과 슈퍼옥사이드 라디칼과 같은 활성산소종과 반응하여 아비산염의 광촉매 산화 효율을 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 아비산염의 광촉매 산화 공정간 전자 수용체로서 산소를 주입할시 가장 높게 효율이 증진되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과를 종합할 때, 공정의 최적화를 통하여 지하수 등의 수환경 내 존재하는 아비산염의 독성은 침철석을 이용한 광촉매 산화에 의하여 저감될 수 있을 것으로 판단된다.