• 한국환경농학회지
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• 제40권2호
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• pp.134-141
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• 2021

본 연구는 축산물 중 퀴녹사린계 살균제 chinomethionat의 잔류분석법을 확립하였다. 소고기, 돼지고기, 닭고기, 우유, 계란을 대표 시료로 선정하고 GC-ECD를 이용한 chinomethionat 단성분 정량 시험법을 개발하였다. 축산물 중 chinomethionat 잔류물을 acetone/dichloromethane (9/1, v/v)로 추출하고 추출첨가제 MgSO₄ 및 NaCl을 첨가한 후, dichloromethane로 분배하고 Florisil 흡착제로 정제하였다. 축산물 중 chinomethionat 정량한계는 0.02 mg/kg으로 결정되었으며, MLOQ 수준의 회수율은 84.8-100.9%, MLOQ 10배 수준에서는 85.7-103.0%의 우수한 회수율을 보였으며, 분석오차는 최대 5.2%로 재현성 역시 양호하였다. 본 연구에서 확립한 chinomethionat의 잔류분석법은 국내·외 축산물의 잔류농약 검사 및 분석에 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.15-22
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• 2020

매립지에서 발생하는 매립가스 내 포함된 황화수소는 연소과정에서 산소와 결합하여 황산화물을 발생시키고 대기 중의 수분과 결합하여 산성비가 되는 등 다양한 환경 문제를 일으킴에 따라 별도의 전처리 시설이 필수적이다. 매립가스의 탈황을 위해 탄산칼슘(CaCO3) 생성 반응에 따른 침전물 생성 처리, 흡착제를 통한 처리 등 다양한 물리화학적인 방법을 적용하고 있으나, 폐수 등 2차 폐기물의 발생되는 문제가 있다. 이러한 단점을 보완하기 위한 방법으로 생물학적 처리 공정을 이용해 원소황(S°)으로 슬러지 형태인 황부산물로 생성시켜 처리하는 공법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 매립가스 내 황화수소의 생물학적 처리 부산물을 활용하기 위한 기술의 기초연구로서 황부산물을 활용하여 콘크리트 혼화재로 사용하고 첨가량에 따른 강도 보조 효과를 알아보기 위한 실험을 수행하였다. 황부산물 혼합 콘크리트 강도 분석 결과, 황부산물의 혼합은 콘크리트 강도에 영향을 미치며, 10% 혼합시 가장 높은 강도 값을 보이는 것으로 나타났다. 특히, 황부산물 10% 혼합시 포졸란 반응과 CaSO4의 형성 등에 의해 결합 강도를 증가시키는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3B호
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• pp.303-310
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• 2009

천연 제올라이트는 효과적인 다공성 구조와 높은 양이온 교환능력을 가지고 있을 뿐 만 아니라 비교적 저렴한 가격으로 인하여 흡착제 및 생물막 담체 등으로 널리 사용되는 물질이다. 본 연구에서는 천연 제올라이트를 이용한 생물막 형성시 제올라이트에 흡착된 금속 양이온$(Na^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Al^{3+})$이 미생물의 흡착량에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 검토하였다. 본 실험을 위하여 천연 제올라이트의 양이온 교환능력(cation exchange capacity; CEC)의 10%, 20%, 100%를 금속 양이온으로 치환하여 개질시킨 Metal-modified zeolite(MMZ)를 사용하였고 미생물은 Pseudomonas putida를 계대배양하여 사용하였다. 미생물 흡착실험 결과 MMZ로의 미생물의 흡착량이 천연 제올라이트로의 흡착량 보다 일반적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 즉, 10% CEC의 경우 미생물의 흡착량은 $Mg^{2+}>natural>Na^+>Al^{3+}>Ca^{2+}$, 20% CEC의 경우 $Mg^{2+}>Ca^{2+}>Al^{3+}>natural>Na^+$, 100%의 CEC의 경우 $Ca^{2+}>Mg^{2+}>natural>Al^{3+}>Na^+$의 흡착량을 나타내었다. 특히, 마그네슘으로 개질된 Mg-modified zeolite(Mg-MZ)의 경우 가장 높은 미생물 흡착량을 보였으며 10% CEC로 개질한 경우 천연 제올라이트보다 60% 이상 증가된 흡착량을 나타내었다. 그러나 제올라이트에 흡착된 양이온의 양이 증가할수록 미생물의 흡착량은 감소되는 경향을 나타내었는데, 즉, 10% CEC Mg-MZ의 경우 미생물의 흡착 증가량이 60% 이상이었으나 20% CEC의 경우 50%, 100% CEC의 경우 10%로 흡착 증가량이 감소되었다. 또한 제올라이트에 흡착된 $Mg^{2+}$와 수용액 상에 존재하는 $Mg^{2+}$가 미생물의 흡착량에 미치는 영향을 비교한 결과 제올라이트에 흡착될 수 있는 미생물의 최대흡착량은 큰 차이가 없는 것으로 조사되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권3호
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• pp.231-238
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• 2008

본 연구에서는 철가공 산업에서 배출되는 폐산화철을 활용하여 인 흡착특성을 평가하였다. 또한 도시하수 대상으로 폐산화철 접촉조를 적용한 생물반응조 공정의 운전 가능성을 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 폐산화철의 표면특성은 inverse spinel 결정구조인 $Fe_3O_4(FeO{\cdot}Fe_2O_3)$가 주된 형태인 것으로 확인되었다. 2. 폐산화철의 인 흡착특성은 용액의 알칼리도에 따라 다소 차이를 보이나 Freundlich 과 Langmuir 등온흡착 이론식이 잘 적용되었다. 폐산화철의 인 흡착은 알칼리도에 영향을 받는다. 3. 폐산화철의 재생 횟수가 증가할수록 폐산화철의 흡착 특성은 상이하였으며, Freundlich 등온흡착식이 Langmuir 등온흡착식 보다 더 높은 상관성 및 유의성을 보였다. 또한 재생이 반복될수록 흡착능은 감소하였다. 4. 단일 BAF 시스템 운전시보다 폐산화철 접촉조를 적용한 BAF 시스템이 인 처리효율을 약 40%정도 향상시켰으며, 유출수는 총인(TP) 2 mg/L, 용존 인(SP) 1 mg/L 이내로 방류수 법적 기준치를 만족시킬 수 있었다. 5. 상기의 연구결과 폐산화철을 적용할 경우 인 제거가 안정적이며 제거효율이 높은 것으로 판단되며, 대체 흡착제로 활용 가능성이 높을 뿐만 아니라 폐자원의 활용이라는 환경 경제적인 측면에서도 그 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.87-94
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• 2004

물중의 ο-cresol을 흡착ㆍ제거할 때 여러 조건으로 전처리한 GAC의 흡착능을 조사하고 발생되는 변형반응을 관찰하여 전처리조건 및 그에 따른 용존산소가 GAC 흡착능에 미치는 영향을 조사하였다. 전처리를 하지 않은 원 GAC와 산소, 산 및 염기로 전처리한 GAC를 흡착제로써 사용하였고 유산소 및 무산소조건을 적용하여 실험을 수행하였다. ο-Cresol에 대한 흡착능은 GAC 전처리방법에 따라 물중의 용존산소에 의해 다르게 영향을 받았다. 즉 원 GAC의 경우 용액중에 DO가 존재할 경우 GAC의 흡착능이 증가하였으나 산소로 전처리한 GAC의 경우 DO 존재여부와 무관하게 별다른 흡착능의 변화가 관찰되지 않았다. 또 산처리 및 염기처리 GAC는 원 GAC에 비해 상대적으로 DO의 영향을 크게 받은 것으로 관찰되었다. 산처리 GAC 및 염기처리 GAC 모두 초기단계에 빠르게 ο-cresol을 흡착하는 것으로 관찰되었으며 접촉시간이 길어질수록 상대적으로 점차 흡착이 느려졌다. 그러나 산처리 GAC의 경우 약 5일이면 평형에 도달하였으나 염기처리 GAC는 10일 이상 접촉하여야만 평형에 도달하는 것으로 관찰되었다. 흡착속도 실험에서 관찰한 시점에 분리된 GAC로부터 소형 soxhlet 용출기구를 이용하여 흡착된 ο-cresol을 용출하였다. 초기 약 1시간이내에 두 조건(산 또는 염기처리 GAC사용)모두에서 용출율이 감소하는 경향을 나타내었다. 약 1시간이후에는 용출율의 감소 또는 증가 경향이 관찰되지 않았으며 상대적으로 일정한 경향을 나타내어 약 35∼50%의 용출율을 나타내었다. 이러한 실험결과에 따르면 흡착 중 용액에 존재하는 용존산소는 물론이고 대상물질 흡착전에 GAC와 접촉시킨 $O_2$도 GAC 흡착능에 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.50-56
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• 2017

포름알데하이드는 무색, 무취의 유독성 물질로 다양한 방법을 통하여 포름알데하이드를 제거할 수 있는 방법들이 많이 보고되었다. 본 논문에서는 생물학적 효소 반응 및 화학적 흡착 촉매 반응에 의한 포름알데하이드의 제거 효율을 비활성을 통해 비교하였다. 첫째, Escherichia coli K12포름알데하이드 탈수소화 효소(Formaldehyde dehydrogenase, FDH)를 Escherichia coli BL21(DE3)에 클로닝하여 발현 및 분리하였다. FDH 효소 활성($k_{cat}/K_m$)은 $2.49{\times}10^3sec^{-1}mM^{-1}$로 측정되었으며, 비활성은 8.69 U/mg으로 측정되었다. 둘째, 화학적 흡착 및 화학 촉매를 이용한 포름알데하이드의 제거 효율도 동시에 진행하였다. 본 논문에서는 활성탄과 제올라이트, KI 및 KOH로 처리한 활성탄과 제올라이트를 화학적 포름알데하이드 흡착제로 사용하였으며 $Pd/TiO_2$ 산화 촉매를 이용하여 포름알데하이드의 산화 반응 효율을 결정하였다. 결론적으로 본 논문에서 수행한 화학적 흡착 및 산화 촉매 반응의 경우 대략 50%의 비슷한 수준의 포름알데하이드 제거 효율을 보였으며, 특히 비활성의 경우 탈수소화효소의 비활성이 0.01-0.26 U/g 수준의 화학적 흡착 및 산화 촉매보다 월등히 높게 측정되었다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.69-83
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• 2020

게나 새우 갑각류의 껍질로부터 추출되는 키토산은 천연고분자로서 다양한 응용분야로 폐수처리용 응집제와 중금속흡착제, 기능성 식품 및 식품첨가제, 토양개량 및 생육촉진제, 생체재료분야의 의약 및 의료용, 섬유, 화장품, 제지 등 수많은 분야에서 연구 및 상용화가 진행되고 있다. 키토산 제조의 원료인 붉은 대게 어획량이 급격히 감소하여 원료의 부족 현상을 겪고 있어, 키토산 제조에 대체 원료의 발굴이 시급히 요구되고 있는 시점에 이르고 있다. 새우와 곤충류의 껍질을 활용하기 위하여는 새우 껍질은 동남아시아 등에서 수입, 곤충류의 껍질은 국내 사육 농가의 증가로 충분한 양의 확보가 예상되어 키토산 제조의 원료로 대체하는 방법도 고려해 볼 수 있을 것이다. 키토산은 생산단계에서 강산과 강염기를 사용해서 화학반응을 시키므로 해서 많은 양의 폐수가 발생하여 환경오염은 물론 폐수처리 비용이 키토산의 원가에 큰 비중을 차지하고 있어, 키토산의 제조방법의 혁신적인 개선되지 않고서는 키토산 산업의 발전에 영향을 미칠 것으로 생각되며, 화학적 추출방법이 아닌 생물학적 추출방법(효소적 추출, 미생물 발효)에 대한 꾸준한 연구와 기술개발로 화학적 추출방법 못지 안는 생산효율을 높이고 단가를 낮출 수 있을 것으로 생각된다. 고순도 키토산의 생산과 분자량을 조절, 분리할 수 있는 기술, 고기능성 키토산 유도체의 연구개발을 위한 산·학·연의 공동연구가 절실히 요구되며 관련 기업들의 성장을 위한 제품의 혁신과 역량확대가 필연적인 과제라 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2029-2035
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• 2014

본 논문은 입상활성탄에 의해서 합성폐수에서의 용존유기탄소의 흡착평형과 회분식 실험을 통해 흡착성질을 파악하고자 하였다. 흡착평형의 새로운 모델식을 제안하였고 이 식을 바탕으로 회분식 실험데이터를 모사하였다. 합성폐수의 유기성분은 Beef extract, Peptone, Humic acid, Tannic acid, Sodium lignin sulfonate, Sodium lauryle sulfate, Arabic gum powder, Arabic acid (polysaccharide), $(NH_4)_2SO_4$, $K_2HPO_4$, $NH_4HCO_3$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 등으로 구성되었다. 농도가 낮은 영역 (0~2.5 mg/L)에서는 선형적인 흡착평형을 보여주었고, 농도가 높은 영역 (2.5~6mgl/L)에서는 우호적인 흡착평형을 보여주었다. 사용되어진 생물학적 처리방법에서 나오는 유출수의 합성폐수는 알려진 양으로 준비되어졌다. 흡착평형 모델링은 Freundlich, Langmuir, Sips 및 하이브리드 식을 이용하여 모사하였다. 특히, 선형과 Sips를 이용한 하이브리드 흡착평형식은 낮은 농도와 높은 농도 역에서 매우 좋은 흡착평형식이었다. 용수 및 폐수처리에 활성탄 흡착에 있어서, 선형식과 Sips식을 합친 새로운 하이브리드 식은 새로운 흡착평형식이 될 수 있었다. 하이브리드 흡착평형식 (선형+Sips)을 이용하여 LDFA 운동학적식을 통하여 다양한 흡착제 양에 따른 회분식 반응조에서의 실험데이터를 잘 모사할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제30권3호
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• pp.13-22
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• 2022

수계에 오염된 색도 물질을 더욱 효율적으로 처리하고자 버려지는 폐자원을 이용하여 흡착제인 바이오차를 제조하고 적용하는 방안을 모색하고자 하였다. 이에 가로수 전정부산물이나 폐목재를 활용하여 넓은 비표면적을 가지고 있는 바이오차를 제조하고 이를 이용하여 색도물질 제거에 적용하였다. 대표적인 가로수 전정부산물(플라타너스, 은행나무, 참나무)과 폐목재를 산소가 없는 조건에서 열분해하여 바이오차를 제조하였으며, 제거대상 물질로는 방향족 고리를 가지고 있어서 생물학적 분해가 어렵고, 물리적 처리와 화학적 처리시 제거효율이 떨어지는 것으로 알려져 있는 녹청색의 유기염료로 주로 인피섬유에 사용되며, 종이, 가죽과 면의 매염에 사용되기도 하는 메틸렌블루(MB)를 선정하였다. 실험결과 플라타너스 기반 바이오차가 제일 높은 흡착능을 보였으며, Langmuir 모델식을 이용하여 구한 q_max 값은 78.47 mg/g으로 나타났다. 또한 물리적 흡착과 화학적 흡착을 구별하는데 사용되는 Dubinin-Radushkevich(D-R) 모델식을 이용하여 흡착에너지(E) (kJ/mol)를 구한 결과 MB에 대한 흡착에너지(E) 값은 4.891 kJ/mol로 8 kJ/mol(물리흡착과 화학흡착의 기준 값) 보다 작았으며, 이는 바이오차와 MB 염료 사이에 van der Waals와 같은 약한 결합이 존재하는 물리흡착임을 알 수 있었다. 반응온도 변화에 따른 흡착실험을 통해 얻은 ∆G의 값은 -3.67~7.68 kJ/mol으로서 물리적 흡착반응 영역에 해당함을 확인하여, 본 연구에서 제조된 플라타너스 기반 바이오차의 MB 흡착메커니즘은 넓은 비표면적을 이용한 물리적 흡착임을 제시할 수 있었다. 또한 타 연구에서 제시된 상업용 활성탄과 비교하여도 동등 이상의 흡착능력을 보였다.