• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권1호
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• pp.1-35
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• 2007

지난 수십년 동안 토양내 수착된 오염물질이 접촉시간(contact time)이 경과함에 따라 생물학적 또는 화학적 이용성의 감소는 일반적으로 인식되어 오고 있다. 이와 같은 aging 또는 격리(sequestration)라 불리는 현상이 위해성에 직접적인 영향을 미친다는 것이 알려져 있다. 이러한 현상은 소수성 오염물질을 중심으로 보고되어 왔으나, 최근 연구결과에 의하면 중금속의 경우에도 이와 같은 현상이 발견되고 있으며, 이는 오염물질의 흡-탈착 이력(hysteresis) 현상, 비가역 흡착, 탈착저항성, 비평형 흡착 등과 직접적으로 연관된 것으로 알려지고 있다. Aging 또는 sequestration에 의한 오염물질의 생이용성(bioavailability)의 감소는 인체에 대한 실질적인 위해성의 감소를 의미한다. 최근 들어 이와 같은 과학적인 증거를 토대로 단순한 오염물질의 농도 측정이 아니라 위해성에 근거한 오염 복원(또는 관리)의 개념이 도입되어 환경친화적인 복원수준의 선정에 적용하고 있다. 이는 토양내 오염물질의 총농도가 아니라 오염물질의 생이용성 또는 독성을 기준으로 하여 정화수준을 결정함으로써 오염부지의 처리비용과 노력의 절감효과를 동시에 기대할 수 있기 때문이다. 토양내 잔류오염물질의 생이용성 또는 독성은 오염물질의 이동 또는 거동 특성에 의해 영향을 받으며 결국 생물체로의 노출 경로와 생체축적에 직접적인 영향을 미친다. 본 논문에서는 토양내 오염물질의 위해성을 평가하여 토양오염복원에 적용시 과학적인 타당성에 대해 살펴보고자 하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.31-31
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• 2003

최근 각종 산업 기술의 발달과 함께 다량의 악취, 오염 물질이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 특히 산업 현장의 경우, 악취로 인해 작업 환경이 매우 열악하여 환경 설비의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 기존의 스크러버 집진 장치의 친수성 가스를 제거할 수 있는 장점을 유지하면서, 소수성 기체의 제거율이 낮은 단점을 보완할 수 있는 TiO$_2$나노 입자의 광분해 특성을 이용한 스크러버 집진 장치를 제작하였다. TiO$_2$ 광촉매 나노 입자는 실험실에서 합성한 QT를 비롯하여, 국내외에서 생산된 P-25, NT-20, ST-01로 특성 분석을 실시하였다. 광촉매 나노 입자의 특성 분석에는 X선 회절 분석법, 적외선 분광기, 제타 전위 분석기, 동적 광산란 분광기를 사용하였으며, 그 결과 ST-01이 본 실험에 가장 적합한 광촉매로 선정되었다. 악취 및 대기 오염 물질 선정은 염색 가공 공장에서 정련제, 산화 환원제등으로 많이 사용하고 있는 암모니아, 아세트산, 옥탄올, 휘발성 유기물질인 톨루엔, 벤젠으로 하여, 실험실 자체 제작한 batch type과 산업 현장에서 사용할 수 있는 continuous type의 스크러버 이용하여 실험하였다. 이들 물질의 제거율은 가스 크로마토그래피, 자외선/가시광선 분광기를 이용하여 조사하였으며, 친수성 기체인 암모니아와 아세트산의 경우는 기존의 스크러버 효율의 약 70%인 반면에, 광촉매를 이용한 스크러버의 경우 90%이상의 우수한 제거 효과를 보였다. 또한, 기존의 스크러버가 거의 분해를 할 수 없었던 소수성 기체 옥탄올, 톨루엔, 벤젠의 경우는 기존의 스크러버가 약 10%내외를 제거하는 것에 비해, 광촉매를 이용한 스크러버의 경우 약 80% 이상의 제거 효율을 나타내었다. 결과적으로 광촉매를 이용한 스크러버의 제거효율이 기존의 스크러버에 비해, 친수성 가스의 경우 20% 이상, 소수성 가스의 경우70% 이상 향상되었음을 알 수 있었으며, 본 연구를 통해 광분해를 이용한 스크러버가 기존설비의 장.단점을 충분히 보완 가능한 환경 설비임을 확인할 수 있었다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2007년도 춘계 학술발표회 발표논문집
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• pp.518-521
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• 2007

생활하수처리장과 농공단지폐수처리장 방류수의 화학분석과 in vitro bio-assay를 통한 세포독성의 결과를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 다성분 동시분석법을 통해 다양한 성상을 가진 9곳의 방류수에서는 phenol, aliphatic compounds, polycyclic compounds, phthalate, pesticides, aromatic amines, benzens, nitro compounds이 주오염물질로 검출이 되었다. 2) 세포독성을 나타내는 TU값이 생활하수에서는 화학분석에 결과 다종고농도의 유기오염물질이 검출된 A지점과 농공폐수의 F지점에서 높게 나타났다. 즉, 화학분석결과와 in vitro bio-assay에 의한 상관관계를 유추해 볼 수 있다. 3) S9 mixture에 따른 대사활성으로 난분해성, 소수성 유기오염물질에 대한 세포독성에 악영향을 미침을 알 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.500-505
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• 2007

본 연구에서는 막의 재질에 따른 막오염 특성과 물리 화학적 세척에 대한 영향을 살펴보았다. 막의 재질에 대한 막오염 특성을 조사하기 위하여 정적흡착실험과 일정 압력하에서 흡착실험을 병행하여 실험을 수행하였다. UF 막의 재질특성에 따른 정적흡착 실험값을 회귀분석한 결과, 소수성과 친수성 유기물질의 시간에 따른 흡착 특성은 소수성 재질의 막이 친수성 재질의 막보다 빠른 흡착특성을 보였다. 막의 재질에 따른 유기물 성상별 흡착실험 결과, 막의 재질에 상관없이 소수성 유기물질의 흡착율이 친수성 유기물질보다 더 빠른 흡착율을 보였다. 또한 막의 표면과 공극속에서 발생하는 유기물의 흡착 특성을 살펴보기 위하여 일정한 압력하에서 시간에 따른 흡착 특성을 살펴본 결과 정적흡착실험 결과와 유사하게 친수성 재질의 막보다 소수성 재질의 막에서 더 빠른 흡착율을 보이고 있다. 막에 재질에 따른 흡착실험 후 투과 flux 변화와 flux 회복율에 대한 실험결과, 친수성 재질의 막의 경우 소수성 재질의 막에 비하여 투과 flux 감소율은 낮게 나타났으며 물리 화학적 세척의 영향에서도 물리적인 세척후 효과적인 회복율을 나타내었으며 화학적인 세척의 영향은 거의 없었다. 친수성 재질의 막의 경우 막자체의 고유저항(Rm)이 크게 나타나고 있으며 소수성 재질의 막의 경우 케이크에 의한 저항과 물리 화학적 세척에도 회복되지 않는 비가역적 저항이 크게 나타나고 있다. 따라서 친수성 재질의 막의 경우 막표면 오염이 주가 되며 소수성 재질의 막의 경우 막표면 오염과 공극 오염이 동시에 발생함을 알 수 있었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권3호
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• pp.95-104
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• 1999

소수성 오염물질인 원유성분의 분해메카니즘을 규명하기 위하여 원유중 알칸성분의 동시분해능을 지닌 Acinetobacter sp. 를 단리하여 액체/고체알칸, 서로다른 고체알칸을 단일 또는 복합기질로 하여 비교분해연구를 행하였다. 또한 비분해성 유기액상성분인 pristane을 원유매체, 고체알칸인 heneicosane을 유효기질로 하는 실험계를 확립하여 원유성분의 분해모델로서 연구를 행하였다. 본 연구에 이용된 Acinetobacter sp. 는 기질의 물리적 상태가 다른 액체/고체 성분의 분해특성에 차이를 보이지 않고 소수성기질의 표면에 직접접촉하여 분해할수 있음을 시사하였으며, 서로 다른 고체알칸의 단일 또는 복합 분해연구와 탄화수소에 대한 미생물의 부착성 결과가 이를 믿바침하였다. 또한 고체성분이 원유중에서는 유기상내에 용존상태로 존재함에 착안한 heneicosane/pristane계의 연구결과 원유매체는 미생물로의 유효기질 전달을 억제함을 밝혔으며, 단일성분으로 존재할때에 비하여 분해가 일어나기 위한 미생물과의 접촉면적을 감소시키는 유효기질의 비표면적 저하가 주요 원인임을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.893-899
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• 2008

본 연구에서는 낙엽과 토양에서 추출한 용존 자연유기물질(DOM)을 대상으로 생분해 과정 중 변화하는 분광특성과 pyrene 결합 반응성을 조사하였다. 유기물질 특성 변화 분석을 위해 용존 유기탄소(DOC), 용존 자연유기물질 내 방향족 탄소성분을 나타내는 고유흡광도(Specific UV absorbance: SUVA), synchronous 형광 스펙트럼과 유기탄소결합계수(pyrene organic carbon-normalized binding coefficient: K$_{oc}$) 분석을 실시하였다. 3주간의 배양기간 동안 낙엽 추출 DOM과 토양 DOM의 DOC는 각각 61%, 51% 감소하였다. 배양 전과 후의 분광특성을 비교해 보면 단백질/아미노산 계 형광특징(PLF)은 점차 감소된 반면 SUVA, 펄빅산계 형광 특징(FLF)과 휴믹산 계 형광 특징(HLF)은 점차 증가하였다. 이러한 자연유기물질의 분광특성 변화는 생분해 과정을 통해 휴믹화가 진행되며 자연유기물질 내 비방향족 생분해성 탄소성분이 단단한 구조의 방향족 탄소구조로 변화됨을 시사한다. SUVA 값과 유기오염물질과의 결합정도를 나타내는 K$_{oc}$ 값 사이에서는 시료의 종류와 상관없이 1차 상관관계(r = 0.97)를 보여 주어 생분해가 진행되는 동안 방향족 탄소구조 분포가 자연유기물질의 소수성 오염물질과의 결합 정도에 큰 영향을 미침을 보여주었다. 또한 형광특징 중 FLF와 HLF가 K$_{oc}$ 값과 높은 상관관계를 보였으며 자연유기물질의 기원에 따라 다른 상관관계식을 보여주었다. 본 연구를 통해 생분해가 진행되는 동안 자연유기물질 성분변화 및 소수성 유기오염물질의 거동 예측에 자연유기물질의 분광특성이 좋은 모니터링 지표로 사용될 수 있음을 보여 주었다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.1123-1129
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• 2006

대부분의 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) 은 최우선 오염물질로 간주되어지고 있는 매우 유독한 물질이다. Pyrene은 PAHs들 중에서도 그 유독성은 가히 심각하다. 그리고 Pyrene과 다른 PAHs화합물들은 물에 잘 용해가 되지 않는 소수성 성질을 가지고 있어 화학적 또는 생물학적 분해가 용이하지 않다. 이러한 성질을 극복하기 위하여 본 연구에서는 Pyrene을 대표 물질로 하여 2 단계 오존처리를 하였다. 첫 단계에서 Pyrene을 무극성인 핵산 용매에 대량 (2000 mg/L) 으로 녹여 오존처리를 하였다. 이때 Pyrene은 극성 분자들, 즉 알콜과 알데하이드 그리고 에시드 기능기를 가지는 물질들로 변화되었으며 이 변화된 물질들을 다시 극성 용매, 물에 녹여 두 번째 오존처리를 하였다. 두 번째 오존 처리된 Pyrene의 부산물들과 중간생성물들은 생물학적 처리로 가능한지 연구되어지기 위해 $BOD_5$와 COD 그리고 E-coli toxicity tests가 이루어졌다. 그 결과 오존 처리된 Pyrene은 유독하지도 않았고 Pyrene의 부산물들과 중간생성물들은 생물학적 처리가 용이하여졌다. Gas chromatograph (GC) 분석을 통해 Pyrene의 부산물들과 중간생성물들을 밝혀내었다. 이 연구를 토대로 소수성 성질을 가지는 많은 방향족 물질들을 처리하기가 매우 용이해졌다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권3호
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• pp.17-24
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• 1999

토양오염 디이젤 제거에 대한 토양 세척기술의 적용을 위해 디이젤 제거효과가 좋은 비이온 계면활성제를 선택하기 위한 조건 중 소수성 사슬구조의 영향을 고찰하였다. 비이온 계면활성제는 CMC값이 낮고, 생분해성이 좋으며, 유기 오염물질에 대한 용해 능력이 커서 디이젤과 같은 NAPL류 제거에 효과적으로 사용될 수 있다. 비이온계 계면활성제 구조 내 소수성 탄화수소 사슬의 길이와 불포화결합의 존재는 흡착과 디이젤 제거에 영향을 미치며, 비이온계 계면활성제의 kaolin토양흡착과 디이젤 제거는 서로 밀접한 관계를 가지고 있다. 친수성기의 구조가 서로 동일한 계면활성제 중에서 소수성 탄화수소 사슬길이가 12개로 비교적 짧고 HLB값이 클 때 상대적으로 낮은 흡착평형농도와 높은 디이젤 제거효율을 나타냈다. 소수성 사슬 내에 불포화 탄화수소가 존재할 때 낮은 흡착평형농도와 높은 디이젤 제거 효율을 나타냈다. 농도에 따른 제거경향은 흡착이 평형에 도달한 후에 최대의 제거 효율을 나타냈으며 그 이상의 농도에서는 오히려 제거효율이 감소하는 현상이 나타났다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.97-108
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• 2000

원유를 탄소원으로 이용할수 있는 그람 음성 박테리아가 도시하수 처리장의 활성슬러지로부터 단리되어 Acinetobacter속으로 동정되었다. 이 균은 원유중의 알칸과 미확인된 다종의 한화수소를 분해할 수 있었으며 소수성 기질인 알칸을 단일 탄소원으로 이용하여 증식할수 있었다. 원유중 탄소수 13-30의 알칸은 동시에 분해가 진행되었으며 한소수의 짝수, 홀수에 따른 분해특성의 차이는 보이지 않았다. 균의 선형적인 증식과 알칸 성분의 분해특성으로부터, 원유상에서 기질의 초기 산화가 진행되는 미생물부위까지 물질전달이 분해과정의 율속이 됨을 알수 있었다. 분해 진행후 반응계내 알칸의 잔류 현상이 관찰되었는데 이는 Acinetobacter 속의 특성으로 알려져있는 세포내 탄화수소 함유체의 영향으로서 원유로 부터의 물질전달을 제어하는 요인이 될수 있음을 시사하였다. 따라서 본 균은 환경중 잔류하는 소수성 오염물질의 분해메카니즘 연구에 중요한 역할을 한다고 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.54-57
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• 1996