• Title/Summary/Keyword: 오염원소

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A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases (음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리)

  • Kim, Sangguk;Jeong, Minji;Kwon, Hyolee
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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The Characteristics of Fish Community and Food Web in Eutrophic Agricultural Reservoir, Jeondae (부영양 농업용저수지인 전대지의 어류군집 및 먹이망 특성)

  • Lee, Eui-Haeng;Chang, Kwang-Hyeon;Seo, Dong-Il;Choi, Jong-Yun;Joo, Gea-Jae;Kim, Mirinae;Shin, Jae Hoon;Son, Misun;Nam, Gui Sook
    • Korean Journal of Environmental Biology
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    • v.32 no.4
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    • pp.319-326
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    • 2014
  • Fish community was investigated in eutrophic Jeondae agricultural reservoir from April to November 2012. The food web structure of major fish species of Jeondae reservoir showed that due to serious organic pollution, the hyper-eutrophic condition with high chemical oxygen demand (COD), chlorophyll-a (Chl-a), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP), as estimated by stable isotope analysis. Total of 679 individuals were collected from the reservoir, and 9 species were identified. Interestingly, Lepomis macrochirus and Hemiculter eigenmanni known as less sensitive to pollution and water quality deterioration, dominated the reservoir, and their relative abundances were 38% and 27%, respectively. Further, the analysis of the stomach contents revealed that main food source of dominant L. macrochirus was high amount of zooplankton, which includes copepoda and cladocera, while Cyprinidae species mainly consumed organic particles with zooplankton preys. Stable isotope analysis also suggested that L. macrochirus, Carassiusauratus, Pseudorasboraparva, and H. eigenmanni are major zooplantivorous group in the Jeondae Reservoir.

Influence of Groundwater on the Hydrogeochemistry and the Origin of Oseepchun in Dogye Area, Korea (도계지역 오십천에서의 지하수 영향분석 - 수리지화학적 특성과 기원)

  • Hwang, Jeong Hwan;Song, Min Ho;Cho, Hea Ly;Woo, Nam C
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.49 no.3
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    • pp.167-179
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    • 2016
  • Water quality of Oseepchun, Dogye area, was investigated quantitatively for its origin and hydrogeochemistry in relation to the influence of groundwater. Groundwater appears to be the principal source of Oseepchun from the water-quality monitoring data including redox potentials, composition of dissolved ions and their correlations, hydrogen and oxygen stable isotopic ratios, and the distribution and occurrence of contaminants. Water-quality type of the surface water was grouped by the water-rock interactions as $Ca-HCO_3$ type originated from carbonated bed-rocks in the Joseon Supergroup, (Ca, Mg)-$SO_4$ type related with dissolution of surfide minerals in coal beds of Pyeongan Supergroup, and (Ca, Mg)-($HCO_3$, $SO_4$) type of the mixed one. Locally water pollution occurs by high $SO_4$ from mine drainage and $NO_3$ from waste-treatment facility. Intensive precipitation in summer has no effect on the water type of Oseepchun, but increases the inflow of nitrate and chloride originated from land surface. Results of this study direct that groundwater-surface water interaction is intimate, and thus surface-water resource management should begin with groundwater characterization.

Bioaccumulation of Ag and Zn in earthworms (Eisenia fetida) from soil contaminated with Ag and Zn nanoparticles using a radiotracer method (방사성동위원소 추적자 기법을 이용한 제조나노입자로 오염된 토양으로부터 지렁이(Eisenia fetida)의 은과 아연 축적 연구)

  • Seung Ha Lee;Byeong-Gweon Lee
    • Korean Journal of Environmental Biology
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    • v.39 no.4
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    • pp.550-558
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    • 2021
  • In a radiotracer study, the bioaccumulation and efflux of metals in earthworms (Eisenia fetida) exposed to soil spiked with ZnO and Ag nanoparticles (AgNP) were compared to those exposed to soil spiked with ionic Zn and Ag. Additionally, the bioavailability and chemical mobility of nano- and ionic metals in the soil were estimated using the sequential extraction method and compared to the bioaccumulation factor(BAF). The BAF for ZnO (0.06) was 31 times lower than that for Zn ions (1.86), suggesting that ZnO was less bioavailable than the ionic form in contaminated soil. In contrast, the BAFs for two types of AgNPs coated with polyvinylpyrrolidone (0.12) or citrate (0.11) were comparable to those of ionic Ag (0.17). The sequential extraction of metals from the soil suggests that the chemically mobile fractions in the Zn ion treatment were higher(35%) than those (<20%) in the Ag ion treatment, which was consistent with the greater BAFs in the former than the latter. However, the chemical mobility in the ZnO treatments did not predict bioavailability. The efflux rates of Ag (3.2-3.8% d-1) in the worms were 2-3×those(1.2-1.7% d-1) for Zn.

Vertical Distribution and Contamination of Trace Metals in Sediments Within Hoidong Reservoir (회동저수지 호저퇴적물의 미량원소 오염 및 수직적 분산특성)

  • Lee, Pyeong-Koo;Kang, Min-Ju;Youm, Seung-Jun;Lee, Wook-Jong
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.40 no.5
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    • pp.587-604
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    • 2007
  • In order to investigate the vertical variations and speciations of trace elements, and their correlations in Hoidong reservoir, sediment cores (21-41 cm below surface) and interstitial water samples were collected from five sampling locations. The total average concentrations of trace metals in sediment core samples were $232{\pm}30.8mg/kg$ for Zn, $119{\pm}272mg/kg$ for Cu, $58.4{\pm}4.1mg/kg$ for Pb, $15.7{\pm}3.3mg/kg$ for Ni and $1.6{\pm}0.3mg/kg$ for Cd. The total concentrations of trace metals in core sediments generally decreased toward the center of the Hoidong reservoir. The total concentrations of Mn, Pb and Zn decreased with depth for all the sample locations, while Cu and Fe concentrations increased. The trace metal concentrations of interstitial water sample were in the order of Fe>Mn>Cu>Zn, but Cd, Ni and Pb were not detected. The concentrations of Zn, Cu, Fe and Mn in the interstitial water samples showed a tendency of increasing toward the bottom of the core, suggesting a possible upward diffusion. This migration of trace metals may lead to their transfer to the sediment-water interface. These trace elements would be subsequently fixed onto amorphous Fe and Mn-oxides and carbonates in the topmost layer of sediment. Based on the $K_D$ values, the relative mobilities of the studied metals were in the order of Mn>Cu>Zn>Fe. Geochemical partitioning confirmed that surface enrichment by trace metals mainly resulted from a progressive increase of the concentrations in the fractions II and III. Copper, Fe, Mn and Zn concentrations of interstitial water were closely correlated with their exchangeable fractions of sediments.

Absorption of Heavy Metals of Waste Leachate Using by Fast Growing Trees(II) (속성수를 이용한 쓰레기 매립지 침출수의 오염물질 흡수제거(II))

  • 우수영
    • Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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    • v.5 no.1
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    • pp.36-42
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    • 2003
  • To identify the rapacity of waste leachate absorption in Populus euramericana and Betula platyphylla var, japonica, four different treatments were applied to seedlings: leachate solution (100% leachate), 50% dilution (50% leachate: 50% water, v/v) and 25% dilution, (25% leachate: 75% water, v/v) were applied to these two species. After the experiment, concentrations of heavy metals in tree parts were analyzed by an Inductively Coupled Plasma emission spectrometer (ICP). treatment with waste leachate significantly stimulated both Populus euramericana and Betula platyphylla var. japonica biomass production relative to the water control. In addition, these species showed good absorption capacity of As, Co, Hg and Ni elements. The results of this study suggested that these two species can absorb the toxic materials through their roots and transport them to stems or leaves.

전기분무법을 사용한 초소수 실리카 코팅층 제조와 특성 연구

  • Kim, Eun-Gyeong;Lee, Cheol-Seong;Choe, Seon-U;Hwang, Tae-Jin;Kim, Sang-Seop
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.41.1-41.1
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    • 2011
  • 초소수성 표면은 $150^{\circ}$ 이상의 높은 접촉각을 가지며 표면에 오염물질이 묻지 않게 하는 anti-contamination, anti-fingerprint, self-cleaning 기능을 갖고 있는 것이 특징이다. 재료표면의 친/소수성을 제어하기 위해서는 고체 표면의 화학적인 요인과 물리적인 요인 두 가지를 조절함으로써 이루어지는데 즉 물질의 표면에너지와 표면 거칠기를 변화시켜 친/소수성을 부여할 수 있다. 초소수성 표면을 구현하기 위해서는 고체 표면의 에너지를 낮춰야 하며 이는 일반적으로 불소화합물을 사용한다. 불소는 지구상의 원소 중 가장 낮은 표면에너지를 가지고 있어 주로 후라이팬이나 치아 표면에 코팅되며 오염을 방지하는 특성을 지닌다. 실리카는 박막소재로 이용하기 위한 우수한 특성을 가진 물질로서 자연계에서 매우 풍부하게 존재하고 있으며, 생체무해하며 내구성과 내마모성, 화학적 안정성, 고온 안정성 등을 지니고 있어 여러 가지 종류의 전자기기 및 부품의 내외장 코팅에 적용이 적극 검토되고 있다. 이러한 실리카 코팅소재를 바탕으로 초소수성 코팅층을 구현하는 하나의 방법으로서 본 연구에서는 전기분무법을 사용하여 실리카 코팅층을 형성하였으며, 표면에너지를 제어하기 위해 플루오린 처리를 하여 초소수성 실리카 코팅층을 제조하였다. 합성된 실리카 코팅층은 물 뿐만이 아니라 표면장력이 낮은 다른 용액에서도 초소유성을 나타내었다. 이러한 코팅층에 대한 고온 안정성과 UV 저항성, 내구성(durability) 등을 조사하여 실제 응용 가능성을 타진하였다.

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$O_2$-$NH_3$처리한 활성탄의 탈황능 향상에 관한 연구

  • 고윤희;서경원
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1994.11a
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    • pp.90-96
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    • 1994
  • 본 연구는 에너지를 집중적으로 사용하는 발전소와 대규모 공장 단지에서 발생하는 배기가스 중에 포함된 황산화물의 제거 방법에 관한 것으로서, 활성탄의 적절한 전처리를 통해 이산화황 흡착능을 향상시켜 머지 않은 장래에 엄격히 적용될 대기오염 기준을 만족시킴과 동시에, 오염 물질의 제거 효율이 높고 폐기물 매립의 부담이 없는 건식 탈황 공정의 효율향상에 기여하는 것을 목적으로 하고 있다. Activated Char나 활성탄을 이용하여 황산화물과 질소산화물을 동시에 제거하기 위해서는 Carbon 표면을 적절하게 처리함으로써 활성탄의 촉매활성을 향상시키는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 활성탄을 열 및 $O_2$-NH$_3$ 혼합가스로 전처리하여 표면의 특성 변화와 SO$_2$ 흡착능에 미치는 영향을 살펴보았다. Coconut Shell로부터 제조한 활성탄을 NH$_3$의 농도를 변화시켜가며 $O_2$와의 혼합가스로 973~1173K에서 열처리하는 방법에 의해 전처리하여, 이률 고정층 반응기에서 SO$_2$흡착 및 반응실험을 수행하였고, 이 과정 중의 활성탄 표면의 특성변화를 원소분석, TPD(Temperature Programmed Desorption), FTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy), Acid-Base Titration, SEM(Scanning Electrolic Microscopy)등의 분석 방법을 통해서 알아보았다. 그 결과, 활성탄을 열 및 $O_2$-NH$_3$혼합가스로 처리하여 환원성 분위기 하에서 표면 활성점을 증가시킴으로써 황산화물 흡착제거율이 향상됨을 얻었다.

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A Study on Chemical Compositions of Sediment and Surface Water in Nakdong River for Tracing Contaminants from Mining Activities (광해오염원 추적을 위한 낙동강 지역 퇴적물 및 하천수의 화학조성 연구)

  • Kim, Jiyun;Choi, Uikyu;Baek, Seung-Han;Choi, Hye-Bin;Lee, Jeonghoon
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.37 no.4
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    • pp.211-217
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    • 2016
  • There have been found mine tailings, wastes, and mining drainage scattered in the area of Nakdong River due to the improper maintenance of the abandoned mines. These contaminants can flow into rivers during the heavy rain periods in summer. Along the study area beginning Seokpo-myeon, Bonghwa-gun of Gyeongsangbuk-do untill Dosan-myeon, Andong-si, there are one hundred five mines including sixty metalliferous mines and forty-five nonmetal mines, which can adversely affect the adjacent rivers. To verify the contamination, we collected sediments, seepage water and surface water for a year both in rainy season and dry season. This study found that sediments, containing high concentrations of heavy metals caused by mining activities, are dispersed throughout the entire river basin (68 sample points with pollution index, based on the concentration of trace element, (PI) >10 among the total of 101 samples). The results of river water analysis indicated the increased concentrations of arsenic and cadmium at branches from Seungbu, Sambo, Okbang and Janggun mine, which concerns that the river water may be contaminated by mining drainage and tailing sediments. However, it is difficult to sort out the exact sources of contamination in sediments and waters only by using the chemical compositions. Thus the control of mining pollution is challenging. To prevent water from being contaminated by mining activities, we should be able to divide inflow rates from each origin of the mines. Therefore, there should be a continued study about how to trace the source of contaminants from mining activities by analyzing stable isotopes.

Energy Usage and Emissions of Air Pollutants in North Korea (북한 에너지 사용과 대기오염물질 배출 현황)

  • Kim, In-Sun;Lee, Ji-Yi;Kim, Yong-Pyo
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • v.27 no.3
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    • pp.303-312
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    • 2011
  • Data on the energy usage including biomass, emissions of air pollutants ($SO_x$, $NO_x$, CO), and the air quality in North Korea are analyzed. The energy usage in North Korea has decreased in the 1990s and thus, the emission amount of air pollutants. Coal and biomass constitute a major fraction of energy sources since the 1990s. It is identified that the emission amount of air pollutants per unit energy consumption in North Korea is much higher than South Korea for the period data are available (since 1990) implying that the air pollutant emission management system in North Korea is inadequate. In particular, the amount of biomass burning for household cooking and heating is significant with the huge emissions of air pollutants such as CO and organic species both in the gas and aerosol phase. Furthermore, it is found that the existing energy usage and air pollutant emission data are not consistent in biomass burning related data.