• 자원리싸이클링
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• 제25권3호
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• pp.3-10
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• 2016

산성광산배수(Acid mine drainage; AMD)를 처리하기 위한 자연정화시설의 반응조는 긴 체류시간을 위해 넓은 면적이 요구되며, 집중호우로 인해 유량이 급격히 늘어나는 여름에는 체류시간 부족으로 반응이 충분히 일어나지 못하고 많은 오염물질이 유출수로 빠져나가는 현상이 발생한다. 본 연구에서는 국내 부지 및 환경 특성으로 인해 넓은 면적이 요구되는 자연정화시설을 설치하기에 어려움이 있는 폐광산의 AMD에 응집제를 사용하여 빠른 시간 내에 오염물질을 침전시키고 탁도를 개선하는 연구를 진행하였다. W광산에서 배출되는 AMD에 무기응집제 PAC (Poly Aluminium Chloride)와 유기응집제인 PAM (Polyacrylamide) 성분이 포함된 고분자응집제를 사용하여 AMD의 상등수 및 여액의 중금속 농도와 침전된 슬러지의 형태를 파악하기 위해 입도분석, ICP-OES, SEM-EDS 분석을 실시하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권2호
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• pp.16-27
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• 2003

해상에 유출된 유류의 생물정화방법은 자연상태로 존재하고 유류분해능력이 있는 박테리아, 균류 또는 효모와 같은 토착미생물의 환경요인을 최적화하거나, 병원성 또는 유전자조작미생물을 제외한 특별한 환경정화능력을 가진 미생물을 오염된 지역에 투입하여 유류오염물질을 자연적으로 분해함으로써 오염된 환경을 원래의 상태로 회복시키는 기술이다. 현재 우리나라규정에는 해양오염사고시 생물정화제제를 사용할 수 있는 제도적인 근거가 마련되어 있지 않아 실제사용 뿐만 아니라 관련 기술개발에 있어 많은 제약이 따르고 있다. 본 연구에서는 생물정화제제의 개발과 활용을 위해 관련규정에 대한 법률적 개정방향을 제시하였고 사람의 건강과 생태계의 유해한 성분을 포함하고 있는지 혹은 발생가능성이 여부를 확인하기 위하여 4단계의 생물정화제제 성능시험방법, 검정기준 및 형식승인절차를 제시하였다. 1, 2단계의 절차를 통해 생물급성독성 및 유류분해성능을 평가하여 형식승인을 여부를 결정하고 3, 4단계 절차를 통해 현장적용 가능성을 평가하는 단계로 구분하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권4호
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• pp.357-362
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• 2021

본 연구에서는 홍삼의 항충치 효과를 조사하기 위하여 홍삼박 n-hexane 추출물의 충치 원인균 Streptococcus mutans에 대한 항균 효과, 균체 부착과 생물막 생성 저해 효과를 측정하였다. 홍삼박 n-hexane 추출물의 농도에 비례하여 S. mutans의 생육이 저해되었으며, 125 ㎍/mL 이상의 농도에서는 거의 관찰되지 않았다(MIC=125 ㎍/mL). 홍삼박 n-hexane 추출물이 세포막에 작용하여 세포의 핵산 성분이 유출시키는 것으로 나타났다. 그리고, 홍삼박 n-hexane 추출물은 125 ㎍/mL 이상의 농도에서 S. mutans의 부착과 생물막 형성을 90% 이상 저해하였다. GTase 활성은 50 ㎍/mL 농도에서 완전히 저해되었다. 결론적으로 홍삼박 n-hexane 추출물은 S. mutans의 생육과 생물막 형성을 공통적으로 저해하는 것으로 나타났다.

• 산업식품공학
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• 제15권3호
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• pp.203-208
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• 2011

유기용매와 초임계유체를 사용하여 대두분말에서 지방성분을 추출하는 공정에서 분말화공정(분쇄)의 시간의 변화에 따른 입자도와 초고압처리에 의한 추출속도를 측정하였다. 대두분말의 입자가 작을수록 추출속도가 향상되었으면 이는 입자의 크기가 작아짐에 따라 전체적인 표면적이 증가하여 고-액추출에서 중요한 반응기작인 물질전달속도를 증가시켰기 때문이라 판단된다. 초고압공정을 적용 시 동일한 입자크기에서 추출속도가 현저히 향상되었으며 이는 대두분말 내부에서 발생하는 확산현상에 대한 저항이 초고압상태에서의 변화로 감소되었기 때문이라 사료된다. 초임계유출에 의한 추출은 수율이 낮은 단점이 있으나 입자의 크기가 큰 상태에서는 초고압처리를 전처리로 사용할 경우 시간당 추출량을 상당부분 증가시킬 수 있음을 보여주었으나, 입자크기가 작을 경우 초고압처리가 영향을 미치지 못함을 보여주었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.358-358
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• 2023

본 연구에서는 그동안 수자원분야 강우유출 해석분야에 활용되었던 대표적인 머신러닝&딥러닝(ML&DL) 모델을 활용하여 모델의 하이퍼파라미터 튜닝뿐만 아니라 모델의 특성을 고려한 기상 및 수문데이터의 조합과 전처리(lag-time, 이동평균 등)를 통하여 데이터 특성과 ML&DL모델의 조합시나리오에 따른 일 유입량 예측성능을 비교 검토하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 소양강댐 유역을 대상으로 1974년에서 2021년까지 축적된 기상 및 수문데이터를 활용하여 1) 강우, 2) 유입량, 3) 기상자료를 주요 영향변수(독립변수)로 고려하고, 이에 a) 지체시간(lag-time), b) 이동평균, c) 유입량의 성분분리조건을 적용하여 총 36가지 시나리오 조합을 ML&DL의 입력자료로 활용하였다. ML&DL 모델은 1) Linear Regression(LR), 2) Lasso, 3) Ridge, 4) SVR(Support Vector Regression), 5) Random Forest(RF), 6) LGBM(Light Gradient Boosting Model), 7) XGBoost의 7가지 ML방법과 8) LSTM(Long Short-Term Memory models), 9) TCN(Temporal Convolutional Network), 10) LSTM-TCN의 3가지 DL 방법, 총 10가지 ML&DL모델을 비교 검토하여 일유입량 예측을 위한 가장 적합한 데이터 조합 특성과 ML&DL모델을 성능평가와 함께 제시하였다. 학습된 모형의 유입량 예측 결과를 비교·분석한 결과, 소양강댐 유역에서는 딥러닝 중에서는 TCN모형이 가장 우수한 성능을 보였고(TCN>TCN-LSTM>LSTM), 트리기반 머신러닝중에서는 Random Forest와 LGBM이 우수한 성능을 보였으며(RF, LGBM>XGB), SVR도 LGBM수준의 우수한 성능을 나타내었다. LR, Lasso, Ridge 세가지 Regression모형은 상대적으로 낮은 성능을 보였다. 또한 소양강댐 댐유입량 예측에 대하여 강우, 유입량, 기상계열을 36가지로 조합한 결과, 입력자료에 lag-time이 적용된 강우계열의 조합 분석에서 세가지 Regression모델을 제외한 모든 모형에서 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency) 0.8이상(최대 0.867)의 성능을 보였으며, lag-time이 적용된 강우와 유입량계열을 조합했을 경우 NSE 0.85이상(최대 0.901)의 더 우수한 성능을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.401-401
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• 2022

우리나라 대규모 하수처리장에 상용화되어있는 응집공정의 운영상 난점을 극복하고자 대체공정으로 고안된 인 결정여과공정(HCF, Hydroxyapatite Crystallization-Filtration process)의 pilot plant를 구축하고 부산슬러지의 자원화를 위해 그 특성을 검토하였다. 기존의 hydroxyapatite(HAP) 결정화공정 내 탈탄산(decarbonation) 단계를 생략하는 HCF공정의 경우에 고농도의 Ca²⁺ 주입과 처리수내 탄산염으로 인해 HAP을 포함하는 석회계 슬러지가 발생하는데, 이는 산성화된 토양의 개량제(중화제)로 널리 사용될 수 있다. 본 연구를 위해 경기도 I하수처리장 2차침전지 후단에 구축된 처리용량 27.1 - 135.6 m³/day HCF pilot plant의 전처리 조건은 pH 10.0 - 11.0, Ca²⁺ 농도 80 mg/L이었다. 결정여과조는 선속도 1.0 - 5.0 m/hr, 상향류로 운전되며, 여재는 2.0 - 3.0 mm의 석회석 모래를 충전하였다. 역세척은 중앙에 Air lifting pipe를 설치하여 역세척수가 처리수와 분리배출되도록 설계하였고, 침전시켜 역세척 슬러지를 회수하였다. 처리수의 평균 T-P, PO₄-P 및 SS는 각각 0.05, 0.04, 1.1 mg/L으로 모든 항목에서 방류수 수질기준 이하로 안정적으로 유출되었다. 회수된 HCF 슬러지는 SEM-EDX, XRD, FT-IR을 활용하여 그 특성을 분석하였다. SEM-EDX로 분석된 슬러지의 원자분율은 CaCO₃ 또는 HAP으로 추측되었다. 또한, XRD spectrum 분석결과, 슬러지의 주요 구성성분은 calcite, HAP, phosphoric acid(H₃PO₄) 및 brusite로 나타났다. FT-IR 분석결과, 슬러지는 대부분 인산염 및 탄산염의 무기물로 구성되어 있으며, 유입수의 인 농도가 높을수록 슬러지 내 HAP의 함량이 calcite보다 높은 것으로 나타났다. 고농도의 Ca²⁺을 주입하여 탈탄산단계를 생략한 HCF의 부산슬러지는 HAP 이외에도 CaCO₃와 칼슘-인 화합물로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 하수 인 고도처리를 위한 HCF공정의 하수처리시설 인 고도처리 적용이 검증되었으며, 부산슬러지를 산성화된 토양의 개량제(중화제) 또는 비료로서의 재활용 및 자원화 가능성이 시사되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.119-124
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• 2006

본 연구의 목적은 간헐포기공정(IABR)과 막결합 간헐포기공정(IAMBR)의 오염물질 제거능력과 영양염류 제거 mechanism을 비교 검토하여 막침적의 타당성을 확보하고 질산화율 및 탈질율을 산정하였으며, 질소물질수지를 수립하고자 하였다. 그 결과로서 IAMBR과 IABR의 경우 유기물 제거에 있어서는 큰 차이를 보이지 않았으나 영양염류 제거능력은 IAMBR이 IABR에 비해 높게 나타났다. 또한, 무산소 상태에서 반응조 내의 질산성 질소 농도가 IAMBR이 낮게 유지되는 것으로 보아 높은 탈질화 반응이 일어난 것으로 판단되며, 질소물질수지의 결과에서도 IAMBR에서 탈질된 질소성분이 40.9%로 IABR의 10.7%보다 4배 이상 높은 탈질능력을 보였다. 따라서, 높은 MLSS 농도의 유지와 간헐적 유입 유출 방식의 적용이 가능한 장점을 지니고 있는 막이 월등한 질소제거능력의 차를 보임으로써 간헐포기공정에 대한 막결합의 타당성이 충분한 것으로 사료된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.950-957
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• 2023

연구목적:강한 독성을 보유하고 있는 유류 오염물의 유출에 따른 확산을 미연에 방지할 수 있도록 사전 대응 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 개발된 반응재료의 공학적 특성을 예측하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연구방법:반응재료에 대한 다짐시험 및 분광정보 획득 실험을 실시하였으며, 각각의 시험 및 실험 결과를 평가하였다. 그리고 반응재료의 공학적 특성 예측 가능성을 평가하기 위하여 분광정보와 최대건조단위중량의 상관관계를 분석하였다. 연구결과:다짐시험 결과, 최대건조단위중량은 약 9kN/m³ ~ 10kN/m³ 범위로 확인되었다. 그리고 분광정보 획득 실험 결과로부터 반응재료의 폴리노보넨 감소에 따른 최대분광반사율은 감소하였다. 결론: 반응재료의 구성성분 비율에 따라 비선형적 관계를 갖는 최대분광반사율과 최대건조단위중량 상관성으로부터 최대분광반사율을 통해 유류 오염물 흡수를 위한 반응재료의 최적량 예측이 가능함을 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제32권2호
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• pp.27-35
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• 2024

원유성분은 크게 saturates, aromatics, resins, 그리고 asphaltenes(아스팔텐)으로 나눌 수 있다. 미생물을 이용한 아스팔텐의 생분해가 가능할 경우, 폐유전으로부터 추가적인 원유생산이 기대된다. 한편, 다른 용도인 유출유 처리를 위해서도 미생물을 이용한 유분의 생분해를 시도할 수 있는데, 이 경우에도 아스팔텐의 분해는 중요한 역할을 한다. 이미 아스팔텐이 박테리아 군체를 통해 생분해되는 특성은 보고되어 있다. 그러나, 아스팔텐의 분해 메카니즘에 대해서는 아직까지 뚜렷하게 제시되지는 않았다. 가장 큰 이유로는 아스팔텐의 분자구조가 복잡하고, 주로 엉김형태로 존재하기 때문이라 할 수 있다. 본 논문에서는 상대적으로 원유내 생분해가 유리한 saturates와 aromatics의 산화반응 메카니즘에 기초하여, 아스팔텐의 분해과정을 추정하였다. 즉, 아스팔텐은 생계면활성제에 의해 박테리아와 접촉하고, 아스팔텐 구조내의 알킬기의 분해, 그리고 접합고리의 분해로 이어지는 단계적 생분해 과정을 겪을 것으로 제시하였다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제32권3호
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• pp.218-228
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• 2010

발암물질로 알려진 Hydroquinone (HQ)은 치과용 합성수지를 구성하는 중요한 성분으로서 지금까지 치과용 재료영역에서 널리 사용되고 있으며 구강 내에서 HQ의 유출이 일어나는 것으로 확인 되었다. 따라서 구강암의 기원이 되는 인체상피세포의 발암화에 HQ가 미치는 영향을 평가하였다. HQ에 의한 인체세포 독성을 평가하기위해 LDH assay를 실시하고 세포 독성이 높지 않은 용량을 실험 용량으로 설정하였다. 인체 세포의 발암화를 평가하기 위해 세포 발암화 지표로서 cell saturation density, soft-agar colony formation 및 cell aggregation의 분석을 사용한 결과 고용량인 50 ${\mu}M$을 제외한 모든 용량에서 발암화 지표의 변화를 나타내지 않아 HQ의 발암력은 매우 낮은 것으로 추정된다. 그러나 발암촉진제인 TPA와 함께 투여 시 발암력의 증가를 보여 주변 환경의 여건에 따라 발암력이 증가할 수 있음을 입증하였다. HQ를 노출 후 세포사멸화를 측정하기 위해 DNA fragmentation변화를 분석한 결과 10 ${\mu}M$부터 50 ${\mu}M$까지 노출 시간 의존형의 증가를 나타내었으며 50 ${\mu}M$과 같은 고용량 농도에서는 노출시간 의존적 세포사멸 효과를 보였다. 따라서 세포 발암화를 일으킨 용량에서 세포사멸도 함께 일어나 HQ에 의한 발암화에 세포사멸이 관여함을 보였다. HQ는 ROS를 생성하였으며 Trolox, NAC와 같은 항산화물에 의한 ROS의 차단 효과와 BSO와 같은 GSH 고갈 유발 물질에 따른 ROS의 급격한 증가는 HQ가 인체세포에서 ROS를 효율적으로 생성함을 입증하는 결과이다. 세포간의 신호전달기작 조절에 중요한 역할을 하는 효소인 protein kinase C (PKC)를 immunoblot으로 분석한 결과 PKC-${\alpha}$의 활성이 증가 된 반면 PKC-${\beta}II$의 영향은 나타나지 않았다. 따라서 특정 이성질체에 대한 특이적인 효소반응이 발암화에 관여할 것으로 추정된다. 본 연구결과 치과용 합성수지 구성성분인 HQ 유출에 따른 인체상피세포의 발암성은 매우 낮은 것으로 추정되나 발암촉진제 등과의 상호작용에 의한 발암성 증가는 HQ의 구강암 발생 평가에 고려되어야 할 사항이다. 따라서 본 연구는 구강암의 예방을 위한 과학적인 접근 방법 및 기반 자료를 제시하였고 치과용 합성수지사용의 적정성에 대한 과학적인 판단을 할 수 있는 근거를 제공 하였다. 또한 본 연구 결과는 새로운 치과용 합성수지 개발의 필요성 및 개선방향을 제시 할 수 있는 근거로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.