• 생태와환경
• /
• 제45권4호
• /
• pp.444-452
• /
• 2012

동물플랑크톤의 서식 형태에 따른 구분(부착 및 부유성)과 월별 밀도 양상을 파악하기 위해 2011년 5월부터 10월까지 수생식물이 발달된 환경에서 동물플랑크톤 채집을 수행하였다. 조사 기간 동안, 부착성 동물플랑크톤은 총 24종, 부유성 동물플랑크톤은 총 30종으로 나타났으며, 이 중 두 서식 형태 간에 일치하는 종은 20종으로 확인되었다. 부착성 동물플랑크톤은 5~7월 동안 높은 밀도를 나타낸 반면, 부유성 동물플랑크톤은 9~10월 동안 높은 밀도를 보여 상이한 계절적 차이를 보였다. 안정동위원소 분석 결과, 부착 및 부유입자 유기물, 동물플랑크톤, 어류의 ${\delta}^{13}C$와 ${\delta}^{15}N$ 값은 계절별로 상이하였다. 부착성 동물플랑크톤은 봄, 가을 모두 부착입자 유기물에 대한 높은 의존도를 보였으나, 가을에는 부유입자 유기물에 대해서는 일부 의존하는 것으로 나타났다. 이는 수생식물의 우점 등으로 인한 먹이질의 감소와 연관되어 있을 것으로 사료된다. 그러나 부유성 동물플랑크톤은 봄과 가을 모두 부유입자 유기물에 대해서만 의존하는 것으로 나타났다. L. macrochirus는 크기에 따라 먹이원에 대한 다른 섭식 양상을 보였는데, 부착성 동물플랑크톤이 증가된 시기(봄)에 1~3 cm 크기의 L. macrochirus는 부착성 동물플랑크톤에 대한 높은 의존도를 보였으나, 가을에 부착성 동물플랑크톤 감소하자 부유성 동물플랑크톤에 대한 의존도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 4~7 cm 크기의 L. macrochirus는 상대적으로 큰 먹이원인 부유성 동물플랑크톤에 높은 의존도를 보였으며, 가을에 부유성 동물플랑크톤 밀도가 증가하자 매우 높게 의존하는 것으로 나타났다. 결론적으로 습지와 같이 수생식물이 우점되는 생태계에서 동물플랑크톤은 다양한 서식 형태(부착 및 부유성)를 가진 군집이 출현하는 것으로 파악되었으며, 이들은 각각 다른 먹이원에 대해 의존하는 것으로 나타났다. 또한 상위포식자인 L. macrochirus 또한 부착 및 부유성 동물플랑크톤의 계절별 밀도 양상에 따라 상이한 의존성을 보였으며, 특히 부착성 동물플랑크톤은 봄철 치어 성장 시기의 이들의 성장 및 발달에 매우 중요한 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.191-191
• /
• 2013

금속 산화물 촉매 입자는 특정한 파장에 의해서 활성화되면서 전자-정공 쌍을 생성한다. 광촉매원리를 이용하면 전자 정공 제공을 통해 기존의 물질 주위에 활성 라디칼을 생성하고 물질의 특성을 변화시킬 수 있다. 이런 독특한 특성을 이용한 금속산화물의 다양한 연구가 물리, 화학, 재료, 생명 분야에서 이루어지고 있다. 본 연구에서는 광촉매 입자와 대기압 플라즈마와의 특성을 활용하여 발생되는 물리적 특성과 재료적인 특성을 이용한 응용 연구에 대한 내용을 다루고 있다. 특히 광촉매로 가장 많이 사용되는 $TiO_2$가 $200^{\circ}C$ 이하 저온 플라즈마 방전가스에 의해 상변화되는 현상을 다루고 이에 대한 구체적인 재료 분석을 실시 하였다. 즉, 저온의 알곤과 알곤/산소 대기압 플라즈마에 의해 처리된 $TiO_2$의 결정성 변화에 대해서 조사하였고 이를 이용하여 유사 작용제의 분해에 대한 연구를 하였다. 신경작용제(VX: nerve agent)의 유사작용제인 말라치온(Malathion)뿐만 아니라 셀룰로우즈(cellulose) 계의 복잡한 구조의 화학유기물 등을 대기압 플라즈마를 이용해 분해시킬 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마와 금속산화물의 결정성 변화에 대한 분석을 통해 기능성화된 촉매입자를 이용한 효과적인 화학물질의 분해를 소개하고, 대기압 플라즈마의 나노 소재기술로의 높은 응용가능성도 함께 살펴보았다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.6.1-6.1
• /
• 2009

최근 신 재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며 특히 태양전지는 차세대 대체에너지로 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 현재 태양전지 시장은 벌크실리콘 태양전지가 주를 이루고 있으나, 박막형, 유기물, 염료감응형 등 다양한 차세대 태양전지가 개발되고 있다. 차세대 태양전지는 글래스나 폴리머 기판위에 형성된 전극을 바탕으로 하여 다양한 형태의 태양전지가 형성되기 때문에 태양전지용 투명도전성 산화물 전극에 대한 중요성이 증가하고 있다. 예를 들어 실리콘 박막형 태양전지의 경우 수소 플라즈마 분위기 안정성 때문에 ZnO:Al 전극이 개발, 적용되고 있다. 이밖에도 ZnO는 나노입자, 나노로드 등의 다양한 형태를 기반으로 유기물 및 염료감응형 태양전지 전극으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 방법을 이용해 나노입자, 나노로드, 나노 sheet 등 다양한 형태의 ZnO 나노구조를 형성한 후, 태양전지 적용을 위한 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 3차원 형태의 ZnO sheet 전극은 90% @ 550 nm 가 넘는 우수한 광특성 (Haze value)을 보였으며, 염료감응형 태양전지에 적용되었을 경우 2차원 형태의 ZnO 전극에 비해 Jsc 값이 2.5배 이상 향상되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.144-150
• /
• 2016

동해 남서해역에서 입자성 유기탄소와 질소의 시 공간적인 분포 특성을 파악하기 위해서 2011년 9월(하계), 2012년 1월(동계) 그리고 5월(춘계)에 조사하였다. 9월 표층수는 용승 현상에 따른 냉수괴가 관찰되지 않았지만, 높은 chlorophyll a(Chl-a) 농도, 낮은 비광합성 유기입자물질 비율(27%) 그리고 낮은 POC/PON 비(6.2)로 활발한 아미노산 및 단백질 합성을 의미하는 높은 기초생산을 보였다. 하지만, 2012년 5월에는 높은 비광합성 유기입자물질(66%)과 높은 POC/PON 비(8.1)에 근거할 때, 9월과 비교하여 상대적으로 낮은 생산성을 보였다. 이와 같이 식물플랑크톤의 대량 발생이 주로 춘계에 발생한다는 기존의 결과와 상반되며, 이는 춘계 대발생 후기의 동물플랑크톤에 의한 페오피그먼트(phaeopigment)의 증가 때문으로 해석된다. 따라서 입자성 유기물질의 조성은 같은 계절이라도 해양환경의 변화에 따라 달라질 것으로 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.368-368
• /
• 2012

무기물 나노입자를 포함하는 유기물/무기물 나노복합체는 플렉시블 전자 소자에 적용이 가능하기 때문에 차세대 비휘발성 메모리 소자에 대한 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 $CuInS_2$ (CIS)/ZnS 코어-쉘 나노 입자를 포함한 poly(N-vinylcarbazole) (PVK) 고분자 박막을 기억 매체로 사용하는 유기 쌍안정성 소자(organic bistable devices, OBD) 메모리 소자를 제작하고 전기적 성질에 대하여 관찰하고 전하 수송 메카니즘에 대하여 규명하였다. 화학적 방법으로 형성한 CIS/ZnS 코어-쉘 나노 입자와 PVK를 toluene 용매에 녹인 후 초음파 교반기를 사용하여 나노 복합 소재를 형성하였다. 하부 전극으로 indium-tin-oxide (ITO)가 증착되어 있는 유리 기판 위에 나노 복합 소재를 스핀코팅 방법으로 도포한 후 열을 가해 잔류 용매를 제거하였다. CIS/ZnS 코어-쉘 나노 입자가 분산되어 있는 PVK 나노 복합 소재로 구성된 박막위에 상부 전극으로 Al을 열증착하여 메모리 소자를 제작하였다. 전류-전압 (I-V) 측정 결과에서 저전압에서는 전도도가 낮은 OFF 상태를 유지하다 어느 특정 양의 전압에서 전도도가 갑자기 증가하여 높은 전도도의 ON 상태로 전이되는 쌍안정성이 관찰되었다. 전류의 ON/OFF 비율은 약 $10^3$이며 역방향 바이어스를 가해주었을 때 특정 음의 전압에서 전도도가 ON 상태에서 OFF 상태로 전환되는 전형적인 OBD 메모리 소자의 I-V 특성을 나타났다. 메모리 전하 수송 메커니즘 분석 결과 쓰기 과정은 thermionic emission (TE), space-charge-limited-current (SCLS) 모델과 지우기 과정은 Fowler-Nordheim (FN) 터널링 모델로 설명이 되었다. 제작된 소자에 대해 기억 시간 측정 결과는 ON과 OFF 상태의 전류가 장시간에도 변화가 거의 없는 소자의 안정성을 보여주었다. 이 실험 결과는 CIS/ZnS 코어-쉘 나노 입자가 분산되어 있는 PVK 나노 복합 소재를 사용하여 안정성을 가진 OBD 메모리 소자를 제작할 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제39권6호
• /
• pp.409-414
• /
• 2006

황산화 미생물인 Genus Thiobacillus 중 몇 종류의 탈질균은 여러 종류의 황 화합물($S^{2-}$, So, $S_2O{_3}^{2-}$, $S_4O{_6}^{2-}$, $SO{_3}^{2-}$)을 황산염이온으로 산화시키면서 동시에 질산성질소를 질소 가스 형태로 전환시킨다. 이는 독립영양 미생물이므로 외부 탄소원이 필요치 않으며, C/N비가 낮은 폐수에 에탄올 대신 값이 싼 황 입자의 투입으로 경제적이며 효과적인 탈질화를 유도할 수 있다. 후탈질시 인위적인 유기물의 투입대신 값 싼 황입자를 사용하여 질소를 제거하며, 처리효율이 안정적이고, 운전이 쉬워, 최근 이 공정은 세계적으로 많이 연구되고 있다. 그러나 탈질시 알칼리도가 파괴되어 특히 알칼리도가 낮은 폐수의 경우 고농도 탈질시 pH가 떨어져 탈질이 더 이상 진행되지 않으며, 고농도의 질산성질소를 처리할 경우 부산물로서 고농도의 황산염이온이 생성된다는 부수적인 단점을 안고 있다. 본 연구에서는 MCR로부터 독립영양 미생물을 분리 characterization 및 미생물 동정을 하였다. MCR내에는 주로 Paracoccus denitrificans and Paracoccus versutus (formerly Thiobacillus versutus)가 주종을 이루었으며 이들 미생물들은 유기물도 에너지원으로 이용할 수 있는 facultative autotrophic denitrifier이었다. 이들 미생물을 탈질에 이용할 시 유기물이 있는 조건에서도 성장하기 때문에 유입 폐수 내 유기물 농도에 영향을 받지 않고 또는 인위적으로 소량의 유기물을 넣어 독립영양탈질과 종속영양탈질을 동시에 일어날 수 있도록 함으로서 독립영양탈질의 단점인 높은 황산염이온 생성 및 알칼리도 파괴를 막을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.75-83
• /
• 2009

2003년부터 2006년 사이의 새만금 방조제 내측 표층 해역에서 입자성 부유물질(suspended particulate matter), 입자성 유기탄소(particulate organic carbon) 그리고 용존 유기탄소(dissolved organic carbon)의 분포 변화를 조사하였다. 하천을 통해 새만금 방조제 내측으로 유입되는 입자성 물질과 유기탄소는 대부분 풍수기인 여름철에 집중 되었고, 이는 2006년 4월 최종 물막이 공사 완료 후 폐쇄 환경이 된 새만금 내측 해역에 많은 양의 유기물 부하가 단기간에 집중될 수 있음을 시사하였다. 한편, 2003년 이후 제4호 방조제 완공으로 막혀진 만경강 하구역에서 새만금 방조제에 이르는 해역에서 입자성 물질과 유기탄소의 표층 농도가 증가하는 것이 관찰되었다. 특히 부영양화(eutrophication)로 인한 식물 플랑크톤의 증가로 입자성유기탄소를 비롯, 생물기원의 유기탄소가 증가하였다. 이러한 표층의 과도한 입자성 유기탄소의 증가는 향후 저층 퇴적 환경으로 침전되었을 경우 용존 산소 고갈에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제9권1호
• /
• pp.30-39
• /
• 2004

해상 어류가두리 양식장이 주변 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해 2003년 8월에 경남 통영시 미륵도에 설치된 해상 어류가두리양식장에서 거리를 증가시키면서 퇴적물로 유입되는 입자물질의 침강 플럭스, 퇴적물 내 유기탄소의 수직분포, 퇴적물의 산소소모율, 저서동물의 군집을 분석하였다. 입자 유기물 침강 플럭스, 표층 퇴적물의 유기탄소 농도 및 퇴적물의 산소소모율은 가두리에서 멀어질수록 점차 감소하는 양상을 보여 가두리양식장에서 유출된 유기물이 주변으로 확산되는 것을 나타냈다. 저서동물 중 다모류인 Tharyx multifilis, Lumbrineris longifolia, Siganlbra tentaculata, Capitella capitata가 전체 군집에 88%를 차지하여 우점하였으며, 특히 오염지표종인 Capitella cupitata는 반경 5 m이내에서만 출현하였다. 퇴적물의 산소소모율 및 저서동물의 군집을 이용하여 추정한 유기물의 오염 영향권이 잘 일치하여 가두리양식장을 중심으로 반경 10 m내외에 유기물이 집중적으로 퇴적되고 있으며 최소한 50 m까지 영향을 주는 것으로 파악되었다. 가두리양식장에서 퇴적물로 유입되는 유기탄소 플럭스는 2.14 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$으로 가두리양식장에서 50 m떨어진 지점에 비해 약 2배 정도 큰 수치였다. 또한 유입된 유기물 중 약 50%(1.07 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$)가 상부층에서 분해되었다. 반면 50 m 저점에서는 유입된 유기탄소 중 30%(0.30 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$)가 재순환되며 나머지 70%는 퇴적되는 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제44권6호
• /
• pp.963-969
• /
• 2011

주요 하천 유역 퇴적토의 토양물리성과 화학성을 파악하여 농업적 활용에 있어서 토양환경적 안정성을 평가하기 위하여 2009년부터 2010년까지 한강 16개소, 금강 32개소, 영산강 27개소, 낙동강 144개소로 28개 시군의 219개소의 하천표토에서 50 cm까지 시료를 채취하였다. 하천토사의 입자밀도는 $2.63Mg\;m^{-3}$ 이상으로 $2.60{\sim}2.69Mg\;m^{-3}$의 범위이었으며, 입경은 평균 0.7 mm로 0.075~0.85 mm 범위에 분포하고 있었다. 유역별 토사의 입경분포를 살펴보면, 한강과 금강에서는 0.075~0.85 mm 범위에 입자가 주로 분포하였으며, 금강과 영산강에서는 0.25~0.85 mm 범위에 입자로 입경이 큰 입자의 분포비율이 높았다. 하천 토사의 평균 화학성은 pH 6.3, EC $0.16dS\;m^{-1}$, 유기물 $8g\;kg^{-1}$, 유효인산 $101mg\;kg^{-1}$, 치환성 칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 0.39, 3.47, $0.93cmol_c\;kg^{-1}$이었으며, 유역별로는 한강유역에서 pH, 금강유역에서 염농도 (EC), 유효인산과 치환성 나트륨이, 영산강유역에서 유기물, 치환성 칼슘과 마그네슘이, 낙동강 유역에서는 치환성 칼륨이 각각 높았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.23-29
• /
• 2008

고농도 입자성 유기 폐수를 대상으로 기존 혐기성 공정인 CSTR과 UASB공정으로 처리 시 불량한 상징수질, 불안정한 운전 특성과 같은 문제점이 제시되었다. 이에 본 연구는 새로운 개념의 ADEPT(Anaerobic Digestion Elutriated Phased Treatment) 공정을 주정폐수에 적용하여 처리 가능성을 평가하였다. CSTR과 ADEPT의 성능 비교 결과 ADEPT공정에서 gas 발생량은 약 2배였으며, 유기물 제거 효율과 고형물 제거 효율 역시 더 높은 효율을 보여주었다. 또한 ADPET는 비교적 짧은 HRT에서도 휘발성 지방산 생성으로 인한 pH 저하의 영향을 받지 않았으며, 안정적으로 pH를 유지하였다. ADEPT의 recycle ratio를 6Qin과 2Qin으로 변화를 주어 운전 시 6Qin의 운전 기간 동안 높은 처리 효율을 보여주었다. 따라서 ADEPT는 짧은 HRT로 인한 경제성 향상과 메탄 발생을 이용한 에너지 회수, 또한 산 생성조에서 생성되는 유기산을 최대로 생산, BNR 공정의 유기 탄소원으로 활용 가치가 있다고 판단된다.