• 한국환경보건학회지
• /
• 제45권6호
• /
• pp.561-568
• /
• 2019

Objectives: The most commonly detected heavy metals in rocks and soils, including Pb, Cd, Cu, Fe, Mn and As, are representative pollutants discharged from abandoned mines and have been listed as potential sources of contamination in drinking water. This study focused on increasing the removal efficiency of heavy metals from drinking water resources by surface modification of natural adsorbents to reduce potential health risks. Methods: Iron oxide coating and graft polymerization with zeolites and talc was conducted for bipolar surface modification to increase the combining capacity of heavy metals for their removal from water. The removal efficiency of heavy metals was measured before and after the surface modification. Results: The removal efficiency of Pb, Cu, and Cd by surface modified zeolite showed 100, 92, and 61.5%, respectively, increases compared to 64, 64, and 38% for non-modified zeolite. This implies that bipolar surface modified natural adsorbents have a good potential use in heavy metal removal. The more interesting finding is the removal increase for As, which has both cation and anion characteristics showing 27% removal efficiency where as non-modified zeolite showed only 2% removal. Conclusions: Zeolite is one of the most widely used adsorptive materials in water treatment processes and bipolar surface modification of zeolite increases its applicability in the removal of heavy metals, especially As.

• 한국환경과학회지
• /
• 제14권7호
• /
• pp.691-697
• /
• 2005

Waste sludge may be used to recovery wastewater contaminated with heavy metals. The waste sludge is an inexpensive readily available source of biomass for biosorption with metal-bearing wastewater. The biosorption of heavy metals such as Pb(II), Cu(II), Cr(II), and Cd(II) onto waste sludge was investigated in batch ex­periments and waste sludge loaded heavy metals was separated by dissolved air flotation. The biosorption equi­bria of heavy metals could be described by Langmuir and Freundich isotherms. The adsorption capacity for waste sludge was in the sequence of Pb(II)>Cr(II)>Cu(II)>Cd(II). The system attained equilibrium about 20 min. The Langmuir and Freundlich adsorption model effectively described the biosorption equilibrium of Cu(II) and Cr(II) ions on waste sludge. Maximum adsorption capacity of Cu(II) and Cr(II) were 196.08 and 158.73 mg/g, respectively. Solid-liquid separation efficiencies were kept above $95\%$ on waste sludge loaded heavy metals, and were decreased with pH increasing.

• 한국환경과학회지
• /
• 제11권7호
• /
• pp.729-735
• /
• 2002

In order to examine the inhibition effect of other heavy metal ions on the removal of heavy metal ions by crab shell in aqueous solution, 10 heavy metal ions $(Cr^{3+},\;Cd^{2+},\;Ni^{2+},\;Zn^{2+},\;Hg^{2+},\;Cu^{2+},\;Mn^{2+],\;Fe^{2+},\;Fe^{3+},\;Pb^{2+})$ were used as single heavy metal ions and mixed heavy metal ions, respectively. In single heavy metal ions, $Pb^{2+},\;Cr^{3+},\;Cu^{2+}$ were well removed by crab shell, however, $Cd^{2+},\;Ni^{2+},\;Zn^{2+},\;Mn^{2+}$ were not. The heavy metal removal increased as the increase of covalent index (Xm$^2$r), and the relationship classified heavy metal ions as 2 heavy metal groups $(Fe^{3+},\;Fe^{2+},\;Cu^{2+},\; Cr^{3+},\;Mn^{2+},\;Ni^{2+},\;Zn^{2+}\;group\;and\;Pb^{2+},\;Hg^{2+},\;Cd^{2+}\;group)$. In mixed heavy metal ions, the removals of $Fe^{2+},\;Fe^{3+},\;Pb^{2+},\;Cu^{2+}$ as 0.49 m㏖/g, regardless of the existence of other heavy metal ions, were similar to the result of single heavy metal ions experiment. The removals of $Mn^{2+},\;Cd^{2+},\;Ni^{2+}$ decreased as the existence of other heavy metal ions, however, the removal of $Zn^{2+},\;Cr^{3+},\;Hg^{2+}$ increased.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제1권2호
• /
• pp.102-108
• /
• 2014

비점오염저감시설에 대한 연구는 활발히 진행되고 있으나, 도로에 자연형 비점오염저감시설 설치시 비점오염저감효율에 대한 연구는 없는 실정이다. 본 연구에서는 도로에 설치된 여러 종류의 인공습지에 대한 비점오염 저감효율을 모니터링과 유량가중평균농도법을 이용하여 분석하였다. 분석결과, 인공습지는 일반적인 오염물질인 TSS, COD, BOD, TN, TP에 대한 저감효율은 비교적 우수한 것으로 나타났으며 중금속인 Cr, Zn, Pb의 제거효율은 낮거나 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국염색가공학회 2011년도 제45차 학술발표회
• /
• pp.14-14
• /
• 2011

폴리우레탄 필름을 이용하여 등산복, 스포츠 웨어, 보호복 등 많은 의복이 제조되고 있으며, 현재 폴리우레탄 필름에 항균성을 부여하여 메디컬 소재에 적용되고 있다. 항균성을 부여하는 물질은 제올라이트. 수산화아파타이트, 실리카 겔을 이용한 많은 무기 항균제가 사용되고 있다. 이들중 특히 수산화아파타이트는 생체친화력 및 이온교환 능력이 우수하여 인공뼈 또는 인공치아로 사용되고, 환경분야에서는 이온교환수지로 중금속 제거를 위하여 사용되기도 한다. 본 연구에서는 폴리우레탄 필름 내부의 비드 간극 및 크기를 제어하여 비드콘 구조를 가지는 폴리우레탄 필름을 제조하였고 수산화아파타이트에 다양한 조건으로 은이온을 흡착시켜 은의 최적 흡착 조건을 설정하고 은이 흡착된 수산화아파타이트의 입자를 제어하여 다양한 종류의 입자를 제조하고 입자별 항균성을 평가하였다. 최종적으로 개발된 비드콘 폴리우레탄 필름과 은담지 수산화아파타이트를 여러가지 조건으로 복합화하여 항균성을 가지는 아파타이트복합 폴리우레탄필름을 제조하고 개발된 필름의 항균성 및 그 특성을 분석하여 보았다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제30권3호
• /
• pp.229-234
• /
• 1995

Membrane process has been applied widely to petroleum chemistry, fine chemistry, polymer, electronics, food, bioprocessing, and wastewater treatment process. Membrane process has advantage that there's no phase change through separation, energy consumption is smaller than other separation processes. And equipment investment and operation cost are inxpensive too. We prepared the silicone rubber membrane and then separated the heavy metal ion from wastewater. Silicone rubber membrane was prepared using a superitical fluid process and heavy metal ions were separated from the chromium nitrate, ferric sulfate, cupric sulfate, nickel sulfate aqueous solution. The pressure difference between top and bottom of separation apparatus was preserved by vacuum pump, and the removal amount of heavy metal at each separation step were analyzed by instrumental analysis, AAS. The surface and pore of silicone rubber membrane was investigated using SEM, and the capability of wastewater treatment using a silicone rubber membrane was proposed as calculated removal rate of heavy metal after comparing removal amount of heavy metal to amount of heavy metal in mother solution by AAS analysis.

• 분석과학
• /
• 제21권4호
• /
• pp.279-283
• /
• 2008

혈토와 규사토, 맥반석, 혈토를 혼합한 물질을 $1100^{\circ}C$에서 소형 및 소결하여 원적외선 방사물질 볼로 사용하였다. 각각 제조된 볼의 방사에너지는 $8{\sim}12{\mu}m$ 파장 범위에서 상대적으로 높았다. 혼합 볼의 이온용출은 소량이고, 혼합 볼로 처리된 활성수와 에너지수의 중금속인 $Cd^{2+}$ 이온 제거능력은 높았다. 활성수와 에너지수는 음용수보다는 상대적으로 UV 차단효과가 높았다.

• 한국식품영양학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.294-301
• /
• 2004

AsA 수용액 중에서 중금속이온 비존재, Fe(III)이온 존재, 그리고 Cu(II)이온 존재 하에서의 AsA 자동산화반응에 대한 단백질 공존 효과에 대하여 살펴보았다. 수용액 중에서의 AsA 산화반응은 중금속 이온이 존재 하지 않는 경우보다 Fe(III)이온 및 Cu(II)이온이 존재하는 경우에 AsA 잔존율이 낮은 것으로 나타났다. 또한 5 $\mu$M Fe(III)이온 보다 약 50배 낮은 농도인 0.1 $\mu$M Cu(II)이온이 존재하는 경우가 AsA 산화반응 정도가 더욱 큰 것을 알 수 있었다. 이러한 AsA자동산화 반응에 대해 효소 단백질로서는 SOD 및 CAT, 비효소 단백질로서는 BSA, ovalbumin, v-globulin, lysozyme를 이용하여 AsA산화반응에 미치는 영향을 조사하였다. AsA 수용액에 CAT 및 SOD가 존재하는 경우는 Fe (III)이온 및 Cu(II)이온 존재 하에서도 존재하지 않는 경우와 마찬가지로 AsA 산화반응이 억제되는 것을 알수 있었다. 이는 SOD가Ash의 산화반응에서 생긴 $O_2$를 제거하고, CAT가 $O_2$의 불균화반응에 의해서 생기는 $H_2O$$_2$를 제거하는 것 등을 생각할 수 있다. 더욱이, AsA산화반응에 있어서의 CAT혹은 실활 CAT의 존재 하에서도 AsA의 안정화작용이 나타나 Fe(III)이온 및 Cu(II)이온 존재 하에서도 AsA의 산화반응에 대한 CAT의 비특이적인 억제효과를 확인할 수 있었다. 또한, AsA의 산화분해에 미치는 $H_2O$$_2$ 영향을 살펴 보기 위하여 50 $\mu$M AsA 수용액에 50 $\mu$M $H_2O$$_2$를 첨가 하여 산소가스는 통기하지 않고 산화반응을 행한 결과, $H_2O$$_2$존재의 유무에 관계없이 Ash분해속도는 크고 이들 반응은 CAT존재에 의해 현저하게 억제되는 것을 밝혔다. 그리고, 비효소 단백질로서 BSA, oval-bumin, v-globulin, lysozyme를 이용하여 AsA 산화반응을 살펴본 결과 이들 단백질의 공존과 더불어 AsA의 산화율이 낮아지는 경향을 나타내어 AsA에 대한 비특이적인 쾌 강한 안정화작용이 관여하고 있을 것으로 시사되었다. 본 연구는 식품ㆍ생체계에 있어서 AsA의 항산화기전, 특히 중금속이온이 존재하는 경우에 있어서 항산화반응 기전을 해명하기 위한 일부분으로서 AsA대사와 단백질 대사와의 반응에 도움을 주는 중요한 기초자료를 얻을 수가 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제7권4호
• /
• pp.77-86
• /
• 2002

유류, 특히 경유와 윤활류로 오염된 지역에서, 원위치 토양 세정법(In-situ soil flushing)을 이용하여 오염된 토양과 지하수를 동시에 정화하였다. 연구 지역은 부산시에 위치한 4.5 m(가로) $\times$ 4.5 m(세로) $\times$ 6.0 m(깊이) (총 121.5 $\textrm{m}^2$) 규모의 유류 오염지역으로.사질 및 미사질층이 혼합되어 나타나는 평균 수리전도도가 2.0 $\times$ 1$10^{-4}$cm/sec인 불균질 토양으로 이루어진 부지이다. 오염지역 지하수에 비이온 계면활성제 sorbitan monooleate(POE 20) 2%와 이소프로필알콜 0.07%를 혼합한 용액을 이용하여 약 3 공극체적(pore volume)을 세정하였으며, 지하수만을 이용하여 계면활성제 용액 세정 이전과 세정 이후 각 1공극체적을 세정에 이용하였다(총 5 공극체적). 총 4개의 주입정을 이용하여 각 주입정당 1.8 l/min-0.5 l/min의 속도로 주간(8시간)에 연속 주입하였으며, 2개의 채수정을 이용하여 야간에는 1시간 간격과 주간에는 30분 간격으로 2분간 채수하였다. 분석을 위한 시료 채수는 매일 아침 9시와 저녁 5시에 각 채수정으로부터 200$m\ell$ 이상 채수하였으며, 채수 용액을 저장하는 혼합저장 탱크에서의 시료 채취도 병행하였다. 토양 세정기간동안 채수정으로부터 채수된 유출용액은 모두 저장탱크에 저장되었다가, 지하수처리 장치에 의해서 유류와 중금속, 고형물들을 제거한 후 배출되어졌으며, 토양 내 TPH(total petroleum hydrocarbon) 농도가 토양오염 우려기준치 이하로, 유출된 지하수는 폐수배출허용기준을 만족할 때까지 토양 세정을 실시하였다. 처리 지하수만을 이용한 세정의 경우 채수정의 유출수 TPH농도는 10ppm이하였다. 계면활성제 용액을 이용한 세정의 경우 채수정의 최대 TPH 유출 농도는 1761 ppm으로서 처리지하수만을 이용하였을 때보다 170배 이상 증가하였으며, 세정기간 동안 두 개의 채수정으로부터 약 18.5kg의 유류(TPH)가 제거되었다. 계면활성제 용액 세정시 유출수는 유류의 농도뿐만 아니라 중금속 농도도 함께 증가하였으며, 이러한 현상은 오염토양의 중금속 정화에도 유리하게 사용될 수 있다고 사료된다. 유류로 오염된 실제 지역의 불균질 토양과 지하수를 계면활성제를 이용한 원위치 세정법으로 효율적으로 정화함으로서, 실험실 연구에 제한되었던 원위치 세정법의 효율을 현장 오염 지역에서 증명할 수 있었고, 원위치 토양 세정법이 실제 오염지역의 토양$\boxUl$지하수 정화에 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하였다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.158-164
• /
• 2009

왕겨와 톱밥 3종(미송, 참나무, 포플러)을 sodium hydroxide(NaOH)와 tartaric acid($C_4H_6O_6$)를 처리한 후 중금속 흡착특성을 평가한 결과 모든 소재에서 중금속 선택성은 Pb > Cu > Cd > Zn 순으로 나타났다. 참나무 톱밥(NaOH로 개질)은 Pb(19.36 mg $g^{-1}$)과 Cu(13.47 mg $g^{-1}$)에 대해 그리고 왕겨(tartaric acid로 개질)는 Cd(5.37 mg $g^{-1}$)과 Zn(2.24 mg $g^{-1}$)에 대해 뛰어난 흡착능을 나타내었다. SEM 분석결과 4가지 소재에서 모두 NaOH 개질 후에 표면의 불순물이 제거됨이 확인되었고 흡착표면이 매끄럽게 안정화 된 것을 관찰할 수 있었다. FT-IR 분석결과 왕겨는 1080 $cm^{-1}$에서 carbonyl group, hydroxyl group 등의 관능기가 존재함을 확인하였고 tartaric acid로 개질한 경우 1184 $cm^{-1}$와 1735 $cm^{-1}$에서 carboxylate group, carboxyl group, methylene group 등의 새로운 관능기가 생성됨을 확인하였다. 3종의 톱밥(미송, 참나무, 포플러)에 대한 FT-IR 분석결과 왕겨와 유사한 peak가 관찰되었는데 1030 $cm^{-1}$에서 carbonyl group과 hydroxyl group, 1200 $cm^{-1}$과 1700 $cm^{-1}$ 사이에서 carboxylate group, carboxyl group, methylene group 등이 이에 해당하였다. 한편 NaOH로 개질한 경우 peak에서 큰 변화를 나타내지 않았으나 흡착량이 증가한 것은 표면개질로 새로운 관능기가 생성되지는 않았으나 표면의 불순물이 제거.안정화됨으로써 흡착 표면적이 증가되었기 때문인 것으로 판단되었다.