• 제목/요약/키워드: 천이 조건

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흐름 장-흐름 분획기를 이용한 나노물질의 분리 (Separation of Nanomaterials Using Flow Field-Flow Fractionation)

  • 김성희;이우춘;김순오;나소영;김현아;이병태;이병천;엄익춘
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권11호
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    • pp.835-860
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    • 2013
  • 최근 들어 나노기술의 발전에 따라 다양한 산업 및 상업분야에서 나노물질의 사용이 급증하고 있다. 이러한 나노물질이 환경에 유출되어 사람의 건강 및 생태계에 악영향을 줄 수 있다는 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 따라 다양한 환경매질 내에서 나노물질의 거동특성 및 생독성 등에 대한 평가들이 요구되어진다. 이러한 평가들이 진행되기 위해서 필연적으로 다양한 매체 내에서 존재하는 나노물질을 효과적으로 분리하고 이들의 특성을 정량화하는 기술들이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 나노물질의 분리기술들 중 시료의 교란이 비교적 적고 전처리과정이 단순한 장-흐름 분획기술을 이용한 나노물질 분리에 대한 국내외 선행연구들을 살펴보았다. 특히 가장 많이 활용되어온 흐름 장-흐름 분획기를 중심으로 기본원리를 살펴보고 분리대상인 나노물질의 종류에 따라서 지금까지 수행되어온 연구들을 분류하고 분석해 봄으로써 이 분야의 연구자들에게 실제적인 정보를 제공하고자 한다. 장-흐름 분획기를 이용하여 다양한 환경매질로부터 나노물질을 효과적으로 분리하기 위해서 분리대상인 나노물질의 종류와 특성을 고려한 전처리, 적절한 멤브레인과 운반용액의 선택, 흐름조건의 최적화 등이 중요한 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 분리 후 나노물질의 특성을 정량화하기 위해서 다양한 검출기 및 분석기와의 연계가 필수적으로 보인다. 하지만 아직까지 일부 환경매질에만 국한되어 연구가 진행되었으며, 또한 분리대상인 나노물질의 종류도 극히 제한적인 것으로 조사되었다. 특히 이러한 나노물질에 대한 분리 및 측정에 대한 국내 연구는 매우 부족한 실정이며 나노물질 사용량이 급증하고 있는 현실을 고려하면 이 분야에 대한 연구가 절실히 요구된다.

교합안정장치 사용에 따른 구강 내 혐기성 세균과 S. mutans의 변화 (Alteration of Anaerobic Bacteria and S. mutans Count in Oral Cavity after Occlusal Stabilization Appliance Use)

  • 변진석;서봉직
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제32권4호
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    • pp.375-381
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    • 2007
  • 교합안정장치는 턱관절장애의 관리를 위해 가장 많이 선택되어지는 치료방법이다. 교합안정장치는 치료목적을 달성하기 위해 구강 내에서 매일 수 시간씩 착용하며, 전체적인 치료기간은 적게는 6개월에서 길게는 2년 가량이 소요된다. 구강 내에서 교합안정장치는 틀니나 고정식 교정장치의 경우처럼 의도하지 않게 타액이나 산소로부터 세균을 보호하고, 세균의 저장고로서 역할을 수행할 수 있는 가능성이 있다. 이런 조건은 일반적으로 치주질환과 구취를 유발하는 주요 원인균인 혐기성 세균과 치아우식에 중요한 역할을 하는 S. mutans의 서식에 용이한 환경을 제공하게 되어 교합안정장치을 사용하게 되면서 발생되는 나쁜 맛이나 치주질환, 치태 형성 및 치아우식의 원인요소가 될 수 있다. 이 실험에서는 교합안정장치 사용 전후 구강 내 특정 치아에서 혐기성 세균과 S. mutans 수의 변화를 비교함으로써 교합 안정장치가 이들 세균 수 증가에 어떠한 영향을 끼치며, 그것이 임상적으로 어떤 의미를 가지는지에 대해 알아보고자 하였다. 총 4명의 남성(평균나이 27.5 세)이 참여하였고, 하루 9시간씩 상악교합안정장치를 취침시간 동안에만 사용하였으며, 총 5일 간 진행하였다. 5일 후 교합안정장치를 제거한 구강에서 상악좌측제2대구치, 상악좌측중절치, 하악좌측제2대구치를 각각 선택하여 치태와 타액이 혼재된 샘플을 정해진 규격으로 채취하였다. 각각의 샘플은 혐기성 세균 배양을 위한 혈액한 천배지와 S. mutans 선택배지에 각각 $100{\mu}{\ell}$씩 도말하여 $37^{\circ}C$ 10% $CO_2$ 조건으로 3일간 혐기 배양하였다. 각각의 배지에서 배양된 세균을 집락형성단위(CFU) 기준으로 육안으로 세어 최종적으로 CFU/ml로 환산해 기록하였다. 얻어진 자료를 통해 다음과 같은 결론을 내렸다. 1. 교합안정장치 사용에 따라 구강 내 혐기성 세균 수와 S. mutans 수의 변화가 생겼다. 2. 혐기성 세균의 경우 교합안정장치 사용에 따라 상악제2대구치(P=0.003)와 상악중절치(P=0.020)에서 모두 그 수가 유의하게 증가하였다. 3. 교합안정장치의 장착은 직접 피개되지 않은 대합치아의 혐기성 세균 수 증가에도 간접적인 영향을 끼쳤다. 4. S. mutans의 경우 교합안정장치 사용에 따라 상악제2대구치(P=0.043)와 상악중절치(P=0.049)에서 모두 그 수가 유의하게 증가하였다. 5. 교합안정장치의 장착은 직접 피개되지 않은 대합치아의 S. mutans 수에 어떤 영향도 끼치지 않았다.

덕음광산 광미의 산화${\cdot}$환원 조건에 따른 전이원소의 이동성 (Mobility of Transition Metals by Change of Redox Condition in Dump Tailings from the Dukum Mine, Korea)

  • 문용희;문희수;박영석;문지원;송윤구;이종천
    • 자원환경지질
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    • 제36권4호
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    • pp.285-293
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    • 2003
  • 본 연구에서는 덕음광산 광미를 대상으로 심도별로 비포화대에서 광미와 증류수(5:1)의 반응에 의한 반응수와 포화대에서 공극수를 추출하여 화학분석, 열역학적 모델링 그리고, 고상시료에 대한 광물학적 연구를 통해 pH 및 산화${\cdot}$환원 변화에 따른 원소들의 거동특성과 이에 영향을 주는 고상의 용해도 특성을 규명하고자 하였다. 반응수 및 공극수에 대한 심도별 화학분석을 실시한 결과, 비포화대에서는 황화광물의 산화작용으로 낮은 p(2.71~6.91)조건이 형성되어 $SO_4^{2-}$(561~1430mg/L)와 금속이온(Zn:0.12~158mg/L, Pb:0.06~0.83mg/L, CD:0.06~1.35mg/L)의용존이온 함량이 높았다. 그리고 열역학적 모델링과 XRD분석을 통해 자로사이트(jarosite, $KFe_3(SO_4)_2(OH)_6)$와 석고(gypsum, $CaSO_4{\cdot}2H_2O$)가 동정되었다. 포화대에서는 중성의 pH 값(7.25~8.10)으로 인해 비포화대에 비해 금속이온 함량이 줄어들었으나, 심도가 증가함에 따라 pe 값의 감소(7.40$leftrightarro}$3.40)로 산화-환원에 민감한 Fe와 Mn의 용존이온 함량이 다소 증가하였다. 열역학적 모델링과 XRD(X-ray diffraction)분석으로 정성된 능망간석(rhodochrosite, $MnCO_3$)의 존재는 Mn산화물의 환원작용을 지시해 준다. 산화-환원 변위에 비해 pH가 금속화합물의 이온화 작용에 더 많은 영향을 미치지만, 포화대에서는 pe 값의 감소로 Fe와 Mn의 용존 이온의 증가와 An 사이의 상관관계로 대변된다. 따라서, Fe와 Mn수산화물의 재용해로 인해 동시에 침전된 중금속의 기동에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.

수도암 사찰림의 전나무 개체군 분포현황과 연령구조분석 (Distribution Status and Age Structure of Abies holophylla Population in Sudo-Am Temple Forest)

  • 최병기;이창우
    • 생태와환경
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    • 제47권3호
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    • pp.160-166
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    • 2014
  • 수도암 사찰림의 주요 구성종인 전나무개체군에 대한 분포현황 및 연령구조분석이 이루어졌다. 총 302개체로 이루어진 남부지역 최대 규모의 개체군 분포로 확인되었으며, 흉고둘레 1.5~500.8 cm에 이르는 다양한 연령의 개체군 분포가 확인되었다. 수도암 전나무 개체군의 연령구조 분석결과 불안정한 호리병구조를 나타내며, 15~80 cm에 해당하는 비교적 어린 연령의 개체군에서 상대적으로 낮은 빈도의 출현을 보였다. 이들의 분포를 제한하는 요인으로 천이진행, 인위적 요인, 기후변화 등이 논의되었다. 또한 상대적으로 높은 빈도를 보이는 유령림(15 cm 이하)이 계곡 상부의 좁은 면적에 제한적으로 분포하고 있는 것으로 확인되었으며, 전나무개체군의 보전을 위해 이들 지역에 대한 적극적 보호가 필요한 것으로 판단된다. 수도암 전나무의 현존분포 환경요소 분석결과 평균해발고도 $931{\pm}64.5m$, 평균경사도 $19.2{\pm}8.7^{\circ}$, 사면방향 북동사면과 남동사면, 평균일조량 $1,324,323{\pm}174,459wh\;m^{-2}$ 등의 환경조건에서 높은 빈도로 출현하는 것으로 확인되었다. MaxEnt 모델을 이용하여 전나무 잠재생육공간이 도출되었다. 현존분포 결과는 연구지역이 독립적인 생육환경을 형성하고 있는 것으로 확인되었으며, 해발고도와 경사도에서 높은 기여도를 보였다. 개체군과 기여도를 고려한 환경요인 분석결과 최적 잠재서식처 조건은 해발고도 903.2 m, 경사도 $20.04^{\circ}$, 연평균일조량 $1,352.248wh\;m^{-2}$, 남동사면($114.68^{\circ}$)인 것으로 확인되었다. 차후 개체군에 대한 발아제한요인 발굴, 종내 및 종간 경쟁 변화, 지화학적 요인과의 상관관계, 기후변화 및 사찰활동의 영향 등에 대한 후속연구가 연속되어야 할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 한국 대표경관 가운데 하나인 사찰림의 주요 구성종인 전나무의 생태와 생육지 환경, 보전 및 복원, 보호를 위한 보다 높은 이해와 의사 결정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

공동주택 조경관리 입찰 실태와 개선방안 (Improvement Strategy & Current Bidding Situation on Apartment Management of Landscape Architecture)

  • 홍종현;박현빈;윤종면;김동필
    • 한국조경학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.41-54
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    • 2020
  • 본 연구는 공동주택의 조경업과 관련한 공사·용역에 대한 입찰실태 분석을 통해 문제점을 파악하고, 개선 방안을 제시하여 투명하고 공정한 입찰시스템 운영을 위한 기초자료로 제공되고자 하였다. 이를 위해 공동 주택 유지관리 이력, 입찰 정보, 전자입찰제 등을 제공하는 '공동주택관리정보시스템(K-apt)'의 자료를 활용하여 조경 분야 공사·용역에 대한 낙찰현황, 낙찰금액, 연중 낙찰 규모와 동향, 공종별 사업자 선정결과 등을 살펴보았다. 그 결과, 한 해 낙찰된 총 건수(36,831건) 중 조경업에 해당하는 건은 4.4%(1,631건)를 차지하고 있으며, 평균 낙찰금액은 약 2,400만 원으로 조사되었다. 건별 낙찰금액 현황으로 조경업 관련 건 중 73%가 3백만 원에서 3천만 원 사이에서 낙찰되었으며, 공종별로는 병충해방제와 유지관리에 해당하는 건이 58.6%를 차지하였다. 월별 낙찰현황으로는 2~4월에 전체 건수의 36%가 집중되었으며, 입찰방법에서는 '일반경쟁입찰'이 59.8%를 차지하였다. 낙찰자 선정방법과 투찰방법에서는 55%가 '최저낙찰제'와 '전자입찰방식'을, 45%가 '적격심사제'와 '직접입찰방식'을 채택한 것으로 나타났다. 입찰 현황에서 도출된 문제점에 대한 개선사항으로 첫째, 현행 '전자입찰방식' 적용 규정에 관한 예외 조항을 최소화하여 전자입찰방식 전면 적용하여 공정한 입찰제도가 운용되도록 한다. 둘째, 공동주택의 녹지환경 품질에 대한 조경 관리 기준을 마련한다. 셋째, 입찰 공고 전 내역서 및 도면 등의 설계 도서를 작성하고, 기초금액을 산출하도록 하는 근거 규정을 마련하여, 사업의 내용을 구체적이고 객관적으로 특정함으로써 공정한 입찰이 가능하도록 한다. 넷째, '사업자 선정지침'의 각종 입찰조건에 대해 선택이 아닌 조건별 세부지침을 마련하여 공정성과 일관성을 확보한다. 이와 같은 연구결과는 공동주택의 조경업 사업자 선정과 조경시설 및 녹지환경 유지관리에 있어 객관적이고 합리적인 기준 마련에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

횡성지역 다양한 지질환경에서 지하수 중 우라늄 및 라돈-222 산출특성 (Occurrences of Uranium and Radon-222 from Groundwaters in Various Geological Environment in the Hoengseong Area)

  • 정찬호;양재하;이유진;이용천;최현영;김문수;김현구;김태승;조병욱
    • 지질공학
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    • 제25권4호
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    • pp.557-576
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    • 2015
  • 지하수내 자연방사성물질인 우라늄과 라돈-222의 산출과 지질특성과의 연관성을 알아보기 위해 단층대를 포함한 화강암, 편마암, 복운모 화강암 등 다양한 지질이 분포하는 횡성지역을 연구대상지역으로 하였다. 이 연구를 위하여 지하수 시료 38점, 지표수 시료 4점을 채취하여 화학성분 분석, 우라늄과 라돈-222의 함량을 분석하였다. 1차 분석결과를 바탕으로 우라늄과 라돈-222의 함량이 미국 EPA 권고기준을 초과한 지하수 16점에 대해서는 2차 분석을 실시하였다. 지하수내 자연방사성물질 산출과 지질과의 상관성을 알아보기 위하여 33개 지점에 대한 지표방사능 세기를 측정하였다. 지하수내 우라늄의 농도는 0.02~49.3 μg/L의 범위를, 라돈-222의 농도는 20~906 Bq/L 범위로 미국 EPA 권고기준치인 30 μg/L와 148 Bq/L을 초과한 시료는 각각 4점과 35점이다. 지하수의 화학적 특성은 Ca(Na)-HCO3 유형에서 Ca(Na)-NO3(HCO3+Cl) 유형 범위까지 분포한다. pH는 5.71~8.66의 범위로 중간 값은 중성 또는 약알카리성의 특성을 보였다. 고함량 우라늄 및 라돈-222의 산출은 편마암-화강암 지질경계부과 화강암내에서 주로 확인되었으며, 우라늄과 라돈의 산출에 대한 상관관계는 뚜렷하지 않다. 불활성 기체인 라돈은 암석내 기원지로부터 주변부에 발달된 단열을 따라서 확산되어 순환하는 지하수에 용해되는 것으로 보이며, 지하수의 유동과 화학성분과의 상관성은 찾아보기 어렵다. 지하수내 우라늄 용해에 유리한 조건은 중성 또는 약알칼리성 환경과 산화 환경이면서 높은 중탄산 함량의 지화학적 조건에서 주로 우라닐 또는 우라닐탄산염 형태로 존재하는 것으로 해석된다.

복사전달모의를 통한 중적외 파장역의 민감도 분석 및 지표면온도 산출 가능성 평가 (Evaluation of Sensitivity and Retrieval Possibility of Land Surface Temperature in the Mid-infrared Wavelength through Radiative Transfer Simulation)

  • 최윤영;서명석;차동환;서두천
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1423-1444
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    • 2022
  • 본 연구에서는 대기 및 지표면 인자들에 대한 중적외 파장역의 복사휘도의 민감도를 복사전달모델인 MODerate resolution atmospheric TRANsmission (MODTRAN)6을 이용하여 분석하고 이를 이용하여 야간에 중적외 파장역 만을 이용한 지표면온도 산출 가능성을 평가하였다. 이를 기반으로 야간에 대해 다양한 조건을 반영한 지표면온도 산출식을 개발하고 처방 온도 자료와 현장 관측 자료를 이용하여 개발된 지표면온도 산출식의 수준을 평가하였다. 중적외 파장역을 활용한 위성 원격탐사에 주로 영향을 미치는 대기연직구조, 이산화탄소와 오존, 지표면온도의 일 변동, 지표면 방출률 그리고 위성의 관측각에 대해 민감도 실험을 실시하였다. 이때 분리대기창 기법 활용 가능성을 평가하기 위해 중적외 파장역을 투과율을 근거로 2개의 밴드로 분리한 후 민감도를 분석한 결과 밴드와 관계없이 대기연직구조에 가장 큰 영향을 받으며 지표면 방출률, 지표면온도의 일 변동, 위성의 관측각 순으로 영향을 받았다. 주요 변인 실험 모두에서 대기의 창에 해당되는 밴드 1은 민감도가 낮은 반면 오존과 수증기 흡수가 포함된 밴드 2에서는 민감도가 높아서 분리대기창 기법을 활용하여 지표면온도 산출이 가능할 것으로 판단하였다. 중적외 2개 밴드와 다양한 변인들을 이용하여 개발된 지표면온도 산출식은 복사모의 시 입력된 기준 지표면온도와 상관계수, 편의 그리고 root mean squared error (RMSE)가 각각 0.999, 0.023K과 0.437K의 수준을 보였다. 또한 26개의 현장관측 지표면온도 자료로 검증한 결과 상관계수는 0.993, 편의는 1.875K, RMSE는 2.079K을 보였다. 본 연구의 결과는 대기 및 지표면 조건이 야간의 중적외 두 밴드에 미치는 영향이 다른 특성을 이용하여 지표면온도를 산출할 수 있음을 제시한다. 따라서 향후에는 중적외 파장역 센서를 탑재한 위성자료를 이용하여 지표면온도를 산출하고 그 수준을 평가해 볼 필요가 있다.

현장실증시험에 의한 단일 및 이중필터층 우물의 해수 여과 특성 연구 (A Study on the Seawater Filtration Characteristics of Single and Dual-filter Layer Well by Field Test)

  • 송재용;이상무;강병천;이근춘;정교철
    • 지질공학
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    • 제29권1호
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    • pp.51-68
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    • 2019
  • 국내에서는 바닷가 주변의 상가나 수협 등의 활어 위판장 등에 많은 양의 해수가 사용되고 있다. 이러한 해수는 기상악화나 태풍 등에 의해 관련시설이 수시로 파손되고 조기 폐색되어 시간적, 경제적 비용이 많이 소요되고 있는 실정이다. 또한 오염된 해수가 그대로 유입되는 경우가 많아 환경적인 문제를 야기하기도 한다. 본 연구는 직접적인 해수취수의 대안으로 이중필터취수정을 적용한 해변여과 방식의 해수취수 적용성을 평가하고자 수행하였다. 본 연구에서는 토층으로 이루어진 해변의 자유면대수층에서 필터조건을 달리하여 실규모의 이중필터취수정과 단일필터취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 단계 및 연속대수성시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 투수특성 및 적정양수량을 평가하였다. 단계대수성시험 분석결과 이중필터 취수정에서 우물 개량의 정도가 양호하여 단일필터 대비 110.3%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 동일 양수량 대비 이중필터의 투수계수가 높게 나타나며, 이는 이중필터가 단일필터에 비해 투수성이 개선된 영향으로 판단된다. 연속대수성시험 분석결과 관측정 및 양수정을 이용한 투수계수 분석에서 이중필터취수정(SD1200)이 단일필터취수정(SS800)에 비해 높은 투수특성을 나타내는 것으로 평가되었으며, 이중필터가 단일필터 대비 평균 110.7%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 수위강하량 분석을 통한 양수량 평가결과, 수위강하 2.0 m일 때 이중필터 취수정이 단일필터 취수정 대비 122.8% 양수량이 증대되는 것으로 분석되었으며, 비수위강하량을 이용하여 적정양수량을 산정한 결과 이중필터취수정이 단일필터취수정에 비해 136.0% 높은 양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 또한 변곡점을 이용한 양수량 평가결과 이중필터가 단일필터에 비해 160.0% 높은 적정양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 적정양수량의 경우 분석방법에 따라 단일필터 대비 122.8~160.0%의 개선효과가 있는 것으로 평가되었으며, 이를 평균한 단일필터 대비 이중필터의 양수량 개선율은 139.6%이다. 즉, 이중필터 설치만으로 일반적인 우물 대비 취수효율이 40% 정도 개선될 수 있음을 확인하였다. 변곡점을 이용한 이중필터취수정의 적정양수량은 2843.3 L/min로써 이중필터취수정 단일공의 일 해수취수량은 약 $4,100m^3/day$ (${\fallingdotseq}4094.3m^3/day$)에 달하는 것으로 평가되었다. 이와 같이 공당 다량의 취수가 가능하기 때문에 해수취수의 적용성이 높을 것으로 기대된다. 또한 이중필터취수정을 이용하여 해수취수를 수행하는 경우 기존에 문제시되었던 기상악화나 태풍 등에 의한 파손우려를 해소할 수 있으며, 해변의 모래층이 필터재 역할을 하여 오염정도를 개선하는 효과가 있을 것으로 기대된다. 따라서, 기존 해수취수기술에 대한 환경적인 문제 해결의 대안이 될 수 있고, 설치비용 및 파손등과 관련된 장기적인 유지관리비용 면에서도 유리하여 경제적 측면에서 그 적용성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 추후 수행예정인 이중필터취수정의 강변여과수 적용을 위한 현장실증시험의 기초자료로 활용될 예정이며, 그 결과를 종합하여 강변여과 및 해변여과기술과 관련된 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

정수처리에서 염소 처리시 요오드계 트리할로메탄류 생성에 영향을 미치는 인자들 (Factors Affecting the Formation of Iodo-Trihalomethanes during Chlorination in Drinking Water Treatment)

  • 손희종;염훈식;김경아;송미정;최진택
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.542-548
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    • 2014
  • 본 연구에서는 염소처리시 요오드계 트리할로메탄(iodo-trihalomethanes, I-THMs)의 생성에 영향을 미치는 인자들을 조사하였다. 염소를 소독제로 사용하여 염소 투입농도, 수온, pH, 브롬이온과 요오드이온 농도, 염소 접촉시간, 암모니아성 질소농도 및 용존 유기물질의 특성 변화에 따른 I-THMs 6종에 대한 생성특성을 조사하였다. 수중의 요오드이온과 브롬이온의 농도가 증가할수록 I-THMs의 생성농도가 증가하였으며, 염소 투입농도 및 수온에 따른 I-THMs 생성에서는 염소 투입농도 및 수온 상승에 비례하여 I-THMs 생성농도도 증가하다가 염소 투입농도 3 mg/L 및 수온 $30^{\circ}C$ 이상의 조건에서는 오히려 I-THMs 생성농도가 감소하였다. 또한, 시료수의 pH가 상승할수록 I-THMs의 생성농도가 증가하였다. 수중의 $NH{_4}{^+}-N$ 농도가 증가할수록 염소와 반응하여 생성된 클로라민에 의해 I-THMs 생성농도가 증가하였다. 하수처리장 방류수, 휴믹산 조제수, 조류유래 유기물질 함유수 및 4개의 낙동강 시료수(고령, 매리, 하구 및 진천천)와 같은 7개의 시료수의 유기물질과 I-THMs와의 반응성을 조사한 결과, 하수처리장 최종방류수가 I-THMs와의 반응성($12.31{\mu}g/mg$)이 가장 높았고, 다음으로 휴믹산 시료수($4.96{\mu}g/mg$)로 나타났고, 조류유래 유기물질이 가장 낮은 결과($0.99{\mu}g/mg$)를 나타내었다. 또한, $SUVA_{254}$값과 I-THMs 반응성과의 상관성을 평가한 결과에서 상관계수($r^2$)가 0.002로 매우 낮게 나타나 $SUVA_{254}$값과 I-THMs 생성과는 연관성을 찾기가 어려웠다.

UV/$TiO_2$/HAP 시스템에서 Sulfamethoxazole의 흡착과 광촉매반응에 대한 동역학적 및 통계적 해석 (Kinetic and Statistical Analysis of Adsorption and Photocatalysis on Sulfamethoxazole Degradation by UV/$TiO_2$/HAP System)

  • 천석영;장순웅
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.5-12
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    • 2012
  • 항생제는 환경에 지속적인 노출과 저항성으로 인해 우려물질로 간주되고 있다. 항생제의 제한적인 생분해능에 따른 하수처리장에서의 불완전한 제거와 광범위한 사용으로 인해 상대적으로 많은 양이 환경에 방류되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 촉매(Titanium dioxide; $TiO_2$, Hydroxyapatite; HAP)를 통해 항생제의 하나인 sulfamethoxazole의 동역학적 흡착과 광촉매반응에 대해 연구하였으며, 부가적으로 통계적 분석방법인 반응표면법(RSM)을 이용하여 UV/$TiO_2$/HAP 시스템에서의 운전인자의 영향을 살펴보았다. 동역학적 연구결과로 $TiO_2$/HAP의 흡착반응은 유사 2차 반응을 따르는 것으로 나타났으며, 입자내 확산 모델의 적용 결과, 반응속도 상수는 각각 $TiO_2$=$0.064min^{-1}$, HAP=$0.2866min^{-1}$$TiO_2$/HAP=$0.3708min^{-1}$으로 나타났다. RSM의 결과로는 ANOVA에서의 회귀항의 유의성이 나타났으며(P-value<0.05) 높은 결정계수 값($R^2$=96.2%, $R^2_{Adj}$=89.3%)이 나타나 이차 회귀모델의 예측이 만족스러운 것으로 관찰되었다. 그리고 Y(SMX 제거율, %)에 대해 예측된 최적 조건들은 코드화된 인자 기준으로 각각 $x_1$(SMX의 초기농도)=-0.7828, $x_2$(촉매의 양)=0.9974 그리고 $x_3$(반응시간)=0.5738로 나타났다. 입자내 확산 모델과 광촉매 산화 반응의 결과에 따르면 $TiO_2$/HAP 공정이 일반적인 고도산화공정에 비해 효율적인 것으로 관찰되었다.