• 제목/요약/키워드: 화학적 안정성

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쑥으로부터 유래된 나노입자의 화장품 제품 응용 (Application of Nanoparticles Derived from Artemisia princeps for Cosmetic Products)

  • 정소영;강해란;유한준;최형;허효진;차병선;;이소민;여혜림;강서정;이대엽;곽병문;이미기;빈범호
    • 대한화장품학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.265-271
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    • 2021
  • 나노입자(nanoparticles)는 그 크기가 피부를 구성하는 세포보다 작다. 따라서 세포막을 통과하고 약물 또는 유전자를 전달하는 매개체로서의 역할에 매우 적합하며 특정 성분을 피부 속에 전달할 수도 있다. 본 연구에서는 쑥으로부터 나노입자를 추출하여 dynamic light scattering (DLS)를 통해 100 nm 전후 크기의 입자를 얻었음을 확인하였고, MTT assay를 통하여 섬유아세포에서 cell viability를 농도 의존적으로 증진시키는 결과를 얻었다. 또한, quantitative real time PCR 분석법을 통해서 COL1A1 mRNA 발현량을 증가시키고 IL-6 mRNA 발현량은 감소시킴을 확인하였다. 세포실험뿐 아니라 화장품 제형에서도 적용 가능하며, 안정함을 확인하였다. 최근 화장품 산업 동향에서 화학 성분을 배제하고 식물 유래 성분 수요가 지속적으로 높아지고 있는 반면, 식물에서 유래된 나노입자의 응용분야를 제시하는 연구 결과가 거의 없다는 한계가 있다. 따라서 현시점에서의 화장품 산업의 한계점을 극복하고자 본 연구를 통해 얻은 결과를 견주어 쑥으로부터 유래된 나노입자를 고기능성 화장품 소재로서 제시하고자 한다.

국내 육성 FA종간잡종 나리 3품종의 생육특성 및 세포유전학적 분석 (Growth Characterization and Cytogenetic Analysis of Three FA Interspecific Hybrid Lilies Bred from Korea)

  • 황윤정;;김원희;임기병;강윤임
    • 화훼연구
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    • 제26권4호
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    • pp.195-201
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    • 2018
  • 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 육성된 formolongi-Asiatic (FA)종간잡종 나리 'Bonanza', 'Coral Candy', 'Purple Crystal'의 특성검정 및 FISH 분석을 통한 염색체 검경을 수행하였다. 'Bonanza', 'Coral Candy', 'Purple Crystal'의 개화시기는 6월 중하순, 중순, 상순으로 각각 중만생종, 중생종, 조생종에 해당한다. 개화방향은 3품종 모두 상향이며 약간의 향기를 가지고 있다. 절화장은 101.0cm('Purple Crystal')에서부터 142.3cm('Bonanza')로 초장 신장성이 우수하여 절화로서의 개발이 가능하다. 화폭은 'Bonanza'와 'Coral Candy'가 17,1cm, 16.9cm로 관찰되어 대형화로 분류되며 'Purple Crystal'은 12.3cm으로 좁으나 화폭이 4cm 이상으로 화폭이 안정적이다. 잎의 길이는 'Bonanza'는 15.7cm, 'Coral Candy'는 19.7cm, 'Purple Crystal'은 11.1cm로 관찰되었다. 염색체 분석 결과, 3품종 모두 3배체(2n=3x=36)로 관찰되었다. FISH 분석 결과, 'Bonanza', 'Coral Candy', 'Purple Crystal'의 5S/45S rDNA가 각각 4/11 loci, 4/12 loci, 4/11 loci로 관찰되었다. 3번 염색체를 제외하고 나머지 염색체에서 관찰되는 rDNA의 패턴이 달라 FISH 분석에 대한 결과는 품종을 구별하는 마커로 유용하게 이용 될 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

염료폐수 분해를 위한 가시광 감응형 Pt-C-TiO2 광촉매의 합성 (Synthesis of Visible-working Pt-C-TiO2 Photocatalyst for the Degradation of Dye Wastewater)

  • 한미선;윤창연;이종협
    • 청정기술
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    • 제11권3호
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    • pp.123-128
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    • 2005
  • $TiO_2$는 금속 산화물의 일종으로서 자체가 가지고 있는 물리화학적 안정성, 무독성, 탁월한 유기물의 산화분해력 등으로 인해 저농도의 환경 유해물질 정화 분야로 응용이 활발히 연구되고 있는 반도체 물질이다. 그러나 $TiO_2$는 자외선 영역대(${\lambda}$ < 387 nm, 태양광의 2.7%가 UV)의 빛을 통해서 활성을 나타내고, 여기된 전자의 빠른 전자-정공 재결합속도로 인해 광 효율이 저하되는 단점을 갖는다. 따라서 광 감응 파장대를 넓히고 재결합속도를 길게 함으로써 광효율을 높이고, 광촉매 활성을 증대하는 방향으로 연구의 초점이 모아지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 광촉매의 광 감응 파장대를 가시광선 영역으로 확대함과 동시에 여기된 전자와 정공의 재결합시간을 연장하기 위하여 백금(Pt)이 광침적(photodeposition)된 탄소(C) 도핑 $TiO_2$를 제조하였다. 제조한 $Pt-C-TiO_2$의 특성은 전자투과현미경(Transmission Electron Microscopic; TEM), 질소흡탈착법(Brunauer-Emmett-Teller method; BET), X-ray 회절 분석법(X-ray Diffractometer; XRD), 분광 산란 광도계(UV-visible diffuse reflectance spectroscopy; UV-Vis DRS), X-ray 광전자 광도계(X-ray Photoelectron Spectroscopy; XPS)를 통하여 살펴보았다. $Pt-C-TiO_2$의 광촉매 활성을 검증하기 위하여 아조 계열의 붉은색 염료인 Acid Red 44 ($C_{10}H_7N=NC_{10}H_3(SO_3Na)_2OH$)의 광분해 실험을 수행하였다. 광원은 Xe arc 램프(300 W, Oriel)를 사용하였으며 420 nm 이하 제거 필터를 사용하여 가시광 영역대의 빛만을 조사되도록 하였다. 그 결과, 제조한 $Pt-C-TiO_2$는 가시광선 하에서 사용제품과 비교하여 월등히 뛰어난 분해력을 보이며 $C-TiO_2$의 활성을 한 층 더 향상시킴을 확인하였다. 이는 무한 에너지 자원인 태양광을 이용한 염료 폐수 정화 시스템 응용으로의 유용한 결과라 할 수 있겠다.

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피부질환 원인균에 대한 자몽종자추출물과 법제유황수의 항균 효과 (Anti-microbial Activity of Grapefruit Seed Extract and Processed Sulfur Solution against Human Skin Pathogens)

  • 하유미;이보배;배희정;제경모;김순래;최재석;최인순
    • 생명과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.94-100
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    • 2009
  • GSE와 PSS를 이용한 피부 외용제를 개발하기 위해, 평판 배지확산법 및 액체배지감수성실험을 이용하여 GSE와 PSS의 비듬균(Malassezia furjur, M. restricta), 여드름균(Propionibacterium acnes) 및 무좀균(Trichophyton mentagrophytes, T. rubrum)에 대한 항균 활성을 측정하였다. 평판 배지확산법의 경우 GSE가 $10{\mu}l/disk$일 때 M. furfur, M. restricta. P. acnes, T. mentagrophytes 및 T. rubrum은 각각 1.0, 1.0, 12.0, 15.0, 15.0 mm 였으며, PSS가 $10{\mu}l/disk$일 때에는 각각 7.3, 5.7, 2.0, 0 mm 이었다. 또한 액체배지감수성실험에서 GSE에 대한 MIC 값은 각각 3.91, 3.91, 0.004, 0.024, $0.012{\mu}l/ml$ 이었으며 PSS에 대한 MIC 값은 각각 0.03, 0.03, 0.156, 0.003, $0.012{\mu}l/ml$이었다. 또한 GSE 와 PSS가 함유된 에멀전 시제품을 제조하여 농도별 평판배지확산법을 수행한 결과 그 결과 값은 0.5% 농도에서 각각 5.2, 4.3, 8.0, 9.5, 12.8 mm의 값을 나타내었다. GSE 와 PSS가 실험 대상 균주에 대하여 모두 항균력을 가지고 있었으며 비듬균인 M. furfur와 M. restricta는 GSE 보다는 PSS에서 더 강한 항균력을 보였으며 여드름균인 P. acnes와 무좀균인 T. mentagrophytese 및 T. rubrum은 PSS 보다는 GSE에서 더 강한 항균 활성을 보였다. 그러므로 GSE와 PSS의 각각에 효과적인 균주별 피부질환 외용제 뿐만 아니라 GSE와 PSS를 함께 적용한 광범위한 피부질환 외용제의 응용개발이 가능하리라 사료된다. 또한 에멀전 로션 시제품의 물리화학적 특성을 분석한 결과 pH, 점도, 굴절 및 색도 변화에 있어서 모두 안정성을 보였고 이상의 연구결과를 바탕으로 기능성 화장품과 같은 피부 외용제 제품의 개발 가능성을 확인하였다.

재순환 3단계 막반응기를 이용한 어피젤라틴의 연속적 가수분해 최적화 공정 개발 (Development of Optimum Process for Continuous Hydrolysis of Fish Skin Gelatin Using a Three-Step Recycle Membrane Reactor)

  • 김세권;변희국
    • 공업화학
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    • 제5권4호
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    • pp.681-697
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    • 1994
  • 어피로부터 추출한 젤라틴을 효소로 가수분해시킨 가수분해물을 분자량 크기에 따라 분획하여 이를 기능성 소재로서 이용할 목적으로 연속식 3단계 막(1st-SMR, MWCO 10,000; 2nd-SMR, MWCO 5,000; 3rd-SMR, MWCO 1,000) 반응기 장치를 이용하여 젤라틴 가수분해 최적조건이 구명되었고, 또한 막반응기 장치를 장시간 작동하였을 때, 기계적인 응력과 막에 의한 효소활성 및 안정성에 미치는 인자, 그리고 분자량이 서로 다른 가수분해물 획분의 생산량을 높이기 위한 최적화 공정에 대하여 검토하였다. 재순환 3단계 막반응기 장치에서 pH-drop법으로 선정하여 사용한 효소는 Alcalase(1단계), pronate E(2단계)였으며, 3단계에서는 collagenase(3단계)를 사용하였다. 최적 가수분해조건은 1단계의 경우, 효소농도 0.2mg/ml, 기질대 효소비 50(w/w), 온도 $50^{\circ}C$, pH 8.0, 반응부피 600ml 및 유출속도 6.14ml/min였으며, 2단계는 효소농도 0.3mg/ml, 기질대 효소비 33(w/w), 그외의 조건은 1단계와 동일하였다. 그리고 3단계의 경우는 효소농도 0.1mg/ml, 기질대 효소비 100(w/w) 및 유출속도는 10ml/min이였다. 1단계 막반응기를 1시간 작동하였을 때의 기계적인 전단응력 및 막에 의한 효소활성 저하는 30% 및 15%였으며, 2단계 및 3단계는 각각 14%, 5% 및 18%, 8%였다. 1단계, 2단계 및 3단계 막반응기의 최적 가수분해조건하에서 가수분해도는 각각 3.5%(Kjeldahl방법, 87%), 3.1%(77%) 및 2.7%(70%)였으며, 연속식 3단계 막반응기에서 가수분해물의 최종생산량은 부피대체율 10배에서 효소 mg당 430mg이었다.

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$UPLC^{TM}$를 이용한 화장품 중 보존제 8종(파라벤 6종, 페녹시에탄올, 클로페네신)의 동시분석 (Simultaneous Determination of 8 Preservatives (6 Parabens, 2-Phenoxyethanol, and Chlorphenesin) in Cosmetics by $UPLC^{TM}$)

  • 박정은;이소미;정혜진;장이섭
    • 대한화장품학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.263-267
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    • 2007
  • 미생물의 오염을 통해 화장품이 변질되거나 분해되는 것을 방지하여 소비자를 보호하기 위해 화장품에 보존제가 사용된다. 파라벤류는 제형화하기 쉽고, 활성 범위가 넓으며, pH에 화학적으로 안정하면서 저렴하여 거의 모든 종류의 화장품에 널리 사용된다. 페녹시에탄올과 클로페네신 역시 화장품에 일반적으로 사용되는 보존제로 보통 파라벤과 함께 사용된다. 파라벤의 독성은 일반적으로 낮지만, 손상된 피부에는 자극을 유발할 수 있으며, estrogenic 잠재성, 마취 효과 및 생식 독성의 가능성에 대한 논란이 있어 왔다. 따라서 파라벤은 배합한도 원료로 지정 관리되고 있으며, 페녹시에탄올과 클로페네신도 마찬가지로 최대 허용량이 지정되어 있다. 그러므로 제품 중 보존제의 함량을 관리하는 것은 중요하다. 그러나 일반적으로 사용되는 역상 액체크로마토그래프법으로는 이성질체를 포함한 6종의 파라벤과 페녹시에탄올 및 클로페네신을 동시에 분리 분석하기 어려웠다. 용출 시간이 길어져, 피크 모양이 나쁘고 분리능이 좋지 않아 정확한 정량이 불가능하였다. 본 연구에서는 ultra performance liquid $chromatography^{TM}\;(UPLC^{TM}$)를 이용하여 8종의 보존제를 10 min 이내에 동시분석을 시도하였다. 또한, International conference on harmonisation (ICH) 가이드라인의 밸리데이션 방법에 근거하여 본 시험법의 적합성을 검증하고, 로션, 팩트, 파운데이션 및 립글로스 등 다양한 제형에 적용이 가능함을 보였다. 본 시험법은 파라벤류를 포함한 다양한 보존제를 함유한 화장품 중 보존제의 함량을 단시간에 간편하고 정확하게 정량하는데 활용될 수 있을 것이다.360 nm)에서 3개의 피이크로 분리되었다. 분리된 3가지 성분은 luteolin, quercetin 및 kaempferol이었으며, 그들의 성분비는 각각 18.24 %, 58.79 %, 22.97 %로 quercetin의 함량이 가장 큰 것으로 나타났다. 루이보스 추출물의 ethylacetate 분획의 TLC 크로마토그램은 7개의 띠로 분리되었고, HPLE 크로마토그램은 9개의 피이크를 보여주었다. TLC와 HPLC의 띠와 피이크를 확인한 결과, HPLC의 9개의 피이크는 용리순서로 peak 1 (조성비 14.71 %)은 isoorientin, peak 2 (28.84 %)는 orientin peak 3 (5.63 %)은 vitexin, peak 4 (12.73 %)는 rutin과 isovitexin, peak 5 (9.24 %)는 hyperoside, peak 6 (5.40%)은 isoquercitrin, peak 7 (1.48 %)은 luteolin, peak 8 (17.61 %)은 quercetin 및 peak 9 (4.59 %)는 kaempferol로 확인되었다. Aglycone 분획은 elastase 저해활성($IC_{50}$)이 $9.08\;{\mu}g/mL$로 매우 큰 활성을 나타내었다. 이상의 결과들은 루이보스 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리키며, 루이보스 성분에 대한 분석과 ethylacetate 분획의 당 제거 실험 후 얻어진 aglycone 분획의 큰 elastase 저해활성으로부터

캐올리나이트의 수열합성 (Hydrothermal Synthesis of Kaolinite)

  • 장영남;류경원;채수천;이성기;서용재;배인국
    • 한국광물학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.147-153
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    • 2007
  • 비정질 $SiO_2$$Al(OH)_3$를 출발물질로 이용하여 $230^{\circ}C,\;30 kg/cm^2$에서 결정성이 우수한 캐올리나이트를 수열합성하였다. 실험범위는 pH $0.3{\sim}9.5$, 화학조성($Al_2O_3/SiO_2 = 0.5{\sim}0.37$), 온도 $180{\sim}280^{\circ}C$, 압력 $10{\sim}60kg/cm^2$이었다. 비정질 $SiO_2$$Al(OH)_3$를 화학양론적 조성으로 혼합하면 캐올리나이트와 함께 보에마이트가 미량으로 공존하였으며 $Al_2O_3/SiO_2$ 몰비가 0.45일 때, 캐올리나이트가 단일상으로 합성되었다. $200^{\circ}C$ 이하에서는 240시간의 반응 후에도 보에마이트만 관찰되었지만 $230^{\circ}C$에서는 20시간 반응 후에 캐올리나이트가 안정상으로 합성되었다. 그리고 pH는 캐올리나이트 합성에 중요한 인자로서 pH $2{\sim}6$ 범위에서 결정성이 양호한 합성상이 관찰되었다. 합성된 캐올리나이트의 분말 X-선 회절패턴은 자연산 캐올리나이트와 일치하였고 (001) 회절선들이 잘 발달되어 있었다. 캐올리나이트는 직경 ${\sim}3{\mu}m$의 균질한 구형 결정군집 (clusters)들로 이루어져 있었다.

렌틸과 백년초의 혼합첨가가 소시지의 품질특성에 미치는 영향 (Effect of Lentil and Opuntia ficus-indica Mixtures Addition on Quality Characteristics of Sausages)

  • 이남례;김경희;육홍선
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.431-440
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    • 2015
  • 세계 10대 슈퍼 푸드인 렌틸과 안정한 붉은 색소로 갖는 것으로 알려진 백년초를 첨가하여 제조한 소시지의이화학적, 물리적 및 관능적 특성의 변화를 관찰하고 건강에 유익한 소시지 제조에 적합한 배합비를 찾고자 하였다. 아질산나트륨 0.15% 첨가군을 대조군(F0)로 하여렌틸 5%와 백년초 추출물(0%, 1%, 3%)을 첨가한 시료군(F1, F2, F3)과 렌틸 10%와 백년초 추출물(0%, 1%, 3%)을 첨가한 시료군(F4, F5, F6)으로 구분하였다. 동물성 단백질을 대체하는 렌틸의 첨가에 의해 조단백의 유의적 증가, 조지방의 유의적 감소를 보였다. 또한, 렌틸에 함유된 다량의 식이섬유와 전분으로 인하여 소시지에서도 렌틸 첨가량 증가에 따라 식이섬유와 전분 함량에 유의적 증가를 나타내었다. 렌틸은 소시지에서 부족한 식이섬유를 보충하고 소시지 제조에 일반적으로 사용되고 있는 증점제인 전분에 대한 대체효과 까지 가능한 것으로 나타났다. 백년초는 렌틸과 마찬가지로 다량의 식이섬유와 미네랄을 함유하고 있어 소시지의 식이섬유를 보충하고 미네랄을 증가시켰다. 렌틸과 백년초 혼합첨가로 소시지의 표면색도는 밝기(L)가 낮아지고 황색도가 높아졌으나 적색도는 각각에 대한 영향이 다르게 나타나서 렌틸 첨가에 의해서는 감소되고, 백년초 첨가에 의해서는 증가하였다. 처리군 중에서 대조군과 가장 유사한 색도를 나타내는 것은 F5(렌틸 10% + 백년초 1%) 이었다. 렌틸과 백년초 첨가로 인한 조직의 변화는 주로 렌틸에 의해 나타났으며 렌틸 첨가량 증가에 의해 경도, 탄력성, 검성, 씹힘성이 증가하여 소시지의 texture를 향상시켰다. 소비자에 대한 기호도 평가에서 색은 F3(렌틸 5% + 백년초 3%)가 대조군과 유의차가 없이 가장 높게 평가되었으며 맛은 대조군보다 F4, F5가 더 높게 평가되었고 전체 기호도는 F3, F4, F5가 유의차 없이 대조군보다 높았다. 렌틸과 백년초를 소시지 제조에 첨가하여 식이섬유가 보충되고 증점제로 주로 첨가되는 전분에 대한 대체효과를 나타내었으며 소시지의 texture를 향상시키고 맛에 대한 기호도를 높여주었다. 또한, 대조군과 적색도가 유사한 것은 F3(렌틸 5% + 백년초 3%) 와 F5(렌틸 10% + 백년초 1%) 이었으나 황색도와 표면밝기를 모두 고려시 대조군과 가장 색도가 유사한 것은 F5 이었다. 따라서, 렌틸과 백년초의 첨가량이 많을수록 식이섬유가 보충되고 물성이 우수한 소시지가 제조되었으나 소시지에 발현되는 색상을 고려할 때 렌틸 10%와 백년초 에탄올 추출물 1%의 첨가가 가장 제조에 적합하였다.

II. 2000년대(年代)를 위한 신비종(新肥種)의 개발(開發)

  • 박선욱
    • 한국토양비료학회지
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    • 제24권호
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    • pp.5-38
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    • 1991
  • 비료(肥料)를 공업적(工業的)으로 제조(製造)하여 농업(農業)에 사용(使用)하기 시작(始作)한 이래(以來) 신비종(新肥種)의 개발(開發)에 대한 관심(關心)은 부단(不斷)히 계속(繼續)되어 왔으며 현재(現在)에도 어느 국가(國家)나 생산업계(生産業界)에서 개발(開發)을 위한 노력(努力)을 많이 기우리고 있음이 현실(現實)일 것이다. 어느 국가(國家)와 어느 시대(時代)에 있어서나 현존(現存) 비종(肥種)을 생산(生産)함에는 소비(消費)와 생산면(生産面)에서 상응(相應)하는 사정(事情)이 있었을 것이며 또한 미래(未來)에도 신비종(新肥種)을 개량(改良)하거나 창제(創製)함에는 여러 가지 관련문제(關聯問題)를 검토(檢討)하여 새로운 요구(要求)에 합리적(合理的)으로 부합(符合)되도록 설계(設計)해야 할 것이다. 비료(肥料)는 현대(現代) 농업(農業)에서 불가피(不可避)하게 사용(使用)되는 기본자재(基本資材)이며 세계적(世界的)으로 그 소비(消費)가 증가(增加)되나 국가별(國家別) 농업(農業)의 특수성(特殊性)에 맞추어서 비료(肥料)의 형태(形態)와 생산량(生産量)에 차이(差異)가 있게 되며 또 변화(變化), 개량(改良)될 것이다. 우리나라의 농업(農業)이 최근(最近) 급속(急速)히 변화(變化)되면서 생산수단(生産手段)과 경영(經營)에도 큰 변혁(變革)이 불가피(不可避)하게 따라야 할 것으로 판단(判斷)된다. 생산수단(生産手段)의 개량(改良)은 농산물(農産物) 생산가(生産價)를 낮추고 노력(勞力)의 투입(投入)을 줄이며 우수품질(優秀品質)의 농산물(農産物)을 안정적(安定的)으로 생산(生産)하기 위한 대응책(對應策)이 될 것이다. 비료(肥料)의 사용(使用)은 이러한 시대적(時代的) 요구(要求)에 맞추어 신비종(新肥種)이 개발(開發)되고 시용기술면(施用技術面)에서 발전(發展)이 있어야 될 것이다. 미래(未來)의 우리 나라 농업(農業)을 위하여 개발(開發)되어야 할 비종(肥種)의 형태(形態)와 그에 관련(關聯)되는 요건(要件)은 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 시비효율(施肥效率)을 높히기 위하여서나 성력재배(省力裁培)를 위하여 완효성(緩效性) 비료(肥料) 특히 질소비료(窒素肥料)의 신비종(新肥種) 개발(開發)이 절실(切實)히 필요(必要)하다고 판단(判斷)됨. 신비종(新肥種)은 대상작물(對象作物)의 종류(種類), 재배방식(裁培方式) 및 기계화(機械化) 상태(狀態)에 적합(適合)한 형태별(形態別)로 제조(製造)됨이 바람직함. 완효성(緩效性) 질소비료(窒素肥料)의 제조(製造)에는 화학합성(化學合成), 성형화(成形化), 흡착화(吸着化) 및 피복화(被覆化) 방식중(方式中) 성형화(成形化)에 의한 것이 최다(最多)이나 피복화(被覆化)도 재료(材料)와 기술(技術)의 발전(發展)에 따라 증가(增加)의 경향(傾向)임. 2. 현존(現存) 복합비료(複合肥料)의 토양(土壤) 및 작물(作物)에 대한 적합성(適合性)을 재검토(再檢討)하여 효율(效率)을 높히도록 개량(改良)함. 3. 소시비방식(少施肥方式)의 영농(營農)으로서 환경(環境)을 오염(汚染)으로부터 방호(防護)할 것이며 4. 작물종류(作物種類)(품종포함(品種包含)) 유전자형별(遺傳子型別) 비료감응성(肥料感應性)을 검정(檢定)하여 소시비(少施肥), 고효율(高效率)을 기(期)하도록함. 5 작물(作物)의 영양생리학(營養生理學) 분야(分野)에서도 비료외적(肥料外的)인 성장관련요인(成長關聯要因)의 작용(作用)을 연구(硏究)하여 응용(應用)의 가능성(可能性)을 추구(追究)함이 미래(未來)의 한 과제(課題)가 될 것으로 생각됨. 예(例): 유전공학적(遺傳工學的) 기법(技法)에 의한 성장인자(成長因子)의 개량(改良) 또는 시비효율(施肥效率)의 증대(增大) 작물성장(作物成長)과 미생물활동(微生物活動)과의 상호관계(相互關係) 등(等). 6. 가용(可用) 자원(資源)의 비료화(肥料化)를 위하여 타산업(他産業)의 부산물(副産物) 및 폐기물(廢棄物) (특히 유기질(有機質) 자원(資源))을 효율적(效率的)으로 재활용(再活用)하도록 함.

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골재 부산물의 용토재 활용을 위한 특성 분석 (Physico-Chemical Properties of Aggregate By-Products as Artificial Soil Materials)

  • 양수찬;정영상;김동욱;심규섭
    • 한국토양비료학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.418-428
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    • 2007
  • 본 연구는 골재 부산물의 용토재로서 활용을 위한 기초 특성 분석으로서 전국 21개소의 골재 업체를 대상으로 골재 생산시 생하는 슬러지나 석분 등 골재 부산물의 화학성과 물리성 및 광물 조성을 알아 보는데 있다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 골재 부산물의 pH는 전라도 지역의 JH, DA 업체를 제외하고 모두 8.41~10.97 정도로 높았으며, EC는 평균 $167.9{\mu}S\;cm^{-1}$ 이고 전라도 지역은 대부분 $33.0{\sim}122.4{\mu}S\;cm^{-1}$ 정도로 상대적으로 낮은 수치를 보였으나, 경상도 지역은 $169.5{\sim}639.0{\mu}S\;cm^{-1}$ 정도로 상대적으로 높은 수치를 나타냈다. 2. 유기물 함량은 대부분 $2.9{\sim}5.0g\;kg^{-1}$ 이며, 강원도 지역의 GG 업체의 경우 $11.27g\;kg^{-1}$ 로 상대적으로 높았다. T-N의 경우, 0.01~0.11 % 정도이고 $NH_4{^+}-N$의 경우, 대부분 지역은 $14.0{\sim}67.2mg\;kg^{-1}$ 수준이었으나 전라도 지역은 $1.03{\sim}3.00mg\;kg^{-1}$ 수준을 보였다. $NO_3{^-}-N$의 경우, 대부분 지역은 $14.0{\sim}67.2mg\;kg^{-1}$ 수준이었으나 전라도 지역은 $1.0{\sim}3.2mg\;kg^{-1}$ 수준을 보였다. $P_2O_5$ 의 경우, 강원도의 $10.2mg\;kg^{-1}$ 에서 전라도 $24.8mg\;kg^{-1}$ 까지 비슷한 수준을 나타냈다. $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$$Na^+$ 의 각 평균은 $2.299cmol_c\;kg^{-1}$, $0.472cmol_c\;kg^{-1}$, $0.021cmol_c\;kg^{-1}$, $0.055cmol_c\;kg^{-1}$ 이며 $Ca^{2+}$의 경우, 최고값인 경상도 DE 업체의 $6.385cmol_c\;kg^{-1}$ 부터 최저값인 전라도 JH 업체의 $0.742cmol_c\;kg^{-1}$ 사이의 범위를 보였다. $Mg^{2+}$의 경우 최고값인 전라도 YS 업체의 $1.850cmol_c\;kg^{-1}$ 부터 최저값인 충청도 JK 업체의 $0.006cmol_c\;kg^{-1}$ 사이의 범위를 보였다. 양이온교환용량은 평균 $7.6cmol_c\;kg^{-1}$으로 경상도에서 $17.3cmol_c\;kg^{-1}$으로 가장 높았으며, 전라도에서 $2.2cmol_c\;kg^{-1}$ 으로 가장 낮았다. 3. 중금속 함량은 모든 항목에서 환경부에서 고시한 농경지 오염 우려 기준을 초과하지 않았다. Cd의 경우, 평균 $0.011mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 강원도 DM 업체의 $0.003mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 경상도 DH 업체의 $0.062mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. $Cr^{6+}$의 경우, 평균 $0.068mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 강원도 DM 업체와 SS 업체의 $0.037mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 경기도 KG 업체의 $0.169mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Cu의 경우, 평균 $0.419mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 강원도 DM 업체와 SS 업체의 $0.000mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $1.072mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Ni의 경우, 평균 $3.513mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 전라도 DA 업체의 $0.045mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 강원도 GG 업체의 $11.980mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Zn의 경우, 평균 $0.588mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 경상도 SU 업체의 $0.014mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $1.086mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Pb의 경우, 평균 $0.467mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 강원도 DM 업체의 $0.008mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $1.261mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Fe의 경우, 평균 $33.815mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 경상도 SU 업체의 $0.805mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 경기도 KG 업체의 $106.400mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Mn의 경우, 평균 $18.427mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 강원도 SS 업체의 $0.703mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $49.140mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. 4. 골재 부산물의 토성은 평균적으로 대부분 모래가 50 % 이하이며 미사가 50 % 이상인 미사질양토(SiL)인데 비해 전라도의 경우, 양토(L)였다. 유효수분은 평균 2.58 % 로 매우 낮은 수준이며, 액성한계의 경우, 최저 값인 전라도 JS 업체의 5.9 % 에서 최고 값인 경상도의 DH 업체의 39.1 % 사이의 값을 보이며 평균 24.4 %로 일반 밭 토양의 액성한계와 유사한 수치를 보였다. 대부분 시료에서 점착성 및 가소성 모두 그 성질이 약하거나 없는 C나 D 등급이었다. 5. 골재 부산물의 투수성은 경기도 KG 업체의 경우, $2.8{\times}10^{-6}m\;sec^{-1}$, 강원도 CC 업체의 경우, $0.4{\times}10^{-6}m\;sec^{-1}$, 그리고 전라도 KS 업체의 경우, $1.4{\times}10^{-6}m\;sec^{-1}$ 로 상당히 느린 투수성을 보여준다. 6. 골재 부산물의 X선 회절분석 결과, 석영(Quartz)과 단사녹니석(Clinochlore)이나 금운모(Phlogopite)가 주요 피크로 대부분 시료에서 화강암 또는 화강 편마암 지역의 광물 조성을 보였으며, 강원도 지역의 DM 업체에서 석회암을 모암으로 하는 방해석(Calcite)과 백운석(Dolomite)이 주요 피크였다. 7. 골재 부산물의 화학 조성 분석 결과(X선 형광분석), 대부분 시료는 원암을 화강암이나 화강편마암으로 하고 있기에 대표적인 원소는 $SiO_2$이며 그 다음으로 $Al_2O_3$가 대부분을 차지한다. 강원도의 SS, DM 업체의 $SiO_2$의 함량은 30 %이하로 낮은 반면에 CaO의 함량은 45 % 이상으로 높은 수치를 보여준다. 골재 부산물의 규반비는 1.70~3.42 이며, 이는 골재 부산물이 화학적 풍화 보다는 원암에서 기계적인 파쇄에 의한 단순 입자 크기의 축소로 보이며, 원암 가루, 즉 1차 광물로서 2차 광물이 거의 없기 때문이라 판단된다. 8. 골재 부산물의 시차 열분석 결과, 열변화 곡선이 안정적이며 주요 천이점이 $550^{\circ}C$에서 $610^{\circ}C$ 부근에 석영의 천이를 보이는 것과 열변화 곡선이 불안정적이며 여러 천이를 보이는 것으로 나뉘며, 골재 부산물의 경우는 흡 발열피크를 검토할 때 점토광물이 거의 없는 것으로 보인다.