• 제목/요약/키워드: Adsorption Rate

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유해 무기질의 자연정화 : 지화학적 고찰 (NATURAL ATTENUATION OF HAZARDOUS INORGANIC COMPONENTS: GEOCHEMISTRY PROSPECTIVE)

  • Lee, Suk-Young;Lee, Chae-Young;Yun, Jun-Ki
    • 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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    • 대한자원환경지질학회 2002년도 제18차 공동학술강연회 자연저감고 지질학 (대한 자원 환경지질학회)
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    • pp.81-100
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    • 2002
  • While most of regulatory communities in abroad recognize ' 'natural attenuation " to include degradation, dispersion, dilution, sorption (including precipitation and transformation), and volatilization as governing Processes, regulators prefer "degradation" because this mechanism destroys the contaminant of concern. Unfortunately, true degradation only applies to organic contaminants and short- lived radionuclides, and leaves most metals and long-lived radionuclides. The natural attenuation Processes may reduce the potential risk Posed by site contaminants in three ways: (i)contaminants could be converted to a less toxic form througy destructive processes such as biodegradation or abiotic transformations; (ii) potential exposure levels may be reduced by lowering concentrations (dilution and dispersion); and (iii) contaminant mobility and bioavailability may be reduced by sorption to geomedia. In this review, authors will focus will focul on "sorption" among the natural attenuation processes of hazardous inorganic contaminants including radionuclides. Note though that sorption and transformation processes of inorganic contaminants in the natural setting could be influenced by biotic activities but our discussion would limit only to geochemical reactions involved in the natural attenuation. All of the geochemical reactions have been studied in-depth by numerous researchers for many years to understand "retardation" process of contaminants in the geomedia. The most common approach for estimating retardation is the determination of distrubution coefficiendts ($K_{d}$) of contaminants using parametric or mechanistic models. As typocally used in fate and contaminant transport calculations such as predictive models of the natural attenuation, the $K_{d}$ is defined as the ratio of the contaminant concentration in the surrounding aqueous solution when the system is at equilibrium. Unfortunately, generic or default $K_{d}$ values can result in significant error when used to predict contaminant migration rate and to select a site remediation alternative. Thus, to input the best $K_{d}$ value in the contaminant transport model, it is essential that important geochemical processes affecting the transport should be identified and understood. Precipitation/dissolution and adsorption/desorption are considered the most important geochemical processes affecting the interaction of inorganic and radionuclide contaminants with geomedia at the near and far field, respectively. Most of contaminants to be discussed in this presentation are relatively immobile, i.e., have very high $K_{d}$ values under natural geochemical environments. Unfortunately, the obvious containment in a source area may not be good enough to qualify as monitored natural attenuation site unless owner demonstrate the efficacy if institutional controls that were put in place to protect potential receptors. In this view, natural attenuation as a remedial alternative for some of sites contaminated by hazardous-inorganic components is regulatory and public acceptance issues rather than scientific issue.

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제주 감귤원에서 Arbuscular-Mycorrhizae 형성과 감귤 잎 중의 무기양분 조성 (Arbuscular-Mycorrhizae Formation and Nutrient Status of Citrus Plants in Cheju)

  • 정종배;문두길;한해룡;임한철
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.181-186
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    • 1997
  • 인의 고정이 심한 제주도 토양에서 인 시용량을 줄이고 불용태 인의 이용율을 높일 수 있는 방법으로써 mycorrhizae의 이용 가능성을 검토하기 위하여 제주도 감귤원에서 그 분포 실태를 조사하고 mycorrhizae형성율과 토양의 이화학적 성질 및 감귤 잎의 무기양분 함량과의 관계를 분석하였다. 제주도 내 토성과 위치를 달리한 14개소의 감귤원에서 감귤 뿌리를 포함한 토양 시료를 채취하여 조사한 결과 건조 토양 100g당 $9,000{\sim}40,000$개의 mycorrhizae포자가 관찰되었으며 조사된 전 감귤원에서 mycorrhizae가 형성되어 있는 것을 확인하였다. 감귤 뿌리중의 mycorrhizae형성율은 $14{\sim}60%$로 감귤원별로 차이를 보였으며 토양 중 유효태 인의 함량이 낮을수록 mycorrhizae 형성율은 높아지는 경향이었다. Mycorrhizae 형성율이 높을수록 감귤 잎 중의 인 함량은 증가하는 경향을 보였고 통계적으로 mycorrhizae에 의한 인 흡수 증대 효과를 인정할 수 있었다. 따라서 효과적인 mycorrhizae의 이용은 제주 감귤원 토양에서 관행적으로 이루어지고 있는 과량의 인 시비를 줄일 수 있는 한 가지 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

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농업용 저수지에 설치한 인공식물섬에 의한 오염물질 농도의 변화 (Changes in Pollutant Concentrations by Artificial Floating Island Installed in Reservoir for Irrigation)

  • 양홍모
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.23-32
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    • 2006
  • Total suspended solids (TSS), five-day biochemical oxygen demand ($BOD_5$), total nitrogen (T-N), and total phosphorous (T-P) concentrations around and under a floating island were examined from October 2002 to September 2003. The island was installed in July 2002 on the surface of an agricultural irrigation reservoir located in the southern part of the Korean Peninsula. It was composed of six polyethylene panels. Each panel was 2 m (length) ${\times}$ 1 m (width) ${\times}$ 0.02 m (thick) and had about thirty-two holes each with a diameter of eight centimeters, through which plant roots grew down into the water. Coconut fibers of nine-centimeters in height were placed on the panel, which sustained plants rhizomes and roots. Both the fibers and the panel were raped with polyethylene wire mashes. About thirty irises (Iris pseudoacorus) were planted into the fibers of each panel. The concentrations of TSS, $BOD_5$, T-N and T-P below the island during the iris-growing season averaged 9.70, 2.59, 3.61 and 0.14 mg/L, respectively and those around it averaged 9.99, 2.83, 4.07 and 0.16 mg/L, respectively. The average concentrations of TSS, $BOD_5$, T-N and T-P below it during the iris non-growing season were 8.68, 2.37, 3.25 and 0.14 mg/L, respectively and those near it were 8.76, 2.43, 3.34 and 0.15 mg/L, respectively. At a significance level of ${\alpha}$=0.05, $BOD_5$, T-N and T-P concentrations under the island during the iris-growing season were significantly low when compared with those around it except TSS. No differences in TSS, $BOD_5$, T-N and T-P concentrations between around and near it were found at a significance level of ${\alpha}$=0.05 during the iris non-growing season. The removal of $BOD_5$, T-N, and T-P during the growing season were significantly high when compared with those during the non-growing season. TSS abatement of the floating island was very low during both the growing and non-growing seasons. The island's reductions of $BOD_5$, T-N and T-P were good during the growing season, especially T-N and T-P, which have been considered as primary pollutant sources causing the water quality degradation of reservoirs. The removal of T-N and T-P was primarily attributed to the absorption of nitrogen and phosphorous by the irises during the growing season.

석탄바닥재 처리가 골프장 잔디식재 사질토양의 이화학성에 미치는 영향 (Physicochemical Effects of Bottom Ash on the Turfgrass Growth Media of Sandy Topsoil in Golf Course)

  • 이주영;최희열;양재의
    • 아시안잔디학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.199-204
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    • 2010
  • 화력발전 후 발생되는 석탄회의 발생량은 점차 증가하고 있으나, 석탄바닥재의 재활용에 대한 연구가 충분하지 않아 재활용이 잘 되지 않고 있는 실정이다. 본 연구는 석 탄바닥재와 모래의 혼합비율을 달리한 상토로 lysimeter를 제작한 후에 잔디를 재배하고 용탈실험을 수행해 석탄바닥재가 골프장 사질토양의 토양개량재로 적합한지 여부를 검정하기 위해 수행하였다. 석탄바닥재와 모래를 일정비율(석탄바닥재 0, 10, 20, 30, 50%)로 혼합하여 조성한 lysimeter에 일정량의 관수를 실시하고 용탈수를 채취한 결과 석탄바닥재 처리수준이 증가할수록 용탈수량은 유의성있게 감소해 석탄바닥재 처리가 모래토양의 보수력을 높이는데 효과가 있음을 알 수 있다. 그리고 시비 후 3일 간격으로 용탈수를 채취해 분석한 결과 석탄바닥재의 처리 수준이 증가할수록 용탈수의 pH는 증가하였으나, 관수량에 대한 용탈수량, $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 K의 용탈량은 유의성 있게 감소하였다. 또한 용탈수의 EC는 석탄바닥재의 처리수준이 증가할수록 용탈초기부터 끝까지 지속적으로 유지되는 것으로 조사되었다. 이들 결과는 석탄바닥재가 사질토양의 보수 보비력 및 산성토양을 개량하는데 효과적임을 의미 한다. 그러나 석탄바닥재 pH가 9.03의 알칼리성이고, 처리수준이 증가할수록 투수성이 불량해지고 토양에서 $PO_4$-P의 흡착량이 증가하는 문제점도 조사되었다. 본 연구 결과 석탄바닥재를모래에 20% 이하의 적정 비율로 혼합하면 보수 보비력이 낮은 골프코스의 사질토양을 개량할 수 있는 토양개량재로 재활용이 가능할 것으로 판단된다.

병원폐수의 전기화학적 처리시 무기응집제 주입 효과에 관한 연구 (Effect of Inorganic Coagulants on the Performance of Electro-Chemical Treatment Process Treating Hospital Wastewater)

  • 정승현;정병곤
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.709-716
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    • 2011
  • 전해질 농도가 낮은 병원폐수를 전기화학적으로 처리할 경우 무기응집제 주입 효과에 대해 고찰한 결과, 무기응집제 주입으로 전해질 농도가 높아져 병원폐수 내 유리염소의 농도의 증가로 유기물질의 간접산화효과가 증가하여 전류밀도 $1.76A/dm^2$, 반응시간 120분에서 무기응집제를 주입하지 않은 경우보다 COD 제거효율이 약 2배 향상되었다. 또한, 무기응집제에 의한 전해질의 증가로 HOCl과 같은 유리 잔류염소의 증가로 병원폐수 내의 클로라민이 질소로 전환되는 속도가 증가함에 따라 전류밀도 $1.76A/dm^2$, 반응시간 120분 및 응집제 주입량 700 ppm에서 T-N 제거율을 약 2배 향상시킬 수 있었다. 동일 조건에서 90% 이상의 높은 T-P 제거율을 얻을 수 있었는데, 이는 무기응집제에 의한 전해질의 증가로 양전극에서의 발생되는 용존산소에 의해 생성된 불용성 금속 화합물과 인산염의 화학적 흡착반응 속도가 증가하였기 때문인 것으로 판단된다. 이상의 실험에서 전해질이 부족한 병원폐수의 전기화학적 처리시 무기응집제를 전해질로 첨가할 경우 유기물질 및 영양염 제거에 모두 매우 효과적임을 알 수 있었다.

솔비톨 혼합물과 글리세린 가소제에 의한 분리 대두단백질 필름의 특성연구 (Characteristics of Soy Protein Isolate Films Plasticized by Mixtures of Crystalline and Aqueous Sorbitol or Glycerin)

  • 김기명;;최원석;조성환;최성길
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.285-291
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    • 2006
  • 가소제로서 솔비톨 혼합물의 첨가가 분리대두단백 필름의 수분흡습특성, 수분투과도, 색, 인장강도 및 신장률, 그리고 용해 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 솔비톨 혼합물은 액상형과 결정형의 상태로 다양한 비율로 혼합하여 첨가하였고, 가소제로 글리세린을 첨가한 대조구 필름의 물리적 특성과 비교하였다. 솔비톨이 첨가된 필름은 대조구 필름에 비해 높은 인장강도를 갖는 반면 낮은 수분투과도 및 신장률을 보였다. 한편 솔비톨 첨가 형태에 따른 영향은 필름 신장률에는 유의적 차이는 보였으나 기타 수분투과도, 색, 인장강도 등의 필름특성에는 커다란 차이는 보이지 않았다. 솔비톨 첨가된 필름은 높은 수분차단 효과 및 필름강도를 갖는 대신 높은 용해성을 보여, 상업적 활용성을 증진시키기 위해서는 이를 극복하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

초석잠 [Stachys sieboldii MIQ.] 줄기의 항산화 활성 (Antioxidant Activities of Stachys sieboldii MIQ. Stalks)

  • 백홍석;나영수;류병호;송승구
    • KSBB Journal
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    • 제18권4호
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    • pp.266-271
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    • 2003
  • 아직 국내에서는 드물게 경작되고 있지만 이미 옛 고서적에 나와 있는 초석잠 (Stachys sieboldii MIQ.)에는 많은 유용한 물질이 있음을 알 수 있었다. 줄기의 메탄을 추출물 100 mg을 메탄을 20 mL에 녹여 만든 샘플에서 total poplyphenol과 flavonoid가 각각 9.33 $\mu\textrm{g}$/mL (1.97%), 3.77 $\mu\textrm{g}$/mL (0.75%)씩 함유되고 있음을 알 수 있으며 각 유기 용매층의 추출물의 항산화 활성도를 비교해 본 결과 DPPH법을 통해 기존의 항산화제인 $\alpha$-tocopherol (21.8 $\mu\textrm{g}$), BHT (100 $\mu\textrm{g}$) 그리고 BHA (20.6 $\mu\textrm{g}$)와 비교해도 에틸아세테이트 (15 $\mu\textrm{g}$), 부탄올 (50 $\mu\textrm{g}$) 추출물의 항산화능이 뒤지지 않음을 알 수 있었다. 또한 과산화 지질 형성 억제능과 아질산염 소거능 조사에서 에틸아세테이트의 추출물이 가장 높은 활성도를 나타내었으며 기존의 항산화제들과 비슷한 효능을 나타내었다. 이를 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 이용해 다시 분획하였고 UV/VIS 흡광광도계를 통해 최대 흡광도의 파장은 280-330 nm 사이에 나타내었다. 그 중 최대 흡광도가 284 nm인 ES-1에서 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 이는 일반적으로 알려져 있는 phenolic compounds의 UV-VIS spectral data와 일치하며 다양한 phenolic compounds가 초석잠 (Stachys sieboldii MIQ.) 속에 함유되어 있음을 알 수 있었다.

오존촉매산화공정에서 금속 담지촉매에 의한 수산화라디칼 생성연구 (A Study on the Formation of OH Radical by Metal-supported Catalyst in Ozone-catalytic Oxidation Process)

  • 이선희;최재원;이학성
    • 공업화학
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    • 제29권4호
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    • pp.432-439
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    • 2018
  • 활성탄의 화학적 흡착 및 오존촉매반응의 작용기를 향상시키기 위해 Fe, Co, Mn 및 Pd 금속들을 활성탄에 담지하여 금속촉매 활성탄을 제조하였다. 고급산화공정의 실험결과에서 페놀 분해속도, 용존 오존 분해율 및 TOC (총유기탄소) 제거율은 Pd-AC > Mn-AC > Co-AC > AC > Fe-AC의 순서로 나타났다. BET 분석에서 금속담지활성탄의 물리적 특성은 오존촉매반응에 영향을 미치지 않았으며, 촉매효과는 담지한 금속의 종류에 따라 상이한 결과를 나타내었다. RCT (생성된 OH radical과 오존의 비율) 값 측정은 OH radical과 쉽게 반응하지만 오존과는 매우 느리게 반응하는 probe compound로 알려진 파라-클로로벤조산(p-chlorobenzoic acid)의 분해결과로부터 구할 수 있었으며, 오존단독 공정은 $5.48{\times}10^{-9}$, 활성탄 공정은 $1.47{\times}10^{-8}$로 측정되었고, Fe-AC, Co-AC, Mn-AC 및 Pd-AC 공정은 각각 $2.13{\times}10^{-9}$, $1.51{\times}10^{-8}$, $4.77{\times}10^{-8}$$5.58{\times}10^{-8}$로 측정되었다.

팽창질석에 의한 수용액내의 구리 제거능 평가 (Evaluation of Removal Properties of Cu(II) from Aqueous Solutions by Inflated Vermiculites)

  • 송재홍;이준기;김석구;이태윤
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권7호
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    • pp.25-32
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    • 2009
  • 본 연구는 팽창질석을 사용하여 수용액 상의 구리이온 흡착 제거능을 평가 하고자 하였다. 질석의 화학적 조성분석은 XRF, 구리이온 농도분석은 UV-VIS를 각각 사용하여 이루어졌다. 수용액 상의 구리이온의 제거양상을 살펴보기 위해 batch kinetic test와 batch sorption test가 실시되었고, 그 결과 구리의 제거속도($K_{obs}$, 1/hr)는 초기pH 3일때 0.73, pH 4일때 1.52, pH 5일때 1.71였고 초기농도가 $1mg\;L^{-1}$ 일때 3.19, 5일때 1.90, 10일때 0.73으로 초기구리농도와 반비례하고 초기 pH와는 비례하여 증가하는 양상을 보였다. 하지만 초기용액의 농도차이보다 초기pH의 영향이 지배적일 것이라는 예상하에 동일한 농도에 pH만 달리하여 실험해본 결과 역시 예상대로 pH에 따라 제거속도가 크게 차이남을 알 수 있었다. 최종적으로 batch sorption test를 통해 얻은 결과를 각각 Freundlich와 Langmuir 등온흡착식에 대입한 결과 두 식 모두 양호한 fitting 결과를 얻을 수 있었으나 Freundlich 식의 결정계수가 0.965로 Langmuir 식의 결정계수 0.936보다 좀 더 높게 나타나 좀 더 정확한 fitting 결과를 보여주었다. Langmuir 모델로부터 얻은 최대흡착용량($Q_{max}$), Freundlich 모델의 분배계수, n 값은 각각 $1,250mg\;kg^{-1}$, $635.1L\;kg^{-1}$, 1.69였다. 이러한 결과는 팽창질석이 다양한 형태의 수용액 상에 존재하는 구리이온을 효과적으로 제거할 수 있음을 보여준다.

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Dunaliella tertiolecta를 이용한 미세조류 유래 바이오디젤의 FAME 성분 특성 연구 (Study of FAME components and total contents on Micro-algal Biodiesel derived from Dunaliella tertiolecta)

  • 이돈민;민경일;임의순;하종한;이철균;이봉희
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.320-328
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    • 2014
  • 국내 자동차용 경유에 혼합하여 유통 중인 바이오디젤은 물리적인 관점에서 기존 석유계 경유와 동점도, 밀도 등의 물성값이 유사하고 세탄가가 높은 장점이 있다. 또한 환경적인 측면에서는 기존의 석유유통 인프라 개조 및 변경없이 사용가능하다는 점과 함산소 연료로서 디젤기관에서의 연소성이 좋고 유해 배출가스 저감효과가 있으며 생분해성도 높아 환경오염이 적어 자동차용 경유 대체연료로 각광받고 있다. 그러나, 기존 식용계 작물을 원료로 하고 있다는 점에서 단점으로 지적되는 바이오디젤 대신 단위면적당 $CO_2$ 흡수율이 높고 빠른 성장 속도가 장점으로 거론되는 미세조류의 활용에 대한 연구가 대두되고 있다. 본 연구에서는 미세조류 중 Dunaliella tertiolecta 종을 이용하여 생산한 바이오디젤의 전환율을 연구하기위해 기존에 사용되고 있는 GC-FID분석방법의 문제점에 대해 조사하고 TOF-MS 장비를 통한 개별 지방산 메틸에스테르의 성분을 검토하였다.