• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제2권3호
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• pp.168-173
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• 2011

The availability, low toxicity, and high degree of technological development make silicon the most likely material to be used in solar cells, the cost of solar cells depends entirely on cost of high purity silicon production. The present work was conducted to electrodeposite of silicon from $K_2SiF_6$, an inexpensive raw material prepared from fluorosilicic acid ($H_2SiF_6$) produced in Iraqi Fertilizer plants, and using inexpensive graphite material as cathode electrode. The preparation of potassium fluorosilicate was performed at ($60^{\circ}C$) in a three necks flask provided with a stirrer, while the electro deposition was performed at $750^{\circ}C$ in a three-electrodes configuration with melt containing in graphite pot. High purity potassium fluorosilicate (99.25%) was obtained at temperature ($60^{\circ}C$), molar ratio-KCl/$H_2SiF_6$(1.4) and agitation (600 rpm). Spongy compact deposits were obtained for silicon with purity not less than (99.97%) at cathode potential (-0.8 V vs. Pt), $K_2SiF_6$ concentration (14% mole percent) with grain size (130 ${\mu}m$) and level of impurities (Cu, Fe and Ni) less than (0.02%).

• Advances in environmental research
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• 제9권2호
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• pp.109-121
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• 2020

Phenol is frequently present as the hazardous pollutant in petrochemical and pesticide industry wastewater. Because of its high toxicity and carcinogenic potential, a proper treatment is needed to reduce the hazards of phenol carrying effluent before being discharged into the environment. Phenol biodegradation with microbial consortium offers a very promising approach now a day's. This study focused on the formulation of phenol degrading bacterial consortium with three bacterial isolates. The bacterial strains Bacillus cereus strain VCRC B540, Bacillus cereus strain BRL02-43 and Oxalobacteraceae strain CC11D were isolated from detergent contaminated soil by soil enrichment technique and was identified by 16s rDNA sequence analysis. Individual cultures were degrade 100 μl phenol in 72 hrs. The formulated bacterial consortium was very effective in degrading 250 μl of phenol at a pH 7 with in 48 hrs. The study further focused on the analysis of the products of biodegradation with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT/IR) and Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS). The analysis showed the complete degradation of phenol and the production of Benzene di-carboxylic acid mono (2-ethylhexyl) ester and Ethane 1,2- Diethoxy- as metabolic intermediates. Biodegradation with the aid of microorganisms is a potential approach in terms of cost-effectiveness and elimination of secondary pollutions. The present study established the efficiency of bacterial consortium to degrade phenol. Optimization of biodegradation conditions and construction of a bioreactor can be further exploited for large scale industrial applications.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4246-4251
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• 2023

The optimized design of a Neutron Activation Analysis (NAA) system, including Delayed Gamma NAA (DGNAA) and Prompt Gamma NAA (PGNAA), has been proposed in this research based on Mevex Linac with 5 MeV electron energy and 50 kW power as a neutron source. Based on the MCNPX 2.6 simulation, the optimized configuration contains; tungsten as an electron-photon converter, BeO as a photoneutron target, BeD₂ and plexiglass as moderators, and graphite as a reflector and collimator, as well as lead as a gamma shield. The obtained thermal neutron flux at the beam port is equal to 2.06 × 10⁹ (# /cm².s). In addition, using the optimized neutron beam, the detection limit has been calculated for some elements such as H-1, B-10, Na-23, Al-27, and Ti-48. The HPGe Coaxial detector has been used to measure gamma rays emitted by nuclides in the sample. By the results, the proposed system can be an appropriate solution to measure the concentration and toxicity of elements in different samples such as food, soil, and plant samples.

• 한국산림과학회지
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• 제84권3호
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• pp.286-298
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• 1995

본 연구는 산림토양(山林土壤)의 산성화(酸性化)가 토양내 치환성 양이온($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Al^{3+}$) 및 중금속(Cu, Zn, Mn, Pb, Cd) 분포(分布)에 미치는 영향을 평가하고, 이러한 토양내 화학적 특성과 임목의 세근과 엽내 양료 및 중금속 분포와의 관계(關係)를 파악하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 울산(蔚山)과 온산공단(溫山工團) 주변의 6개 조사구와 개발제한지역내(開發制限地域內) 2개 조사구를 대상으로 토양 pH의 장기적(長期的) 변화(變化)와 토양(土壤), 세근(細根) 및 엽(葉)내 양료(養料)와 중금속(重金屬) 함량(含量)을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 울산지역 산림의 토양 pH(A층)는 1987년에 활엽수림(闊葉樹林)과 침엽수림(針葉樹林)에서 각각 4.45와 4.78이었던 것이 1994년에는 각각 3.73과 3.86으로 감소하여 토양산성화(土壤酸性化)의 정도가 심화되었다. 1994 년 현재 개발제한지역내 침엽수림인 동천이 4.57로 가장 높은 반면 온산공단에 인접한 당월의 활엽수림이 3.19로 가장 낮았다. 2. 공단지역(工團地域)에 비해 토양 pH가 높았던 개발제한지역 산림의 토양내 치환성(置換性) $Ca^{2+}$함량은 공단지역보다 활엽수림에서 3.5배, 침엽수림에서 11배나 높았고, 치환성(置換性) $Mg^{2+}$ 함량 또한 각각 4.5배와 5배나 높았다. 그러나 공단지역에서 높을 것으로 예상되었던 치환성(置換性) $Al^{3+}$함량은 오히려 개발제한지역에서 높게 나타났다. 3. 세근내(細根內) Ca과 Mg 함량은 개발제한지역이 공단지역보다 활엽수(물오리나무, 상수리나무)의 경우 각각 3.6배와 1.7배 높았고 침엽수(리기다소나무, 곰솔)에서는 각각 4.6배와 1.5배 높았다. 엽(葉)에 있어서도 개발제한지역 산림의 활엽수가 공단지역보다 각각 1.1배와 2.2배 높았고, 침엽수는 각각 1.8배와 2.3배나 높았다. 그리고 세근과 엽내 Al 함량 역시 토양에서와 같은 경향을 보였다. 4. 토양산성화도(土壤酸性化度)와 임목(林木)에 대한 Al 독성(毒性)을 평가하기 위한 토양과 세근내 Ca/Al 몰비가 동천을 제외한 오든 조사구의 토양과 세근에서 1 이하로써 토양산성화에 민감할 뿐만 아니라 양료흡수(養料吸收) 및 근계발달(根系發達)의 피해(被害)가 예상되었다. 침엽수림(針藥樹林)의 경우 토양 pH와 토양 및 세근내 Ca/Al 몰비간에 서로 고도(高度)의 상관(相關)을 보였다. 5. 토양, 세근 및 엽내 Cu, Zn, Pb 함량은 활 침엽수림 모두에서 공단지역(工團地域)이 개발제한지역(開發制限地域)보다 전체적으로 높았지만, 토양중 Mn과 Cd 함량은 반대로 개발제한지역이 더 높았다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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• 한국환경성돌연변이발암원학회 2002년도 Current Trends in Toxicological Sciences
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• pp.36-42
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• 2002

Diesel exhaust (DE) has been recognized as a noxious mutagen and/or carcinogen, because its components can form DNA adducts. Mechanisms governing the susceptibility to DE and the efficiency of such DNA adduct formation require clarification. The transcription factor Nrf2 is essential for inducible and/or constitutive expression of a group of detoxification and antioxidant enzymes, and we hypothesized that the nrf2 gene knockout mouse might serve as an excellent model system for analyzing DE toxicity. To address this hypothesis, lungs from nrf2(-/-) and nrf2(+/-) mice were examined for the production of xenobiotic-DNA adducts after exposure to DE (3 $mg/m^{3}$ suspended particulate matter) for 4 weeks. Whereas the relative adduct levels (RAL) were significantly increased in the lungs of both nrf2(+/-) and nrf2(-/-) mice upon exposure to DE, the increase of RAL in the lungs from nrf2(-/-) mice exposed to DE were approximately 2.3-fold higher than that of nrf2(+/-) mite exposed to DE. In contrail, cytochrome P4501Al mRNA levels in the nrf2(-/-)mouse lungs were similar to those in the nrf2(+/-) mouse lungs even after exposure to DE, suggesting that suppressed activity of phase II drug-metabolizing enzymes is important in giving ise to the increased level of DNA adducts in the Nrf2-null mutant mouse subjected to DE. Importantly, severe hyperplasia and accumulation of the oxidative DNA adduct 8-hydroxydeoxyguanosine were observed in the bronchial epidermis of nrf(-/-) mite following DE exposure. These results demonstrate the increased susceptibility of the nrf2 germ line mutant mouse to DE exposure and indicate the nrf2 gene knockout mouse nay represent a valuable model for the assessment of respiratory DE toxicity.

• 대한약침학회지
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• 제18권2호
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• pp.7-18
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• 2015

Objectives: Lawsone (1,4 naphthoquinone) is a non redox cycling compound that can be catalyzed by DT diaphorase (DTD) into 1,2,4-trihydroxynaphthalene (THN), which can generate reactive oxygen species by auto oxidation. The purpose of this study was to evaluate the toxicity of the phytomarker 1,4 naphthoquinone and its metabolite THN by using the molecular docking program AutoDock 4. Methods: The 3D structure of ligands such as hydrogen peroxide ($H_2O_2$), nitric oxide synthase (NOS), catalase (CAT), glutathione (GSH), glutathione reductase (GR), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen (NADPH) were drawn using hyperchem drawing tools and minimizing the energy of all pdb files with the help of hyperchem by $MM^+$ followed by a semi-empirical (PM3) method. The docking process was studied with ligand molecules to identify suitable dockings at protein binding sites through annealing and genetic simulation algorithms. The program auto dock tools (ADT) was released as an extension suite to the python molecular viewer used to prepare proteins and ligands. Grids centered on active sites were obtained with spacings of $54{\times}55{\times}56$, and a grid spacing of 0.503 was calculated. Comparisons of Global and Local Search Methods in Drug Docking were adopted to determine parameters; a maximum number of 250,000 energy evaluations, a maximum number of generations of 27,000, and mutation and crossover rates of 0.02 and 0.8 were used. The number of docking runs was set to 10. Results: Lawsone and THN can be considered to efficiently bind with NOS, CAT, GSH, GR, G6PDH and NADPH, which has been confirmed through hydrogen bond affinity with the respective amino acids. Conclusion: Naphthoquinone derivatives of lawsone, which can be metabolized into THN by a catalyst DTD, were examined. Lawsone and THN were found to be identically potent molecules for their affinities for selected proteins.

• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.113-120
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• 2018

체르노빌과 후쿠시마와 같은 원자력 사고를 통해 환경으로 방출되는 방사성 세슘($^{137}Cs$)은 화학적 독성과 ${\gamma}$ 선 방출, 그리고 긴 반감기($t_{1/2}=30.2$ 년) 때문에 주된 감시대상 방사성 핵종 가운데 하나이다. 1족 알칼리 금속인 세슘은 점토광물에 잘 흡착되며, 특히 운모류 광물인 일라이트와 특이적 흡착을 하는 것으로 알려져 있다. 이는 일라이트의 frayed edge sites 에 세슘이 선택적 흡착을 일으키기 때문이며, 이러한 흡착 지점은 일라이트의 풍화 정도 및 결정도에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 연구는 인공 풍화 실험(pH=2.0 at $50^{\circ}C$)을 통해 일라이트 표면을 개질함으로써 세슘의 흡착 성능을 증가시키기 위해 수행되었다. 일라이트의 층간 양이온들(K, Ca)은 반응 1일 이내에 다량 용출되는 반면, 결정 구조를 구성하는 Si와 Al은 점진적으로 용출되었다. 또한 일라이트 시료의 결정도가 감소하여 인위적인 화학적 풍화가 발생하였음을 지시하였다. 저농도의 세슘과 흡착 실험을 진행한 결과, 흡착분배계수가 기존에 비해 약 2배 증가하였다. 이러한 결과는 비교적 저온에서 손쉽게 일라이트의 흡착 성능을 개선할 수 있음을 암시한다.

• 한국수산과학회지
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• 제29권2호
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• pp.174-190
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• 1996

해양에서 유류유출사고가 발생했을 때 자연 생물자원에 미치는 피해량을 전산모델을 이용하여 추정하였다. 해양에서 이러한 오염물질이 유출되었을 때 피해 조사가 이루어져야 하지만 조사비용 이외에도 현장조사 자체의 어려움이 있다. 조간대를 제외한 해역에서는 현장보존이 어렵고 조사대상도 성체에 한정되기 때문이다. 미국의 경우 이를 위하여 데이터 베이스를 이용한 전산모델(NRDAM/CME)을 개발하였다(Reed et al., 1989). 이 모델에서는 급성 독성실험 데이터를 사용하여 피해량을 추정하였고 성체피해 뿐 아니라 먹이망을 통한 파급효과와 유생 및 치어손실에 의한 가입량 손실도 다루고 있다. 본 연구에서는 NRDAM/CME에 쓰인 논리체계를 응용하였으며 한국 연근해의 데이터 베이스를 사용하여 벙커 C유와 원유가 유출되었을 경우 황해와 남해를 대상으로 하여 유출규모에 따른 자연 생물자원의 피해정도를 추정하였다. 모델의 시험결과 유류의 유출량이 증가했을 때 생물자원의 피해량은 유출량의 증가율 보다 더 높은 율로 증가하였다. 유출된 유류의 화학적 특성, 특히, 점도와 용해도의 차이에 따라 피해량이 큰 차이를 보이는데 이는 유류의 분산을 촉진 시키기 위한 유화제의 사용이 피해량을 증가시킬 가능성이 있는 것으로 생각된다. 또한 생물량의 손실은 가입 손실에 의한 장기적 피해가 단기적 피해보다 더 클 수 있음도 시사하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.409-419
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• 2023

산성광산배수 처리방법은 적극적 처리방식과 소극적 처리방식이 일반적으로 사용되고 있으며, 이때 발생되는 부산물인 슬러지는 국내에서 약 5천 톤/년으로 발생하고 있다. 본 연구는 적극적 처리방식 중 물리·화학적 처리방식으로 정화 후 발생되는 슬러지의 특성을 조사하여 재활용 가능여부를 검토하기 위함이다. 5개소(D, H, S, T, Y) 수질정화시설의 슬러지의 특성을 물리·화학적 분석을 통해 검토하였다. 그 결과 pH는 pH 5.86 ~ pH 7.89로 측정되었고, 수분함량은 51 % ~ 82 %로 분석되었으며, 입자크기는 대부분 25 ㎛보다 작은 미립자로 구성되었음을 확인할 수 있었다. ICP-OES를 이용한 슬러지 내 무기물질 분석결과, Al, Fe, Mn의 농도범위는 각각 1,189 mg/kg ~ 129,344 mg/kg, 106,132 mg/kg ~ 338,011 mg/kg, 3,472 mg/kg ~ 11,743 mg/kg로 조사되어 고농도로 존재함을 확인 할 수 있었다. 그 외 무기물질 중 중금속류에 대해서는 T-슬러지는 As와 Zn, D-슬러지는 Cd, H-슬러지는 Ni, S-슬러지는 Zn, Y-슬러지는 Cd의 농도가 토양오염우려기준을 초과하였다. 또한 슬러지의 용출 특성을 알기위해 폐기물 용출시험(KSLT) 및 TCLP 시험을 진행하였다. 슬러지 재활용시 용출되어 지하수에 미치는 영향 확인을 위해 지하수 수질기준(생활용수) 20개 항목에 대하여 수행하였다. 용출시험결과 특정유해물질 16개 항목에서 모두 불검출로 확인되었으며, 일반항목 4개 항목에 대해서는 모두 생활용수 기준치 이내로 만족하였다. XRD, SEM-EDS의 분석결과, 슬러지는 주로 방해석, 석영의 패턴을 보였으며, 높은 Fe, O의구성비율로철수산화물이높은비중을차지하는것으로보였다. 이를 통해서 비매체접촉형 방식의 재활용의 가능성이 있을 것으로 판단된다.

• Advances in materials Research
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• 제1권4호
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• pp.311-347
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• 2012

Infections are caused due to the infiltration of tissue or organ space by infectious bacterial agents, among which Staphylococcus aureus bacteria are clinically most relevant. While current treatment modalities are in general quite effective, several bacterial strains exhibit high resistance to them, leading to complications and additional surgeries, thereby increasing the patient morbidity rates. Titanium dioxide is a celebrated photoactive material and has been utilized extensively in antibacterial functions, making it a leading infection mitigating agent. In view of the property amelioration in materials via nanofication, free-standing titania nanofibers (pure and nominally doped) and nanocoatings (on Ti and Ti6Al4V implants) were fabricated and evaluated to assess their efficacy to mitigate the viability and growth of S. aureus upon brief (30 s) activation by a portable hand-held infrared laser. In order to gauge the effect of exposure and its correlation with the antibacterial activities, both isolated (only titania substrate) and simultaneous (substrate submerged in the bacterial suspension) activations were performed. The bactericidal efficacy of the IR-activated $TiO_2$ nanocoatings was also tested against E. coli biofilms. Toxicity study was conducted to assess any potential harm to the tissue cells in the presence of photoactivated materials. These investigations showed that the photoactivated titania nanofibers caused greater than 97% bacterial necrosis of S. aureus. In the case of titania-coated Ti-implant surrogates, the bactericidal efficacy exceeded 90% in the case of pre-activation and was 100% in the case of simultaneous-activation. In addition to their high bactericidal efficacy against S. aureus, the benignity of titania nanofibers and nanocoatings towards tissue cells during in-vivo exposure was also demonstrated, making them safe for use in implant devices.