In this study, the adsorption of $Cu^{2+}$ and $Cd^{2+}$ from aqueous solution on the biochar derived from used coffee grounds at different pyrolysis temperatures has been investigated as a potential low-cost treatment method for heavy metal-containing waters. Three biochar samples prepared by heating coffee sludge at temperature of $300^{\circ}C$ (B300), $500^{\circ}C$ (B500), and $700^{\circ}C$ (B700) were tested for the adsorption capacity and kinetics of Cd and Cu. Also the influencing factor of heavy metal removal by ion exchange in terms of cation exchange capacity (CEC) of each biochar was measured. Adsorption of Ca and Cu by biochar produced at higher pyrolysis temperature showed higher adsorption capacity but the optimal pyrolysis temperature based on performance and economy was known as $500^{\circ}C$. Sorption of Cu and Cd by biochar followed a Langmuir model at pH 6~6.5, attributing mainly to surface sorption. The biochar was more effective in Cu and Cd sorption than activated carbon (AC), with BC 500 being the most effective, which indicates that sorption of Cd and Cu by coffee sludge biochar is partly influenced by chemical sorption on surface functional group as well as physical sorption.
본 연구는 경남 산림지역의 산성강하물과 토양 화학적 특성의 관련성 조사를 위하여 수행하였다. 토양 pH는 평균 4.40이었으며, 가장 높은 조사구는 밀양 산내 조사구로 pH 5.02였고, 가장 낮은 조사구는 pH 4.08의 남해 서면이었다(p<0.05). 산림토양내 유기물, 유효인산, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 양이온치환용량(CEC)은 지역별 유의차가 있었다(p<0.05). 산림토양내 중금속 함량은 납이 평균 3.86mg/kg이었고, 거제 신현이 9.87mg/kg으로 가장 높았으며, 밀양 산내가 0.86mg/kg으로 가장 낮았다(p<0.05). 토양의 화학적 특성과 강우산도의 상관은 토양 $pH(r=0.7826^{**})$, 칼슘 $(r=0.6278^*)$, 마그네슘$(r=0.5841^*)$, 양이온치환용량$(r=0.6341^{**})$, 카드뮴$(r=0.5995^*)$과 정의 상관이었고, 납$(r=-0.5283^*)$은 부의 상관이었다. 대기 중의 $SO_2$, 농도와 상관은 토양 pH$(r=-0.6796^{**})$, 칼슘$(r=-0.5810^*)$, 마그네슘$(r=-0.5522^*)$, 양이온치환용량$(r=-0.5905^*)$과 부의 상관이었다. 대기 중의 $NO_2$, 농도와 상관은 유기물$(r=0.6208^*)$, 칼륨$(r=0.5380^*)$과 정의 상관이었다. 따라서 강우산도 및 대기 중의 $SO_2$는 토양의 산성화에 영향을 미치는 것으로 사료되며, 그리고 토양 내 중금속 함량에 영향을 미치는 것은 Cd와 Pb함량과 관련성이 있으며, 그 외 중금속의 영향은 없었다.
The two major obstacles in the application of IPMC to flapping actuators operated in the air are solvent loss and actuation force. In this paper, solvent loss of various IPMCs made of Nafion$^{TM}$117(183$\mu$m thickness) has been experimentally investigated to find out the best combination of cation and solvent for minimal solvent loss in IPMCs and higher actuation force. For this purpose. experiments for the internal solvent loss measurement of IMPCs have been conducted for various combinations of cation and solvent. From the experiments, it was found that heavy water showed improvement in the operating time up to more than two minutes. in the tip force measurement of IPMCs, it was found that smaller and thicker IPMCs produced larger tip forces. However, the shorter IPMCs generated reduced actuation displacements and created flapping motion with decreased natural frequency. For the design of flapping device actuated by 5mm wide, 10mm long, 0.2mm thick IPMCs were used in the stacked form. Since the actuation force is a few gram-force, we stacked five IPMCs to improve actuation force. To amply the actuation force, rack-and-pin ion type hinge was used for the flapping device and insect (Cicadidae) wing was attached to the stacked IPMC actuator. In the flapping test, the device could generate flapping angle of 15$^{\circ}$ at 6Hz excitation by 2.5 voltage square wave input.
도금폐수로부터 철, 구리, 아연 및 니켈 등 중금속을 분리ㆍ회수하기 위한 용매추출시 추출제의 종류 및 평형 pH에 따른 각 금속의 분리효과를 조사하였다. 실험결과 아연은 추출제로 PC-88A가 가장 효과적이며, pH 2.5에서 100% 추출할 수 있다. 구리와 니켈은 LIX 84를 사용하여 추출하면 각각 pH2에서 100% 그리고 pH4~5에서 90% 이상 추출할 수 있다. 한편, 중금속이 혼재한산ㆍ알칼리계 도금폐수에 대한 용매추출에서는 먼저 3가 철을 지방산인 20%의 Naphthenic acid나 10%의 Versatic acid-10로 pH2∼2.5 부근에서 분리ㆍ회수하고, 그 다음에 3%의 LIX 84를 사용하여 pH2에서 구리를 용매추출하여 분리하고 난 후 20% PC-88A 로 pH2.5∼3에서 아연을 용매추출하여 회수하면 수상에 니켈만이 잔류하여 각각의 금속분리가 가능하다.
본 연구에서는 중금속(Cu, Pb, Hg)과 계면활성제(SLS, ALS)의 혼합 독성을 발광박테리아(Vibrio fischeri)와 물벼룩(Daphnia magna)를 이용하여 평가하였다. 중금속에 대한 생태독성 민감도의 경우 물벼룩이 민감하게 반응하였지만 계면활성제의 경우 발광박테리아가 더 민감하게 반응하여 시험생물종 간의 민감도 차이를 확인하였다. 발광박테리아를 이용한 혼합 독성 평가 결과 대부분 실제 실험한 독성 값 P(O)이 예측된 값 P(E)보다 낮게 나타나 중금속과 계면활성제를 혼합 시 길항효과(antagonistic effect)를 보이며, 이는 음이온 계면활성제인 SLS와 ALS가 친수성 머리 부분에 음이온 형태를 띠고 있어 양이온 형태인 중금속 이온과 결합하여 실제 독성이 낮아지는 길항효과가 나타나는 것으로 보인다. 물벼룩을 이용한 혼합 독성 평가 결과 농도가 높아질수록 길항효과(antagonistic effect), 첨가효과(additive effect), 상승효과(synergistic effect)가 순서대로 나타났다. 이는 중금속에 대한 민감도가 높은 물벼룩이 농도가 높아짐에 따라 급격히 치사율이 증가하여 상승효과가 나타난 것으로 보인다.
본 연구에서는 중금속으로 오염된 불포화토에 대한 동전기 정화 기법 적용시 발생되는 동전기 현상과 정화 특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 이를 위해 사격장에서 채취한 시료에 대하여 포화도에 따른 일련의 동전기 정화 실험을 수행하였다. 실험 결과 불포화토에서의 납은 주로 확산이중층 내부에서의 직접적인 전기이온이동에 의해 제거되었고, 만약 1V/cm의 전압경사에서 초기 오염농도가 양이온교환능 이하이고 단위토립자당 흡착량이 동일하다면 포화도 증가에 따른 납의 이동효율의 감소로 인하여 제거율은 감소하는 것으로 나타났다.
Pilot-scale soil washing facility was developed and operation condition was determined in order to remediate a soil contaminated with As, Ni and Zn. Soil washing facility is composed of soil particle separation, soil washing and wastewater treatment process. Both oxyanionic As and cationic Ni and Zn were effciently removed using HCl rather 0than H$_2$SO$_4$ and H$_2$PO$_4$. This is why oxyanion and cation metals can be extracted simultaneously from the contaminated soil in acidic solution. Further, the contaminated soils include calcite and then demand much acidity, that is consumption of acid solution. Fine particles are enriched with contaminants, and coarse particles are removed effectively rather than fine particles. As, Ni and Zn are strongly associated with minerals, and then the residence time should be increased for a reaction with washing solution.
Attayibat, Ahmed;Radi, Smaail;Ramdani, Abdelkrim;Lekchiri, Yahya;Hacht, Brahim;Bacquet, Maryse;Willai, Stephanie;Morcellet, Michel
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제27권10호
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pp.1648-1650
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2006
The synthesis of a new C,N-bipyrazolic ligand with a functionalized donor-group is reported. The binding properties of the ligand and two other ligand of similar structures towards heavy metal ions ($Hg^{2+}$, $Cd^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$) and alkaline metal ions ($K^+$, $Na^{+}$, $Li^+$) were studied by a liquid-liquid extraction process and the extracted cation percentage was determined by atomic absorption measurements. The selectivity of the ligand to Hg(II) has been mentioned in the abstract.
본 연구에서는 중금속에 대한 지렁이 분변토의 흡착특성을 활성탄과 비교함으로서 중금속 함유폐수처리를 위한 경제적인 흡착제로서 활용가능성을 평가하기 위한 연구를 수행하였다. 지렁이를 이용한 퇴비화에 사용된 슬러지는 피혁슬러지와 우분슬러지를 7:3으로 혼합하여 부숙시킨 것을 사용하였다. 분변토의 물리화학적 특성을 평가하기 위한 용출실험으로부터 분변토는 약간의 pH의 완충능력과 55.1me/100g의 양이온교환능력을 가지는 것으로 평가되었다. 분변토의 중금속에 대한 흡착평형시간은 90분 이내로서 활성탄과 큰 차이가 없었으며, Pb, Cu, Cd, Cr, Zn의 제거효율은 활성탄이 각각 98%, 93%, 94%, 89%, 82%, 분변토는 95%, 90%, 88%, 80%, 66%로 평가되었다. 흡착제 양의 변화에 따른 흡착특성을 Freundlich 등온 흡착식으로 해석한 결과 1/n값은 분변토의 경우 0.28~0.74로서 활성탄의 0.29~0.56에 근접하는 결과를 얻을 수 있었으며, 이 결과로부터 분변토를 경제적인 중금속흡착제로 사용 가능한 것으로 평가되었다. 또한, 분변토의 중금속 성분별 흡착선호성향을 활성탄과 비교 분석한 결과 분변토는 Pb>Cu>Cd>Cr>Zn의 순이었으며, 활성탄은 Pb>Cd>Cu>Cr>Zn의 순이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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