• 대한환경공학회지
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• 제31권9호
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• pp.803-810
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• 2009

본 연구에서는 유역특성이 뚜렷이 구분되는 시화호 유역(농촌, 도심지역, 공단지역)의 하천수 및 공단폐수를 대상으로 형광 3D-EEMs (3-Dimensional Excitation Emission Matrix Spectroscopy)를 이용하여 DOM (Dissolved Organic Matter)의 공간적 분포 특성을 파악하였다. 또한, 강우시 synchronous와 3D-EEMs를 이용하여 시간에 따른 DOM의 변화 특성을 보았다. 3D-EEMs로 부터 나타난 주요 DOM 물질은 휴믹계물질(Humic Like Substances, HLS)과 단백질계물질(Protein Like Substances, PLS)로 농촌 및 도심유역에서는 HLS가 주로 분포하였으며, 공단유역에서는 HLS 뿐만 아니라, PLS도 높게 나타났다. 각 지점별 DOM의 형광 peak $T_1:C_1$ ratio로 부터 반월공단(3TG)에서 난분해성 휴믹계 물질이 매우 높은 것으로 나타났다. 또한, 조사지점의 PLS 물질(peak $T_1$, peak $B_1$)과 BOD 농도가 직선의 상관성($r^2$=0.65, $r^2$=0.66)을 보여, 이러한 원인은 하수 유입 등에 의한 영향으로 보인다. 강우시(Rainfall, 30 mm) 시간에 따른 DOM의 모니터링 결과, 농촌유역에서는 HLS와 PLS가 비강우시와 비교하여 형광세기만 높아졌을 뿐, 구성 물질 의 변화 특성은 보이지 않았다. 한편, 도심유역에서는 HLS의 강우 초기 30분 내에 유출이 높은 것으로 나타났으며, 공단유역(4TG)에서도 강우 초기 20분 내에 HLS와 PLS의 유출이 매우 높게 나타났다. 본 연구로부터 형광 3D-EEMs는 유역의 DOM 기원을 밝히고, 비점오염원 및 하 폐수를 모니터링 하는데 있어 유용한 tool로 적용될 수 있음을 제시한다.

• 분석과학
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• 제15권4호
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• pp.373-380
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• 2002

본 연구는 토양에 침적된 방사능 물질의 거동에 부식산이 미치는 영향을 평가하기 위한 기초연구로서 깊이별 토양에 존재하는 휴믹산과 풀빅산을 추출하여 그 특성을 분석하였다. 휴믹산과 풀빅산의 분자량 분포는 한외여과법을 이용하여 조사하였으며, 분광학적 특성으로는 자외선-가시광선, 적외선 및 형광분광 분석을 실시하였다. 휴믹산의 주요 분자량 분포 영역은 30~100 kDa (46~56%)이었으며, 풀빅산은 10~30 kDa (33~43%) 이었다. 토양 깊이가 증가할수록 휴믹산과 풀빅산 분자의 분자량은 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 자외선-가시광선 분석 결과, 휴믹산이 풀빅산에 비하여 전체적으로 1.4~1.5배 더 높은 흡광계수 (280 nm)를 나타내었고, 휴믹산의 경우 토양 깊이가 증가할수록 흡광계수가 증가하였다. Synchronous 형광 분석 결과, 휴믹산과 풀빅산의 방향족 고리화합물은 428 nm 영역 (type 1)과 498 nm 영역 (type II)에서의 형광피크에 해당하는 두 가지 특성 구조를 가짐을 알 수 있었다. 휴믹산 분자는 대부분 장파장 영역 (type II)에서의 방향족 고리구조 특성을 보였으며, 휴믹산과 풀빅산 모두 토양층의 깊이가 증가할수록 장파장 영역의 방향족 고리 특성이 증가하는 경향을 보였다. 적외선 분석 결과, 풀빅산이 휴믹산에 비해 카르복실기 (${\sim}1720cm^{-1}$)의 피크세기가 높았으며, 토양 깊이가 증가할수록 휴믹산과 풀빅산분자의 카르복실기의 피크세기가 증가하는 특성을 보였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권5호
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• pp.384-389
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• 1998

제초제 propanil(3',4'-dichloropropionanilide)과 그 분해산물인 DCA(3,4-dichloroaniline)가 laccase, horseradish peroxidase(HRP) 및 birnessite에 의하여 중개된 oxidative coupling에 의하여 토양 유기물의 구성성분에 병합될 수 있는지를 알기 위하여 토양 유기물의 monomer들과의 반응성을 조사하였다. Propanil 또는 DCA가 단독으로 존재하는 반응조건에서는 산화환원촉매들에 의하여 이들의 전환이 거의 이루어지지 않았거나 상당히 낮은 수준이었다. 그러나 humic monomer들이 있을 때 laccase와 HRP의 경우 propanil은 syringic acid와 DCA는 catechol과 높은 전환율을 나타내었으며, birnessite의 경우 DCA는 protocatechuic acid와 높은 전환율을 나타내었다. DCA의 전환율은 laccase의 경우 catechol과 pH 8.0에서 24시간 동안 반응시킬 때, HRP의 경우 catechol과 pH 3.0에서 2시간 동안 반응시킬 때 가장 높았고, birnessite의 경우 protocatechuic acid와 pH 5.0에서 2시간 동안 반응시킬 때 가장 높았다. Humic monomer의 농도를 증가시킬수록 DCA의 전환율도 증가하였다. Humic monomer 대신 dissolved organic carbon(DOC)이 있을 때 laccase는 DCA를 거의 전환시키지 못 하였으나, HRP는 DCA의 전환율을 크게 증가시켰고, birnessite는 큰 영향을 미치지 않았다. DCA의 전환율은 laccase 단독으로 있을 때 보다 birnessite와 공존할 경우 약 5배 가량 증가된 반면, HRP와 birnessite가 공존할 경우에는 증가되지 않았다.

• Environmental Engineering Research
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• 제11권4호
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• pp.181-193
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• 2006

The hydrophilic or hydrophobic characteristics of dissolved organic matter (DOM) from different origins in lake and river waters were investigated using spectrometric and chromatographic analyses of water samples. DOM in a deep, mesotrophic lake (Lake Unmun) was fractionated using three types of ion exchange resins and classified into aquatic humic substances (AHS), hydrophobic neutrals (HoN), hydrophilic acids (HiA), hydrophilic neutrals (HiN), and bases (BaS). The DOM fractionation provided insight into the understanding of the nature of heterogeneous DOM molecules present in different water sources. The UV/DOC ratios were determined for samples from the influent river and lake waters during DOM fractionation and incubation. AHS prevailed over DOM in the lake and river waters. After biodegradation, the relative contribution of AHS in the total DOM became more significant. It indicates that the AHS fraction would increase while water stay long time in the lake.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.42-51
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• 2004

본 연구에서는 캐나다 산 피트 모스(Canadian Sphagnum peat moss)시료로부터 산${\cdot}$염기 침전법을 이용하여 휴믹산(p-HA), 풀빅산(p-FA), 휴민(p-Humin)을 순수분리 하였고, 화학적(원소분석, pH 적정) 및 분광학적(적외선 및 핵자기공명 분광분석)방법을 이용하여 피트모스와 각 휴믹 성분의 특성(원소성분비, 양성자교환용량(PEC), 작용기 및 분자구조)을 규명하였다. 또한, Cd(II)을 흡착시킨 p-Humin의 적외선 스펙트럼 분석을 통하여 휴믹분자의 금속이온 결합자리를 확인하였다. 이상에서 얻어진 특성분석 결과는 문헌에 제시된 토양 휴믹물질의 특성과 함께 비교 분석하였다. 본 연구의 주요 목적은 유기물 집적 층인 피트 모스에 존재하는 휴믹물질의 친환경적 응용에 필요한 기초 물질 특성 자료를 제공함에 있다. 순수분리 결과, p-Humin 및 p-HA와 p-FA의 함량은 피트 모스 전체유기물 함량($957{\pm}32g/kg$)의 각각 $76\%,\;18\%,\;3\%$로 분포하였으며, 원소 성분비는 p-Humin이 $C_{1.00}H_{1.52}O_{0.79}N_{0.01}$로서 p-HA($C_{1.00}H_{1.09}O_{0.51}N_{0.02}$), p-FA($C_{1.00}H_{1.08}O_{0.65}N_{0.01}$)에 비하여 H/C와 (N+O)/C 비가 상대적으로 더 높았다. pH 적정분석을 통한 산/염기 특성 분석결과, 피트 모스 휴믹 분자에는 서로 다른 환경에 있는 두 종류의 산성 작용기가 존재함을 알 수 있었으며, PEC(meq/g) 값은 p-FA(4.91) >p-HA(4.09) >p-Humin(2.38)의 순으로 나타났다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 피트모스 휴믹물질의 작용기 기본 특성은 기존 토양 휴믹물질과 유사하였으며, 금속이온 주요 결합작용기는 -COOH임을 확인하였다. 피트 휴믹 분자의 탄소 골격은 전반적으로 낮은 휴믹화 단계의 물질 특성을 보였으며, $^{13}C$-핵자기공명 스펙트럼 분석을 통해 p-Humin과 용해성 휴믹 성분(p-HA, p-FA)의 분자구조 특성의 차이점을 밝힐 수 있었다.

• 분석과학
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• 제13권2호
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• pp.234-240
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• 2000

수질계의 부식산을 화학적 산화처리하기 위한 방법의 하나로 광산화공정을 도입하여 부식산의 특성 변화를 조사하였다. 광산화공정은 UV단독, UV/$TiO_2$ 및 UV/$H_2O_2$ 시스템을 실험하였다. UV 단독 조사시 TOC 제거율은 pH 7-9에서 가장 높았으며, 흡광도는 강알카리성 영역에서 감소율이 향상된 결과를 보였다. 각 시스템별로 처리도를 보면, UV/$TiO_2$ 시스템의 경우 $TiO_2$ 의 농도가 50ppm 일때 TOC 제거와 흡광도 감소의 효율이 높았으며 50ppm 이상을 투입해도 처리율에 변화가 없었다. UV/$H_2O_2$ 시스템에서는 과산화수소의 농도가 20mM이 최적의 주입농도로 조사되었으며, 그 이상 투입할 경우 TOC와 흡광도의 처리율이 저하되었다. 탄산이온을 첨가할 경우, TOC 제거율 및 UV 흡광도의 감소율 모두 감소하며, TOC 제거율이 흡광도 감소율에 비해 상대적으로 더 크게 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.51-62
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• 2024

A study was performed to investigate the positive impacts of humic substances (HS) on the growth of green barley, a type of green manure plant. The study was conducted in a pot culture using two different types of reclaimed soils that had been treated by land farming (DDC) and thermal desorption (YJ) methods, respectively. The experimental conditions consisted of three treatments: plant only (P), plant plus 2% HS, and no plant (control). After 89 days of culture in a controlled growth chamber, the growth of spring barley and activity of seven soil enzymes were measured. The results indicated that the addition of HS had a substantial (p<0.10) positive effect on shoot biomass in both types of soil. Furthermore, the addition of HS notably (p<0.05) enhanced all seven soil enzyme activities in both soils. Both the aboveground and belowground parts of barley plants were returned to soil and aged for 10 weeks in the same growth chamber, which resulted in notable enhancement in soil health indicators. These improvements included an increase in organic matter, a drop in bulk density, and an increase in the activity of seven different soil enzymes. When lentil seeds were planted in the aged soils, the development of the seedlings was more vigorous than that in the control in both soils, although allelopathy of barley suppressed lentil germination in soil with pH 7.0 but not in soil with pH 8.5.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제7권1호
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• pp.31-37
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• 2002

This paper was investigated to clarify the possibility of a biodegradation of materials adsorbed on different porous granular-activated carbons (GACs) such as coal-& coconut-based GAC. Total organic carbon, humic substance and ammonia were used to compare their removal efficiencies. The objective of this study is to determine the adsorption capacity of bioregenerated GAC. When raw water reacted with chloride, the yield of THMs increased as a function of the input amount of chloride. The formation of trihalomethanes (THMs) was investigated in water treated with chlorine when humic acid was used as THM precursor. As the input amount of chloride in raw water increased by two or five-fold to remove the $NH_3$, the chloroform of the THMs significantly increased also five or ten-fold. It was found that the chloroform was significantly removed by the treatment of biological activated carbon (BAG) in comparison with the ozone treatment, and the removal efficiency of THMs in coal-typed GAC was $10-30\%$ better than coconut-typed GAC due to the biological degradation on the surface of the activated carbons.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권11호
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• pp.715-723
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• 2017

생체고분자물질은 수자원환경에서 점토, 미생물, 바이오매스 등 부유입자들을 응집시키고, 침전, 퇴적시키는 역할을 한다. 본 연구는 다양한 수질화학 조건이 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집에 미치는 영향을 파악하고자, 수질화학 조건을 제어하여 응집실험을 수행하였다. 각 응집실험은 이온강도, 2가 양이온 농도, 휴믹물질 분율이 제어된 실험조건에서 Kaolinite 현탄액에 생체고분자물질인 Xanthan Gum을 주입하여 수행하였다. 수체가 가지는 응집능은 응집체 크기 및 잔류 고형물 농도를 측정을 통하여 평가하였다. 본 연구에서, 이온강도 증가는 점토입자 및 생체고분자물질 간 정전기적 반발력을 감소시키고 생체고분자물질이 점토입자 간 가교를 형성하여 응집을 증대시킨 것으로 파악되었다. 이온강도가 0.001에서 0.1 M NaCl로 증대될 경우, 응집을 증진시켜 응집체 크기는 약 3배 이상 증대되고 부유고형물농도는 약 2.5배 이상 저감되었다. 또한, 2가 양이온이 수체에 존재하는 경우, 점토입자-생체고분자물질 혹은 생체고분자물질 상호 간 가교를 형성하여, 즉 점토-$Ca^{2+}$-고분자 또는 고분자-$Ca^{2+}$-고분자 가교를 형성하여, 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집을 증대시켰다. 수체에 $Ca^{2+}$가 낮은 농도라도 존재할 경우, 응집을 크게 증진시켜 부유고형물농도가 원 주입농도에 비하여 20배 이상 저감되는 것으로 나타났다. 하지만, 휴믹물질이 존재하는 경우, 점토입자 표면에 흡착되어 점토입자의 정전기적 반발력을 증대시켜 생체고분자물질의 흡착을 방해하고 응집을 감소시켰다. 수체에 휴믹물질이 존재할 경우, 응집을 저감시켜 부유고형물농도는 저감되지 않고 원 주입농도와 유사하게 나타났다. 본 연구의 결과는 수자원환경에서 부유입자 및 퇴적물 거동을 이해하고 수질 및 퇴적물에 대한 최적 관리 방안을 도출하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.128-136
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• 1998

토양의 질소 중 대부분은 유기태 질소이며, 아미노산은 유기태 질소의 주된 분획물이다. 부산물 비료는 토양에 유기물을 공급해 주며 부식산은 유기물의 주된 구성성분이다. 아미노산은 분해되어 유효태 질소로 전환되기 때문에 토양비옥도 측면에서 중요한 역할을 한다. 본연구에서는 제조원료가 상이한 11종류의 시관 부산물 비료로부터 부식산을 추출하고, 부식산에 함유되어 있는 아미노산의 함량 및 분포를 조사했다. 공시재료로 사용한 부산물비료의 대부분은 비료공정규격을 충족시켰으나, 일부 비료는 유기물함량이 낮고, C/N비가 너무 높아 부숙되지 않은 채 판매되고 있었다. 수피비료의 경우 부숙이 진행될수록 부식산, 훌부산 함량, ${\Delta}KogK$값이 감소되었고, 부식산/훌부산 비, RF값은 증가되어 이론과 일치했다. 부식산의 형태는 Rp형태에서 B형태로 전환되었다. 부산물비료 부식산 중 총 아미노산 함량은 1.2~5.6%였고, 이중 중성 아미노산이 0.8~4.5%로 가장 높았다. 부엽토, 톱밥, 수피등 식물성원료로 제조한 부산물비료의 경우 중성>산성>염기성 아미노산의 순서였고, 계분, 돈분등 동물성원료로 제조한 부산물비료의 경우 중성>염기성>산성 아미노산의 순서였다. 부산물비료를 비교할 때, 총 아미노산 분포는 부엽토>톱밥>돈분>계분>니토 순(順), 산성아미노산은 수피>톱밥>부엽토>니토 순(順)이었다. 염기성 아미노산 분포는 산성 아미노산과 역순이었다. 중성아미노산은 부엽토>톱밥>수피>니토의 순이었다. 수피비료의 경우, 부숙이 진행될수록 산성 아미노산함량은 증가했으나. 염기성 및 중성아미노산 분포는 감소했다. 부산물비료의 원료 및 부숙정도에 따라 아미노산의 함량 및 분포는 다름을 알 수 있었다.