• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.130-139
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• 2000

일련의 회분식실험을 통하여 음식폐기물의 동력학상수 및 메탄가스 발생량을 측정하였으며 음식폐기물의 고온혐기성 소화시 입자의 크기, 나트륨이온의 농도, 휘발성 고형물의 부하량이 따른 운전인자에 대한 영향을 살펴보았다. 기초 동력학 실험에서는 최대 기질 분해 속도 상수 k는 $0.24hr^{-1}$로 나타났으며 반 포화상수 Ks는 $700mg/{\ell}$ 로 나타났다. 나트륨 농도에 따른 혐기성소화 영향에 관한 실험은 나트륨 농도가 $5g/{\ell}$ 까지는 총 메탄가스 발생량에 영향을 미치지 않았으나 점차로 농도가 증가함에 따라 총 메탄가스 발생량이 감소하기 시작하였으며 나트륨 농도가 $20g/{\ell}$ 로 증가시켰을 경우 이론적인 발생량의 50% 만을 발생하였다. 음식폐기물을 크기별로 분쇄하여 혐기성 소화를 시킨 후 Valentini 모델에 적용시킨 결과 모든 경우에 있어서 가수분해 상수 값 A는 0.45를 나타내었으며 입자의 크기가 1.02 mm에서 2.14 mm로 높아짐에 따라 최대 기질 분해 속도 상수 $k_{HA}$는 $0.0033hr^{-1}$에서 $0.0015hr^{-1}$로 감소하였다. 이것으로 음식폐기물의 혐기성 소화에 있어서 입자 크기가 중요한 운전인자 중의 하나임을 증명할 수 있었으며 휘발성 고형분의 부하량에 관한 연구에서는 최대 주입 휘발성 고형물 부하량은 $40g/{\ell}$ 로 나타났으며, 유기물 부하가 낮은 경우에서는 나트륨 이온에 따른 영향이 휘발성 고형물 제거에 나타나지 않았으나 $40g/{\ell}$ 인 경우 약간의 차이가 있는 것으로 판명되었다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.85-102
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• 1993

본보는 분뇨처리장에서 잉여 슬러지로 발생하는 유기성 슬러지를 지렁이 먹이로 활용하여 처리하는 폐기물 자원화 기술의 하나인 Vermicomposting 방법을 효율적으로 운영관리하기 위한 온도, pH, 사육밀도의 적정사육조건과 Vermicomposting 의 부산물인 분변토의 비료성분과 안전성을 조사하였는데 지렁이 생존율은 온도 $10-15^{\circ}C$ 에서 98.3%, pH 5.8-7.5에서 75% 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 100%였다. 지렁이 생체량 변화는 온도 $10-15^{\circ}C$에서 266%, pH 5.8-7.5에서 227% 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 325% 로 많이 증가하였으며, 지렁이 분변토 발생량은 온도 $20-25^{\circ}C$에서 0.06 g/cap./day, pH 5.8-7.5에서 0.065 g/cap./day 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 0.1 g/cap./day로 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 지렁이 난포 생산은 온도 $10-15^{\circ}C$에서 3.8 ea./cap./6weeks, pH 5.8-7.5에서 2.95 ea./cap./6weeks 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 3.16 ea./cap./6weeks로 많이 생산되었으며, 지렁이의 먹이로 공급된 슬러지와 먹고 배설한 분변토의 pH는 6.2에서 5.7로 낮아지며 휘발성 고형물질은 2.9% 감소되는 것으로 나타났다. 또한 $NH_3-N$는 $6.984{\mu}g/g$에서 $0.991{\mu}g/g$으로 감소한 반면, $NO_3-N$는 $3.213{\mu}g/g$에서 $7.706{\mu}g/g$으로 증가되는 것으로 나타났다. 그리고 지렁이 분변토 중의 분원성 대장균은 슬러지에서 보다 88.6-99.1% (평균 95.7%) 정도 감소되는 것으로 조사되었으며 병원성 장내세균인 Salmonella, Shigella, Vibrio 등은 검출되지 않았다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 Vermicomposting 기술은 유기성 슬러지를 재이용함과 동시에 폐기물을 처리하는 효과가 있으며 앞으로 이를 보급함으로써 폐기물 처리에 중요 분야가 될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.128-134
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• 2012

구제역은 발굽이 갈라진 동물에서 나타나는 바이러스성질병으로, 가축전염병 중에서 가장 전염력이 강한 질병의 하나이다. 2010년 12월 10일, 경북 안동시 와룡면 주계리 773-1번지에 조성된 구제역 가축 살처분 대량매몰지의 침출수와인근 지역(안동시 와룡면 주계리 777번지) 지하수의 물리화학적 특성을 1년간 분석하였다. 2011년 3월, 5월, 7월, 9월 및 11월에 각각 침출수 시료를 회수하여 수분함량, 고형분, pH, brix, 총당, 환원당, 조지질, 회분 함량 등을 분석한 결과, 매몰 이후 겨울동안 거의 변화가 없었으나, 3월~7월 사이, 특히 온도가 $18.4^{\circ}C{\sim}27.8^{\circ}C$를 유지한 5월~7월 사이 매립지내 침출수의 특성이 급격히 변화되며, 유기물질의 빠른 분해가 나타남을 확인하였다. 특히, pH 6.41(3월)에서 7.97(9월)로 지속적인 증가, brix 및 고형분 함량의 급격한 감소와 함께 마그네슘, 칼슘 및 철분과 같은 생체 미네랄도 3월 침출수에는 각각 1073, 4311 및 56.2 ppm에서 11월 침출수에는 151, 78, 및 0.1 ppm으로 감소함을 고려할 때, 침출수내 세균 증식이 침출수의 특성변화의 주요 원인으로 작용하리라 판단된다. 실제 침출수내 일반세균 분석 결과 5월-9월 사이 급격한 세균 증식이 나타남을 확인하였다. 한편 침출수 재처리의 기본 자료를 확보하기 위해, 침출수내 유기물질의 친수성산, 소수성산(fulvic acid 및 humic acid), 반친수성산의 상대적인 분포를 측정하여 유기물질 기원을 분석하였다. 그 결과 침출수는 전형적인 분뇨연계 시설 방류수와 유사한 유기물질 성상을 나타내었으며, 인근 지하수는 전형적인 논, 흙 기원의 유기물질 성상을 나타내었다. 본 연구결과는 구제역 매몰지 침출수의 거동, 침출수의 재처리 및 환경위해 및 식품보건학적 위해 분석의 기초자료로 이용될 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권4호
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• pp.377-382
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• 2009

사람과 동물 유래의 혈장, 세포, 조직 등을 이용하여 생물의약품을 생산하기 위해서는 바이러스 안전성 확보가 필수적이다. 바이러스 안전성 보증을 위해 생물의약품 제조공정은 바이러스 불활화/제거 단계를 포함하여야 한다. 짧은 파장자외선(UVC) 조사는 바이러스 불활화 효과가 매우 높은 것으로 알려졌지만, UVC 조사로 인한 단백질의 변성과 대상 물질에 동일하게 조사를 할 수 있는 기계적 장치 개발의 어려움으로 인해 UVC 조사는 생물의약품 제조 공정에 사용되지 못했다. 최근에 이러한 결점을 해결한 연속 유동 UVC 반응기(UVivatec)가 개발되었다. UVivatec의 바이러스 불활화 효과 및 단백질 회수율을 검증하기 위해 단백질 의약품을 대상으로 적용가능성을 조사하였다. 최적화된 $3,000\;J/m^2$ 조사 공정에서 단백질의 회수율은 98%이상이었다. UVC 조사에 의한 human immunodeficiency virus(HIV), hepatitis A virus(HAV), bovine herpes virus(BHV), bovine viral diarrhea virus(BVDV), porcine parvovirus(PPV), bovine parvovirus(BPV), minute virus of mice(MVM), reovirus type 3(REO), bovine parainfluenza virus type 3(BPIV) 불활화 효과를 평가하였다. HAV, PPV, BPV, MVM, REO와 같은 비외피(nonenvelope) 바이러스는 $3,000\;J/m^2$ 조사량에 의해 검출한계 이하로 완벽하게 불활화되었다. HIV, BVDV, BPIV 같은 외피(envelope) 바이러스도 $3,000\;J/m^2$ 조사량에 의해 검출한계 이하로 완벽하게 불활화되었다. 또한 BHV도 매우 민감하게 불활화되었다. UVC 조사에 의한 각 바이러스들의 로그 감소율은 HIV는 ${\geq}3.89$, HAV는 ${\geq}5.27$, BHV는 5.29, BVDV는 ${\geq}5.96$, PPV는 ${\geq}4.37$, BPV는 ${\geq}3.55$, MVM은 ${\geq}3.51$, REO는 ${\geq}4.20$, BPIV는 ${\geq}4.15$이었다. 이와 같은 결과에서 UVivatec을 이용한 UVC 조사는 바이러스 불활화에 매우 효과적인 방법임을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1277-1284
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• 2005

낙동강중류에 있어서 APE(Alkylphenol Polyethoxylate) 및 APE의 분해산물인 NPnEO(Nonylphenol polyethoxylates), NPnEC(Nonylphenol carboxylic acid), NP(Nonylphenol)의 농도 분포를 조사하였다. 각 지점에 있어서 APE의 농도분포는 낙동강과 금호강에서는 $0.62{\sim}11.70\;{\mu}g/L$의 범위를 나타내었고, 공장폐수 및 가정하수가 유입되는 3공단천과 달서천에서는 $70.00{\sim}212.50\;{\mu}g/L$로 조사되었다. 하수처리장에서 APE는 생물분해와 흡착 등에 의해 87% 이상의 제거율을 나타내었다. APE의 분해생성물인 NPnEO와 NPnEC는 생물처리에 의해 NP($n=4{\sim}10$)EO 및 NP($n=4{\sim}10$)EC가 NP($n=1{\sim}3$)EO 및 NP($n=1{\sim}3$)EC로 분해 혹은 슬러지 등에 흡착 제거되는 것으로 조사되었으며, 하천에서는 하류지역이 상류지역보다 생물분해가 덜 진행된 NP($n=7{\sim}10$)EO의 분포분율이 높았다. 따라서 하수처리장과 같은 점오염원뿐만 아니라 비점오염원에 대한 지속적인 감시가 요구되어진다. APE의 최종 분생생성물인 NP는 공장폐수 및 가정하수에서 각각 $4.33\;{\mu}g/L$, $1.70\;{\mu}g/L$를 나타내었고, 하수처리장에서 평균 90% 정도의 제거율을 나타내었다. 그리고, 하천에 있어서 NP의 농도는 미국 및 유럽에서 환경유해농도로 규정하는 $1.0\;{\mu}g/L$를 초과하지는 않았지만, $0.1\;{\mu}g/L$ 이상 전 지역에서 검출되어 NP의 지속적인 감시가 요구된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권7호
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• pp.523-529
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• 2011

본 연구는 MBT시스템과 연계된 호기성안정화장치에서 입경 크기가 안정화에 미치는 영향을 검토하기 위하여 실시되었다. 반응기내 생분해성 폐기물(음식물류 폐기물 60%, 종이류 폐기물 25%, 목재류 폐기물 2% 및 퇴비 5%)을 동일한 조성으로 충전하고, 각각의 입경을 5 mm, 10 mm, 20 mm, 50 mm, 100 mm 및 미선별 등으로 조절하여 충전한 후에 안정화 정도를 비교분석하였다. 실험결과 온도변화에서는 50 mm 이하의 입경에서 최고 온도가 $65^{\circ}C$ 이상을 보였으며, 100 mm와 미선별 반응기에서는 최고온도가 약 $50^{\circ}C$를 보였다. $CO_2$ 가스의 발생량은 입경의 크기에 따라 발생량이 비례하는 현상이 관찰되지 않고, 오히려 100 mm 이상에서 높은 발생량을 보였다. 반응과정중 습윤 및 건윤기준의 무게변화는 입경 크기가 가장 작은 5 mm에서 각각 30% 및 46%의 감소율을 보였으며, 입경이 클수록 감소율이 낮아지는 경향을 보였다. 물용출 $COD_{Cr}$ 및 TOC는 입경 크기가 50 mm 이하인 반응기에서는 반응초기 대비 감소율이 약 80%로 나타난 반면 입경이 100 mm 및 미선별 반응기에서는 약 60%의 감소율을 나타내었다. 이러한 결과로부터 생분해성 폐기물의 입경이 작을수록 유기물의 분해율이 높아져 생분해성 물질의 분해 안정화가 촉진되는 것으로 나타났으며, 가능한 50 mm 이하로 입경을 조절하여 반응시키는 것이 필요한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1087-1093
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• 2010

독립영양탈질은 추가적인 질소 제거를 위해 메탄올과 같은 고가의 외부탄소원을 필요로 하지 않는다는 면에서 효과적이고 경제적인 방법이다. 본 연구에서는 고농도 질소 농도를 함유한 하수에 대한 황탈질 평가를 통해 설계 및 운영인자의 도출에 필요한 기초자료를 확보하고자 하였다. 입상황으로 충진된 황탈질조는 유동형 스폰지 담체를 이용하여 영양염류를 제거하는 고도처리 공정 후단에 파일럿 규모로 설치되었다($Q=18\;m^3/day$). 외부 알칼리 주입 없이 황탈질조 유입수 내 알칼리(평균 $169.4{\pm}20.8\;mg$ $CaCO_3/L$)만을 활용하였고, 2.45시간의 체류시간으로 운영된 황탈질조 내 추가적인 질산성 질소의 제거를 통해 최종 처리수의 총질소가 7.0 mg T-N/L 이하로 도출되었다. 파일럿 설비 평가를 통해 동절기 저수온($15^{\circ}C$ 이하)에서도 60~80%의 안정적인 황탈질 제거효율을 나타내었으며, 2.78 ppm 이내의 Alum 주입 시 황탈질 성능에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 황탈질조에서 제거된 질산성 질소 대비 소모된 알칼리도는 $4.09{\pm}1.29\;g$ $CaCO_3/g$ ${NO_3}^-$-N로 도출되었고(이론값 4.57 g $CaCO_3/g$ ${NO_3}^-$-N), 황탈질조 유입수 내 질산성 질소의 전환에 필요한 알칼리도 이상을 포함하였다. 입상황의 소모량은 943.8 g S/day로서, 구형입상황의 마모 및 역세 시의 유실 등에 의해 이론적 소모량인 400.1 g S/day 대비 2.4배 정도 높게 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권1호
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• pp.235-246
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• 2018

모란은 항염증작용, 항알레르기작용, 항균작용, 중추억제, 위액분비억제, 진경작용 등의 약리활성이 있을 뿐 아니라 항산화작용, 미백작용 등이 보고되면서 화장품 원료, 미용식품으로 다양하게 활용 가능성이 탐색되고 있다. 모란의 뿌리, 잎 및 꽃에서 추출용매와 온도, 시간에 따른 추출액 중 성분의 함량 변화를 비교하였다. Paeoniflorin과 paeonol을 지표성분으로 하여 두 성분의 함량을 동시에 정량분석하기 위한 HPLC 분석법을 설정하고 분석 배치마다 검량선과 QC용 검체를 사용하여 시스템적합성을 확인하면서 시료 분석을 실시하였다. Paeonol은 뿌리에서만 검출되었고 잎과 꽃에서는 검출되지 않았으며, paeoniflorin은 잎, 꽃에서의 농도가 뿌리에서보다 높았다. 추출용매와 섞을 때 뿌리의 절도는 구입 당시의 조각을 그대로 사용할 때보다 적당한 크기로 분쇄한 후 사용할 때 두 성분 모두 높은 농도로 추출되었다. 추출용매로는 30% 1,3-butylene glycol을 사용할 때 농도가 가장 높았다. 추출온도와 시간은 고온, 장시간 일수록 농도가 높아지는 경향을 보였으나 $75^{\circ}C$, 4 h 이상에서는 농도 상승이 완만했으며, paeonol은 8 h까지 지속적으로 농도가 상승하는 경향을 보였다. 뿌리, 잎, 꽃의 배합 비율은 2+2+1g/0.5kg로 할 때 두 지표성분의 함량 기준에 도달 가능하다고 판단하였다. 최종적으로 원재료를 2+2+1g/0.5kg로 배합하고 30% 1,3-butylene glycol을 추출용매로 사용하여 $75^{\circ}C$에서 4 h 동안 추출하는 방법이 두 지표성분의 활성 농도 기준과 원재료 및 제조공정상의 비용을 함께 고려할 때 적절한 조건이라고 판단하였고, 이 조건에서 10 kg 규모까지 추출액 제조 단위를 스케일업 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.759-764
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• 2011

본 연구는 아토피의 증상정도에 영향을 미치는 요인을 분석하여 초등학생들의 건강관리에 도움을 주는 기초자료를 제시하고자 시도된 연구이다. 연구의 대상자로는 아토피 피부염의 있는 학생의 어머니 273명을 대상으로 하였고 2006년 11월 한 달 간 조사하였다. 연구결과는 연령이 증가할수록 아토피 피부염의 중증도가 높았다(p<0.05). 유병기간이 길수록(p<0.01), 전신에 아토피 증상을 보일수록 중증도가 심했고(p<0.01), 식생활 습관에 있어서는 육식을 많이 할수록 피부염의 증상이 심했으며(p<0.05), 패스트푸드를 자주 섭취할수록 증상이 심해졌다(p<0.05). 아토피성 피부염의 증상정도를 종속변수로 다중 로지스틱 회귀분석을 실시한 결과, 유병기간이 길수록, 패스트푸드 섭취가 잦을수록 아토피 피부염의 증상이 심하였다. 아토피 피부염의 증상이 심할수록 치료를 위한 어머니의 노력정도나 아토피 피부염으로 인해 자녀가 긁기 증상을 보일 때의 애정도, 월평균 관리비용, 부모정서 및 학생의 신체건강 정서 교우관계에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 결과적으로 아토피 피부염의 증상악화를 예방하기 위해서는 육식 위주의 식생활 습관의 교정과 패스트푸드 섭취 제한 등 올바른 식생활 습관을 형성하기 위한 교육을 실시하고 또한 아토피 피부염은 가족 전체의 문제로 인식하여 어머니를 포함한 가족 모두를 대상으로 건강관리가 이루어져야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권5호
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• pp.513-523
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• 2017

본 연구는 섬진강 하구역에서 2017년 2월 대조기 만조와 간조, 3월 소조기 간조 동안 염분 구배에 따른 식물플랑크톤 생리활성도를 평가하였다. 또한 2월 대조기 조사에서 나타난 특이적인 pH 변화특성을 파악하기 위해 추가적인 재현실험을 병행하였다. 현장조사 결과에 의하면, 만조와 간조에 수층 혼합에 의한 수직적인 염분의 차이는 미미하였지만, 담수역으로 향할수록 염분이 낮아져 수평적인 염분구배가 뚜렷하였다. 염분과 영양염(질산염+아질산염: R=0.997, p<0.001; 규산염: R=0.979, p<0.001)과의 강한 음의 상관관계를 보였고, 이는 담수 기원의 질소와 규소의 높은 농도의 영양염류가 해수와 혼합되는 과정에서 희석되고 있다는 것을 의미한다. 반면, 인산염농도는 염분이 15 psu를 기점으로 고염분의 유역에서는 상대적으로 높은 농도가 관찰되었고, 이는 수심이 얕은 광양만의 퇴적물이 조석에 의한 수층혼합으로 재부유되어 인산염 재용출로 인해 수층에 일정량 기여하였다는 것을 의미한다. 섬진강 하구역에서 동계 2월과 3월 우점한 식물플랑크톤은 Eucampia zodiacus로 나타났고, 그들은 전체 군집의 70% 이상을 차지하였다. 특히, 3월 생물 활성도를 평가한 결과, 염분과 chlorophyll a(R=0.82)뿐만 아니라 active chlorophyll a(R=0.80)과 강한 양의 상관관계를 보였다(p<0.001). 특히 담수의 영향을 강하게 받는 상류 정점에서는 해수종 규조류가 염분충격으로 생리활성을 잃어 최대 75 % 사멸율을 기록하였다. 2월 대조기 조사에서는 상대적으로 형광값이 높은 정점에서 pH가 높게 나타났고, 이는 높은 밀도로 우점한 규조류의 광합성 작용으로 $CO_2$가 다량 흡수되어 pH 상승효과를 가져온 것으로 판단되었다. 또한 2월 현장식물플랑크톤 군집을 농축하여 저염분 환경에서 생물농도구배에 따른 pH 변화를 파악한 결과, 염분충격에 의해 사멸한 식물플랑크톤의 영향으로 광합성 활성도의 감소를 가져왔고, 우점 규조류의 사멸로 인해 박테리아가 현저하게 증식하였다. 그 결과 박테리아가 규조류를 생분해하는 과정에서 $CO_2$가 발생하여 pH 의 감소를 유발하였다. 결과적으로 섬진강하구역에서는 염분 구배에 따른 생물의 광합성 활성도의 차이와 생물사멸이 뚜렷하게 관찰되었고, 이는 pH의 증감을 유발하는 중요한 인자로 파악되었다.