• 제목/요약/키워드: Mixture Characteristics

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최근 2년간(2009-2010) 우리나라 병원성 대장균 식중독 역학조사 보고서 분석 (An Analysis of Epidemiological Investigation Reports Regarding to Pathogenic E. coli Outbreaks in Korea from 2009 to 2010)

  • 이종경;박인희;윤기선;김현정;조준일;이순호;황인균
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.366-374
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    • 2012
  • 최근 2010년 우리나라 통계에서 가장 문제가 되고 있는 최다 발생 식중독으로 노로바이러스 식중독이 31건, 1994명 환자, 병원성 대장균이 28건, 1926명의 환자가 발생하였다. 세균성 식중독인 병원성 대장균의 특성을 살펴보기 위하여 본 연구에서는 우리나라에서 2009년, 2010년 작성된 병원성대장균 역학조사 보고서에 수록된 68건의 병원성 대장균 식중독의 정보를 수집, 리뷰, 분석하여 우리나라 병원성 대장균의 특성을 파악하고자 하였다. 병원성 대장균 식중독은 급식(64.8%) 및 외식(25.5%)에서 발생률이 약 90%에 해당하였다. 우리나라 발생 병원성 대장균 식중독 원인균의 대부분은 EPEC가 44.7%과 ETEC가 34.2%를 차지하여 이들이 전체의 78.9% 가량 대다수를 차지하였고 EAEC와 EHEC는 각각 10.5와 9.2%에 해당하였다. 전체 68건 사례 중에서 이들이 단일균으로 규명된 것이 모두 59건, 두 가지 타입이 혼재된 건이 8건, 그리고 최종 균의 타입이 동정되지 못한 건수가 1건 있어 오염경로 추적의 어려움을 알 수 있었다. 섭취인구에 따라 다양한 질병 발생률을 보여 평균적으로 $33.6{\pm}30.5%$의 발생률을 나타냈고 주 증상은 설사, 복통, 구토, 발열이 대부분이었다. 식품에서 병원성 대장균이 검출된 사례는 두건으로 햄버거를 섭취한 경우 냉동햄버거 패티에서 병원성 대장균이 검출된 사례와 급식에서 오징어야채무침에서 검출된 건수가 있어서 식품에서 검출률이 낮았지만 쇠고기와 수산물 혹은 야채류에서 관리가 필요함을 알 수 있었다. 식품에서 병원성 대장균 검출이 어렵게 되는 원인으로 분석된 것은 식중독 발생에서 신고까지 지연 (7일 이상 소요된 건수가 14.6-18.5%), 원인 식품 수거 어려움 (음식점에서 식중독 때 섭취 식품 수거율 17.6%)과 같이 제도적 부분에서 개선이 필요하며 이들 주요 애로 사항이외에도 역학 조사반의 어려움으로는 발생기관과 환자의 비협조 및 환자들 샘플채취 미흡, 대조군 확보의 어려움, 유전자 분석의 보완과 같은 부분으로 나타났다. 결론적으로 우리나라 병원성 대장균 식중독은 서구국가와 같이 EHEC과 같은 부분이 아니라 급식 및 외식시설에서 EPEC, ETEC가 주요 원인균인 만큼 향후 대응도 원인균 유입경로 추적 및 분석기술 개발, 역학조사의 제도적 보완과 범 정부부처간의 시스템적인 지원이 필요하다.

초음파 조영제의 합성 및 합성된 초음파 조영제의 특성 분석 (Synthesis of Ultrasound Contrast Agent: Characteristics and Size Distribution Analysis)

  • 이학종;윤태종;윤영일
    • Ultrasonography
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    • 제32권1호
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    • pp.59-65
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    • 2013
  • 목적: 본 연구는 초음파 조영제를 직접 합성하고 그 크기 및 소멸 시간 등의 특성을 분석하며, 기존의 초음파 조영제와의 영상을 비교하여 앞으로 초음파 조영제를 매개로 한 영상 유도 하 약물 및 유전자 치료제의 전달 시스템 구축의 기본을 갖추고자 한다. 대상 및 방법: 초음파 조영제는 21마이크로 몰의 DPPC(1, 2-Dihexadecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, $C_{40}H_{80}NO_8P$), 9 마이크로 몰의 콜레스테롤, 1.9 마이크로 몰의 DCP(Dihexadecylphosphate, $[CH_3(CH_2)_{15}O]_2P(O)OH$) 및 클로로포름 및 SF6 기체를 이용하여 합성하였다. 약 12-24시간의 동결건조 후에 초음파 조영제는 SF6 기체와 초음파 처리(sonication) 법을 이용하여 합성하였고 그 초음파 조영제의 크기는 압출기를 이용하여 일정한 크기로 조정하였다. 합성된 초음파 조영제는 동적 광산란 측정법(dynamic light scattering measurement)을 이용하여 그 크기를 분석하였다. 한편 합성한 초음파 조영제의 소멸 양상을 평가하기 위하여 광학 현미경을 이용하여 그 숫자를 합성 직후, 12시간, 24시간, 36시간, 48시간, 60시간, 72시간 및 84시간 후에 평가하였다. 초음파 조영제로서의 효과를 평가하기 위하여 모형을 만들어 현재 임상적으로 사용되고 있는 초음파 조영제와 그 에코를 비교 분석하였다. 결과: 초음파 조영제는 동결건조-초음파 처리 방법을 통하여 성공적으로 합성 할 수 있었다. 합성된 초음파 조영제는 154.2 nm의 정점 (peak)에서 가장 많이 분포하였으며 합성 후 24시간부터는 입자의 숫자들이 감소하는 양상을 보였다. 소노뷰와 합성된 초음파 조영제의 에코밝기는 유의한 차이를 보이지 않았으나 소노뷰와 생리식염수 및 합성된 초음파 조영제와 생리식염수의 에코 밝기는 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (p < 0.01). 결론: 본 연구를 통하여 초음파 조영제를 직접 합성할 수 있는 방법을 습득할 수 있었고 그 크기 및 특성을 분석할 수 있었다.

Poa pratensis L. 에서 유기질 토양개량재 및 수분 중합체가 잔디생육에 미치는 효과 (Effect of Soil Organic Amendment and Water-Absorbing Polymer on Growth Characteristics in Poa pratensis L.)

  • 김경남
    • 아시안잔디학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.317-330
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    • 2009
  • 본 실험을 통해 고품질 켄터키 블루그래스에서 유기질개량재 및 중합체 혼합율에 따라 잔디생존력, 지상부 생장, 초장 및 잔디품질은 유의한 차이가 나타났으며 그 결과는 다음과 같았다(Table 5). 1. 켄터키 블루그래스의 발아율은 혼합 처리구에 따라 최소 0%~최대 56.3% 사이로 다양하게 나타났다. 최고 발아율 56.3%는 SOA 20% 및 중합체 0% 혼합된 처리구 13(SOA 20%+sand 80%+polymer 0%)에서 나타났다. 잔디생존력에서 유기질개량재 효과는 SOA 10% 및 20% 처리구가 SOA 100% 보다 더 양호하였다. 잔디발아 측면에서 중합체 혼합비율은 낮을수록 바람직하였으며, 특히 중합체 3% 이상은 발아에 불리한 영향을 주는 것으로 판단되었다. 2. 지상부 엽생장의 생장지표인 전체엽수는 켄터키 블루그래스에서 2.2~4.0엽 사이였고, 유기질개량재 SOA 효과는 SOA 20% > SOA 100% > SOA 10% 순서로 나타났다. 그리고 잔디엽수 생장을 고려 시 중합체 혼합비율은 12% 이하가 적절하였다. 3. 초장에서 유기질개량재 SOA 효과는 SOA 20% > SOA 10% > SOA 100% 순서로 나타났으며, 중합체 혼합 시 처리구 14(SOA 20%+sand 80%+polymer 3%)를 제외하고는 3~15% 사이에서 잔디 초장 차이는 없었다. 4. 잔디밀도는 파종 후 생장이 진행됨에 따라 증가하는 경향이었지만, 유기질개량재 SOA 및 중합체 혼합비율에 따라 차이가 있었다. 켄터키 블루그래스에서 유기질개량재 SOA 효과는 SOA 10% 및 20% 혼합구가 SOA 100% 에 비해 좀더 양호하게 나타났다. 5. 향후 유기질 토양개량재 및 모래 혼합구에서 중합체 K-36의 구성요소인 K-SAM, Ca, perlite, Kitosan 등 개별 요인에 대한 추가 생육검정을 통해 이들 소재를 이용한 토양개량재의 개발 및 실무적용에 활용하는 것이 바람직하다고 사료되었다. 6. 본 실험에서 켄터키 블루그래스의 엽수는 정상적인 엽수보다 1엽 정도 적은 2.5~4.0엽으로 나타났는데, 향후 토심이 좀 더 깊은 포트 또는 포장에서 실험하는 것이 필요하다고 판단되었다. 7. 또한 수분 흡수 중합체는 식물 생장에 유용한 것으로 알려져 있지만, 잔디밭에서 파종 후 발아과정에 필요한 수분을 흡수 및 저장함으로 초기 생육 단계에서는 불리할 수도 있다. 따라서 이들 구성요소 및 조합비율에 대한 조정과 함께 종자파종 잔디밭과 함께 뗏장 이식 후 잔디밭에서 비교검토 하는 것도 장기적으로 필요하다고 판단되었다.

밀양 국전광산의 녹-청색 구리-아연 수화황산염 광물 (Green-blue Coloured Cu-Zn Hydrated Sulfate Minerals from Gukjeon Mine in Miryang)

  • 구효진;장정규;도진영;정기영;조현구
    • 자원환경지질
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    • 제51권6호
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    • pp.473-483
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    • 2018
  • 경남 밀양시에 소재한 납-아연 스카른 광상인 국전광산의 갱내 벽면을 따라 지하수로부터 침전된 청-녹색의 광물들이 암반을 피복하고 있는데, 이 광물들은 과거 문헌에서 남동석과 공작석으로 기재되어 왔으나, 최근 연구를 통해 녹색의 광물은 데빌린(devilline), 청색의 광물은 수화구리아연황산염 광물들로 보고되었다. 그러나 자세한 연구가 이루어지지 않아 정확한 동정이나 광물학적 특성은 알려지지 않았다. 본 연구에서는 청-녹색 이차 광물들을 외형적 특징에 따라 5개 그룹으로 구분하고, X-선회절분석와 주사전자현미분석을 실시하여 정확한 광물 동정과 광물학적 특성을 규명하였다. GJG-1은 밝은 청록색을 띠는 그룹으로 브로칸타이트(brochantite)와 석영, GJG-2는 연두색을 띠며 쉽게 부스러지는 특징을 가지는 그룹으로 슐럼버가이트(schulenbergite)와 소량의 석고(gypsum)로 확인되었다. 연한 청색의 GJG-3와 유리광택을 가지는 청록색의 GJG-4는 외형적 특징은 달랐지만 구성 광물은 서피어라이트(serpierite)와 석고로 동일하고, 석고의 함량이 달라 특징이 다르게 나타난다. GJG-5는 연한 청색과 진한 청색의 광물들이 혼합된 겔(gel)상으로 하이드로우드워다이트(hydrowoodwardite), 글로코세리나이트(glaucocerinite), 베체러라이트(bechererite), 서피어라이트와 석고로 구성된다. 국전광산에서 산출되는 6가지의 녹-청색 광물들은 Cu:Zn 비, (Si+Al) 함량 및 Si:Al 비, Ca 함량 등에 의해 구분될 수 있으며, 각 광물들의 형성 환경은 주변 유체 내에서 이와 같은 지화학적 요인들에 의하여 조절된 것으로 사료되고, 추가적인 연구를 통해 정확한 형성 환경을 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 확인된 서피어라이트, 글로코세리나이트, 베체러라이트 등의 수화황산염 광물들은 국내에서 최초로 보고되며, 해외에서도 보고된 사례가 매우 적어 광물학적으로 큰 의의가 있다.

옥수수 사일리지와 대두 사일리지의 혼합급여가 In Vitro 반추위 발효성상 및 거세한우의 성장과 육질등급에 미치는 영향 (Effect of Corn Silage and Soybean Silage Mixture on Rumen Fermentation Characteristics In Vitro, and Growth Performance and Meat Grade of Hanwoo Steers)

  • 강주희;이기환;타비타 다메리아 마분;송재용;권찬호;윤두학;서진동;조영민;김진열;김은중
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.61-72
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    • 2022
  • 옥수수사일리지와 대두 사일리지를 다양한 수준으로 혼합한 사일리지의 in vitro 반추위 발효성상을 평가하는 실험(실험 1)에서 가스발생량은 대두 사일리지의 혼합비율이 증가할수록 배양 48시간을 제외한 모든 발효시간에서 증가하는 경향을 보였다. 암모니아태 질소의 발생량은 배양 24시간에 대두 사일리지 대체율이 증가할수록 높게 나타났다(p<0.05). 건물소화율은 배양 6시간을 제외한 전 배양시간에서 대두 사일리지의 첨가량이 감소함에 따라 낮은 경향을 보였고, acetate와 propionate를 비롯한 총 휘발성 지방산 생성량은 대두 사일리지의 함량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 두번째 실험인 옥수수와 대두 혼합사일리지(4%, 원물기준)를 급여한 육성기 거세한우 사양실험에서 육성기에 옥수수-대두 혼합사일리지 급여구의 증체량과 사료효율이 대조구 및 옥수수 사일리지 처리구와 비교하여 높았다(p<0.05). 또한, 육질등급은 처리구별 유의차가 없었지만 옥수수-대두 혼합사일리지의 급여구에서 가장 우수한 육질등급을 나타내었다. 이상의 결과를 종합하면 옥수수 사일리지에 대두 사일리지의 첨가는 반추위 발효에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 옥수수 사일리지를 급여하는 육성기 거세 한우에게 4% 수준의 대두 사일리지 혼합급여는 증체량 및 사료효율에 영향을 미치며, 육질등급의 증가로 고급육 생산에 도움이 될 것으로 판단된다.

휘발성 유기 화합물 및 암모니아 직접 연소를 통한 배기가스 특성 (Characteristics of Flue Gas Using Direct Combustion of VOC and Ammonia)

  • 김종수;최석천;정수화;목진성;김두범
    • 청정기술
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    • 제28권2호
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    • pp.131-137
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    • 2022
  • 현재 반도체 공정에서 다양한 by-product 및 미사용 가스가 배출되고 있다. 오염물질을 함유한 배기는 일반적으로 유기, 산, 알칼리, 열, 캐비넷 배기 등으로 분류하며, 각각의 배기 특성에 맞는 대기 방지설비에서 처리 후 배출된다. 유기 배기 물질로서 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound, VOC)은 산소 함유 탄화수소, 유황 함유 계 탄화수소 및 휘발성 탄화수소를 총칭하는 물질이고, 알칼리 배기의 주요성분은 암모니아(NH3), 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH)등이 있다. 본 연구의 목적은 유기와 알칼리 배기가스를 동시에 처리하기 위해 직접 연소 및 로 내 온도를 일정하게 유지하여 연소 특성 파악하고 NOX 저감률을 분석하고자 진행하였다. VOC는 Acetone, IPA(isopropyl alcohol), PGMEA(propylene glycol methyl ether acetate)을 사용하였으며, 알칼리 배기 대표 물질로는 암모니아를 사용하였다. 실험 변수로는 온도와 당량 비(equivalence ratio, ER)로 배기가스 특성을 살펴보았다. 물질별 단독 및 혼합 연소테스트를 진행하였다. VOC 단독 테스트 결과 당량 비 1.4 조건에서 완전 연소가 일어남을 확인하였다. 암모니아는 당량 비 감소에 따라 산소 및 질소산화물의 농도가 감소하였다. 혼합 연소 운전 결과 배기가스 조성 내 질소산화물의 대부분은 일산화질소였으며 이산화질소는 10 ppm 부근으로 검출되었다. 전체적으로 질소산화물의 농도는 반응온도가 증가하면서 산화반응이 활성화되어 감소하는 경향을 나타나지만 이산화탄소의 농도는 증가하는 경향을 확인하였다. 전기열원을 적용한 무 화염 연소 기술을 적용하였을 때 VOC 및 암모니아 연소가 원활하게 일어남으로써 현재 별도로 운전되는 유기 및 알칼리 배기 시스템보다 경제성 및 공간적인 측면에서 장점이 있다고 판단된다.

서천 해안지역 길산천 소유역에서의 고염분 지하수와 씻김 현상 (Fossil Saline Groundwater and Their Flushing Out At Gilsan Stream Catchment in the Western Coastal Area of Seocheon, Korea)

  • 문상호;윤윤열;이진용
    • 자원환경지질
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    • 제55권6호
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    • pp.671-687
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    • 2022
  • 우리나라 서·남해 연안 지대는 해안으로부터 10 km 범위 내 관정의 약 47%가 해수의 영향을 받은 것으로 보고되었고, 지하수의 염분화 원인이 해수 침투 때문일 것이라 해석되어 왔다. 서천지역의 길산천은 금강하구둑이 건설·운영되어 매립 농지로 이용되기 전까지는 감조하천으로서 유역 내에는 해수에 의한 퇴적물이 생성되고 그 내부에는 염분 공극수가 존재했을 것으로 추정된다. 길산천 소유역 내 지하수는 EC 값이 111~21,000 µS/cm 범위로서 매우 높은 염분 지하수가 존재하며, 수질 유형은 Ca(or Na)-HCO3, Ca(or Na)-HCO3(Cl), Na-Cl(HCO3), Na-Cl 등 다양하게 나타나고 있다. 이러한 수질의 다양성은 강수 및 지표수로부터 유입 생성되는 담수 지하수 수질과 해수 수질의 혼합 현상 때문에 기인되는 것으로 판단된다. 금번 연구에서는 이러한 수질 다양성 및 염분 지하수의 존재가 현재 진행 중인 해수 침투 때문인지 아니면 조간대 퇴적물 내 고(古)염분 공극수가 씻겨나가는 과정에서 잔존하기 때문인지를 논의하였다. 이를 위해, 연구지역 내 강수, 지표수, 해수, 지하수에 대하여 수질 특성을 비교하고, 삼중수소 함량, 산소/수소 안정동위원소 조성, 87Sr/86Sr 비 등을 비교·검토하였다. 산소/수소 안정동위원소 조성으로 볼 때, EC 값이 큰 염분 지하수들의 물 성분은 담수 지하수와 지표수 물이 혼합된 물로 구성되어 있으며, 삼중수소 함량에 의해 추정되는 연령이 젊은 지하수들은 NO3 함량이 높은 지표 영향을 많이 받은 것들로 나타나, 연구지역의 지하수 수질 진화 과정에는 담수 지하수 및 지표수가 지속적으로 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 또한, 담수 지하수/지표수와 해수를 2개의 단성분으로 가정하고 Cl 함량 변화에 따른 Na/Cl ratio와 나트륨흡착도(SAR)의 변화 패턴을 고려하면, 연구지역 지하수들은 해수 침투가 아니라 고염분 지하수의 씻김 현상을 겪고 있는 것으로 해석되었다.

질산염 화합물 함유 식물 추출물이 in vitro 반추위 발효성상과 메탄 발생에 미치는 영향 (Effects of Nitrate-rich Plant Extracts on the in vitro Ruminal Fermentation and Methane Production)

  • 이신자;이수경;김민성;이성실
    • 농업생명과학연구
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    • 제50권2호
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    • pp.95-105
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    • 2016
  • 본 시험은 질산염함유 식물 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상 및 반추위 메탄 발생에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 공시재료는 감자, 당근, 배추, 상추 및 시금치 추출물을 사용하였으며, 발효 기질은 2mm로 분쇄된 timothy 0.3g을 사용하였다. In vitro 실험은 조사료(timothy) 및 배합사료를 6:4의 비율로 급여한 반추위 cannnula가 시술된 한우 암소에서 채취하였다. 반추위액과 McDougall's buffer를 1:2의 비율로 혼합한 발효액을 0.3g timothy와 식물 추출물이 담긴 50mL serum bottle에 혐기상태로 20mL 분주한 뒤, 39℃에서 9, 12, 24, 48시간 동안 발효하였다. pH는 발효 시간이 증가함에 따라 점점 감소하며, 6.31~6.96으로 정상범위였다. 건물 소화율은 9시간 배추 추출물구에서 유의적으로 낮았고, 암모니아 농도는 감자, 배추, 상추 추출물구에서 대조구에 비해 첨가구에서 유의적으로(p<0.05) 낮았으며, 반추위 미생물 성장량은 발효 24시간대의 당근 추출물구에서 높았다(p<0.05). Acetate와 propionate 농도는 대조구에 비해 첨가구에서 유의적으로 낮았으며(p<0.05) butyrate 농도는 첨가구간에 발효시간별로 각각 다른 양상을 보였다. 총 가스 발생량은 발효 12시간 및 24시간대에서 배추, 상추, 시금치 추출물구에서 유의적으로(p<0.05) 낮았으며, 메탄 발생량은 감자, 배추, 시금치 추출물구가 대조구에 비해 유의적으로(p<0.05) 낮았고, 이산화탄소 발생량 또한 첨가구에 비해 대조구에서 유의적으로(p<0.05) 낮았다. 결과적으로 본 시험에 사용된 5종의 질산염 함유 식물 추출물은 반추위 발효에 악영향을 미치지 않으면서 메탄저감 효과를 나타내었다. 특히 배추 추출물은 반추위내 메탄발생을 저감시킬 수 있는 식물추출물로서 가능성이 높은 것으로 사료된다.

배연가스 분석에 의한 가연성과 유기성폐기물을 혼합한 고형화연료 연소 특성평가 (Characteristics Evaluation of Combustion by Analysis of Fuel Gas Using Refuse-derived Fuel by Mixing Different Ratios with Organic and Combustible Wastes)

  • 하상안
    • 유기물자원화
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    • 제17권3호
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    • pp.27-39
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    • 2009
  • 본 연구는 가연성폐기물, 음식물폐기물 및 하수슬러지를 혼합하여 연료로 제조하여, 연소장치에서 다양한 연소조건에 따라 배출되는 배연가스를 분석하여 연소특성을 조사하였다. CO가스성분은 연소과정에서 불완전연소 부분을 평가하는 가스성분으로서, 연소장치의 실험조건이 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때 가장 낮게 발생하였다. $CO_2$는 시료가 완전 연소되어 최종적으로 발생되는 부산물로서 연소조건이 가장 최적상태인 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때 가장 높은 농도가 발생하였다. $SO_2$ 발생은 시료 중에 황 함유량이 높은 S.1에서 높게 나타났다. NOx는 질소성분이 높은 S.1시료와 온도 $800^{\circ}C$의 조건에서 공기비 m=2의 조건에서 NOx의 발생이 높게 나타났다. HCl가스는 연소과정에서 산소의 촉매 반응을 통해서 분진이나 금속촉매물질과 반응하여 다이옥신류를 발생시키는 전구물질로서 분석결과에서 보면 시료의 Cl함유량이 많은 시료와 동일한 시료에서 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때가 가장 낮은 HCl의 농도가 발생되었다. $NH_3$는 시료의 혼합비율과 온도조건보다는 공기비 2일 때 연소시작 3분 후에 가장 낮게 나타났으며, 연소온도 보다는 공기비가 $NH_3$의 생성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. $H_2S$ 발생은 시료의 황 함유량이 높은 S.1시료와 하수슬러지나 음식물쓰레기 혼합 비율이 높은 경우 높게 나타났다. 연소실험에서 혼합비율에 따라서 제조된 S.1과 S.2의 시료를 연소한 결과 CxHy농도 무연탄 연소시 발생농도와 비슷하게 나타남으로서, 성형하여 제조된 연료는 보조연료 및 주연료로서 가치가 있는 것으로 평가되었다.

플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법에 의한 MCN(M=Ti, Hf) 코팅막의 저온성장과 그들의 특성연구 (Low Temperature Growth of MCN(M=Ti, Hf) Coating Layers by Plasma Enhanced MOCVD and Study on Their Characteristics)

  • 부진효;허철호;조용기;윤주선;한전건
    • 한국진공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.563-575
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    • 2006
  • Ti(C,N) 박막을 온도범위 $200-300^{\circ}C$에서 tetrakis diethylamido titanium유기금속 화합물을 전구체로 이용하여 pulsed DC 플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법 (PEMOCVD)으로 합성하였다. 본 연구에서는 플라즈마 특성을 서로 비교하기 위하여 수소$(N_2)$와 헬륨/수소$(He/H_2)$ 혼합기체를 각각 운반기체로 사용하였으며 전구체 이외에 질소$(N_2)$와 암모니아$(NH_3)$ 기체를 반응기체로 사용하여 서로 다른 플라즈마 화학조건에서 얻어지는 박막내의 탄소함유량(C Content)의 변화를 비교하여 탄소가 가장 적게 함유된 저온 코팅막 합성공정을 찾으려고 하였다. 이를 위하여 증착시 서로 다른 pulsed bias 전압과 기체종류 하에서 여기된 플라즈마 상태의 라디칼종들과 이온화 경향을 in-situ optical emission spectroscopy(OES)법으로 플라즈마 진단분석을 실시하였다. 그 결과 $(He/H_2)$ 혼합기체를 $N_2$와 함께 사용할 경우 라디칼 종들의 이온화를 매우 효과적으로 향상시킴을 관찰하였다. 아울러 $NH_3$ 기체를 $H_2$ 또는 $He/H_2$ 혼합기체와 같이 사용할 경우는 CN 라디칼의 생성을 억제하여 결과적으로 Ti(C, N) 박막내의 탄소함량을 크게 낮춤을 알 수 있었고, CN 라디칼의 농도가 탄소 함유량과 많은 관련이 있음을 알았다. 이 결과는 바로 박막의 미세경도와도 연관이 되며, bias전압과 기체종류에 크게 의존하여 Ti(C, N) 박막의 미세경도가 1250 - 1760 Hk0.01 사이에서 나타났고, 최대치$(1760\;Hk_{0.01})$는 600 V bias 전압과 $H_2$$N_2$ 기체를 사용한 경우에 얻어졌다. HF(C, N) 박막 역시 tetrakis diethylamido hafnium 전구체와 $N_2/He-H_2$ 혼합기체를 이용하여 pulsed DC PEMOCVD 법으로 기판온도 $300^{\circ}C$ 이하, 공정압력 1 Torr, 그리고 bias전압과 기체 혼합비를 변화시키면서 증착하였다. 증착시 in-situ OES 분석결과 플라즈마 내의 질소종의 함유량 변화에 따라 증착속도가 크게 변화됨을 알 수 있었고, 많은 질소기체를 인입하면 질소종이 많아지지만 증착률은 급격히 감소하였고 박막내 탄소의 함량이 커지면서 막질이 비정질로 바뀌고 미세경도 또한 감소함을 알 수 있었다. 이는 in-situ 플라즈마 진단분석이 전체 PEMOCVD 공정에 있어서 대단히 중요하고, Ti(C,N)과 Hf(C,N) 코팅막의 탄소함량과 미세경도는 플라즈마내의 CH과 CN radical종의 세기에 크게 의존함을 의미한다. 그리고 Hf(C,N) 박막의 경우도 Ti(C,N) 박막의 경우와 유사하게 최대 미세경도값$(2460\;Hk_{0.025})$이 -600 V bias 전압과 10% 질소기체 혼합비를 사용한 경우에 얻어졌고, 이는 박막이 주로(111) 방향으로 성장됨에 기인한 것으로 사료된다.