• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.704-712
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• 2006

본 연구에서는 여러 가지 점토광물의 흡착에 의한 $Al^{3+}$, $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Pb^{2+}$ 및 $Zn^{2+}$와 같은 중금속 제거특성을 고찰하였다. 흡착제로는 원료 벤토나이트와 본 연구과정에서 제조한 칼슘 및 나트륨형 벤토나이트, 몬모릴로나이트계 광물인 KSF와 K10을 사용하였다. 이들 다섯 가지 점토광물의 조성은 XRF를 이용하여 분석하였으며 중금속의 농도는 ICP를 이용하여 측정하였다. 또한 각 점토광물의 양이온교환능력과 전하량을 측정하여 비교하였다. 실험결과, 흡착평형은 약 $1{\sim}2$시간 후에 도달하였다. $Na^+$ 치환형 벤토나이트는 $Mn^{2+}$을 제외한 모든 중금속에 대하여 최고 98% 이상의 높은 흡착효율을 나타내었으며 $Mn^{2+}$에 대해서는 최고 66%의 흡착효율을 보였다. KSF는 pH가 증가함에 따라 $Al^{3+}$이 용출되는 것으로 나타났지만 $Pb^{2+}$과 $Zn^{2+}$은 산성을 띠고 있는 KSF에 의하여 각각 최고 88%와 59%의 흡착효율을 나타냄으로써 수소이온농도에 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 전반적으로 중금속의 초기 농도가 증가함에 따라 흡착효율은 감소하고 흡착능(흡착용량)은 증가하는 경향을 나타내었다. $Na^+$ 치환형 벤토나이트의 중금속 흡착능은 농도에 따라 $1.3{\sim}19$ mg/g 정도의 값을 나타내었다. 흡착제 1 g당 각 중금속들의 흡착량은 $Na^+$ 치환형 벤토나이트$\gg$원료 벤토나이트$\approx$K10>$Ca^{2+}$ 치환형 벤토나이트$\gg$KSF의 순서로 나타났다. 프런들리히 흡착등온선으로부터 K와 1/n값을 계산한 결과, $Na^+$ 치환형 벤토나이트의 K값이 모든 중금속에 대하여 가장 크게 나타났으며 1/n은 $0.2{\sim}0.39$ 범위로 나타나 중금속 흡착에 가장 적합한 점토광물임을 알 수 있었다. 또한 흡착능은 Al>Cu>Pb>Zn>Mn 순으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.458-462
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• 2016

염수전기분해(saline water electrolysis) 또는 클로로-알칼리 막공정(chlor-alkali membrane process)은 양이온교환막과 전극으로 구성되는 전해셀에 전기를 가하여, 고순도(> 99%)의 고부가가치 화합물(예 : 염소, 수소, 수산화나트륨)을 직접 제조하는 화학공정이다. 염수전기분해의 경제성은 동일한 양의 화합물을 생산하기 위해 투여되는 에너지 소비량을 저감시킴으로 달성될 수 있다. 이러한 이슈는 전해질이나 전극의 고유 저항을 줄이거나, 전해질과 전극 사이의 계면 저항을 감소시킴으로 달성시킬 수 있다. 본 연구에서는 전자빔 동시조사법을 사용하여, 높은 화학적 안정성을 지닌 탄화수소계 술폰산 이오노머 막의 표면에 높은 이온선택성을 갖는 고분자를 접목 시키는 시도가 이루어졌다. 이를 통해, 고분자 전해질 막의 이온전도성을 보완함과 동시에, 전극과의 계면 저항을 감소시켜, 전기화학적 효율 향상이 이루어짐을 관찰하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.659-665
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• 2010

A cis-epoxysuccinate hydrolase (CESH) from Bordetella sp. BK-52 was purified 51.4-fold with a yield of 27.1% using ammonium sulfate precipitation, ionic exchange, hydrophobic interaction, molecular sieve chromatography and an additional anion-exchange chromatography. The CESH was stable in a broad range of temperature (up to $50^{\circ}C$) and pH (4.0-10.0) with optima of $40^{\circ}C$ and pH 6.5, respectively. It could be partially inhibited by EDTA-$Na_2$, $Ag^+$, SDS, and DTT, and slightly enhanced by $Ba^{2+}$ and $Ca^{2+}$. The enzyme exhibited high stereospecificity in D(-)-tartaric acid (enantiomeric excess value higher than 99%) with $K_m$ and $V_max$ values of 18.67 mM and $94.34\;{\mu}M$/min/mg for disodium cis-epoxysuccinate, respectively. The Bordetella sp. BK-52 CESH gene, which contained 885 nucleotides (open reading frame) encoding 294 amino acids with a molecular mass of about 32 kDa, was successfully overexpressed in Escherichia coli using a T7/lac promoter vector and the enzyme activity was increased 42-times compared with the original strain. It may be an industrial biocatalyst for the preparation of D(-)-tartaric acid.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권4호
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• pp.260-269
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• 2013

Two single-crystals of fully dehydrated, partially $Li^+$-exchanged zeolites X (Si/Al = 1.09, crystal 1) and Y (Si/Al = 1.56, crystal 2), were prepared by flow method using 0.1 M $LiNO_3$ at 393 K for 48 h, respectively, followed by vacuum dehydration at 673 K and $1{\times}10^{-6}$ Torr. Their structures were determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group $Fd\bar{3}$ and $Fd\bar{3}m$ at 100(1) K for crystals 1 and 2, respectively. They were refined to the final error indices $R_1/wR_2$ = 0.065/0.211 and 0.043/0.169 for crystals 1 and 2, respectively. In crystal 1, about 53 $Li^+$ ions per unit cell are found at three distinct positions; 9 at site I', 19 at another site I', and the remaining 25 at site II. The residual 25 $Na^+$ ions occupy three equipoints; 2 are at site I, 7 at site II, and 16 at site III'. In crystal 2, about 31 $Li^+$ ions per unit cell occupy sites I' and II with occupancies at 22 and 9, respectively; 3, 4, 23, and 3 $Na^+$ ions are found at sites I, I', II, and III', respectively. The extent of $Li^+$ ion exchange into zeolite X (crystal 1) is higher than that of zeolite Y (crystal 2), ca. 73% and 56% in crystals 1 and 2, respectively.

• 자원환경지질
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• 제34권3호
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• pp.255-269
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• 2001

여수 북동부 화산암지역에서 다중패커 시스템(Multi-packer system)을 이용하여 구간별로 시료 채취를 수행하고, 시추공 지하수에 대한 지화학 특성 연구를 수행하였다. MP system에 의해 구간별로 격리된 지하수의 pH(up to 9.6)는 기존 시료채취방법에 의해 측정된 pH(7.0~7.9)보다도 매우 높은 값을 보여준다. 시추공 지하수의 수리화학자료는 구간별로 특징적인 화학조성을 나타낸다. 이는 지하수의 지화학적 특성이 단열체계특성에 의해 지배를 받는 지하수 유동로를 따라 진행되는 물-암석 반응에 의해 진화되었음을 지시한다. 특징적으로 시추공 K1 하부구간(심도138~175m)의 지하수는 높은 Ca 함량(up to 160mg/L)과 Cl 함량(up to 293mg/L)을 보이는 Ca-Cl$_2$유형을 보여주며, Na 함량(up to 67mg/L) 과 SO$_4$함량(105mg/L) 역시 기타 구간에 비해 높은 값을 보여준다. 이러한 지하수의 지화학적 특성은 해수혼합, 양이온교환반응 및 황철석의 산화반응 등에 의해 진화된 것으로 해석할 수 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.253-260
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• 2005

국내 시설하우스의 경우 화학비료를 비롯한 각종 농자재의 투입으로 인하여 비료 성분이 집적되었고 이는 작물의 수분흡수 장해를 유발하여 영양장해와 품질저하를 초래하고 있다. 또한 일부 지역에서는 농작물 가식 부위로의 ${NO_3}^-$ 축적과 질소 및 인의 용탈로 인한 수질 오염이 우려 된다. 본 연구에서는 연작장해가 발생한 시설채소재배지 토양의 물리화학적 특성을 평가하고 염류성분을 흡착 고정화할 수 있는 흡착제를 처리하여 토양용액에 존재하는 염류성분을 경감시킬수 있는 최적의 흡착제를 선별하고자 하였다. 실험에 사용된 토양은 유효인산$(1431{\sim}6516mg\;kg^{-1})$, 질산성 질소$(117.60{\sim}395.73mg\;kg^{-1})$, 치환성 칼슘$(4.06{\sim}11.07\;cmol_c\;kg^{-1})$ 및 마그네슘$(2.59{\sim}18.76\;cmol_c\;kg^{-1})$ 성분이 기준치를 과도하게 초과하여 염류장해를 유발하는 요인으로 작용하였다. 염류집적 토양에 대한 미강처리는 토양용액 내의 인산과 질산이온을 $93{\sim}100%$ 감소시켰으며 처리효율은 미강 > 혼합이온교환수지 > 분말형 제올라이트 순으로 나타났다. 미강을 제외한 모든 처리구는 pH $7.98{\sim}8.11$의 범위를 나타내었으며 미강 처리구에서는 토양의 pH가 6.61로 감소되었다. 미강 처리구의 경우 토양의 종류에 따른 차이는 있었으나 음이온에 대한 흡착능력이 매우 뛰어남을 알 수 있었다. 토양용액 중의 칼슘 이온에 대한 제거효율은 제올라이트 $1{\sim}65%$, 혼합이온교환수지 $7{\sim}61%$의 범위를 나타냈으며 미강의 경우 일부 토양에서는 토양용액 중의 칼슘 농도를 증가시키는 것으로 나타났으며 양이온교환수지의 경우 암모니움 이온과 칼륨 및 나트륨 이온에 대해서도 가장 뛰어난 흡착특성을 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 양이온의 경우에는 혼합이온 교환수지 처리가 그리고 음이온의 경우 미강 처리가 토양용액 중의 염류성분의 흡착 제거에 뛰어난 효과가 있는 것으로 평가되었으며 경제적인 측면에서도 적용 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2000

The purpose of this study is to investigate the physicochemical characteristics of salinization of groundwater at the estern area of Cheju island. For this purpose, the major ions of groundwater, spring water are analyzed. The concentration of $Cl^-$ and Na^++K^+$/ contained in the groundwater at near the coastline are higher than those at inland area away from the coastline. The water quality components of groundwater observed at this area can be classified into 4 types such as Na-Cl, $HCO_3, Na-Cl-HCO_3$ and Ca-HCO$_3$. The concentration ratio of $SO_4^1 to Cl^- is 0.1354(R^2=0.972)$ at this area. This value is very similar with Dittomer's ratio of 0.13. For Na^+, K^+, and Mg^{2+}/ versus Cl^-$, their ratios also show a significant relationship between sea water and groundwater in this area. From the chloride-bicarbonate ratio, it can be estimated that the intrusion distance of seawater from coastline to inland area is 2.8km at Onpyung-Nansan, Sangdo and Pyungdae areas, and 5.4km at Kosung-Susan area. The mixing ratio between seawater and fresh water by the intrusion of seawater is decreased with the distance toward inland from coastline. This ratio(fresh water : seawater) is 80:20 in spring water adjacent the coastlines, Onpyung area and 99.8:0.2 in the well at No.3 of Susan located at inland away from the coastline. The concentration of $Na^+$ observed at field is 25~45% lower than that theoretically calculated by this mixing ratio. Based on the data of EC, the equipotential line of 500$\mu$mhos/cm is located at 4~5km poing at Kosung-Susan area and 2.5km point at the other area. The equation of correlation between $Cl^-$ concentration and EC values is $Cl^-$=0.1927EC-16.683 for the area lower than 500 $\mu$mhos/cm and $Cl^-$=0.2773EC for the area beyond 500 $\mu$mhos/cm.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제26권1호
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• pp.76-81
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• 2011

The protease produced by a Bacillus pumilus CN8 strain was purified by DEAE-Cellulose-52 ion exchange. It has a molecular weight of approximately 96,920 Dalton. In the present study, this protease showed strong activity over a broad range of pH (6.5-9.5) and temperature from $40^{\circ}C$ to $60^{\circ}C$, and the protease performed the maximal activity at pH 7.3 at $42^{\circ}C$. The effect of metal ions on protease activity showed that $K^+$ could slightly increase the protease activity, and other ions such as $Zn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Na^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ had no significant activation or inhibition to the protease (P> 0.05), and the more important is that $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Sn^{2+}$, $Cd^{2+}$ had a strong inhibitory effect on the protease activity.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.125-138
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• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국식물병리학회지
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• 제11권4호
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• pp.312-317
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• 1995

The polygalacturonase (PG) production in rotten apples by Botryosphaeria dothidea was purified by using gel filtration and ion exchange column chromatography, and the biochemical characters of PG were investigated. The purified PG appeared as a single band on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) with approximate molecular weight of 49 kilodalton (kDa). The molecular weight was equal to the native molecular weight estimated by gel filtration. The Km and Vmax values of PG were 0.51 mg/ml and 90.9 $\mu$M/min/ml, respectively. Optimum pH was 4.0~5.0, and the PG activity was stable from pH 5.0~10.0. Optimum temperature of the enzyme activity was 4$0^{\circ}C$. The PG activity was relatively stable at 2$0^{\circ}C$, but it was reduced 45% at 4$0^{\circ}C$ and completely inactivated at 8$0^{\circ}C$. The PG activity was considerably inhibited by Cu2+, Zn2+, SDS and EDTA, whereas it was not effected by Ca2+, K+, Mg2+ or Na+ ions.