• Environmental Engineering Research
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• 제24권3호
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• pp.376-381
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• 2019

In this study, a poly(vinyl) alcohol/sodium alginate (PVA/SA) mixture was used to fabricate core-shell structured gel beads for autotrophic single-stage nitrogen removal (ASNR) using aerobic and anaerobic ammonia-oxidizing bacteria (AAOB and AnAOB, respectively). For stable ASNR process, the mechanical strength and oxygen penetration depth of the shell layer entrapping the AAOB are critical properties. The shell layer was constructed by an interfacial gelling reaction yielding thickness in the range of 2.01-3.63 mm, and a high PVA concentration of 12.5% resulted in the best mechanical strength of the shell layer. It was found that oxygen penetrated the shell layer at different depths depending on the PVA concentration, oxygen concentration in the bulk phase, and free ammonia concentration. The oxygen penetration depth was around $1,000{\mu}m$ when 8.0 mg/L dissolved oxygen was supplied from the bulk phase. This study reveals that the shell layer effectively protects the AnAOB from oxygen inhibition under the aerobic conditions because of the respiratory activity of the AAOB.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권5호
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• pp.352-358
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• 2001

Because algal cells are so efficient at absorbing incoming light energy, providing more light energy to photobioreactors would simply decrease energy conversion efficiency. Furthermore, the algal biomass productivity in photobioreactor is always proportional to the total photosynthetic rate. In order to optimize the productivity of algal photobioreactors (PBRs), the oxygen production rate should be estimated. Based on a simple model of light penetration depth and algal photosynthesis, the oxygen production rate in high-density microalgal cultures could be calculated. The estimated values and profiles of oxygen production rate by this model were found to be in accordance with the experimental data. Optimal parameters for PBR operations were also calculated using the model.

• 한국표면공학회지
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• 제51권2호
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• pp.133-137
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• 2018

Plasma devices such as jets, pencils, and torches have been developed as new tools that help penetration of target agents and applied to plasma medicine. However, these devices cannot be used in a large area. Therefore, we introduced a flexible plasma device, which can be treated of large area and designed as bendable plasma. In additional, in vitro model based on agarose gel was prepared that can be show effectiveness in the depth of penetration. Plasma treatment conditions such as power, time and distance can be optimized on the agarose gel wound model. The chemical structure of changed polysaccharides was predicted due to reactive excited atoms and molecules, UV photons, charged particles and reactive oxygen and nitrogen species (RONS).

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권1호
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• pp.75-80
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• 2003

해수 중에는 연안 조간대의 저서생물의 생존에 필수적인 용존산소와 영양염이 풍부하게 내포되어 있기 때문에 해수의 토양침투는 저서생물의 생존과 밀접한 관련을 맺고 있다. 그러나 유출된 기름이 조간대에 표착하게 되면 해수의 침투가 차단되어 생물에게 많은 피해를 유발시킬 것이다. 또한 유출된 기름의 토양 침투에 관한 정보는 생태계 영향을 최소화하고 처리를 위한 대책수립의 단서로서 매우 중요하다. 본 연구에서는 유출된 기름의 침투 거동을 파악하고 침투된 기름의 해수 침투 차단을 검토하는 것을 목적으로 하여 연구를 수행하였다. 점도가 낮은 원유가 C중유보다 침투 깊이가 약 2배 깊었으며, 유출된 기름의 침투 깊이는 조간대에 표착된 기름의 양에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 그리고 표착된 기름은 첫번째 조석에서 가장 급격한 침투거동을 보였으나, 두번째 조석변동부터는 급격한 침투 변화는 나타나지 않았다. 그리고 침투한 유분의 수직적 분포로부터 기름은 토양 표층 2cm에 집중적으로 분포하는 것을 알 수 있었다. 한편 해수의 침투량은 표착유의 양에 비례적으로 감소하였으며, C중유가 원유보다 약 1.7배 정도의 해수의 토양 침투량을 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서, 침투한 기름의 처리는 가능한 빠른 시간내에 수행되어야 해수의 침투를 회복시켜 연안 조간대 생태계의 피해를 최소화 시킬 수 있다고 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권3호
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• pp.155-164
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• 1988

$UO_2$ Pellet의 침출도식을 유도하고 실험 자료와 비교검토 하였다. 침출속도 모델은 산소의 Pellet 내부고의 침투로 인한 $UO_2$의 산화과정과 침투 깊이에 따른 산화 $UO_2$의 용해 및 이동과정을 고려하여 얻어 졌다. 이 모델에 의하면 침출속도는 전이상태와 정상상태의 두 영역으로 나뉘어질 수 있으며 변화하는 양상은 초기의 산화상태에 따라 달라진다. 또한 이 모델식은 $UO_2$의 산화반응을 유사한 다른 침출구조에 적용할 수 있어서 일반적 인 침출현상의 해석에 사용될 수 있다.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권3호
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• pp.229-237
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• 2013

We measured two-dimensional (2-D) oxygen distribution in the surface sediment layer of intertidal sediment using a simple and inexpensive planar oxygen optode, which is based on a color ratiometric image approach. The recorded emission intensity of red color luminophore light significantly changed with oxygen concentration by $O_2$ quenching of platinum(II)octaethylporphyrin (PtOEP). The ratios between the intensity of red and green emissions with oxygen concentration variation demonstrated the Stern-Volmer relationship. The 2-D oxygen distribution image showed microtopographic structure, diffusivity boundary layer and burrow in surface sediment layer. The oxygen penetration depth (OPD) was about 2 mm and the one-dimensional vertical diffusive oxygen uptake (DOU) was 12.6 mmol $m^{-2}d^{-1}$ in the undisturbed surface sediment layer. However, those were enhanced near burrow by benthic fauna, and the OPD was two times deeper and DOU was increased by 34%. The simple and inexpensive oxygen planar optode has great application potential in the study of oxygen dynamics with high spatiotemporal resolution, in benthic boundary layers.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.93-100
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• 2014

해수중 환경에서 콘크리트 구조물 내에 매립된 철근은 용존산소의 부족으로 부식이 잘 발생하지 않는다. 이 때문에 해수중 환경의 부식촉진시험은 전기화학적인 방법으로 실시되어, 실제 부식 메커니즘과 맞지 않고 장기거동과의 상관성 도출도 어려운 실정이다. 본 연구에서는 해수중 환경에서의 부식촉진시험법을 정립하기 위해 온도와 염화물농도를 주된 변수로 부식촉진시험을 실시하였다. 부식의 발생 유무는 갈바닉 전위측정법과 반전지전위법을 통한 철근부식모니터링 결과로 판단하였다. 부식촉진시험 결과 온도의 영향이 가장 지배적이라고 평가되었다. 염화물량은 시험 시편의 깊이별 염화물 농도를 측정하였다. 동일한 조건으로 FEM 내구성 해석 프로그램인 DuCOM을 통해 염화물침투 해석을 실시하여 입증하였다. 또한, 인공해수 침지 조건에 따른 용존 산소량은 실험을 통해 구했으며 이를 통해 부식촉진시험 결과의 타당성을 검증하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권3호
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• pp.134-139
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• 2005

본 연구에서는 조간대에서 유출된 기름의 표착 및 침투과정을 파악하고, 침투된 기름의 해수 침투차단 여부를 검토하는 것을 목적으로 하여 모의 조간대를 이용하여 연구를 수행하였다. 표착된 기름의 침투깊이는 분산유가 가장 낮았으며, 풍화유 그리고 원유의 순서로 깊어지는 경향을 나타냈다. 그리고 기름의 침투는 표착된 기름의 양에 의해 좌우되는 것을 알 수 있었으며, 유출된 기름의 침투는 첫번째 조석에서 거의 대부분 결정되며 그이후에는 거의 변화가 없었다. 침투된 기름은 토양 표층으로부터 2 cm 부분이 가장 농도가 높음을 알았다. 기름의 침투량의 증가와 더불어 해수의 침투량이 감소하였으며, 분산유보다는 원유나 풍화유가 보다 많은 양의 해수를 차단하였다. 따라서 해수의 침투량의 차단이라는 관점에서 볼 때 연안 조간대에서 표착유의 저서생물에 대한 피해는 풍화유나 원유가 분산유보다 클것으로 사료된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.464-471
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• 2002

Porosity formation in partial penetration welds by high power lasers is a serious problem in industry. There are two main causes that induce porosity formation. One form of porosity is due to gases (e.g. hydrogen, oxygen) dissolving into the weld pool because of the high temperature and then the rapid solidification traps gases as a bubble in the weld metal. The second problem is voids formed by the keyhole collapsing due to unstable keyhole fluid dynamics. The voids that form at the bottom of the keyhole are relatively large and irregular in shape compared to the gas bubbles; this void formation is the primary concern in this paper. The reduction of voids formed by keyhole collapse is achieved by improving the stability of keyhole. Two methods to improve keyhole stability are discussed in this paper: pulse modulation and beam incident angle. Pulse modulation of the laser beam was performed between 100 Hz and 500 Hz to find out the optimum frequency for the keyhole dynamics. The incident beam angle changed the impact angle of the laser beam to the work surface in a range of 0 to 25 degrees. Glycerin in a semi-solidified state is used as a medium for performing the welding because its transparency allows of visualization of the keyhole.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권1호
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• pp.31-37
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• 2005

갯벌에서 순 광합성률의 시기적 변화를 살펴보기 위해 강화군의 서남단과 남단에 각각 위치한 장화리와 동막리의 조간대 갯벌과, 유기물 함량이 상대적으로 높은 인천 북항 조간대 갯벌을 대상으로 2003년 12월부터 2004년 6월까지 4회에 걸쳐 산소 미세전극을 이용하여 퇴적물 내 산소 농도의 수직 분포를 측정하였다. 조사 기간 동안 장화리와 동막리 갯벌에서 산소의 퇴적물 투과 깊이는 12월에 가장 컸으며(평균 $4.0{\sim}4.1\;mm)$),이후 조사에서는 각각 평균 $2.2{\sim}2.8\;mm$와 $1.6{\sim}l.8\;mm$의 값으로 작아지는 경향을 보였다. 흥미롭게도 인천 북항 갯벌의 산소 투과 깊이는 시기에 관계없이 $0.8{\pm}0.3\;mm$(평균${\pm}ISD$)의 작은 값을 나타냈다. 순 광합성률은 동막리 갯벌에서 3월에 최대값$(11.1{\pm}2.8\;mmol\;O_2\;m^{-2}\;h^{-1})$을 보였으며 장화리와 인천 북항 갯벌에서는 5월에 각각 $6.1{\pm}4.1\;mmol\;O_2\;m^{-2}\;h^{-1}$와 $6.4{\pm}1.4\;mmol\;O_2\;m^{-2}\;h^{-1}$의 최대값을 보였다. 순 광합성률이 최대값을 보인 시기에, 퇴적물 내 공극수의 용존 산소 농도의 최대값은 깊이 $0.1{\sim}0.5\;mm$구간에서 관찰되었으며, 대기로 포화된 표층 해수의 용존 산소 농도에 비해 평균적으로 $1.8{\sim}3.2$배 높았다. 6월 조사 당일에 현장의 광량(400 ${\mu}Einst\;m^{-2}\;s^{-1}$)이 다른 조사 시기에 비해 낮았지만, 이를 감안하더라도 세 지역의 순 광합성률은 크게 감소하여 $0.2\;mmol\;O_2\;m^{-2}\;h^{-1}$이하의 값을 나타냈다. 결론적으로, 순 광합성률의 시기적인 변화 양상은 연구 지역에 따라 다소 차이가 있었지만, 대개 봄철에 표층 0.5mm이내에 분포하는 저서 일차 생산자에 의해 광합성이 가장 활발하게 일어나는 것으로 나타났다. 본 연구는 산소 미세전극을 이용한 갯벌의 광합성 연구에 대한 국내에서의 첫 보고이며, 이 기술은 갯벌의 일차 생산력이나 표층 퇴적물의 산소 소모율 등을 추정하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 여겨진다.