• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.858-863
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• 2020

본 연구에서는 활성탄소를 이용하여 해양환경으로 유출된 침강 HNS를 현장에서 대응하기 위한 기술 개발을 목적으로, 활용 가능한 활성탄소의 조건을 검토하고 예상 소요량을 산출하였다. 입자 크기별 7종의 활성탄소들을 대상으로 침강 속도를 측정하였고, 침강 HNS로 분류된 클로로포름(CHCl3)에 대한 흡착용량을 실험실 규모 실험(lab-scale test)으로 측정하였다. 또한 7종 활성탄소들에 대하여 유해물질함량과 용출 실험을 실시하여 용출된 유해물질 함량을 정량 분석하였다. 평균 침강속도(Mean particle-settling velocity)는 0.5~8 cm/sec의 범위로 8-20 mesh 경우를 제외하고 입자의 크기가 클수록 침강속도가 빨랐으며, 클로로포름에 대한 흡착효율은 대체로 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 증가되었다. 또한 현장 투입 후 2차 오염가능성 확인을 위한 유해물질함량과 용출 실험 실험에서 >100 mesh의 활성탄소는 전함량분석결과가 아연(Zn)과 비소(As)가 수처리제기준보다 높고, 용출실험결과에서도 크롬(Cr), 아연(Zn), 비소(As)가 다른 활성탄소에 비해 높은 농도로 용출되었다. 흡착효율, 침강속도, 유해성분 용출량 등을 종합적으로 고려하여 현장 처리 적용 가능한 활성탄소는 20-60, 20-40, 2mm&down mesh 이었으며, 흡착용량을 최우선으로 판단하여 투입물량을 계산하면 최소 현장 투입 물량은 각각 0.82, 0.90, 1.28 ton/㎘ 이다.

• 한국환경농학회지
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• 제41권4호
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• pp.310-317
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• 2022

BACKGROUND: The salt in soil interrupts crop growth. Therefore, water resources are used to remove any salt found in the soil. However, water resources have been reduced by global warming; thus, a new study is required into reducing the salt in soil. Recently, the bottom ash (BA) of a biomass power plant was found to be similar to biochar. Hence, it can be used to remove heavy metals and wastewater through the adsorption characteristics of BA. The objective of this study was to evaluate the improvement effects on crop growth in saline soil containing the BA from biomass power plants. METHODS AND RESULTS: The effect on crop growth in the saline soil supplemented with BA was studied with the crop-planted pots, which were packed by reclaimed greenhouse soils collected from Byolyang, Suncheon. The BA application level was 25, 50, 100, 200, and 400 kg/10a (referred as BA25, BA50, BA100, BA200, and BA400, respectively). The BA increased the fresh weights of the leaf and root, while nitrogen uptake increased by approximately 24-102% and 54-77%, respectively for the lead and root. The phosphorous uptake increased by 38%, although only in the leaf of the lettuce. In the case of soil, BA increased water content, pH, EC, CEC, and NH₄⁺ and the SAR of the soil decreased by 5-15%. The bottom ash increased the contents of Ca²⁺ and Mg²⁺, and fixed the amount of Na⁺. CONCLUSION(S): It was confirmed the bottom ash of a biomass power plant, based on wood pellets, improved crop growth, and increased the nutrient uptake of crops in saline soil. In addition, bottom ash, which has a wide range of porosity and high values of pH and EC, improved properties of the saline soil. However, the BA has a large amount of B, As, and heavy metals. Finally, it may require a study on the safety and contamination of heavy metals contained in the bottom ash, which would be applied in soil for a long time.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.77-83
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• 2023

급격한 산업화에 따른 에너지 사용량의 증가로 대기 중 이산화탄소(CO₂)의 농도가 증가하여 기후변화가 가속화되고 있다. 여기에 대응하기 위해 에너지 패러다임 전환이 필요하고, 그 일환으로 수소(H₂)가 주목받고 있다. 하지만 현재 대부분(95%)의 수소가 화석연료 기반의 추출수소로 생성되며, 많은 양의 CO₂를 배출하고 있다. 이를 그레이수소라 하는데 여기에 CO₂포집·이용·저장(CCUS)기술을 적용하여 CO₂ 배출량을 줄이면 블루수소가 된다. 상용 CO₂ 포집기술로는 습식법, 건식법, 분리막법이 있는데 각자 장단점을 가지고 있어 배가스 특성분석이 선행되어야 한다. 수소생산기지에서 배출되는 CO₂는 수분제거 시 20%를 상회하고 배출량은 중소규모로 분류되어 습식법 보다 분리막법의 적용이 유리할 것으로 판단된다. 또한, LNG 냉열을 사용할 수 있다면 분리막의 포집성능(선택도)이 향상되어 효율적인 CO₂ 포집 공정 구현이 가능하다. 본 연구에서는 수소생산기지에서 배출되는 배가스를 분석하고 여기에 적합한 CO₂ 포집기술에 대한 논의가 이뤄질 것이다.

• 농약과학회지
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• 제19권3호
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• pp.174-184
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• 2015

OECD Test guideline 501에 따라, 벼에서의 [$^{14}C$]butachlor의 식물대사 시험을 실시하였다. 시험토양은 국내 논토양의 대표적인 토성인 양토였으며, 사용지침서상의 사용법에 준하여 이앙 6일 후 [$^{14}C$]butachlor를 입제로 조제하여 1.5 kg/ha 수준으로 토양 수면에 처리하였다. 시료는 시험물질 처리 후 85일과 126일에 채취하였다. 85일 시료는 이삭, 벼 잎, 뿌리로 126일 후 시료는 현미, 왕겨, 볏짚, 뿌리로 분리하였다. 모든 식물 부위의 총 방사성 잔류량은 0.01 mg/kg 이상이었다. 그 후, 대사산물과 모화합물를 확인하기 위하여 극성이 다른 유기용매와 물 혼합용액을 이용하여 시료를 추출 후 Radio-HPLC로 분석하였다. 벼 추출액 중 butachlor는 검출되지 않았고, 5개의 잠정적 주요 대사산물(M1, M2, M3, M4 그리고 M5)이 검출되었으며, 대사산물 중 M4는 2,6-diethylanline로 동정되었다. 토양 추출액에서 N-(butoxymethyl)-N-(2,6-diethyl phenyl)acetamide, 2,6-diethylaniline, M2, M3 그리고 M5가 검출되었으며 butachlor의 농도는 낮은 수준 (약 0.03 mg/kg)으로 검출되었다.

• 농약과학회지
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• 제19권3호
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• pp.230-240
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• 2015

본 연구는 농작업자의 호흡노출 측정에 사용되어오던 고체흡착제 외에 최근에 사용되는 유리섬유여과지가 장착된 IOM 채집기에 대해서, 고체 제제인 kresoxim-methyl 입상수화제와 액상 제제인 fenthion 유제를 이용하여 포집효율과 파과율을 측정하여 효율성을 검증하고자 하였다. LC-MS/MS 기기상 최소검출량은 12.5 pg, 분석법상 검출한계는 5.0 ng/mL이었고, 각 노출 시료의 matrix matched standard의 직선성은 $R^2$ 값이 0.999 이상이었다. 사용된 유리섬유여과지와 고체흡착제에서의 두 가지 농약의 회수율은 유리섬유여과지는 kresoxim-methyl 102-109%, fenthion 97-104%, XAD-2 resin 고체흡착제는 각각 94-98%, 93-100%이었다. 포집효율은 IOM 채집기(유리섬유여과지 장착)와 고체흡착제(XAD-2 resin)를 연결한 후 개인용 공기펌프에 연결하여 측정하였다. 고체 및 액상 2가지 제제를 표준배율로 희석하여 IOM 채집기에 분무하여 포집효율을 본 결과 두 제제 모두 유리섬유여과지에 포집되었고 고체흡착제로 통과되지 않았다. 파과시험은 IOM 채집기의 유리섬유여과지에 농약 표준 용액을 가하고 고체흡착제를 연결한 후 개인용 공기펌프에 연결하여 측정하였다. 파과시험 결과, kresoxim-methyl은 87-101%, fenthion은 96-105%가 첫번째 유리섬유여과지에 흡착/보유되어 있었고 두 번째 유리섬유여과지나 고체흡착제로 파과되지 않았다. 따라서 유리섬유여과지가 장착된 IOM 채집기는 고체 제제나 액상 제제나 상관없이 포집효율과 흡착/보유 능력이 뛰어난 것으로 검증되어 농약 호흡노출 연구에 적극 활용될 것으로 판단한다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1116-1122
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• 2008

기존의 하수슬러지 소각재를 용융하여 경량 골재로 재활용하는 기술은 물성이 일정하지 않으며, 또한 하수슬러지만 소각 용융한 경우에는 물성이 경량골재 기준을 만족하지 못해 사용이 제한적인 실정이다. 따라서 본 연구에서는 30%의 함수율을 가진 건조 하수슬러지를 대상으로 굴 패각, 폐 주물사, 쇠의 녹과 같은 무기성 폐기물 첨가제를 이용해 CaO/SiO$_2$, SiO$_2$/Al$_2$O$_3$, Fe$_2$O$_3$/SiO$_2$비를 조절하여 낮은 용융온도에서도 균일한 품질의 골재용 슬래그를 생산하고자 하였다. 1,400$^{\circ}C$에서 20분간 용융하였을 때, 굴패각 첨가실험에서는 CaO/SiO$_2$ 비 1.00, 폐 주물사 첨가 실험에서는 SiO$_2$/Al$_2$O$_3$ 비 3.0 그리고 쇠의 녹 첨가 실험에서는 Fe$_2$O$_3$/SiO$_2$비 0.6에서 밀도가 각각 2.24 g/cm$^3$, 2.45 g/cm$^3$, 2.73 g/cm$^3$였으며, 24시간 수 흡수성은 각각 4.72%, 1.44%, 0.37%로 가장 우수한 슬래그 생산이 가능한 것으로 판단되었다. 폐기물 첨가제를 첨가한 용융슬래그를 생산함으로써 자원순환 및 환경오염 방지 효과가 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.432-440
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• 2015

유기물의 열분해로 생성되는 바이오차는 토양 탄소 저장량을 증가시킴으로써 기후변화를 완화할 수 있는 전략으로 소개되고 있다. 또한 바이오차는 토양의 흡착능을 증대시켜 중금속으로 오염된 토양을 정화할 수 있다고 보고된다. 본 연구는 두 종류 바이오차의 토양 중금속 제거 효과와 함께 기후변화 완화효과를 동시에 알아보기 위해 수행되었다. 두 종류의 바이오차는 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스를 열분해 하여 준비했다. 납으로 오염된 농경지 토양은 바이오차 및 바이오매스와 혼합되어 60일 동안 배양하였다. $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 배양 기간 동안 주기적으로 측정되었고 토양 분석은 배양 종료 후 아세트산을 이용한 납 추출량을 비롯한 생화학적 요소에 대해 수행하였다. 그 결과, 배양 후 납의 양은 BC_Ch에서 71% 만큼 감소했다. 배양 중 $CO_2$와 $N_2O$ 발생은 BC_Ch, TW_Ch에서 각각 BC_Bm, TW_Bm 대비 약 24%, 34% 감소하였다. $CH_4$ 발생은 바이오차 처리에 의한 유의한 차이를 나타내지 않았다. GWP 계산 과정에서 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$), 토양에 처리한 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스와 바이오차, 토양 내 총 탄소량을 고려하였으며, 바이오차 투입으로 토양 내 납의 농도가 감소한 BC_Ch를 제외한 나머지 처리구와 대조구에 제올라이트를 투입하였다고 가정하여 GWP 계산을 수행하였다. BC_Ch가 GWP 측면에서 가장 유리한 것을 보였는데, 이는 가시박 바이오차가 높은 납 흡착과 토양 내 탄소 격리 효과를 나타냈기 때문으로 사료된다. 결론적으로, 가시박으로부터 생성한 바이오차를 투입하는 것이 토양 오염 저감과 기후변화 완화 효과를 동시에 기대할 수 있는 전략임을 시사한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.325-345
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• 2020

본 연구에서는 다매체 퓨가시티 모델을 기반으로 Volatile organic compounds (VOCs) 방지기술의 인체위해성·환경성·경제성 평가를 수행하여 석유화학 산업단지 내 VOCs 저감을 위한 최적가용기법(Best available technology, BAT)을 선정하였다. 다매체 퓨가시티 모델을 이용하여 U-city에 소재한 석유화학 산업단지에서 배출되는 VOCs 중 Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene (BTEX)의 다매체 거동 특성과 잔류농도 분포를 예측하였다. 매체 통합 인체위해성 평가 및 민감도 분석을 이용해 BTEX의 물질별 인체위해성을 예측하고 주요 영향 변수를 규명하였으며, 다매체 환경시스템 내 잔류농도 기준의 환경성 평가와 비용-편익 경제성 평가를 수행하여 우수환경관리기법군(BAT군)을 선정하였다. BTEX의 다매체 거동 분석 결과, 토양 매체에서 높은 잔류 분포 특성(60%, 61%, 64%, 63%)을 보였으며, Xylene은 모든 다매체 환경에서 가장 높은 잔류성을 보였다. BAT후보군 중에서 흡수법은 가장 높은 인체위해성을 보여 BAT 선정에서 제외하였으며, 민감도 분석 결과 대기 매체에서의 물질 반감기와 경로별 노출계수가 인체위해성과 높은 상관성이 있는 것으로 판단되었다. 환경성 평가와 비용-편익 경제성 평가를 고려하여, 재생 열산화법, 재생 촉매산화법, 바이오 필터법, UV 산화법, 활성탄 흡착법을 석유화학 산업단지 내 VOCs 저감을 위한 BAT군으로 선정하였으며, 본 연구에서 제시한 매체통합적 접근 방식의 BAT 선정 방법론은 사업장에서 오염물질 저감을 위한 최적의 배출시설 선정과 통합환경관리제도 운영에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.451-464
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• 2008

삼상 역 유동층은 유동하거나 부유하는 입자의 크기가 매우 작은 경우나 유동입자의 밀도가 액체보다 작은 담체나 접촉매체 또는 촉매전달물질인 경우에 생물반응기, 발효공정, 폐수처리공정, 흡착, 흡수공정 등에 매우 효과적으로 사용될 수 있어서 그 적용성은 날로 증대되고 있다. 그러나, 삼상 역 유동층에 대해서는 많은 연구가 진행되지 않아 왔으며 수력학적 특성에 대한 연구조차도 미흡한 실정이다. 삼상 역 유동층을 이용한 많은 종류의 반응기와 공정들의 운전과 설계 그리고 scale-up을 위해서는 삼상 역 유동층에서 수력학적 특성과 열전달과 물질전달과 같은 이동현상에 대한 정보는 필수적이라는 것은 자명한 사실이다. 따라서, 본 총설에서는 삼상 역 유동층에 대한 정보들을 공학적 측면에서 요약하고 재정리하여서 이 분야의 현장에서 필요한 지식들을 제안하고자 하였다. 본 논문은 수력학적 특성, 열전달 특성 그리고 물질전달 특성의 세 부분으로 이루어져있다. 즉, 수력학적 특성 부분에서는 운전변수가 상 체류량, 기포의 특성 그리고 유동입자의 분산에 미치는 영향을 검토하였으며, 열전달 특성 부분에서는 삼상 역 유동층에서의 운전변수가 열전달 계수에 미치는 영향을 고찰하였고, 열전달 모델에 대한 정리를 하였으며, 물질전달 특성 부분에서는 운전변수가 연속액상의 축방향 분산계수 및 액상 부피물질전달계수에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 또한, 각 절에서 유동입자의 최소유동화속도, 상 체류량, 기포특성, 유동입자의 요동빈도수 및 유동입자의 분산 등과 같은 수력학적 특성과 열전달 계수 그리고 연속액상의 축방향 확산계수와 물질전달계수 등을 예측할 수 있는 상관식들을 제안하였다. 본 총설의 마지막 절에서는 삼상 역 유동층의 공업적 응용을 위해 앞으로 더 연구해야하는 내용에 대해 제안을 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.80-86
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• 2013

본 연구에서는 광촉매담지 실리카담체 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템을 활용하여 악취 가스인 황화수소 및 휘발성유기화합물(VOC)인 에탄올 및 톨루엔이 함유된 폐가스처리를 수행하고, 그 연구결과를 상용 광촉매담지 부직포필터 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템을 활용한 연구결과와 비교 및 평가하였다. 광촉매담지 실리카담체 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템의 경우는 1단계 운전에서 에탄올 및 톨루엔의 제거율은 각각 80% 및 20% 값을 계속 유지하였으나, 에탄올의 제거율은 톨루엔과 다르게 점점 떨어져서 1단계 끝에는 제거율 40% 값을 보였다. 한편 황화수소의 제거율은 100%에서 90%로 감소하였다. 에탄올의 제거율은 2단계 운전에서 10% 값을 보여서 더욱 감소하였으나, 황화수소 및 톨루엔 제거효율은 처리대상 폐가스의 톨루엔 부하가 4배로 급격히 증가하였음에도 불구하고 제거효율이 각각 90% 및 20% 값을 그대로 유지하였다. 3단계 운전은 알루미늄 코팅된 반사막필름을 광촉매반응기에 사용한 결과로서, 에탄올 및 톨루엔의 제거율은 각각 약 5%가 증가한 15% 및 25%의 제거율을 보였다. 한편 광촉매담지 부직포필터 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템의 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 제거율은 1단계 운전에서 각각 10%, 97% 및 100% 값을 유지하였다. 그러나 2단계 운전에서 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 제거율은 각각 5%, 95% 및 2~3% 미만의 제거율을 보여서 에탄올과 황화수소는 제거율이 약간 저하되었으나 톨루엔의 경우에는 완전 제거에서 급락하였다. 또한 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 모든 경우에서 반사막필름의 효과를 전혀 보지 못하였다. 따라서 상용 광촉매담지 부직포필터 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템에서 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 제거는 부직포필터의 혐수성 VOC에 대한 흡착능에 주로 기인하였고, 광촉매 활성에 의한 제거는 광촉매담지 실리카담체 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템보다 훨씬 미미하였다.