• 대한환경공학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.631-638
• /
• 2010

다양한 오염원을 통해 토양에 유입된 비소는 작물을 통해 인체로 전이되어 심각한 질환을 유발한다. 특히 가금류 사료에 첨가되는 록살슨(roxarsone)의 경우 퇴비 중에 포함되어 토양으로 유입되면 독성이 강한 무기비소로 변환된다. 본 연구에서는 비소 오염토양의 안정화 공법 적용을 위해 산업부산물인 영가철과 제강슬래그를 투입하여 토양 내 비소의 안정화 연구를 수행하였다. 비소(무기비소)와 록살슨(유기비소)으로 오염된 토양에 영가철 및 제강슬래그를 0%(w/w), 1%(w/w), 3%(w/w), 5%(w/w) 처리하고 30일 간 반응시킨 후 비소의 저감정도를 살펴본 결과 왕수추출에 의한 비소의 총함량은 무처리구에서 비소 오염토양이 2,285 mg/kg, 록살슨 오염토양이 6.5 mg/kg으로 나타났다. 1 N HCl 가용성 비소는 비소 오염토양의 무처리구가 1,351 mg/kg, 영가철 처리구가 713~1,034 mg/kg로 무처리구 대비 최대 40% 이상 감소하였다. 제강슬래그 처리구의 경우 1 N HCl 가용성 비소농도가 소폭으로 감소하였으며 5% 처리구(1,245 mg/kg)에서 통계적으로 유의성 있는 감소효과가 나타났다. 록살슨 오염토양에서는 영가철 1~5% 처리 시 비소의 농도가 0.69~3.13 mg/kg으로 처리 간에 유의성 있게 감소하는 경향을 나타내었으며 제강슬래그의 처리는 통계적으로 유의성 있는 감소효과는 발생하지 않았다. 특히 록살슨 오염토양은 영가철과 제강슬래그 처리 시 검출되는 비소의 양이 무처리구보다 증가하는 것으로 나타나 유기비소인 록살슨이 무기비소로 변환되는 과정에서 영가철과 제강슬래그가 영향을 끼친 것으로 판단되었다. 0.01 M $CaCl_2$ 에 의한 추출(유효태 비소) 결과 비소오염토양의 무처리구 유효태 비소농도는 0.85 mg/kg, 영가철 5% 처리구에서 0.06 mg/kg 로 무처리구 대비 90% 이상 감소하였다. 비소오염토양에 대한 제강슬래그 처리에서는 제강슬래그에 함유된 인과 토양 내 비소가 경쟁하면서 처리량이 증가함에 따라 비소농도가 증가하였다. 록살슨 오염토양의 경우 영가철과 제강슬래그 처리량 증가에 따라 비소의 농도가 감소하였으나 무처리구에 비하여 비소가 높게 검출되었다. 이는 토양에 투입된 영가철과 제강슬래그가 유기비소에서 무기비소로의 변환과정에 영향을 준 것으로 판단된다. 특히 토양 내 인산과 비소는 철에 대해서 경쟁반응을 하는데 이는 영가철 처리 시 검출되는 비소농도에 영향을 미친 것으로 판단되었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제20권3호
• /
• pp.28-39
• /
• 2011

본 고는 토양세척-폐수처리-처리수재활용의 친환경공정순환시스템에 대한 이론적인 조사와 국내외 실제적용사례를 조사하였다. 광산폐기물에 함유된 이동성과 용해성이 큰 비소 및 독성 중금속들은 주변 토양 및 지하수를 오염시킬 수 있기 때문에 오염토양은 적절하게 처리되어야 한다. 국내외에서 비소와 중금속 오염토양에 시도되었거나 성공한 기술은 반응벽체(reactive barriers) 및 복토(encapsulation), 고형화(solidification)/안정화(stabilization), 토양세척(soil washing), 식물정화기법(phytoremediation) 등이 있는데, 이 중 본고는 용액을 사용하여 토양으로부터 오염물질들을 제거하는 물리화학적인 기술인 토양세척에 대해 다루었다. 토양세척의 한가지 큰 문제점은 처리 후에 폐수가 대량으로 발생한다는 것이고, 이 폐수에는 세척용액의 리간드와 결합한 오염물질들이 함유되어 있기 때문에 추가적인 처리공정이 필요하다. 그 처리기술에는 오염물질과 세척용액의 특성에 따라 다양한 물리, 화학, 생물학적 처리가 있는데, 그 중에서 화학적 처리기술인 침전/공동침전법, 멤브레인막여과법, 흡착처리법, 이온교환처리법, 동전기처리법에 대해서 본문에 자세히 언급하였다. 마지막으로 각각의 처리법에 따라 실제 토양세척폐수처리 및 재활용에 관한 최근 국내외 연구사례 대해 소개하였고, 이러한 기술들을 바탕으로 토양세척폐수발생문제를 해결하고 수자원절감을 통한 공정의 전반적인 비용효과를 높일 수 있을 것이다.

• 대한화학회지
• /
• 제50권3호
• /
• pp.216-223
• /
• 2006

혈류 내에서 리포솜의 안정성을 향상시키기 위해 지질-고분자 유도체를 지질 이중층에 도입하거나 친수성 고분자를 리포솜에 결합시켜 리포솜의 표면을 개질하는 방법이 개발되어왔다. 본 연구에서는 비닐 단량체로서 히드록시에틸메타크릴레이트(HEMA)와 히드록시폴리옥시에틸렌메타크릴레이트(HPOEM)를 자유 라디칼 중합하여 측쇄에 다수의 폴리에틸렌옥사이드를 갖는 빗(Comb) 모양 공중합체인 poly(HEMA-co-HPOEM)를 제조하였다. Poly(HEMA-co-HPOEM)를 리포솜의 표면에 결합시키고 혈장 용액 내에서 개질된 리포솜의 특성을 살펴보았다. Poly(HEMA-co-HPOEM)으로 개질된 리포솜의 입자크기는 대조군 리포솜에 비해 약 30 nm 증가하였고 리포솜 표면의 음전하를 차폐하여 제타 포텐셜의 절대값은 감소하였다. 리포솜 내부에 모델약물인 독소루비신(Doxorubicin)의 로딩효율은 ~ 90%로서 리포솜 표면에 결합된 poly(HEMA-co-HPOEM)는 약물의 로딩효율에 영향을 주지 않았다. 혈장 내에서 리포솜의 안정성을 평가한 결과, 빗 모양 고분자로 수식한 리포솜의 입자크기는 증가하지 않았고 단백질 흡착은 대조군 리포솜 또는 폴리에틸렌옥사이드-지질 유도체가 도입된 리포솜(PEG-리포솜)에 비해 감소되어 빗 모양 고분자인 poly(HEMA-co-HPOEM)이 혈류 내 리포솜의 안정성 향상에 효과적임을 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제47권6호
• /
• pp.443-450
• /
• 2014

To determine Pb species in soils following the immobilization process, sequential extraction has been used despite the possibility of overestimating Pb species from unintended reactions during chemical extraction. Meanwhile, the application of extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) has been shown to provide a more precise result than chemical extraction. In this study, the immobilization of Pb in contaminated soils treated with liming materials such as oyster shell (OS) or eggshell (ES) was evaluated with thermodynamic modelling and EXAFS analysis. Thermodynamic modelling by visual MINTEQ predicted the precipitation of $Pb(OH)_2$ in OS and ES treated soils. In particular, the values of saturation index (SI) for $Pb(OH)_2$ in OS (SI=0.286) and ES (SI=0.453) treated soils were greater than in the control soil (SI=0.281). Linear combination fitting (LCF) analysis confirmed the presence of $C_{12}H_{10}O_{14}Pb_3$ (lead citrate, 44.7%) by citric acid from plant root, Pb-gibbsite (Pb adsorbed gibbsite, 26.4%), and Pb-kaolinite (Pb adsorbed kaolinite, 20.3%) in the control soil. On the other hand, $Pb(OH)_2$ (16.8%), Pb-gibbsite (39.3%), and Pb-kaolinite (25.6%) were observed in the OS treated soil and $Pb(OH)_2$ (55.2%) and Pb-gibbsite (33.8%) were also confirmed in the ES treated soil. Our results indicate that the treatment with OS and ES immobilizes Pb by adsorption of Pb onto the soil minerals as a result of the increase in soil negative charge and the formation of stable $Pb(OH)_2$ under high pH condition of soils.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제56권3호
• /
• pp.211-232
• /
• 2019

Porous ceramics are promising materials for a number of functional and structural applications that include thermal insulation, filters, bio-scaffolds for tissue engineering, and preforms for composite fabrication. These applications take advantage of the special characteristics of porous ceramics, such as low thermal mass, low thermal conductivity, high surface area, controlled permeability, and low density. In this review, we emphasize the direct foaming method, a simple and versatile approach that allows the fabrication of porous ceramics with tailored microstructure, along with distinctive properties. The wet foam stability is achieved under the controlled addition of amphiphiles to the colloidal suspension, which induce in situ hydrophobization, allowing the wet foam to resist coarsening and Ostwald ripening upon drying and sintering. Different components, like contact angle, adsorption free energy, air content, bubble size, and Laplace pressure, play vital roles in the stabilization of the particle stabilized wet foam to the porous ceramics. The mechanical behavior of the load-displacements curves of sintered samples was investigated using Herzian indentations testes. From the collected results, we found that microporous structures with pore sizes from 30 ㎛ to 570 ㎛ and the porosity within the range from 70% to 85%.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
• /
• pp.166-169
• /
• 2003

In this study, we evaluated the characteristics by the addition of 3 different kinds of nonionic surfactant to improve the dispersion stability of slurries. Slurry stability is an issue in any industry in which settling of particles can result in poor performance. So we observed the variation of particle size and settling rate when the concentration and addition time of surfactant are changed. When the surfactant is added after milling process, the particle size and pH became low. It is supposed that the particle agglomeration was disturbed by adsorption of surfactant on alumina abrasive. The settling rate was relatively stable when nonionic surfactant is added about 0.1~1.0 wt%. When molecular weight(MW) is too small like Brij 35, it was appeared low effect on dispersion stability. Because it can't prevent coagulation and subsequent settling with too small MW. The proper quality of MW for slurry stability was presented about 500,000. Consequently, the addition of nonionic surfactant to alumina slurry has been shown to have very good effect on slurry stabilization. If we apply this results to copper CMP process, it is thought that we will be able to obtain better yield.

• 자원환경지질
• /
• 제36권3호
• /
• pp.171-176
• /
• 2003

다환방향족 탄화수소(PAHs)와 중금속의 거동은 주로 토양 및 퇴적물내의 다양한 성분과의 상호 반응에 의해 결정된다. 토양구성 성분중 스멕타이트는 양적으로 풍부하고 큰 표면적을 가지고 있어서 오염물의 거동에 커다란 영향을 끼친다. 본 실험에서, 헥사데실트리메틸암모니움(HDTMA)으로 표면개질된 스멕타이트로 다환방향족 탄화수소에 대한 흡착 실험을 실시하였을 때, 헥사데실트리메틸암모니움의 첨가량에 따라 선형적으로 오염물의 흡착량이 증가하였다. 그러나, 트리메틸암모니움(TMA)으로 표면개질된 스멕타이트는 헥사데실트리메틸암모니움이나 도데실트리메틸암모니움(DTMA)으로 표면개질된 스멕타이트보다 다환방향족 탄화수소의 흡착능력이 떨어졌다. 한편, 동일한 스멕타이트로 물속에 존재하는 카드뮴을 제거하는 실험에서 계면활성제의 첨가량이 많지 않을 때는 카드뮴 흡착량이 높았으나, 계면활성제의 첨가량이 증가하면서 반대로 카드뮴의 흡착량은 감소하였다. 이러한 결과는 유기점토에 의한 유기 혹은 무기오염물 흡착 경향성이 점토에 첨가되는 계면활성제의 크기와 첨가량에 의해 크게 좌우됨을 보여준다. 이것은 다시 말해, 계면활성제의 첨가량에 따라 점토광물 층간에 형성되는 양이온성 계면활성제의 안정성과 배열 구조가 환경 오염물들의 효과적인 제거를 결정하는 중요한 요소임을 의미한다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제50권11호
• /
• pp.715-723
• /
• 2017

생체고분자물질은 수자원환경에서 점토, 미생물, 바이오매스 등 부유입자들을 응집시키고, 침전, 퇴적시키는 역할을 한다. 본 연구는 다양한 수질화학 조건이 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집에 미치는 영향을 파악하고자, 수질화학 조건을 제어하여 응집실험을 수행하였다. 각 응집실험은 이온강도, 2가 양이온 농도, 휴믹물질 분율이 제어된 실험조건에서 Kaolinite 현탄액에 생체고분자물질인 Xanthan Gum을 주입하여 수행하였다. 수체가 가지는 응집능은 응집체 크기 및 잔류 고형물 농도를 측정을 통하여 평가하였다. 본 연구에서, 이온강도 증가는 점토입자 및 생체고분자물질 간 정전기적 반발력을 감소시키고 생체고분자물질이 점토입자 간 가교를 형성하여 응집을 증대시킨 것으로 파악되었다. 이온강도가 0.001에서 0.1 M NaCl로 증대될 경우, 응집을 증진시켜 응집체 크기는 약 3배 이상 증대되고 부유고형물농도는 약 2.5배 이상 저감되었다. 또한, 2가 양이온이 수체에 존재하는 경우, 점토입자-생체고분자물질 혹은 생체고분자물질 상호 간 가교를 형성하여, 즉 점토-$Ca^{2+}$-고분자 또는 고분자-$Ca^{2+}$-고분자 가교를 형성하여, 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집을 증대시켰다. 수체에 $Ca^{2+}$가 낮은 농도라도 존재할 경우, 응집을 크게 증진시켜 부유고형물농도가 원 주입농도에 비하여 20배 이상 저감되는 것으로 나타났다. 하지만, 휴믹물질이 존재하는 경우, 점토입자 표면에 흡착되어 점토입자의 정전기적 반발력을 증대시켜 생체고분자물질의 흡착을 방해하고 응집을 감소시켰다. 수체에 휴믹물질이 존재할 경우, 응집을 저감시켜 부유고형물농도는 저감되지 않고 원 주입농도와 유사하게 나타났다. 본 연구의 결과는 수자원환경에서 부유입자 및 퇴적물 거동을 이해하고 수질 및 퇴적물에 대한 최적 관리 방안을 도출하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 기대된다.