• 폴리머
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• 제35권4호
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• pp.289-295
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• 2011

망막조직공학을 위한 생체 재료는 기계적 안정성, 생체적합성, 낮은 분해속도 등을 포함하여 in vivo에서 잠재적인 유용성을 위한 몇 가지 중요한 특징이 입증되어야 한다. 실크 필름 생체재료는 이러한 기능적인 요구에 맞게 디자인되었다. 0, 10, 20, 40, 및 80 wt%의 실크가 함유된 천연합성물질과 하이브리드화된 silk/PLGA 필름을 용매 증발법으로 제조하였다. 1, 2, 및 3일 후에 부착된 세포 수를 확인하기 위해 MTT 분석을 하였고 SEM을 통해 필름에 부착된 세포 모폴로지를 확인하였다. 또한, mRNA 발현정도를 알아보기 위해 retinal pigment epithelitun(RPE) 세포의 프라이머인 RPE65를 사용하여 RT-PCR을 실시하였고 RPE 세포의 특정 단백질인 cytokeratin의 발현을 확인하고 세포의 증식을 비교하기 위해 면역화학염색을 실시하였다. 본 실험을 통해 실크/PLGA 필름에서 20~40 wt% 실크를 함유한 경우에 RPE 세포의 부착과 증식에 가장 좋은 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제18권2호
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• pp.201-212
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• 2002

The objective of this study was to investigate the treatment efficiency, kinetics, and morphological characteristics of biofilm in upflow $Biobead^{(R)}$ process, a kind of biological aerated filter(BAF). The $Biobead^{(R)}$ system showed high removal rates of $COD_{Mn}$(76~83%), $BOD_5$(67~88%) and SS(71~91%) for food wastewater with high salt concentration ($>4,000mg/{\ell}$) under short reaction times(2~3hrs). Even at aerobic condition, the system had high treatment efficiency for both T-N (51~63%) and T-P(62~81%). The removal kinetics of $COD_{Mn}$, $BOD_5$, T-N, T-P, and $Cl^-$ in the $Biobead^{(R)}$ system showed a plug-flow pattern with reaction rate constants($hr^{-1}$) of 0.58, 0.63, 0,30, 0.48, and 0.38 respectively. A backwashing process to remove excess biomass and filtered solids was needed at least once during 22-hour operation at $0.5kg\;BOD\;m^{-3}{\cdot}d^{-1}$ loading. At the higher loading($1.0kg\;BOD\;m^{-3}{\cdot}d^{-1}$) the backwashing interval was shorten by 8 hours. The COD, BOD, T-N, and T-P were removed from 43 to 66% only by aerobic biodegradation. The SS was removed over 70% by the filtering of $Biobead^{(R)}$ media in the treatment system. The first one of three serial Biobead reactors showed the highest removal values for $COD_{\alpha}$(52.3%), $COD_{Mn}$(38.8%), BOD(62.5%), and T-N(40.0%). The SS and T-P had the highest removal values(47.5% and 29.2%) at the second one of the serial reactors. The biofilm had non-homogeneous spatial distribution and the colonies were embedded in the sunk area of the Biobead. The thickness of the biofilm was very thin ($5.0{\sim}29.4{\mu}m$) compared to the biofilm thickness($200{\sim}300{\mu}m$) used in other BAF systems.

• 한국폐기물자원순환학회지
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• 제35권7호
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• pp.606-615
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• 2018

Over the past two decades, the options for solid waste management have been changing from land disposal to recycling, waste-to-energy, and incineration due to growing attention for resource and energy recovery. In addition, the reduction of greenhouse gas (GHG) emission has become an issue of concern in the waste sector because such gases often released into the atmosphere during the waste management processes (e.g., biodegradation in landfills and combustion by incineration) can contribute to climate change. In this study, the emission and reduction rates of GHGs by the municipal solid waste (MSW) management options in D city have been studied for the years 1996-2016. The emissions and reduction rates were calculated according to the Intergovernmental Panel on Climate Change guidelines and the EU Prognos method, respectively. A dramatic decrease in the waste landfilled was observed between 1996 and 2004, after which its amount has been relatively constant. Waste recycling and incineration have been increased over the decades, leading to a peak in the GHG emissions from landfills of approximately $63,323tCO_2\;eq/yr$ in 2005, while the lowest value of $35,962tCO_2\;eq/yr$ was observed in 2016. In 2016, the estimated emission rate of GHGs from incineration was $59,199tCO_2\;eq/yr$. The reduction rate by material recycling was the highest ($-164,487tCO_2\;eq/yr$) in 2016, followed by the rates by heat recovery with incineration ($-59,242tCO_2\;eq/yr$) and landfill gas recovery ($-23,922tCO_2\;eq/yr$). Moreover, the cumulative GHG reduction rate between 1996 and 2016 was $-3.46MtCO_2\;eq$, implying a very positive impact on future $CO_2$ reduction achieved by waste recycling as well as heat recovery of incineration and landfill gas recovery. This study clearly demonstrates that improved MSW management systems are positive for GHGs reduction and energy savings. These results could help the waste management decision-makers supporting the MSW recycling and energy recovery policies as well as the climate change mitigation efforts at local government level.

• 생태와환경
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• 제52권3호
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• pp.192-201
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• 2019

효과적인 물환경관리계획을 수립하기 위해서는 다양한 기원의 유기물이 난분해성 유기물 농도 증가에 영향을 줄 수 있는지 여부를 파악하는 것이 중요하다. 특히 상당량의 광합성 산물은 식물플랑크톤에 의해 매일 생성되고 있지만, 이들이 수계 내 난분해성 유기물에 기여하는지에 대한 정보는 부족하다. 본 연구에서는 $^{13}C$ 및 $^{15}N$ 추적자 첨가실험을 통해 조류기원 유기물이 생분해(60일, 암배양) 및 산화제(과망간산칼륨) 처리 후 분해되지 않고 잔존하는지 여부를 확인하였다. 생분해 실험 결과 광합성을 통해 생성된 총 유기탄소($TO^{13}C$), 입자성 유기탄소($PO^{13}C$), 입자성 질소($P^{15}N$)는 각각 26%, 20%, 17%가 비 생분해성 유기물로 잔존하였다. 또한 상당량의 $PO^{13}C$가 과망간산칼륨에 의해 산화되지 않고 잔존하였다(초기: 12%, 60일 암배양 후: 38%). 이는 미생물에 의해 사용된 후 남아있는 조류기원 유기물이 난분해성 유기물에 기여할 수 있음을 의미한다. 또한 미생물에 의해 변형된 조류기원 유기물의 양은 COD 산화율 및 유기물 지표 간 격차에 영향을 줄 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.583-592
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• 2020

본 연구는 오염부지의 불포화대 내 오염물질의 농도가 지하수면에 유입되는 경로에서 토양유출수 농도의 변화를 연구하였다. 침투율의 범위를 통계적으로 분석하는 방식의 연구방법으로 위해성평가 대상 오염물질 13종을 대상으로 지하수 유입농도 감소의 경향성을 살펴보았다. 벤젠, 에틸벤젠, 톨루엔, 크실렌의 경우에는 낮은 토양분배계수값과 생분해로 인해서 시간이 지날수록 낮은 지하수 유입농도를 보이는 것으로 파악하였다. 생분해지수 및 침투율의 불확실성을 통계적으로 표현한 결과, 상대농도에서는 불확실성이 그다지 크게 나타나지 않았기 때문에 그 경향을 계산된 토양유출수 평균값으로 나타낼 수 있었다. 중금속의 경우는 지연계수가 상대적으로 크기 때문에 오염원에서의 토양유출수 농도가 수십년 동안에도 감소하지 않는 것으로 나타났다. 또한 청주 지역 현장 부지의 연간 침투율을 계산하여 현장특이적 침투율값으로 활용할 경우, 계산된 오염물질의 토양 유출수 농도를 시계열로 표현하여 국내 평균 침투율에 의한 상대농도 대표값과 비교하였다. 마지막으로 파이썬(Python) 프로그래밍 언어로 구성한 코드를 부록에 수록하여 타 연구자들이 오염원 고갈에 의한 용존 농도 감소를 계산하는데 활용할 수 있도록 하였다.

• 현장농수산연구지
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• 제23권1호
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• pp.49-57
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• 2021

생분해성 필름에 종자를 부착하여 논 표면에 펴는 멀칭 건답 및 습답 점파기술은 2015년 주요 곡물·조사료자급률제고사업단, 농촌진흥청 등에서 현장 실증시험을 실시하였다. 그러나 파종 후 관개하였을 때 필름이 뜨는 문제점으로 입모 불안정, 종자 부착에 따른 비용 및 불편 등 문제가 많았지만, 필름이 뜨지 않게 초기 물관리 등을 잘한 포장에서는 기존 건답직파, 무논점파 등과 수량이 거의 같거나 높은 것으로 나타나 이러한 문제점을 보완하면 가능성이 있는 기술로 판단되었다. 2016년 멀칭필름에 종자를 부착하는 방법과 다른 필름을 피복하면서 종자를 점파하는 방법으로 한국농수산대학에서 창안하여 국내 비닐멀칭 농업기계 생산 전문업체와 산학공동연구하여 제작한 멀칭건답점파 시작기에 생분해 필름 원료 공급 및 성형 전문업체와 협업으로 실증시험을 실시한 결과 멀칭 건답점파기는 필름절단장치, 작업선긋기 장치, 안전장치 등을 보완하여 실용화의 가능성이 인정되어 개발을 완료하였다. 하지만 시험에 사용한 생분해 필름은 두께, 성분조성, 물리성 등이 약한 것으로 사료되었으며 특히 담수환경 논 조건에서 빠른 분해로 발생된 잡초가 필름을 뚫고 올라와 7월 하순 잡초 발생이 심하여 문제점으로 나타나 이에 대한 후속 연구가 요구되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.441-447
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• 2008

산업현장에서 발생되는 휘발성유기화합물은 생분해 가능한 화합물과 난분해성 물질이 혼합되어 있는 경우가 많으며, 저감기술을 단독으로 적용해서는 효과적인 제어가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 난분해성 물질이 혼합된 휘발성유기화합물을 처리하기 위하여, 자외선(UV) 광분해 장치와 미생물 고정화 복합고분자 담체가 적용된 바이오필터 기술을 결합한 통합시스템을 구성하고 반응 특성을 검토하였다. 대상 휘발성유기화합물로는 toluene과 TCE를 선정하였다. 자외선 광산화 단독실험 결과 TCE는 99% 이상의 제거효율을 나타내었으며 수용성 중간생성물 발생량도 크게 증가하였다. 그러나 toluene과 TCE를 혼합하여 유입시키면 자외선 광분해만으로는 유기화합물 제거율이 낮아졌다. 자외선 광산화와 바이오필터를 결합한 통합시스템 실험에서는 높은 toluene 제거효율을 얻을 수 있었으며, 전처리로 자외선을 조사한 후 toluene과 TCE의 처리효율도 함께 증가하는 것을 확인하였다. 이는 자외선에 의해 일부 산화된 toluene과 TCE가 미생물에 의해 보다 효과적으로 분해될 수 있음을 보여준다. 자외선 광산화 반응은 toluene이 상대적으로 적게 존재하는 상황에서 TCE 제거효율을 효과적으로 향상시킬 수 있었으며, 본 실험에서 확인한 TCE 최대 분해능은 $18.2g/m^3/hr$이었다. 그러나 toluene 유입농도가 높았던 조건에서는 toluene의 저해작용으로 인해 TCE 분해능 변화가 적었다. 다양한 운전조건에서 통합시스템의 반응효율과 운전 안정성을 향상시키기 위해서는 각 난분해성 물질 사이의 상호 저해작용에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.259-268
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• 2023

Rhodococcus sp. 3-2 strain has been reported to degrade benzimidazole-based pesticides, such as benomyl and carbendazim. Therefore, this study aimed to optimize culture medium composition and culture conditions to achieve cost-effective and efficient large-scale production of the Rhodococcus sp. 3-2 strain. The study identified that the optimal media composition for mass culture comprised 0.5% glucose, 0.5% yeast extract, 0.15% NaCl, 0.5% K₂HPO₄, 0.5% sodium succinate, and 0.1% MgSO₄. Additionally, a microbial agent was developed using a 1.5-ton fermenter, with skim milk (20%), monosodium glutamate (15%), and vitamin C (2%) as key components. The storage stability of the microbial agent has been confirmed, with advantages of low temperature conservation, which helps to sustain efficacy for at least six months. We also assessed the benomyl degradation activity of the microbial agent within field soil. The results revealed an over 90% degradation rate when the concentration of viable cells exceeded 2.65 × 10⁶ CFU/g after a minimum of five weeks had elapsed. Based on these findings, Rhodococcus sp. 3-2 strain can be considered a cost-effective microbial agent with diverse agricultural applications.

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.346-352
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• 2023

Cadusafos, an organophosphorus insecticide, has been commonly used against various pests worldwide. Organophosphorus pesticides have shorter half-lives and lower toxicities than organochlorine pesticides. However, excessive use of Cadusafos can increase pest resistance and issues with acetylcholine biomagnification, potentially resulting in human toxicity. In this study, we investigated the effect of a Cadusafos-degrading microbial agent (CDMA) prepared using Sphingobium sp. Cam5-1, which was previously reported to effectively degrade residual Cadusafos in soil. Experiments were conducted under both controlled laboratory and greenhouse field conditions. Under laboratory conditions, CDMA (10⁶ cfu/g soil application rate) decomposed 97% of Cadusafos in the soil in the untreated control after 21 days. Additionally, when CDMA (10⁶ cfu/g soil) was mixed with quicklime, 99% of Cadusafos was decomposed within 3 days. Under greenhouse field conditions, the combined effect of CDMA (10⁶ cfu/g soil) and quicklime was not observed. However, CDMA (10⁶ cfu/g soil) application alone was capable of decomposing 91% of Cadusafos after 3 days. These results indicate that CDMA can effectively decompose high residual levels of Cadusafos in soils under field conditions using a low inoculum rate.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제13권2호
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• pp.129-138
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• 2007

본 연구에서는 잣송이 부산물을 이용하여 인체와 가축에는 무해한 천연 잣송이 부산물 악취저감제를 제조하고 돈분뇨 퇴비화과정에 적용하여 악취 저감효과와 퇴비화에 미치는 영향을 분석하였다. 잣송이 부산물 악취저감제는 분쇄된 잣송이 부산물, 3종의 미생물(Lactobacillus spp., Alcaligenes spp., Pasteurella spp.) 그리고 무기영양소가 첨가된 당밀수를 혼합하여 수분함량을 55%로 조정한 후 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양하여 제조하였다. 실험 처리구는 대조구인 톱밥처리구(T1),톱밥과 3종의 미생물을 혼합한 처리구(T2), 톱밥과 제조된 악취저감제(NDA) 처리구(T3)로 하여 실험실 규모의 반응기 내에서 퇴비화를 진행하면서 실험한 결과 퇴비화 기간 동안 모든 실험구는 최고온도 $55^{\circ}C$ 이상까지 상승하며 병원성 유해미생물들이 사멸되는 퇴비화 적정온도 조건에 부합하였다. 또한 퇴비화 전, 후의 이화학적 성상 변화를 분석한 결과 처리구간 큰 차이가 발견되지 않았으나 제조된 악취저감제를 20%이상 사용시 유기물 분해율이 적어져 퇴비화 과정에서 충분한 온도 상승이 이루어지지 않을 우려가 있을 것으로 판단되었다. 또한 악취저감제 사용 시 퇴비화 과정 중 암모니아 가스 발생에 따른 질소소실이 상대적으로 적어 최종 퇴비물질의 질소함량이 상대적으로 높아짐을 알 수 있었다. 퇴비화 기간 중 암모니아($NH_3$)가스 발생양상을 분석한 결과 황화수소($H_2S$)와 머캅탄($CH_3SH$) 등의 황화합물 가스와는 달리 퇴비화 전 과정을 거쳐 지속적으로 발생함을 알 수 있었다. 퇴비화 반응조에서 발생한 암모니아 가스 농도를 비교할 때 31일 동안 포집된 암모니아의 농도는 T1, T2, T3 각각 12,660 mg/L, 11,598 mg/L, 7,367 mg/L로 잣송이 부산물을 이용하여 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서 암모니아가스의 발생이 확실하게 저감됨을 알 수 있었다. 퇴비화 과정 중 발생하는 머캅탄($CH_3SH$)과 황화수소($H_25$)의 일일발생량과 축적량을 측정한 시험에서 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서는 황화수소 가스와 머캅탄 가스가 크게 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 잣송이 부산물과 미생물을 혼합하여 제조된 악취저감제의 적량 이용은 퇴비화 과정과 퇴비 품질에 영향을 미치지 않으며 퇴비화 과정 중 발생하는 악취물질을 저감시킬 수 있음을 알 수 있었다.