탄화온도별로 제조한 신갈나무(Quercus mongolica Fischer)목탄과 낙엽송(Larix leptoepis)수피탄에 의한 유해가스 흡착성능 평가를 하여 본 결과, 탄화온도가 증가하면 비표면적과 탄소함량이 증가하는 경향이 있으나, $600^{\circ}C$이상의 온도에서는 상승폭이 둔화하였다. 또한 신갈나무탄과 낙엽송수피탄에 의한 유해가스 제거율 차이는 뚜렷하지는 않았으나, 탄화온도는 가스흡착성능에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, $300^{\circ}C$에서 탄화한 저온 목질탄화물은 목탄 또는 수피탄의 종류에 관계없이 50% 이하의 매우 낮은 악취가스 및 VOC 물질 제거율을 나타낸 반면, $600^{\circ}C$이상의 고온 탄화물은 목질의 종류에 관계없이 악취물질인 트리메틸아민, 메틸메르캅탄, 황화수소의 제거율과 VOC물질인 벤젠, 톨루엔, 자일렌 제거율이 거의 100%를 나타낼 정도로 높았으며, 흡착 10분 이내에 흡착평형에 이를 정도로 빠른 흡착성을 나타내었다. 한편 아세틸렌이나 $SO_2$, $NO_2$ 가스 제거율은 고온탄화물이라도 흡착 4시간 후인 흡착평형이 이루어지더라도 40% 이하로 매우 낮아 가스 종류에 따라서 흡착거동에 차이가 있었다. 이와 같이 탄화온도와 가스 종류에 따라 흡착성능이 달라지는 것은 비표면적과 같은 물리적인 요인뿐만 아니라 목탄의 관능기 종류 및 양에 의한 화학적 변화가 영향을 미치는 것으로 판단되며, 화학적 요인에 대한 구명이 필요할 것으로 생각된다.
본 연구는 무단체 Pm-147 의 농도 및 pH 변화에 대하여 여과과정에서 막여과지(膜濾過紙)에 대한 흡착(吸着)상태를 조사하여 무단체 Pm-147의 용액(溶液)상태에 있어서 화학적(化學的)상태 및 흡착(吸着)상태에서의 Pm-147 의 화학적 상태에 관하여 연구하였다. 이와 아울러 방사능(放射能)물질의 담체(擔體)로 사용되는 $Fe(OH)_3$와의 공심(共沈)상태를 연구하였다. 무단체 Pm-147 수용액(水溶液)에서 $Pm^{3+}$ 상태로 족재하며 막(膜)여과지에 의한 여과과정에서 흡착(吸着)이 일어난다. 흡착상태(吸着狀態)는 pH에 따라 여러가지 이온상태로 존재하고 있다. 즉 pH 5.0까지는 $Pm^{3+}$ 상태로 존재하며 $pH5.0{\sim}6.0$까지는 점차로 $Pm(OH)^{2+}$ 상태로 옮아가며 pH 6.0 이상에서는 $Pm(OH)^{2+}$에서 $Pm(OH)_2^+$, $Pm(OH)_3$ 상태로 흡착(吸着)상태로 흡착상태가 이동한다. $Fe^{3+}$와 $Pm^{3+}$의 공심(共沈)은 $F(OH)_3$에 대한 $Pm^{3+}$의 흡착이며 높은 pH 및 Fe 담체(擔體)의 양(量)에 따라 $Pm(OH)^{2+}$ 및 $Pm(OH)_2^+$등의 상태로 나타나고 있다.
적은 에너지로 적절한 유동충을 유지하기 위한 가 장 좋은 지지체는 bulk 빛 wet밀도가 가장 작은 활 성탄이며 최소및최적유동화속도가각각0.03cm/sec, 0.25cm/sec로 나타났다. 메탄 발효에 대한 유 기물 부하의 증가에 따라 모든 지지체의 CODe, 제 거율은 감소하였으나, 활성탄은 본 실험범위의 유기 물 부하에서 90% 이상의 제거율을 보였다. 이는 매 우 큰 비표면적을 가지는 활성탄에 많은 미생물이 흡착된 때문으로 사료된다. 유기물 부하 $16gCOD_{cr}/\ell.day$16gCODcr/day에서 흡착된 마생물의 양은 157mg/g이다. 천연 제올라이트와 Roast Celite를 비교하면 바표 면적만에 비례하여 미생물의 양이 증가하지는 않음 을 알 수 았으며, 동엘한 비표면적을 가지는 Roast Celite와 부석을 비교하면, 유기물 제거능이 Roast Celite가 우수한데 이로부터 표면의 거칠기가 상대적으로 크고 표면전하가 양전하를 띠는 것이 마생물 흡착에 중요한 것으로 사료된다. 혐기성 유동층 반 응기에 이용할 지지체는 유체의 shear stress를 감소 시켜서 미생물 흡착을 증대시키기 위하여 될 수 있으면 작은 wet밀도와 작은 유동화 속도를 가져야 한다고 사료된다.
본 연구는 다공성규산칼숨계화합물(CellCaSi) 의 토양개량제 및 원예용상토 원료로서의 평가와 농업적 효용가능성에 대하여 검토되었다. 다양한 입자크기인 1~3.35mm 범위로 구성된 CellCaSi의 용적밀도는 약 $0.42g/cm^3$였다. 또한 최대공극은 81.4%로 나타났다. 원예용 상토에 CellCaSi의 적정혼합비를 구하기 위하여 배추, 상추의 발아율(Germination Index; G.I)을 조사하였으며, CellCaSi가 10% 첨가된 상토의 G.I.가 배추와 상추에서 각각 94.1%, 64.6%로 가장 높은 결과를 얻었다. 그리고 배추, 상추의 작물생육조사에서는 공시작물의 생중량을 비교할 때 CellCaSi의 첨가비율이 10%와 20%에서 가장 우위를 나타냈다. CellCaSi의 흡착능 실험에서는 화학비료를 N : P : K = 18 : 18 : 18의 비로 처리하였으며, N. P. K의 처리된 성분이 증가할수록 CellCaSi에 흡착된 양도 증가하는 경향이 나타났다. 배추와 상추의 작물생육조건에서 가장 적절한 처리는 Fer-1, 그리고 Fer-05였다.
생 및 볶은 땅콩의 흡습특성 및 산패를 온도 $25-60^{\circ}C$와 습도 11-85%RH조건에서 조사하였다. 모든 습도 조건에서 땅콩 50g이 평형수분함량에 도달하는 시간은 온도 $40^{\circ}C$에서 14일, 온도 $25^{\circ}C$에서 30일이 소요되었다. 건물기준 단분자층 수분함량은 생땅콩이 $2.19{\sim}2.69%$이었으며, 볶은 땅콩이 $2.47{\sim}2.67%$이었다. 땅콩의 산패속도는 온도나 습도보다 땅콩의 상태에 따라 크게 차이가 나서, 생땅콩은 볶은땅콩에 비해 $a_W\;0.51$의 경우 과산화물가(POV)의 0차반응상수 K값은 $25^{\circ}C$ 및 $40^{\circ}C$에서 $0.032day^{-1}$ 및 $0.142day^{-1}$ 로 매우 낮은 상태이나, 볶은 땅콩은 같은 조건에서 $0.663day^{-1}$ 및 $1.120day^{-1}$로 $8{\sim}21$배 높게 나타났다. 산패와 기호도향과의 직선회귀식을 이용하여 볶은 땅콩의 저장 한계 POV 및 카아보닐가(CV)를 조사한 결과 $60^{\circ}C$, $0.51a_w$에서 15.0meq/kg 및 4.7meq/kg 으로 나타났다.
PRB 공법은 지하수의 흐름을 변화시키지 않고 오염물질이 지나가는 길목에 반응물질이 삽입된 벽체를 형성함으로써 한번 설치할 경우 운용에 필요한 별도의 시설이 불필요한 경제적인 공법이다. PRB공법의 주요 지배요소는 반응벽체내 반응물질이며, 반응물질과 오염물간의 물리 화학적 특성에 따라 정화효율, 사용시간 등이 결정된다. PRB공법은 오염물의 유입 농도, 유입기간, 흡착반응물질의 특성을 종합적으로 고려한 설계가 이루어져야 높은 정화효율을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 PRB시스템에서 구리($Cu^{2+}$)제거를 위한 흡착반응물질로 CFW를 사용할 경우 적용성 평가를 위한 컬럼실험을 실시하였다. 컬럼실험은 CFW를 반응물질로 하며 오염물의 유입속도, 밀도, PRB의 두께를 PRB의 설계에 필요한 영향인자로 선정하였다. 실험결과 PRB의 가동시간이 증가함에 따라 제거효율은 감소하였으며, PRB길이에 따라 제거효율은 선형적으로 증가하였다. 이러한 관계를 이용하여 PRB system의 반응물질 두께를 CFW 밀도, 정화기간을 고려한 제안식을 이용하여 설계할 수 있음을 확인하였다.
TEOS와 에탄올의 양을 고정하고 H2O/TEOS의 몰비가 2.6-59.0이 되는 범위에서 염산촉매를 사용하여 다공성 실리카 세라믹을 제조하였다. 서로 다른 조성의 솔 9종을 만든 후 젤화시간 측정, TG/DTA에 의한 건조시료의 열분석 및 FT-IR과 X-ray diffractometer에 의한 중간생성물의 특성분석을 수행하였고 50$0^{\circ}C$까지 열처리한 시료의 FT-IR에 의한 SiO2폴리머 분석, N2-adsorption isotherm을 이용한 비표면적과 기공크기분포 조사 및 TEM에 의한 SiO2폴리머의 형태와 기공의 변화를 조사하였다. 적용된 조성 및 촉매의 농도에서 최소 젤화반응시간은 TEOS1몰달 물의 양이 약 11몰에서, 가장 높은 중합도는 약 8-18몰에서, 그리고 가장 큰 비표면적값은 약 11몰에서 보였다. 이것은 물의 양이 약 11몰일 때 중합반응이 가장 빠르게 진행하였음을 의미한다. 결론적으로, 물의 양이 증가함에 따라서 약 11몰까지는 반응이 빠르게 진행되나 그 이상의 물이 사용될 경우 과잉의 물이 반응저해요인으로 작용하여 젤화시간의 지연 및 비표면적의 감소를 보인다.
증량제의 특성 중 Sumithion 분제의 주성분 분해에 영향을 미치는 요인을 밝힐 목적으로 시험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 가. 증량제의 특성 중 수분함량, 흡습성, C.E.C. 활성천, 염기총량, 표면적 등이 Sumithion 분제의 주성분 분해에 영향을 미치는 요인이 됨을 알았고, 나. 증량제에 의한 Sumithion의 분해산물은 Dimethyl phosphorothionate와 3-methyl-4-nirophenol 및 이의 유연화함은, n-hexane, ethyl ether 불용, methyl alcohol, ethyl, alcohol가용의 화함물이 있음을 알았다. 다. 증량제의 종류별로는 벤토나이트, 규조로, 카올린, 활석의 순으로 분해율이 높았다. 라. 그리고 증랑제의 Sumithion 분제 주성분 변화에 영향을 미치는 특성 중 수분과 염기가 가장 대표적인 주성분 분해 요인으로 보인다.
충북의 산림지역에서는 목재의 가지치기에 의하여 다량의 폐목재가 발생되고 있으나, 이러한 폐목재들은 부산물로서 특정한 처리가 이루어지지 않고 있다. 본 실험에서는 폐목재(참나무, 향나무, 낙엽송, 소나무) 중에서 납 이온의 제거능력이 효과적인 생물흡착제로서 향나무를 도출하였다. 또한, 폐향나무를 사용하여 수중에 함유된 납의 제거 효율을 고찰하였다. 20 mg/L 납 이온의 제거 효율을 증가시키기 위한 최적의 초기 pH가 4임을 알 수 있었으며, 50 mg/L 납이온 제거를 향상을 위한 최적의 생물흡착제 주입농도가 0.6 g/100 mL임을 구하였다. 또한, 100 mg/L 이상의 고농도 납 이온의 흡착 능력을 향상시키기 위해서는 향나무의 황산 처리에 의한 화학적 개질 반응이 필요함을 알 수 있었다. 그리고 6 M 황산으로 개질된 향나무를 이용하여 200, 400, 500 mg/L의 납을 처리하였을 때, 납의 흡착량은 각각 180, 340, 425 mg/g를 나타내었다. 이러한 실험 결과들은 수중에 함유된 납 이온을 효과적으로 처리하는 실질적인 생물흡착제기술로 사용될 수 있을 것이다.
본 연구는 환경샘플 중 병원균을 진단하기 위한 목적을 가진다. 최소 챔버 칩에서 환경 샘플 중 병원균을 농축하고 mRNA를 증폭하여 효과적이고 간단한 진단방법을 고안하였다. PDMS로 면적 $1.5\;cm{\times}\;1.5\;cm$, 높이 $100\;{\mu}L$의 칩을 제작하여 유리에 부착시켰다. RNase에 의한 진단 오류 또는 실패를 막고자 RNase away 처리를 하고, RNA와 PDMS의 결합을 막기 위해 BSA 처리를 하였다. 수질에 있는 병원균은 매우 적은 농도로 존재하므로 농축의 과정이 필요하다. 농축의 방법에는 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 유리 비드를 칩 내에 삽입하고 저농도의 시료를 주입함으로서 고농도로 농축을 하는 방법을 사용하였다. 그러나 부피가 작은 칩 내에서 수행하기에는 내부 압력이 작용하여 문제가 발생하여 $100\;{\mu}m$의 유리 비드를 사용하고 유리비드의 칩 내부 이탈을 방지하기 위하여 댐을 만들어 농축에 가장 적합한 칩의 형태를 잡았다. 시료의 주입속도에 따라 내부 압력이 상승하여 댐의 기능이 상실하여 유리 비드가 이탈하게 되므로 그것을 방지하기 위하여 칩 내에 댐을 강화하여 만들고 내부압력 증가가 방지되는 최적의 댐을 개발하여 시료의 주입 속도 5 mL/min까지 유리 비드의 이탈을 막았다. 유리 비드에서의 RNA 농축은 pH 5에서 효과적이고 pH가 증가할수록 유리 비드와 RNA의 결합이 끊어지는 현상을 보였으므로 시료에 pH 5의 버퍼를 첨가하여 농축을 진행하고 중성의 NASBA 용액을 주입하여 유리비드에서 탈착된 농축된 고농도의 RNA를 증폭하였다. NASBA는 항온 수조에서 온도에 변화 없이 $41^{\circ}C$에서 1시간 30분 동안 진행하며 증폭된 mRNA는 직접 확인하였다. 이 방법은 LOC 기술을 적용하여 저농도의 시료를 효과적으로 측정할 수 있도록 편리한 바이오 칩을 개발함으로써 대용량의 샘플 중 극 저농도의 대장균을 효과적으로 검출할 수 있는 장점을 가지고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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