• 대한환경공학회지
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• 제33권7호
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• pp.481-484
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• 2011

염소 소독시 유기성 클로라민 생성에 대한 대부분의 연구가 모델 화합물질(예, 아미노산)을 사용한 연구결과로, 실제 자연상태에서 발생된 용존유기질소(DON)에 의한 유기성 클로라민 생성에 적용할 수 없다. 본 연구는 지표수에서 추출된 16개 천연유기물질(NOM)을 사용하여 염소 소독시 DON이 유기성 클로라민 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 크게 염소 주입량과 반응시간, 그리고 DON 분자량이 유기성 클로라민 생성에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 염소 주입량을 변화시킨 시험결과, 소비된 염소량 1 mg당 0.25 mg이 유기성 클로라민으로 전환되었다. DON은 염소와 반응하여 10분 이내에 빠르게 유기성 클로라민을 생성하였고, 그 후 계속해서 분해(가수분해, 산화)되었다. 반응시간 10분과 24시간의 유기성 클로라민 평균값은 각각 0.78과 $0.16mg-Cl_2/mg-DON$이었다. NOM의 DOC/DON 비율이 낮을수록, 즉 NOM내 DON의 함량비가 높을수록 유기성 클로라민 생성율이 높았다. 10,000 Da 분획시험 결과, DON의 분자량은 유기성 클로라민의 생성에 큰 영향을 미치지 않았다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.42-51
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• 2016

2014년 9월 동해 남서해역의 용존 영양염 분포 및 식물플랑크톤 군집구조와 우점종의 질소 화합물에 대한 이용성을 파악하였다. 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)와 용존 무기 인(dissolved inorganic phosphorus; DIP)은 표층에서 낮고, 수심이 깊어짐에 따라 증가하였다. 반면에 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)와 용존 유기 인의 경우 무기태 영양염과 상반되는 분포를 보였다. DIN:DIP 비는 전체 수괴에서 약 20으로 Redfield ratio (16)보다 다소 높게 나타났지만, 혼합층의 경우 2로 식물플랑크톤의 생장에 대해 무기 질소가 제한요인으로 작용할 수 있는 것으로 보였다. 특히, 무기 질소가 제한된 혼합층에서 DON은 용존 총 질소(dissolved total nitrogen; DTN) 중 88 %를 차지하였다. 우점종 Chaetoceros debilis와 Prorocentrum minimum은 DIN 이외에 요소와 아미노산과 같은 다양한 DON을 이용하여 생장하였다. 따라서 식물플랑크톤의 DON 이용능력은 DIN이 제한된 동해에서 중요한 생존전략으로 작용할 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.90-103
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• 2014

2011년 9월에 동해의 수괴 분포와 용존 무기 및 유기 영양염의 분포 특성을 파악하였다. 수온, 염분, 용존산소의 분포를 통하여 연구해역의 수괴 기원은 WM(water mass)-I, WM-II, WM-III, WM-IV 등 4개의 대표적인 수괴로 구분되었으며, 그 성격은 각각 대마난류표층수, 대마난류중층수, 북한한류수, 동해고유수와 유사하였다. 용존 영양염의 경우, 용존 무기 질소(DIN; dissolved inorganic nitrogen)와 용존 무기 인(DIP; dissolved inorganic phosphorus)은 WM-IV에서 가장 높았으며, WM-III, WM-II, WM-I 순으로 나타났다. 반면에 용존 유기 질소(DON; dissolved organic nitrogen)와 용존 유기 인(DOP; dissolved organic phosphorus)은 무기 영양염과 상반되는 분포를 보였다. 연구해역에서 수괴 전체에 대한 DIN : DIP 비는 약 15.8로 Redfield ratio(16)에 근접한 수치를 보이고 있으나, 혼합층의 경우 5.3으로 무기질소가 식물플랑크톤 성장의 제한 요인으로 작용할 수 있는 것으로 보였다. 하지만 무기 질소가 제한된 혼합층에서 DON은 용존 총 질소(DTN; dissolved total nitrogen) 중 약 70%를 구성하였다. 따라서 풍부한 DON은 동해에서 식물플랑크톤의 성장을 위한 중요한 영양염 공급원으로 판단된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제39권1호
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• pp.35-43
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• 2017

Concentrations of dissolved organic carbon (DOC), dissolved organic nitrogen (DON), dissolved organic phosphate (DOP), and colored dissolved organic matter (CDOM) were measured in the coastal sea off inland aqua farms in northeastern Jeju Island in summer 2015. The highest concentrations of DOC, DON, and DOP were revealed in the surface water off Hado-ri where the lowest salinity conditions prevailed (31.6). The concentrations of DOC, DON, and DOP in the surface water were lower in the inner stations (SH1-1, 1-2, and 1-3) near the aqua farms of the Haengwon-ri than in the outer stations. The concentrations of DOC, DON, and DOP negatively correlated with salinity. These results indicate that the contribution of dissolved organic matter (DOM) from the aqua farms seems to be not significant. On the other hand, the higher concentrations of DON and DOP in the inner stations of Hado-ri (HD 1-1) seem to be attributed to excrement of migrating birds. The three components of CDOM (T, M, and C peaks) showed no relationship with salinity, perhaps due to various in situ productions by marine organisms and decomposition by ultraviolet radiation. The observed lower C:M ratio, an indicator of terrestrial source, and the higher biological index (BIX) of CDOM in the station off Hado-ri indicate that DOM is produced mainly by biological activity. Based on the higher humification index (HIX) of CDOM and the higher DOC:DON ratio off Haengwon-ri, refractory DOM in the inland aqua farms is likely transported to the coastal sea.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권1호
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• pp.25-35
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• 2013

실내실험과 현장관측을 통해서 용존태무기질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN) 제한 하에서 유독와편모조류 Alexandrium tamarense와 A. catenella의 생존과 우점화 전략을 살펴보았다. 현장관측결과 마산만에서 Alexandrium 속이 출현하는 기간동안 DIN이 식물플랑크톤의 성장 제한영양염으로 나타났다. 성장동력학 실험으로부터 도출된 질산염의 Ks값은 현장에서 우점하는 규조류보다 A. tamarense와 A. catenella가 높아, 영양염 경쟁에 있어 불리한 위치에 있는 것으로 나타났다. 하지만 A. tamarense와 A. catenella는 DIN 제한하에서 요소나 아미노산과 같은 용존유기질소 (dissolved organic nitrogen; DON) 화합물을 성장에 이용하였다. 따라서 마산만과 같이 Alexandrium 속이 출현하는 봄~여름까지 DIN이 제한영양염으로 작용하는 환경에서 DON의 흡수능력은 이들 종이 성장을 유지하는데 큰 역할을 할 뿐만 아니라 종의 우점과정 및 종간 경쟁에서도 중요한 영향을 줄 것으로 보인다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.604-608
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• 2014

천연유기물질(NOM)과 모노클로라민이 반응할 때 NOM내 용존유기질소(DON)가 유기성 클로라민의 생성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 실험에 사용된 16가지 NOM의 용존유기탄소(DOC)에 대한 DON의 비(DOC/DON)는 7~47 mg-C/mg-N이었다. NOM 용액의 모노클로라민 반응시 유기성 클로라민 생성 농도는 24시간 후에 최대치(평균값 $0.16mg-Cl_2/mg-N$)로 염소반응에 비하여 유기성 클로라민의 생성량은 적었으나, 분해되어 감소되는 속도는 낮아 반응 120시간 후에 최대치 대비 평균 56% 감소되었다. NOM내 DON의 함유비가 높은 경우(DOC/DON 비가 낮은 경우)에 유기성 클로라민의 생성량이 상대적으로 높게 나타났으나, 소수성, 친수성, 중간성, 콜로이드성 등 NOM의 특성에 따른 유기성 클로라민 생성량의 차이는 크지 않았다. 모노클로라민의 주입량을 증가시킬수록 유기성 클로라민 생성량이 선형적으로 증가하였고($R^2=0.91$), 주입된 모노클로라민 중 6%가 유기성 클로라민으로 전환되어 모노클로라민 소독시 유기성 클로라민 형성에 의한 소독능 저하는 크게 우려할 바는 아닐 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.729-734
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• 2012

용존유기질소(DON)는 염소와 반응하여 인체에 유해한 질소계 소독부산물과 소독능을 저하시키는 유기성 클로라민을 생성할 수 있다. 이러한 물질의 생성을 줄이기 위해서는 소독공정 전에 DON의 제거가 필요하다. 본 연구는 DON을 함유하는 지표수와 재이용수를 이용하여 응집실험을 하고 알루미늄염(alum)과 고분자응집제(polyDADMAC)에 의한 DON의 제거특성을 조사하였다. 또한 DON, 용존유기탄소(DOC), 254 nm 자외선 흡광물질($UVA_{254}$)의 제거율 및 제거 기작을 비교하였다. 지표수와 재이용수 모두 alum 응집제의 주입농도를 증가시킴에 따라 DON, DOC, $UVA_{254}$ 제거율이 점진적으로 증가하였는데, 원수특성과 상관없이 소수성 유기물을 나타내는 척도인 $UVA_{254}$의 제거율이 가장 높았다. 지표수와 재이용수 모두 alum 응집제만 주입한 경우보다 고분자응집제를 같이 주입한 경우 DON의 제거율이 높게 나타났다. 고분자응집제의 전하중화가 작용하는 적정농도범위가 좁아 고분자응집제만 주입하기 보다는 무기응집제와 같이 주입하는 하는 것이 바람직하다. 상대적으로 생성된 후 오랜 시간이 지나지 않은 재이용수의 DON 제거율이 지표수의 DON 제거율보다 높았고, 지표수와 재이용수 모두 10,000 Da 이상 분자량의 DON 제거율이 높게 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.727-736
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• 2006

Granular activated carbon (GAC) has been identified as a best available technology (BAT) by the United States Environmental Protection Agency (USEPA) for removal disinfection by-product (DBP) precursors, such as dissolved organic carbon (DOC) and dissolved organic nitrogen (DON). Rapid small-scale column test (RSSCT) were used to investigate four types of carbon (F400, Norit1240, Norit40S, and Aquasorb1500) for their affinity to absorb natural organic matter (NOM). DOC, $UV_{254}$, and Total dissolved nitrogen (TON) concentrations were measured in the column effluent to track GAC breakthrough. DOC and $UV_{254}$ breakthrough occurred at around 3500 bed volumes (BVs) of operation for all GACs investigated. The $UV_{254}$ breakthrough curves showed 33% to 48% at 8000 BVs, when the DOC was 48% to 65%. All GACs showed greater removal in DOC than $UV_{254}$. The NORIT1240 GAC was determined to have the highest adsorption capacity for DOC and $UV_{254}$. The removal of nitrate (NOTN) had not broken through over BVs. The initial TON breakthrough curves were started around 50%, when the DOC breakthrough was only 10 % at 500 BVs. The curves were gradually increased after 3500 BVs and approximately 69% through 81% of TON breakthrough occurred at 8000 BVs. All of the GACs were able to remove TON, in the case of this investigation the majority of the TON was present as DON. Because nitrate nitrogen was seldom removed and ammonium nitrogen ($NH_3-N$) was not detected in the effluent from RSSCTs even though raw water. The carbon usage rate of DOC was from 2 to 6 times less than that of TON. The NORIT1240 GAC demonstrated the best performance in terms of DOC removal, while the F400 GAC was best in terms of TON removal. Excitation emission matrix(EEM) analysis was used to show that GAC adsorption successfully removed most of Humic-like DOC and Fulvic-like DOCs. However, soluble microbial product(SMP)-like DOC in the absence of raw water were detected in the NORIT40S and Aquasorb1500 GAC. The authors assumed that this results is due probably to the part of GAC in the RSSCT which was converted into biological activated carbon(BAC). To compare with organics removal by GAC according to preloading, the virgin GACs had readily accessible sites that were adsorbed DOC more rapidly than preloaded GACs, but the TDN removal had not showed differences between those GACs.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권2호
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• pp.212-219
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• 2016

동해 남서해역과 같이 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)가 제한된 환경에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)의 이용성을 정량적으로 평가하였다. 질소원으로 DIN은 질산염과 암모늄, DON은 동해에서 중요한 비율을 차지하는 글리신(glycine)과 요소(urea)에 관하여 각각 평가하였다. Monod 식으로부터 유도한 C. debilis의 최대생장속도(${\mu}_{max}$)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 $1.50day^{-1}$와 $1.62{\mu}M$, 암모늄에서 $1.13day^{-1}$와 $6.97{\mu}M$, 글리신 $1.46day^{-1}$와 $3.36{\mu}M$, 요소 $0.93day^{-1}$와 $0.55{\mu}M$으로 나타났다. 또한 L. danicus는 질산염에서 $1.55day^{-1}$와 $5.21{\mu}M$, 암모늄에서 $1.57day^{-1}$와 $4.57{\mu}M$, 글리신 $1.47day^{-1}$와 $3.80{\mu}M$, 요소 $1.42day^{-1}$와 $1.94{\mu}M$이었다. 두 종 모두 요소에서 용존 무기 질소보다 상대적으로 높은 친화성이 확인되었으며, 이러한 높은 친화성은 DIN 제한된 상태에서 C. debilis와 L. danicus이 생장을 유지하기 위해 요소를 이용할 것으로 판단되어진다. 따라서 동해 남서해역과 같이 DIN이 제한된 해역의 경우, DON의 효율적인 이용이 식물플랑크톤의 우점화 전략에서 중요한 요인 중 하나로 생각된다.

• 한국물환경학회지
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• 제30권5호
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• pp.503-511
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• 2014

The temporal and spatial analyses of total nitrogen (TN) fractionation were conducted in order to understand 1) total nitrogen components in streams and 2) their patterns in rainy and dry seasons. The result showed that the concentration of nitrogen components in stream water was lower in non-urban area and getting higher in urban area. Dissolved total nitrogen (DTN) was 95~97.7% of total nitrogen in streams, and the proportion of dissolved organic nitrogen (DON) and ammonia nitrogen ($NH_3-N$) was higher with increasing urban area. The concentration of total nitrogen and nitrate nitrogen ($NO_3-N$) were highest in winter among four seasons. The result was showed that concentration of $NH_3-N$ was same variation as concentrations of TN and $NO_3-N$ in urban-rural complex and urban areas, except rural areas. During rainy season, concentrations of particulate organic nitrogen (PON) and $NH_3-N$ increased in rural areas and decreased in both urban-rural complex and urban areas. Correlation between total nitrogen components and land uses was positively correlated with site > paddy, and negatively correlated with forest. The variation of total nitrogen concentration was determined by $NO_3-N$ in non-urban areas, by $NO_3-N$ and $NH_3-N$ in urban-rural complex and by $NH_3-N$ in the urban areas.