• 대한조선학회논문집
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• 제61권1호
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• pp.51-60
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• 2024

Hi Air Korea and Hanwha ocean are currently developing an Onboard Carbon dioxide Capture System (OCCS) to absorb CO₂ emitted from ship's engine using a sodium hydroxide(NaOH) solution, and converting the resulting salt into a solid form through a chemical reaction with calcium oxide (CaO). The system process involves the following steps; 1)The reaction of CO₂ gas absorption in water, 2)The reaction between carbonic acid (H₂CO₃) and NaOH solution to produce carbonate or bicarbonate, and 3)The reaction between carbonate or bicarbonate and CaO to form calcium carbonate (CaCO₃). And ultimately, the solid material, CaCO₃, is separated and discharged using a separator. The OCCS has been installed on an ship and the test results have confirmed significant reduction effects of CO₂ in the ship's exhaust gas. A portion of the exhaust gas emitted from the engine was transferred to the OCCS using a blower. The flow rate of the transferred gas ranged from 800 to 1384 m³/hr, and the CO₂ concentration in the exhaust gas was 5.1 vol% for VLSFO, 3.7 vol% for LNG and a 12 wt% NaOH solution was used. The results showed a CO₂ capture efficiency of approximately 42.5 to 64.1 vol% and the CO₂ capture rate approximately 48.4 to 52.2kg/hr. Additionally, to assess the impact of the discharged CaCO₃on the marine ecosystem, we conducted "marine ecotoxicity test" and performed Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis to evaluate the dispersion and dilution of the discharged effluent.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권2호
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• pp.121-128
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• 2008

해조류를 이용한 수생태독성시험법으로 대형 녹조 구멍갈파래(Ulva pertusa)의 포자형성률을 endpoint로 사용하는 독성시험법이 개발되었다. 생태독성시험을 위한 최적 조건은 광조사량 $100\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 수소이온농도(pH) $7{\sim}9$, 염분 $25{\sim}35\;psu$ 그리고 수온 $15{\sim}20^{\circ}C$이다. 본 시험법의 민감도는 표준중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)을 가지고 확인하였고, 오염 시료에 적용 가능성은 9 지역의 산업폐수 또는 생활하수 오니 용출액(elutriate)을 이용하여 이루어졌다. 네 종의 중금속에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 산출한 결과, 구리($0.062\;{mg}{\cdot}L^{-1}$) > 카드뮴($0.208\;mg{\cdot}L^{-1}$) >납($0.718\;mg{\cdot}L^{-1}$) > 아연($0.776\;mg{\cdot}L^{-1}$) 순으로 민감하게 나타났는데, 이러한 결과는 US EPA에서 제공하는 ECOTOX DB에 탑재되어 있는 국제적으로 공인된 수생태 독성시험법 결과와 비교해 볼 때, 더 높은 중금속 민감성을 보였다. 현장시료에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 살펴보면 산업폐수오니($EC_{50}=6.78%$)에서 가장 높고 정수장오니($EC_{50}=15.00%$)에서 가장 낮은 독성 반응을 보이는 것으로 나타났다. 산업폐수 또는 생활하수오니 용출액내에 함유된 독성원 농도와 산출된 $EC_{50}$ 값 사이에 상관성을 밝히기 위해 Spearman rank correlation test를 실시한 결과, 구리, 카드뮴, 납 그리고 아연이 구멍갈파래의 포자형성 저해 반응과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 확인되었다. 본 시험법은 독성 민감성이 높고, 사용이 간편하고, 경제적이고, 해석이 용이하며, 대량의 시험재료 확보가 상시 가능하고, 배양이 어렵지 않아 매우 편리한 시스템이라고 할 수 있다. 특히, 파래의 포자형성 과정이 파래 집단의 성쇠와 밀접한 관련이 있으므로 생태적인 의미까지 포함하기에 보다 다양한 독성물질을 대상으로 독성민감성이 확인될 경우, 수서 생태독성을 진단하는데 유용한 프로토콜로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 파래류는 넓은 지리적 분포와 속 수준에서 포자형성 과정의 유사성 때문에 전 세계적으로 광역적 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제6권2호
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• pp.80-87
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• 2021

본 연구에서는 과불화합물 PFOA와 PFOS potassium salt가 Mesocentrotus nudus의 10 min-수정률과 48 h-정상유생발생률에 미치는 독성영향을 반수영향농도, 무영향농도, 최소영향농도 등의 독성값 계산을 통해 확인하였다. PFOA와 PFOS potassium salt에 대한 10 min-수정률의 EC₅₀ 값은 각각 1346.43 mg/l와 536.18 mg/l로 나타났으며, 48 h-정상유생발생률의 EC₅₀ 값은 각각 42.67 mg/l와 17.81 mg/l로 나타났다. 최근 연구에 의하면, 환경 내의 PFOA와 PFOS의 농도는 지속적으로 감소하였으며, 성게류에게 급성독성을 나타낼 정도는 아닌 것으로 나타났다. 하지만 생물체내에서는 여전히 높은 농도로 관측되고 있다. 결국, PFOA와 PFOS는 생물체의 생애전주기에 걸쳐 체내 축적이 가능하기 때문에, 연안환경에 서식하는 해양생물을 이용한 생애전주기적 만성독성 연구가 필요할 것이다.

• 생태와환경
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• 제44권3호
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• pp.272-279
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• 2011

본 연구는 OECD 조사 연구 사업의 일환으로 2007년 3,905톤이 생산된 시안화구리의 환경영향에 대해서 물리 화학적 특성, 국내 외 사용량, 환경노출, 환경거동 및 수생태 독성 자료를 이용해 초기위해성평가를 위한 자료를 수집하였다. 물리 화학적 특성에서는 크림색의 결정형 물질로 녹는점이 매우 높은 일반적인 무기화합물의 특성을 보였으나, 시안화칼슘 등과 같은 11개 시안화합물에 비해 매우 낮은 수용해도를 나타내었다(WHO, 2004). 환경 중 노출 개연성은 생산 및 제조 공정이 주요 원인으로 파악되었다. 구리의 전기도금 용도로 사용되는 본 물질은 밀폐된 환경에서 생산되어 외부로의 유출을 억제하고 있으나, 생산 공정 및 도금과정에서 발생되는 산업 폐수 등의 방류 통해 환경으로 유출될 가능성이 있다. 이러한 경로로 유출된 시안화구리의 환경거동성에 대한 연구 자료는 존재하지 않았으며, 무기물의 염에 해당되는 물질로 환경거동 예측 모델링도 불가능하였다. 그러나 하수처리장 배출수의 구리 측정결과(MOE, 2008d)가 낮은 점 등을 들어서 노출평가에 대한 부분은 우선 고려 대상에서 제외하였다. 그러나 낮은 농도로 노출된 시안화구리는 물, 토양, 퇴적물 및 생물체로 이동될 가능성이 존재하여 본 연구에서는 물 환경에 대한 시안화구리의 독성학적 영향을 영양단계에 근거한 3개 실험종 (조류, 물벼룩 및 어류)으로 평가하였다. 평가 결과 모든 실험종의 50% 영향 치사농도 (E(L)$C_{50}$), 최소영향관찰농도 (LOEC) 및 무영향관찰농도 (NOEC)가 1.0 mg $L^{-1}$ 이하로 나타났고, 이를 GHS 분류체계와 대조한 결과 Hazard category 1에 해당하는 고독성 물질로 평가되었다. 위와 같이 조사된 자료를 근거로 하여 시안화구리에 대한 초기 생태위해성 평가를 수행하였다. 대상물질은 사용량이 높으나 작업장내에서는 노출 개연성이 낮고, 무기물의 염인 점을 감안하여 환경거동성은 높지 않을 것으로 판단하였다. 이러한 점을 감안할 때, 본 물질은 생산량 및 사용량이 높은 국가는 노출로 야기되는 수생태 독성을 중점적으로 평가해야 할 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.165-170
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• 2013

본 연구에서는 벤즈이소시아졸리논의 초기 생태위해성을 평가하기 위해 물리 화학적 특성과 환경거동 및 경로를 조사하였고, 어류, 물벼룩 및 조류를 이용한 수생태 독성시험을 수행하였다. 조사 결과, 벤즈이소시아졸리논은 비휘발성으로 환경 중 주로 토양과 물에 분포하는 특성이 있으며, 토양 내 이동성과 생물농축 가능성이 낮은 편으로 나타났다. Oryzias laties를 이용한 급성 독성시험 결과 96시간-$LC_{50}$ 값은 4.7 mg/L(측정농도), Daphnia magna를 이용한 48시간-$EC_{50}$ 값은 3.3 mg/L(측정농도)이었다. Pseudokirchneriella subcapitata를 이용한 72시간-$EC_{50}$ 값은 0.456 mg/L(평균 성장률, 설정농도)와 0.262 mg/L(수율, 설정농도)이었다. 시험 종 가운데 독성에 가장 민감한 조류의 수율 $EC_{50}$ 값에 평가 계수 100을 적용한 예측무영향 농도는 2.62 ${\mu}g/L$이었다. 각 시험군의 독성 종말점을 GHS (Globally Harmonized System) 기준에 따라 분류한 결과 조류 독성은 급성독성 1등급, 어류 및 물벼룩 독성은 급성독성 2등급에 해당되었다. 본 결과를 토대로 볼 때 벤즈이소시아졸리논은 생태 환경에 대한 위해성이 예측된다.

• 환경생물
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• 제35권2호
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• pp.116-122
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• 2017

말라카이트 그린과 메틸렌 블루 같은 기본 염료는 1930년대부터 물 곰팡이 감염을 통제하는 소독제로 사용되었다. 하지만 이 염료의 발암성 및 생체 내부 축적이 보고된 후 공중보건을 위해 이 염료의 사용이 금지되었다. 본 연구에서는 천연유황수의 Saprolegnia parasitica의 감염에 대한 치료 효과와 어류에서의 안전성을 평가하고자 하였다. 천연유황수의 항진균성 시험에서 S. parasitica 균사체의 성장이 50 ppm 또는 그 이상의 농도에서 억제되었다. 미꾸라지의 치어와 미성어에 대한 천연유황수의 급성 독성 시험에서 무 영향농도(NOEC)는 100 ppm, 최저 영향농도(LOEC)는 125 ppm 그리고 반수치사농도($LC_{50}$)는 치어에서 125 ppm, 미성어에서 250 ppm으로 측정되었다. 또한, 물벼룩을 이용한 천연유황수의 생태 독성 시험에서는 100 ppm 이하의 농도에서 물벼룩의 유영저해가 나타나지 않았다. 결론적으로, 천연유황수는 50 ppm 농도에서 미꾸라지에 대한 S. parasitica의 감염을 방지하였을 뿐만 아니라 100 ppm 농도까지 미꾸라지에 급성독성 그리고 물벼룩에 생태독성을 나타내지 않았다. 그러므로 미꾸라지 양식에서 많은 문제를 일으키는 수생균을 제거하기 위하여 말라카이트 그린 및 메틸렌 블루 같은 발암성 소독제를 대신하여 천연유황수를 유용하게 사용할 수 있으며 잠재적으로 다른 어종 양식에서도 천연유황수를 친환경 소독제로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권6호
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• pp.672-678
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• 2015

국내에서 해상을 통하여 운송되는 위험 유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances)의 종류는 약 6천여 종이고, 그 유통량은 2억5천1백만톤으로 전체 해상운송량의 약 19 %를 차지하며 해상 HNS 무역량 증가율은 세계 평균증가율의 2.5배에 해당한다. 이를 반영하듯 최근 국내 해상에서 HNS 유출사고가 빈번하게 발생하고 있어 이에 대한 대비 대응 사후처리 및 복원기술 개발에 대한 사회적 요구가 증대되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내외 화학물질 관리 우선순위 기법을 검토하여 해상 HNS를 관리하기 위한 우선순위선정기법을 개발하고 적용하였다. 우선순위 선정을 위해 물리 화학적 특성, 인체 및 수생태독성, 잔류성, 축적성, 해상운송량에 대한 DB를 구축하였다. 우선순위는 인체위해성과 수생태위해성에 대해 각각 노출지표들과 독성지표들의 곱으로 점수화하고, 최종적으로 인체위해성과 수생태위해성 점수를 합하여 물질별 위해성 점수를 산정하였다. 우선순위산정 결과, Aniline을 포함한 상위 20개 물질이 제시되었으나 순위에 의한 단순한 관리보다는 점수별 물질 군으로 구분하여 관리해야 할 것으로 판단된다. 또한, 위해성 DB 구축과정에서 인체 및 수생태 만성독성 자료와 해양생물독성에 대한 자료가 매우 빈약한 것으로 나타났으므로 우선순위 물질들을 대상으로 자료 부재여부를 조사하여 관련 독성시험 연구를 진행해야 할 것으로 생각된다. 본 연구에서 개발된 우선순위시스템 및 우선순위 물질들은 향후 자료보완 및 전문가 검토가 이루어질 경우 HNS 사고 관리 및 관련기술 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 환경생물
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• 제42권1호
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• pp.54-61
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• 2024

생태계는 생물에게 매우 다양한 환경조건의 서식처를 제공하며 이 서식처 내에 적응한 생물만이 생존, 성장, 번식하며 해당 서식처에 살아가게 된다. 또한 서식처의 환경조건들은 서식처로 유입한 화학물질의 생물유효도(bioavailability)에 크게 영향을 미쳐 생물들이 받는 부정적 영향이 서로 다를 수 있다. 본 연구에서는 생태독성평가에 적합한 ISO guideline 11276의 독성평가 표준종 중 토양 생태계에 다양한 서식처 조건 중 수변 생태계에서 적응하여 살아가는 Yuukianura szeptyckii의 중금속에 대한 평가 민감성을 확인하고 수변 서식처 중금속 생태독성평가종으로서의 가능성을 확인하는 데 있다. 결과는 카드뮴과 구리 모두 농도에 따른 유의한 독성영향을 보였다. 카드뮴의 경우 LC₅₀은 280 mg kg^-1, EC₅₀은 66 mg kg^-1, NOEC와 LOEC는 각각 25, 50 mg kg^-1으로 나타났으며 구리의 경우에는 LC₅₀은 911 mg kg^-1, EC₅₀은 151 mg kg^-1, LOEC는 50 mg kg^-1으로 나타났다. 기존의 국제표준종인 Folsomia candida와 국내표준종인 Allonychiurus kimi의 이전 결과와 비교하면 더욱 민감한 독성값을 보였으며, 이러한 생존과 번식에 미치는 부정적 영향은 체내의 중금속의 유입 농도와 밀접한 관련을 보였다. Y. szeptyckii는 수분 함량이 높은 토양에서 중금속 생태독성평가에 민감한 종으로 나타났으며, 상대적으로 높은 습도를 보일 가능성이 높은 수변생태계에 적합한 생태독성평가종으로 사용이 가능할 것으로 생각된다.

• 환경생물
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• 제37권4호
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• pp.749-758
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• 2019

본 연구의 목적은 질산, 황산, 암모니아수, 과산화수소에 대한 생태독성평가를 통해서 사고대비물질들에 대한 기초 독성 데이터베이스를 구축하여, 향후 화학사고 발생시 환경 피해에 관한 의사결정에 과학적 근거를 제공하는 데 있다. 이를 위해 본 연구에서는 사고대비물질 중 토양의 물리·화학적 성질을 변화시킬 수 있는 질산, 황산, 암모니아수, 과산화수소를 대상으로 국내 토착 절지동물인 김어리톡토기(Paronychiurus kimi)를 이용한 생태독성평가를 수행하였다. 7일간의 급성독성평가와 28일간의 만성독성평가를 수행하였으며, 시험물질 농도에 따른 토양의 pH 변화를 관찰하였다. 토양의 pH는 질산, 황산, 과산화수소, 암모니아수의 농도가 10,000 mg kg^-1 soil dry wt.일 때, 각각 2.86, 2.72, 7.18, 9.69이었다. 질산, 황산, 과산화수소, 암모니아수에 대한 만성독성평가 결과, LC₅₀ 값은 각각 2,703, 5,414, 3,158, 859 mg kg^-1 soil dry wt.이었으며, P. kimi의 산란 수에 대한 EC₅₀ 값은 각각 587, 2,148, 1,300, 216 mg kg^-1 soil dry wt.이었다. 비록 본 연구에서는 사고대비물질들의 유입에 따른 토양 pH의 변화만이 조사되었지만, 본 연구의 결과는 P. kimi가 사고대비물질에 의해 변화된 토양의 pH뿐만 아니라 사고대비물질의 유입에 의해 감소된 유기물 함량과 생성된 반응 산물에 의해서도 사망률과 산란수에 영향을 받을 수 있음을 의미한다. 대부분의 사고대비물질들이 토양의 특성을 변화시킬 수 있다는 점을 감안할 때, 토양의 특성 변화와 이에 따른 생물 영향을 고려한 화학사고 후 평가 및 복원 방법이 필요하다.