• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제27권6호
• /
• pp.1138-1149
• /
• 2017

The use of microalgal biomass is an interesting technology for the removal of heavy metals from aqueous solutions owing to its high metal-binding capacity, but the interactions with bacteria as a strategy for the removal of toxic metals have been poorly studied. The goal of the current research was to investigate the potential of Burkholderia tropica co-immobilized with Chlorella sp. in polyurethane discs for the biosorption of Hg(II) from aqueous solutions and to evaluate the influence of different Hg(II) concentrations (0.041, 1.0, and 10 mg/l) and their exposure to different contact times corresponding to intervals of 1, 2, 4, 8, 16, and 32 h. As expected, microalgal bacterial biomass adhered and grew to form a biofilm on the support. The biosorption data followed pseudo-second-order kinetics, and the adsorption equilibrium was well described by either Langmuir or Freundlich adsorption isotherm, reaching equilibrium from 1 h. In both bacterial and microalgal immobilization systems in the co-immobilization of Chlorella sp. and B. tropica to different concentrations of Hg(II), the kinetics of biosorption of Hg(II) was significantly higher before 60 min of contact time. The highest percentage of biosorption of Hg(II) achieved in the co-immobilization system was 95% at pH 6.4, at 3.6 g of biosorbent, $30{\pm}1^{\circ}C$, and a mercury concentration of 1 mg/l before 60 min of contact time. This study showed that co-immobilization with B. tropica has synergistic effects on biosorption of Hg(II) ions and merits consideration in the design of future strategies for the removal of toxic metals.

• 농약과학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.46-53
• /
• 2004

살균제 hexaconazole의 용탈 가능성을 평가하기 위하여 토양 흡착과 담수토양중 용탈을 시험하였다. 토양홉착성은 Fretmdlich 홉착등온식에 부합하였으며, Kf값은 10.56-18.01로써 토양 용탈성은 매우 낮은 것으로 예측되었다. Hexaconazole의 용탈량은 숙성잔류물 함유 토양보다는 신생잔류물 함유 토양에서, 벼 무 재배구보다는 벼 재배구에서 높게 나타났으며, 컬럼 표토에 처리한 방사능의 대부분 약 86-99%가 표토로부터 5cm 부위에 분포하였다. 이상의 결과와 $K_{oc}$값이 1,400-1,552이고 Grotmdwater Ubiquiy Score (GUS) index가 1.25-1.35인 점을 고려할 때 hexaconazole은 비용탈성 농약(improbable leacher)으로 분류되어 수도재배지에서의 용탈 가능성은 매우 낮은 것으로 평가되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제53권6호
• /
• pp.667-675
• /
• 2020

본 연구에서는 정수 처리장 침전지에서 채취한 알럼 기반의 슬러지를 수열합성 방법으로 흡착제(Alum Sludge Based Adsorbent, ASBA)를 제조하고, 이를 인공 수용액 및 광산배수 내 불소와 비소의 제거에 적용하여 ASBA의 흡착 특성을 평가하였다. ASBA의 광물학적 결정 구조, 구성 성분 및 비표면적을 조사한 결과, ASBA는 표면에 불규칙한 기공과 87.25㎡ g-1의 비표면적을 갖는 흡착에 유리한 구조로 나타났다. ASBA를 구성하는 주요 광물 성분은 석영(SiO2), 몬모릴로나이트((Al,Mg)2Si4O10(OH)2·4H2O), 알바이트(NaAlSi3O8)임을 확인하였다. 다음으로 회분식 흡착실험을 수행하여 pH, 흡착 반응시간, 초기 농도 및 온도 등의 인자가 ASBA를 활용한 불소와 비소 흡착에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 용액의 pH 환경이 염기 영역으로 갈수록 불소와 비소의 흡착률은 감소하는 경향을 보였으며, 흡착제의 영전하점은 pH 7 부근으로 나타났다. 등온 흡착실험을 통해 확인한 불소와 비소의 최대 흡착량은 각각 7.6mg g-1, 5.6mg g-1이었고, 동적 흡착실험에서 불소와 비소는 반응이 시작한 후 각각 8h, 12h이 경과하면서 흡착농도의 증가율이 감소하는 것으로 나타났다. 한편 흡착평형 실험을 통한 ASBA의 흡착 메커니즘을 알아본 결과. 불소와 비소의 흡착은 Langmuir 등온 흡착모델 및 Freundlich 등온 흡착모델과 높은 상관관계를 가지며 일치하는 경향을 보여주었다. 또한 열역학적 연구에서는 25℃부터 35℃까지의 온도 증가에 따른 불소와 비소의 흡착 양상을 실험하여, 양의 값을 갖는 열역학적 상수 ΔH°와 ΔG°을 도출함으로써 ASBA의 흡착 특성은 흡열반응이자 비자발적인 반응임을 검증하였다. 재생실험 결과, ASBA는 1N NaOH을 이용하여 재생 가능하였으며, 광산배수를 이용한 불소와 비소의 흡착실험에서 각각 77%, 69%로 비교적 높은 제거율을 보여 현장 적용 가능성을 지닌 것을 알 수 있었다. 분석 결과를 종합하여 볼 때, 소규모 유량을 가지며 pH 환경이 산·중성 영역인 광산배수 내 불소와 비소가 흡착되어 제거되는 데 흡착제로서 ASBA가 효과적임을 제안한다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권4호
• /
• pp.56-65
• /
• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제43권2호
• /
• pp.249-258
• /
• 2005

활성탄을 흡착제로 하여 2탑 6단계의 PSA(압력 순환식 흡착) 공정을 통하여 수소/메탄(부피비로 60%/40%)의 이성분 혼합기체에서 수소를 분리하는 연구를 수행하였다. PSA 공정에서 순도 및 회수율에 영향을 미치는 흡착압력, 공급 가스 유량, P/F 비를 변수로 하여 실험과 전산모사를 수행하였다. 본 공정에서 정상 상태는 15 cycle 이후에 도달하는 것을 알 수 있었다. P/F 비와 압력이 증가하고 공급 유량이 감소할 때 수소의 순도가 증가하였고, 반면에 회수율이 감소하는 것을 알 수 있었다. PSA 공정 전산 모사와 실험을 토대로 순도와 회수율이 최대일 때 최적의 PSA 운전 조건을 정하였다. 최적의 운전 조건은 공급가스의 유량이 22 LPM이고, 흡착 압력이 11 atm이며, P/F 비는 0.10으로 나타났고, 그 결과 수소의 회수율은 75% 이상 얻어졌으며, 순도는 99% 이상의 수소를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 비등온 비단열 상태를 고려하였으며, LDF(linear driving force) 모델과 LRC(loading ratio correlation) 등온식을 고려하여 실험과 예상치를 비교하였다.

• 한국의류학회지
• /
• 제28권12호
• /
• pp.1625-1631
• /
• 2004

개망초로부터 추출한 색소의 면 섬유에 대한 염색성을 조사하였다. 염색조건과 매염처리가 염착량(K/S값)및 CIELAB 색상에 미치는 영향을 평가하였으며, 또한 염색한 시료의 견뢰도를 측정하여 실용성을 확인하였다. 개망초 색소의 면 섬유에 대한 친화력은 높지 않았으며, Freundlich형의 등온흡착곡선을 보여 염착이 주로 수소결합에 의해 이루어지는 것으로 나타났다. 동시 또는 후매염처리 방법보다는 전매염처리 방법이 염차량 증진에 더 효과적이었으나, 주석매염제를 제외하고 매염제에 의한 염착량 증진효과는 크지 않았다. 매염처리에 관계없이 모든 시료는 Y계열의 색상을 나타내어 큰 변화는 없었다. 모든 시료의 세탁견뢰도는 낮았으며 , 땀 및 마찰견뢰도는 매우 양호하였으며 매염 처리가 견뢰도 증진에 미치는 영향은 크지 않았다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.15-26
• /
• 2017

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. $Fe_3O_4$ 나노입자는 공침법을 이용해 제조하였고, $Co^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination)을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 $Co^{2+}$ 혹은 $Ni^{2+}$ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 $43.2emu{\cdot}g^{-1}$, $47.7emu{\cdot}g^{-1}$의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X-선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량($q_m$)은 각각 $15.63mg{\cdot}g^{-1}$, $12.11mg{\cdot}g^{-1}$이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권6호
• /
• pp.61-68
• /
• 2009

본 연구에서는 팽창질석을 이용하여 중금속 흡착 제거능을 평가 하고자 하였다. 먼저 XRF를 사용하여 질석의 화학적 조성을 분석하였고, 시료중의 중금속 농도분석은 ICP-AES를 사용하여 이루어졌다. 수용액 상의 중금속 제거 특성을 살펴보기 위해 Batch kinetic test와 batch sorption test가 실시되었으며 그 결과, 시료용액의 pH가 증가하는 양상을 보이다가 약 5시간 경과 후 pH가 평형상태에 도달함을 알 수 있었다. 그리고 $3mg\;L^{-1}$의 초기농도로 실시된 실험에서 평형농도(1680분 후)에서의 제거율이 각각 Pb: 98.54%, Cd: 96.82%, Cu: 96.08%, Zn: 96.71%, Cr: 36.23%로 크롬을 제외한 모든 중금속 성분이 90% 이상의 높은 제거율을 나타내어 선별적이지만 중금속이 효과적으로 제거됨을 확인 할 수 있었다. 최종적으로 batch sorption test를 통해 얻은 결과를 각각 Freundlich와 Langmuir 등온흡착식에 대입한 결과 두 가지 등온흡착식 모두에서 흡착용량이 Pb>Cd>Cu>Zn>Cr의 순서로 나타났으며, Langmuir model을 통해 알아낸 최대흡착용량(Qmax)은 Pb $725.4mg\;kg^{-1}$, Cd $568.8mg\;kg^{-1}$, Zn $540.2mg\;kg^{-1}$, Cu $457.2mg\;kg^{-1}$ Cr $0.9mg\;kg^{-1}$로 나타나 크롬을 제외한 나머지 중금속에 대한 높은 흡착 제거능을 보임으로써 흡착제로써의 적용이 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.209-218
• /
• 1993

토양(土壤)중에 있어서 살충제(殺蟲劑) ethoprophos의 행동특성(行動特性)을 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 실내조건(室內條件)중의 토양(土壤)중 ethoprophos분해(分解)는 일차반응식(一次反應式)에 따랐으며, 반감기(半減期)는 10, 18, $25^{\circ}C$ 에서 각각 12.4, 5.5, 2.5일이었고, Arrhenius activation energy는 73.8 KJ/mol이었다. 수분함량(水分含量)이 7, 14, 19%인 토양(土壤)에서 ethoprophos의 반감기(半減期)는 각각 46.4, 17.6, 6.9일이었으며 Empirical방정식에서 수분의존도(水分依存度)(B)값은 1.67이었다. Ethoprophos의 토양(土壤)중 흡착등온선(吸着等溫線)은 Freundlich식(式)에 따랐으며 흡착분배계수(吸着分配係數)(Kd)값은 0.27이었다. Mini-lysimeter를 이용한 실외조건(室外條件)하의 이동실험(移動實驗)에서 ethoprophos는 대부분이 $0{\sim}2cm$층위(層位)에 분포(分布)되었으며 6cm층위(層位)까지 이동(移動)되었다. 실외포장(室外圃場)에서 ethoprophos의 분해(分解)는 기상변화(氣象變化)와 밀접한 관계를 보였으며, 3월과 10월의 처리에서 반감기(半減期)는 각각 17일과 5일 정도이었고, 처리 후 약 37일에는 90%까지 분해(分解) 소실(消失)되었다. 토양(土壤)중 농약(農藥)의 행동(行動) 예측(豫測) computer model에 의한 ethoprophos의 이동성(移動性)과 잔유성(殘留性)의 예측치(豫測値)는 분석치(分析値)와 유사(類似)하였다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제17권3호
• /
• pp.219-234
• /
• 1974

인산고정능(燐酸固定能)이 대단(大端)히 큰 것으로 알려진 제주도(濟州道) 화산회토양(火山灰土壞)에서 시용인산(施用燐酸)의 동태(勳態)를 파악(把握)코저 재배년수(栽培年數)가 다른 감귤원(柑橘園)에서 채취(探取)한 토양(土壤)에 대(對)하여 인산(燐酸)의 분별정량(分別定量)을 행(行)하고 각(各) 토양인산(土壤燐酸)의 축적형태(蓄積形態), 그의 토심(土深)에 따른 변화(變化) 및 이들에 영향(影響)을 미치는 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 성질(性質)과의 관계(關係)를 비교검토(比較檢討)함과 아울러 인산흡착실험(燐酸吸着實驗)을 행(行)하여 인산흡착(燐酸吸着)에 대(對)한 등온흡착식(等溫吸着式) 및 인산시용량(燐酸施用量) 결정기준(決定基準)인 인산흡수계수(燐酸吸收係數)에 대(對)한 검사(檢討)를 하였던 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 무기인산(無機燐酸)의 분별정량(分別定量)을 Chang & Jackson 법(法)에 의(依)하여 행(行)한 결과 형태별(形態別) 함량(含量)은 Water-soluble p