• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제11권2호
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• pp.96-106
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• 2017

In this study, measurements of size-segregated particulate matter (PM) emitted from the combustion of rice straw, pine needles, and sesame stem were conducted in a laboratory chamber. The collected samples were used to analyze amounts of organic and elemental carbon (OC and EC), water-soluble organic carbon (WSOC), humic-like substances (HULIS), and ionic species. The light absorption properties of size-resolved water extracts were measured using ultraviolet-visible spectroscopy. A solid-phase extraction method was first used to separate the size-resolved HULIS fraction, which was then quantified by a total organic carbon analyzer. The results show that regardless of particle cut sizes, the contributions of size-resolved HULIS ($=1.94{\times}HULIS-C$) to PM size fractions ($PM_{0.32}$, $PM_{0.55}$, $PM_{1.0}$, and $PM_{1.8}$) were similar, accounting for 25.2-27.6, 15.2-22.4 and 28.2-28.7% for rice straw, pine needle, and sesame stem smoke samples, respectively. The $PM_{1.8}$ fraction revealed WSOC/OC and HULIS-C/WSOC ratios of 0.51 and 0.60, 0.44 and 0.40, and 0.50 and 0.60 for the rice straw, pine needle, and sesame stem burning emissions, respectively. Strong absorption with decreasing wavelength was found by the water extracts from size-resolved biomass burning aerosols. The absorption ${\AA}ngstr{\ddot{o}}m $ exponent values of the size-resolved water extracts fitted between 300 and 400 nm wavelengths for particle sizes of $0.32-1.0{\mu}m$ were 6.6-7.7 for the rice straw burning samples, and 7.5-8.0 for the sesame stem burning samples. The average mass absorption efficiencies of size-resolved WSOC and HULIS-C at 365 nm were 1.09 (range: 0.89-1.61) and 1.82 (range: 1.33-2.06) $m^2/g{\cdot}C$ for rice straw smoke aerosols, and 1.13 (range: 0.85-1.52) and 1.83 (range: 1.44-2.05) $m^2/g{\cdot}C$ for sesame stem smoke aerosols, respectively. The light absorption of size-resolved water extracts measured at 365 nm showed strong correlations with WSOC and HULIS-C concentrations ($R^2=0.89-0.93$), indicating significant contribution of HULIS component from biomass burning emissions to the light absorption of ambient aerosols.

• 한국물환경학회지
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• 제24권1호
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• pp.123-128
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• 2008

The Dissolved Organic Carbon (DOC) existing in a water includes both hydrophobic and hydrophilic substances however, most of the discussion focuses on hydrophobic substances. The hydrophobic fraction was easily removed by absorption or coagulation more than hydrophilic fraction. Therefore, control of the hydrophilic fraction is very important in water treatment process. This study is to determine the variation of DOC, the removal efficiency of DOC, and Trihalomethane formation potential (THMFP) after each stage of water treatment process by fractionating Natural Organic Matters (NOM) into hydrophobic and hydrophilic substance. DOC from raw water was fractionated at acidic pH (pH<2) using XAD 8 resin column, into two fraction : hydrophobic substance (i.e. humic substance) adsorbed on XAD 8 and hydrophilic substance which represent the organics contained in the final effluent. THMFP was carried out according to the following set condition: Cl2/DOC=4 mg/mg, incubation at $25^{\circ}C$ in darkness, pH 7 adjust with HCl or NaOH as necessary, and 72hour-contact time. THMs analyzed in this study were chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethan, and bromoform. Sewage was almost evenly split between the hydrophobic (56%) and hydrophilic fraction (44%). But, Aldrich humic substance (AHS) was found to contain less hydrophilics (14%) than hydrophobics (86%). The formation of THMs may depend on the source which is characterized by the composition of organic matters such as AHS and sewage. The THMFP yield of sewage and AHS were assessed as follows. The value of the THMFP reaction yield, AHS $172.65{\mu}g/mg$, is much higher than that of sewage $41.68{\mu}g/mg$. This illustrates possible significant difference in THMFP according to the component type and the proportion of organic matter existing in water source. Apparently AHS react with chlorine to produce more THMFP than do the smaller molecules found in sewage. Water treatment process may reduce THMFP, nevertheless residual DOC (the more hydrophilic substance) has significant THMFP. Further reduction in organic halide precursors requires application of alternative treatment techniques.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.851-856
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• 2005

Although valuable microbes have been isolated from the soil for the various productions of useful components, the microbes which can be cultivated in the laboratory are only $0.1-1\%$ of all microbes. To solve this problem, the study has recently been tried for making the valuable components from the environment by directly separating unculturable micrbial DNA in the soil. But it is known that humic acid originated from the soil interrupts various restriction enzymes and molecular biological process. Thus, in order to prevent these problems, this study modified the method separated soil DNA with phenol, CTAB and PEG. In order to compare the degree of purity for each DNA and the molecular biological application process, $A_{260}/A_{280}$ ratio, restriction enzymes, and PCR were performed. In case of DNA by the modified method, total yield of DNA was lower but $A_{260}/A_{280}$ ratio was higher than the previously reported methods. It was confirmed that the degree of purity is improved by the modified method. But it was not cut off by all kinds of tested restriction enzymes because of the operation of a very small amount of interrupting substances. When PCR was operated with each diluted DNA in different concentrations and GAPDH primer, the DNA by the modified method could be processed for PCR in the concentration of 100 times higher than by the previously reported separation method. Therefore, this experiment can find out the possibility of utilization for the unknown substances by effectively removing the harmful materials including humic acid and help establishing metagenomic DNA library from the soil DNA having the high degree of purity.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.453-461
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• 2000

본 연구에서는 XAD-8 수지 추출방법을 이용하여 소양호에 존재하는 수중 부식질의 월별 농도분포를 조사하였고, 추출과정을 통하여 확보한 수중 부식질에 대하여 pH와 탄산이온농도에 따른 오존처리특성을 흡광도와 DOC를 이용하여 검토하였으며, 오존처리한 수중 부식질의 생분해성 및 구조적 변화를 살펴보았다. 1997년 5월에서 10월에 조사된 소양정수장 유입수의 DOC 농도분포는 1~3 mg/L이었고, 수중 부식질의 농도는 0.2~0.8 mg/L로 DOC 농도의 약 20~30%이었다. 수중 부식질 중에서 휴믹산은 약 15~25%, 풀빅산은 약 75~85%로 분포하였다. 오존처리과정의 적정 pH 영역은 오존처리에 따른 부식질의 흡광도 감소율 및 DOC 제거율을 기준으로 판단할 때 pH 7~9 범위이었다. 오존처리과정에서 탄산이온을 첨가하여 라디칼 반응을 억제할 경우 시료의 흡광도 감소율은 증가한 반면 DOC의 제거율은 감소하였다. 오존처리한 시료의 생분해성은 약 50% 이상 증가하였다. $^{13}C-NMR$ 분석결과 오존처리 후 부식질내 방향족화합물의 함량은 49%에서 17%로 감소된 반면, 지방족화합물은 34%에서 51%, 카르복실화합물의 함량은 17%에서 32%로 증가하였다.

• 농약과학회지
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• 제3권2호
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• pp.29-36
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• 1999

물리화학적 성질이 상이한 두 종류의 토양으로 충전된 유리 column (5 cm I.D. ${\times}$ 30 cm H.)을 이용하여 bipyridylium계 제초제 paraquat의 용탈을 조사하였다. 토양 A (양토)의 벼 재배구와 무재배구에서 117 일 동안 토양 column으로부터 용탈된 $^{14}C$은 각각 총 처리량의 0.42%와 0.54%이었고, 토양 B (사양토)의 경우에는 각각 0.21%와 0.31%이었다. 벼에 흡수된 $^{14}C$은 토양 A와 B에서 각각 3.87%와 2.79%이었고 대부분이 뿌리에 분포하였다. 두 토양 모두에서 총 처리량의 96% 이상이 토양중에 남아 있었고, 특히 $0{\sim}5$ cm 부위에 대부분 존재하였다. Paraquat 토양잔류물의 물에 의한 추출율은 $6.10{\sim}9.10%$이었고 추출불가 토양잔류물의 분포비율은 humin>humic acid>fulvic acid 순이었다. 벼 무재배구의 토양 pH는 담수의 혐기적 조건때문에 용탈실험 후 증가하였으나 벼 재배구에서의 토양 pH는 벼 뿌리로부터 분비되는 삼출물에 의한 상쇄효과로 증가되지 않았다. 토양중 paraquat의 낮은 이동성은 논에 잔류되어 있는 paraquat에 의한 지하수의 오염가능성이 매우 희박함을 시사해 준다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-7
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• 2006

The purpose of this study is to illustrate the characteristics of soil organic matter (SOM) and partition coefficient $(K_{DOC})$. Humic substances (HS) from eight soils of varying properties were extracted by two different methods. The dissolved organic carbon (DOC) concentration was stabilized in 22hrs. The ratio of UV absorbance at 465nm and 665nm (E4/E6 ratio) for HS were similar pattern for 8 soils. The extraction with increasing pH increased dissolution of SON. The ratio of organic carbon (OC) associated with HA and FA (the HA:FA ratio) was varied widely in accordance with the soils and was highly correlated to OC $content(\%)$ of the soils. in modeling metal speciation in soils and soil solutions, assumptions that all DOC in soil solution is associated with FA and that HA:FA ratio in SOM is constant have been made. The results of this study indicate that the validity of these assumptions is questionable. By sequential pH extraction, the $K_{DOC}$ showed in a linear correlation with pH.

• 상하수도학회지
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• 제11권4호
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• pp.126-132
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• 1997

Trihalomethanes (THMs) are formed during the chlorination of waters containing precusors compounds, most commonly humic substances, changes in pH, TOC, temperature, precusor source and concentration chlorine dosage, bromide level and reaction time directly influence trihalomethane formation potential (THMFP) and kinetics. A standard THMFP experiment was conducted for each water under the following conditions ; $20^{\circ}C$, pH 7.4, reaction time of 48hr, TOC 5.7mgC/L. A series of kinetic experiments was conducted for each water to provide THM formation under varying conditions of reaction time, pH, temperature and TOC, chlorine dosage. The resultant mutiple parameter powre function predicts a THM which allows direct calculation of THM, is $[THM]=0.00039(pH-2.81)[TOC][Cl_2]^{0.321}\;t^{0.266}\;T^{0.286}$ Characteristics of raw water in advanced drinking water treatment pilot plant were, TOC levels ran from 4.42~6.84mgC/L, pH 7.2~7.8, temperature $7.0{\sim}18.4^{\circ}C$, UV-254 absorbance $0.057{\sim}0.85cm^{-1}$, THM levels ranged from 0.031~0.049mgC/L.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 International Symposium
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• pp.111-124
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• 2003

기존의 오염물질을 제거하는 많은 화학적-물리적 정화 방법은 고비용과 오랜 시간을 요구하는 처리 과정 등의 단점을 갖고 있는 경우가 많았다. 따라서 흙과 수(水)환경내로 유입된 오염물질을 빠른 시간 내에 제거 할 수 있는 대안이 요구 되었다. 흙에 유출된 화합 물질 중 상당양은 흙에 의해 격리, 구속되고 이로 인해 일단 구속된 오염물질은 물과 유기 용매에 의해서도 잘 추출되지 않는 것으로 보고 되고 있다. 이러한 흙에 의한 오염물질의 비유동성(immobilization) 과정은 오염물질의 제거 기술의 대안으로 평가 될 수 있다. 기존 연구자들의 연구 결과, 화학적 혹은 물리적 반응 작용을 통해 오염물질을 흙을 구성하는 물질에 구속할 수 있음이 증명되었다. 이러한 과정 중 환경적 측면에서 볼 때, 화학적 반응이 더 우수하다 할 수 있다. 이는 강한 공유결합(covalent bonds)으로 연결될 경우 미생물의 활동이나 화학 처리로도 이를 분리하기 어렵기 때문이다. 리그닌(lignin) 분해에서 발생하는 휴믹(humic) 물질 등이 안정 된 화학적 연결을 통해 흙 매질 내에 오염물질과 결합하는 대표적 물질이다. 인위적으로 제조된 많은 화학물질은 자연적에서 발생하는 휴민산 발생원(humic acid precursors)과 닮았다. 따라서 화학물은 부식 과정(humifications process)동안 부식토(humus) 내로 병합(incorporate)되어 진다. 일단 이렇게 구성된 결합체는 생물체와 오염물질과의 반응을 방지하여 오염물질로 인한 생물체로의 독성을 감소시키는 역할을 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 흙의 유기물(organic matter)와 오염물질과의 결합체에 대한 평가로서 다음의 항목에 대한 고찰이 이루어져야 함을 강조하였다. (a)결합체에서 생물체(biota)와의 반응에 의해 오염물질은 감소되는가\ulcorner (b) 모(parent) 화합물과 비교하여 복합체 생성물(complexed products)이 얼마나 덜 유독한가\ulcorner 그리고 (c)지하수 오염이 오염물질의 유동성 구속에 의해 얼마나 감소되는지\ulcorner

• 유기물자원화
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• 제9권3호
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• pp.55-69
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• 2001

수산가공폐수슬러지를 이용한 고품질의 퇴비생산을 위하여 현장 퇴비화공장에서 슬러지와 가축분의 혼합 비율에 따른 퇴비화 과정중의 온도는 모든 처리에서 퇴비화 3~5일간 급격히 상승하여 최고온도에 도달하였으며 그후 서서히 감소하는 경향이었다. 퇴비화 19일후 하강온도가 $40{\sim}50^{\circ}C$되었을 때를 1차 퇴비화 종료시점으로 판단하고 1차 뒤집기를 실시하고 후숙을 시켰으며 그후 퇴비화조내의 온도가 다시 상승하였다. 그후 2차 및 3차 뒤집기를 실시하였으나 온도의 상승폭이 작아 퇴비화가 완료된 것으로 판단하였다. 그리고 퇴비화과정중 온도는 슬러지 첨가율이 높을수록 높았다. 퇴비화 종료시점에서의 퇴비중 총 탄소함량은 퇴비화 초기에 비해 약 4.5~8.0% 감소하였고, 그 감소폭은 수산가공폐수슬러지의 첨가율이 높을수록 증가하였다. 퇴비화과정 중 유기물중 ether추출물질, resins 및 hemicellulose함량은 각각 약 35~77%, 32~69% 및 19~30%감소하였으나, 수용성 polysaccharides함량은 별 변화가 없었고, cellulose, lignins 및 미동정태 유기물함량은 약간 증가하였다. 퇴비화 종료시점에서의 총 질소, amino sugar태 및 amino acid태 질소함량은 퇴비화재료에 비해 각각 약 20~42%, 11~40% 및 23~65% 감소하였다. 퇴비화과정 중 humic acid함량은 별 변화가 없었으나, fulvic acid함량은 퇴비화가 진행될수록 감소하여 전체 humus 중 humic acid가 차지하는 비율이 증가하였다. 수산가공폐수 슬러지의 퇴비화과정 중 시기별 무우, 배추 및 오이의 발아율 및 뿌리 생장율을 조사한 결과 모든 처리에서 발아율은 퇴비화 30일 이후에는 90%이상으로서 완숙퇴비기준치 이상이었고, 뿌리생장율도 30일 이후에는 대조구와 비슷하였으며 퇴비화 30일 이후에는 각 처리 조건 및 시기별 별 영향이 없었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권7호
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• pp.445-453
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• 2012

본 연구에서는 PAHs 오염토양의 자연 풍화 및 화학적 생물학적 처리과정에서 반응부산물로 흔히 발견되는 PAH-케톤화합물인 1-indanon (1-ID)을 대상으로 페놀계 반응매개체 존재 하에서의 망간산화물에 의한 산화 변환 제거특성 및 용존 자연유기물인 휴믹산(HA)의 존재에 따른 영향을 조사하였다. 반응성 평가 실험은 수용액 상에서 회분식(10 mg/L 1-ID, 0.3 mM phenolic mediators, $1.0g/L\;{\delta}-MnO_2$, at pH 5)으로 수행 하였으며, 페놀계의 반응매개체(phenolic mediator)는 자연산 페놀화합물로서 휴믹물질의 모델 화합물로서도 널리 사용되고 있는 11종을 사용하였다. 실험결과 1-ID은 망간산화물 자체에 대하여는 비반응성을 띠었으나 페놀계 반응매개체 존재 하에서 교차-결합(cross-coupling)반응을 통해 제거됨을 HPLC 분석을 통해 확인하였으며, 1-ID의 제거율은 반응 2일 경과 후 9.2~71.2%범위에서 페놀계 반응매개체의 구조적 특성에 따라 다르게 나타났다. 각 반응매개체 존재 하에서의 1-ID의 교차결합 반응은 유사1차 반응 속도식을 따랐으며, 초기 반응속도 상수 값($K_{int}$, $hr^{-1}$)은 0.48~15.0의 넓은 범위에서 나타났다. 1-ID의 제거효율(제거율, 속도상수)은 -OH, $-OCH_3$ 등 전자주게(electron donating) 작용기를 포함하는 반응매개체에서 높았으며, -COOH, -CHO 등 전자받게(electron withdrowing) 작용기를 포함하는 반응매개체일수록 낮았다. 또한 동일 반응 조건에서 HA 존재에 따른 영향을 검토한 결과 낮은 HA 농도(< 2 mg/L) 조건에서는 1-ID 제거효율의 상승효과를 보였으나 전체적으로는 HA 주입 농도가 증가할수록 교차 결합 반응효율이 저하됨을 확인하였다.