• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.85-92
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• 2011

본 연구에서는 산화망간과 산화철이 단독 및 복합 코팅된 반응성매질인 망간코팅사(MCS), 철코팅사(ICS) 그리고 철-망간코팅사(IMCS)를 이용하여 용존 Fe(II)의 산화 및 제거능을 평가하였다. 반응성매질에 $KMnO_4$와 NaOCl를 추가적인 산화제로 이용하였을 때의 Fe(II) 제거능을 반응용액의 pH, 반응시간, Fe(II) 농도변화에 따라 조사하였다. 반응성매질 및 추가적인 산화제 없이 Fe(II) 용액만을 사용한 경우, pH 5 이하에서는 Fe(II)의 느린 산화에 의해 제거율이 낮았으나 이후에는 빠른 산화 및 침전반응에 의해 제거율이 증가하였다. ICS만을 사용하였을 때 ICS 표면에 의한 Fe(II)의 제거는 극히 제한적인 것으로 나타났다. 망간 산화물이 코팅된 IMCS와 MCS를 사용한 경우 낮은 pH에서도 Fe(II)가 산화망간에 의해 산화되었으며 용액으로부터 효과적으로 제거되는 것으로 나타났다. Fe(II)는 IMCS만 단독으로 사용했을 때와 NaOCl을 산화제로 사용했을 때 제거율에서 큰 차이가 나지 않았다. IMCS와 산화제를 이용하여 Fe(II)을 제거할 경우, 용액의 pH가 증가함에 따라 이들의 산화능이 증가하였고 이로써 전체 제거율의 증가를 가져왔다. Fe(II)의 제거에 관한 반응속도 실험결과 유사-1차 반응 보다는 유사-2차 반응식으로 더 잘 표현되었으며 $KMnO_4$를 추가적인 산화제로 이용한 경우 Fe(II)는 14,286 mg/kg hr의 높은 초기 제거율(h)을 보였다. $KMnO_4$ 주입 시 반응시간 10분 안에 제거평형에 도달하였고 NaOCl의 경우는 6시간 후에 거의 제거평형에 도달하는 것으로 나타났다. IMCS에 의한 Fe(II)의 최대 제거량 값을 구하기 위해 pH 4에서 Langmuir 등온식에 적용한 결과 1,088 mg/kg의 제거량을 보였다.

• 농약과학회지
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• 제10권4호
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• pp.296-305
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• 2006

토양 중 pencycuron의 온도, 수분함량 및 토성에 따른 흡착, 잔류 특성을 구명하고자 실내 및 포장실험과 환경의 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 2종 토양에서 진탕 시간과 약제의 흡착량사이에 높은 유의성이 있는 power function의 상관관계가 인정되었다. 흡착속도는 진탕 1시간 이내에 사질식양토에서 최대 흡착량의 60%가, 미사질식양토에서 65%가 흡착되었고, 12시간 후에는 의사평형에 도달하였다. Pencycuron의 농도별 흡착은 Freundlich 등온식에 부합되었으며, 흡착분배계수 $K_d$값은 사질식양토에서 2.31, 미사질식양토에서 2.92었다. 토양 중 유기탄소에 대한 분배계수 $K_{oc}$는 사질식양토에서 292.9이었고, 미사질식양토에서 200.5이었다. 흡착강도 및 비선형도를 성명하는 상수값은 사질식양토에서 1.45, 미사질식양토에서 1.68이었다. 실내 실험에 있어서 pencycuron의 잔류는 1차 반응식에 부합되었고, 반감기는 $12^{\circ}C{\sim}28^{\circ}C$에서 95일${\sim}$20일로, 토양 수분함량이 포장용수량의 $30{\sim}70%$인 토양에서 38일에서 21일로 짧아졌다. 토양 종류에 따른 pencycuron의 반감기는 토성이 현저히 달랐음에도 사질식양토에서 25일, 미사질식양토에서 22일로 나타났다. 포장 실험에서도 pencycuron의 반감기는 사질식양토에서 26일, 미사질식양토에서 23일이었다. 포장에서 10%까지 잔류되는 기간은 미사질식양토에서 57일, 사질식양토에서 69일로 나타났다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제24권3호
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• pp.232-237
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• 2009

본 연구는 오염된 양상치를 알카리전해수로 세척한 처리구와 비처리구에 오염된 E. coli O157 : H7균이 다양한 온도 (4, 10, 15, 20, 25, 30, $35^{\circ}C$)에 저장할 경우 이균의 specific growth rate (SCR) 과 lag time (LT) 생육변수에 미치는 영향을 조사하기 위한 모델을 개발하기 위하여 수행되었다. E. coli O157 : H7의 specific growth rate (SGR) 과 lag time (LT)를 결정하기 위해 생육도를 Gompertz 식을 사용하여 fitting한 결과, $R^2$값이 0.994로 나타났다. 실험값으로부터 얻은 SGR과 LT는 저장온도에 의존하는 것으로 나타났으며 $4^{\circ}C$에서 $35^{\circ}C$까지 온도가 증가할수록 성장 속도가 증가하는 것으로 나타났다. AIEW 처리구 또는 비처리구의 양상치 에서 E. coli O157 : H7의 성장 kinetics에 대한 저장 온도의 효과를 평가하기 위해 SRG에 대한 두개의 모델을 개발하였다. 유도된 2개의 모델 검증은 $R^2$, $R^2_{Adj}$ (adjusted determination coefficient) 및 MSE (mean square error)를 적용하였으며, 그 결과 $R^2$, $R^2_{Adj}$가 1 (>0.93)에 근접하였으며, 알카리 전해수 처리구 및 비처리구 양상치 모델의 MSE는 각각 0.031, 0.025로 나타났다. 따라서, 본연구에서 개발된 모델의 생육변수는 실험 치에서 얻은 E. coli O157 : H7의 생육변수 결과와 매우 유사한 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제18권10호
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• pp.1447-1454
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• 2008

열처리 조건 및 농도의 차이에 따른 칡 이소플라본인 daidzin과 genistin의 열 안정성에 대하여 조사하였다. Daidzin과 genistin 두 종류의 이소플라본은 처리방법에 상관없이 $140^{\circ}C$이상의 열처리 조건에서 초기 30분 동안 급격히 열 안정성이 떨어지고 그 이후 변화가 적게 나타나 처리 온도가 높을수록 열 안정성의 변화가 큰 것으로 나타났으며, genistin은 daidzin에 비해 농도차이 에 따른 변화의 차이가 크지 않은 것을 알 수 있었다. 또한 열처리 조건에 따른 반응속도는 모두 두 단계로 나타났는데, daidzin과 genistin 모두 2단계보다 1단계에서 빠른 반응속도를 보여 주었고, daidzin은 고농도 일 수록 더 빠른 반응속도를 나타내는 것을 알 수 있었으나, genistin은 농도에 따른 유의차가 적은 것을 알 수 있었다. Daidzin은 1단계의 고농도에서 온도 의존성이 높게 나타났으며 2단계는 농도에 따른 온도 의존성에 유의차가 없었다. Genistin의 경우 1단계에서는 농도에 의한 온도 의존성이 작게 나타났지만 2단계의 저농도에서 온도 의존성이 높은 것을 알 수 있었다. 농도에 따른 변화를 보면 genistin은 고농도와 저농도 모두 1단계에서 온도 의존성이 큰 것으로 나타났으며 반면 daidzin은 고농도, 저농도 모두 2단계에서 온도 의존성이 높은 것을 알 수 있었다. 또한 daidzin과 genistin 모두 $140^{\circ}C$ 이상의 열처리에 의해 이소플라본 glucosidic group이 열에 의해 가수분해되어 daidzein, genistein, glycitein, malonyl-glycitin, acetyl-genistin 등의 중간 유도체 및 aglycone이 생성되며 $140^{\circ}C$, 15 min의 처리 조건에서 대부분 가장 많은 양이 생성되는 것을 알 수 있었고, 농도 변화에 따른 함량의 증가는 유의차가 적은 것을 알 수 있었으나 그 중 malonyl daidzin의 경우 열처리 조건에 의해 따른 생성량의 차이가 큰 것을 알 수 있었다. 열처리 후 농축조건이 농축 후 열처리보다 더 많은 daidzin, genistin 유도체들을 생성시킨 것으로 보아 칡 이소플라본의 각 열처리 조건에 따른 열 안정성은 농축 후 열처리보다 열처리 후 농축이 훨씬 더 열에 안정하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 칡 이소플라본의 열안정성은 콩 이소플라본과 유사하게 $140^{\circ}C$ 이상 열처리에 의해 가수분해반응을 보였고, 이소플라본의 중간 유도체들과 aglycone이 $140^{\circ}C$ 이상의 열처리 시 생성되었다. 따라서 칡 이소플라본의 열 안정성은 가열온도와 농도에 의해 큰 영향을 받으며, 콩 이소플라본의 열 안정성과 매우 유사한 특성을 나타내었다.

• 한국광물학회지
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• 제29권2호
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• pp.59-71
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• 2016

방사성 폐기물의 주요 성분 중 하나인 Cs의 자연에서 정출되는 제올라이트인 차바자이트(chabazite)에 대한 흡착 특성을 알아보기 위해 XRD, EPMA, EC, pH, ICP 분석방법을 이용하여 동정 및 화학성분 분석을 하였다. 그리고 추가적으로 양이온 교환능력을 확인하였고 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 및 타 양이온($Li^+$, $Na^+$, $K^+$, $Rb^+$, $Sr^{2+}$)에 대한 경쟁흡착 실험을 실시하였다. 본 연구에 사용된 차바자이트의 화학식은 $Ca_{1.15}Na_{0.99}K_{1.20}Mg_{0.01}Ba_{0.16}Al_{4.79}Si_{7.21}O_{24}$였고 Si/Al 비율과 양이온 교환능력은 각각 1.50와 238.1 meq/100 g으로 측정되었다. 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 등온 실험결과를 흡착 반응 속도 모델과 등온 흡착 모델에 적용해본 결과 각각 유사 2차 반응과 Freundlich 모델에 부합하였으므로 고체 표면에 흡착 물질이 2개 이상의 다중 흡착 층을 이루는 것을 알 수 있으며 모델로부터 유도되는 상수 값을 통해 차바자이트의 Cs 흡착 능력정도를 평가하였다. 경쟁 흡착 실험 결과 이온의 종류에 따라 이온 교환되어 차바자이트 내에 존재하는 Cs의 몰 분율에서 차이를 보였다. 각 양이온과 세슘과의 액체에서 고체 내로 흡착되는 경쟁 경향이 $Na^+$, $Li^+$, $Sr^{2+}$, $K^+$ 그리고 $Rb^+$ 순으로 선택성이 있었으며 이는 수화 직경의 순서와 유사한 양상을 보였다. Kielland 도시법을 이용하여 Cs과 타 양이온의 교환 평형관계를 도시해 보았을 때에는 $Sr^{2+}$가 가장 선택성이 높았으며 그 다음으로 $Na^+$, $Li^+$, $K^+$, $Rb^+$ 순으로 선택성이 나타났고 모든 타 양이온에 대하여 양의 값을 나타내었다. Kielland 도시법에서 나타나는 평형상수 값의 순서는 열역학 및 반응 속도론적인 의미를 내포하고 있으므로 수용액에서 공극 내로 들어가는 Cs은 $Sr^{2+}$과의 공존 시 선호도가 높다는 것을 알 수 있다. 이는 경쟁하고 있는 수화된 양이온 간의 직경 차이가 원인일 것으로 추측된다. 본 연구 결과는 차바자이트가 높은 Cs 친화력을 가지는 것을 보여줌으로써 방사성 물질로 오염된 물에서 Cs을 선택적으로 교환할 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권5호
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• pp.607-612
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• 2021

본 연구에서는 국내산 팥 품종별 종실 특성과 수분흡수율 및 수분흡수 kinetics를 분석하였으며 수분흡수 속도와 팥의 종실 특성 변수들 간의 상관관계를 조사하였다. 팥의전체 종실의 길이는 품종간 유의적인 차이를 보였지만(7.74-8.99 mm), 전체 종실의 너비에는 유의적인 차이가 없었으며(5.33-5.54 mm), 배꼽의 경우 길이는 3.21-4.01 mm, 너비는 0.58-0.73 mm의 범위를 가졌다. 주사 전자 현미경을 통해 종피는 39.18-50.01 ㎛로 나타났다, 수침 동안 초기 수분함량이 <14%인 팥은 30시간에 도달함에 따라 모든 품종 팥에서 130% 이상 수분을 함유하고 있었으며 수침 초기에는 수분에 큰 변화가 없는 lag phase를 갖는 것으로 나타났다. 흰나래의 경우 다른 품종들에 비해 lag phase로 도달하는 시간이 빨랐으며 평형수분 함량의 50%까지 도달하는 시간인 τ (h)의 경우 모델식에 적용하여 도출할 수 있는데 이때, 흰나래가 4.40 h로 가장 빨랐고 다른 품종의 경우 도달시간이 9-10 h였다. 모델식으로부터 품종별 수분흡수 속도를 계산한 결과, 흰나래가 가장 빠르게 수분흡수가 이루어졌으며 검구슬, 연두채, 홍진, 아라리 순서로 나타났다. 수분흡수 속도와 종실 특성 지표와의 상관관계에서 수분흡수 속도는 전체 종실의 길이나 너비, 배꼽의 길이 보다는 배꼽의 너비(r=0.7858^*)와 종피의 두께(r= -0.9954^***)와 더 높은 상관성이 있어, 이 두가지가 팥의 수분흡수율에 영향을 주는 주요 요인임을 알 수 있다. 본 연구에서 흰나래는 가장 긴 배꼽 너비(0.73 mm)와 가장 얇은 종피(39.18 ㎛)를 가져 다른 품종들보다 눈에 띄는 수분흡수 속도를 보여 경제적이고 효율적인 품종으로서 산업적 적용을 기대할 수 있다. 또한, 본 연구를 통해 팥의 수분 거동은 S형 방정식에 모델링하는 것이 적절하며 모델링을 하여 수분거동을 예측함으로써 수분침지 시간과 수분흡수율을 제어하고 용도에 맞게 가공시스템을 설정할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.