• 자원환경지질
• /
• 제43권1호
• /
• pp.13-20
• /
• 2010

휴 폐 광산으로부터 유출되는 산성광산배수는 낮은 pH와 다량의 중금속 이온을 포함하고 있어 지하수·하천 오염 및 주변 환경 파괴의 원인이 되고 있다. 본 연구는 자연정화시설에서 기질물질의 흡착 특성 평가에 중점을 두었다. 이를 위해 버섯퇴비에 의해 광미로부터 용출된 중금속이 흡착 처리 되는 과정에서 황산염환원균의 영향을 파악하였고, $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$을 포함한 인공 광산배수와 버섯퇴비를 반응시켜 중금속 흡착 처리 효율 평가 및 등온흡착곡선에 관해 고찰하였다. 연구 결과 광미에서 용출된 Mn은 미생물 혹은 흡착에 의한 안정화가 이루어지지 않은 것으로 나타났으며. Zn의 경우 황산염환원균에 의한 제거 기작이 중요한 역할을 하고 있음을 보여주었다. Fe는 미생물을 제거한 경우보다 미생물이 존재할 경우 다량의 Fe가 용출되었으며 이는 철환원박테리아가 $Fe^{3+}$를 소모함에 따라 Fe를 포함한 광물이 용해되어 용출되었기 때문이라고 추측된다. 버섯퇴비 투여 시 산화환원전위 (Oxidation Reduction Potential) 와 pH 측정을 통해 환원 환경 및 중성 환경이 조성됨을 확인 할 수 있었다. 인공 광산배수를 사용한 흡착실험결과 pH 6 조건에서 버섯퇴비의 중금속 흡착 효율이 90% 이상으로 매우 높게 나타났으며, pH 3 조건에서는 보다 낮은 흡착 효율을 보였다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.196-203
• /
• 1999

상수원 보호지역내 하상충적토, 사력질의 벼 재배 논에서 표준시비, 농가관행시비, 우분, 우분퇴비, 볏짚퇴비+화학비료감비, 볏짚환원+표준시비 그리고 무비구의 7 처리를 하여 벼 재배 과정 동안 비료성분의 지하 용탈특성을 조사, 분석한 결과는 다음과 같다. 관정수중의 질산태 질소의 농도는 인근 농경지로부터 시비질소의 유입이 시작된 이앙일에는 $1.3mg\;l^{-1}$, 물떼기 이후에는 $0.4mg\;l^{-1}$로 낮았으나 벼생육기에는 $4{\sim}6mg\;l^{-1}$로서 상대적으로 높은 농도를 유지하였다. 벼 재배기간 동안 침출수 중 질산태 질소의 농도는 농가관행구가 가장 높았으나 최고 농도는 $7.1mg\;l^{-1}$로서 음용수의 질산태 질소 한계농도인 $10mg\;l^{-1}$보다 낮았다. 표준시비, 농가관행, 퇴비+화학비료 감비, 볏짚환원+표준시비, 우분, 우분퇴비, 무비구의 벼 재배기간중 질소의 총 투입량은 각각 163, 202, 181, 224, 147, 153, $44kg\;ha^{-1}$이었으며 처리별 질소의 지하 용탈량은 각각 59, 63, 25, 41, 24, 27, $17kg\;ha^{-1}$로서 퇴비+화학비료 감비나 우분이나 우분퇴비로서 화학비료를 대체한 처리는 표준시비나 농가관행 시비구에 비교하여 질소의 지하 용탈을 50%나 줄일 수 있었으며 볏짚환원+표준시비구는 화학비료만 시용한 표준시비구에 비교하여 투입된 질소의 양은 많았지만 지하 용탈량은 30%나 적었다. 또한 화학비료만 사용한 표준시비구나 농가관행구를 제외한 나머지 유기물 시용구에서는 관개수로 논에 곰급된 질소의 양보다 논으로부터 지하로 용탈된 질소양이 $13-46kg\;ha^{-1}y^{-1}$나 적어 화학비료와 함께 유기물을 투입하거나 우분이나 우분퇴비로서 질소비료를 대체한 경우 벼농사는 수질 오염보다는 오히려 질소성분을 $13-46kg\;ha^{-1}y^{-1}$나 정화하는 공익적 기능이 있는 것으로 조사되었다. 조사기간 동안 전처리구의 침출수와 관정수에서 인산은 검출되지 않았으며, 칼리는 화학비료 시용량이 많은 추천시비구에서 공급량의 약 57%가 용탈되었고 유기물 처리에 의해 칼리의 용탈량을 크게 감소시킬 수 있었다. 이상의 결과를 통해 벼 재배기간 중 기존의 화학비료 위주의 시비체계에서 축산분뇨등을 효율적으로 이용함으로서 화학비료의 사용량을 줄이거나, 볏짚등 유기자원의 환원을 통해 양분의 지하용탈에 의한 수계오염 가능성을 크게 줄일 수 있을 것으로 조사되었다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.1017-1027
• /
• 1995

밤 전분의 이화학적 성질, 분자구조적 성질, 산처리 전분의 성질, 전분겔의 특성에 대하여 시험하였다. 아밀로오스 함량은 18.9%였고 X-선 회절도는 $C_b$형을 나타내었다. 팽윤력은 $65^{\circ}C{\sim}75^{\circ}C$까지 급격히 증가하고 그보다 높은 온도에서는 완만히 증가하였고, 용해도는 $70^{\circ}C$까지는 직선적으로 증가하나 그보다 높은 온도에서 는 완만히 증가하였다. 가열온도를 $75^{\circ}C,\;85^{\circ}C,\;95^{\circ}C$로 달리한 아밀로그래프에서 $50^{\circ}C$에서의 냉각점도는 가열온도가 증가함에 따라 낮아졌다. 밤 전분 아밀로오스의 최대흡수파장은 640nm, ${\beta}$-아밀라아제 분해한도는 84.2%, 중합도는 951이었고 아밀로펙틴의 최대흡수파장은 570nm, ${\beta}$-아밀라아제 분해한도는 58.2%, 중합도는 1371, 평균사슬길이는 22.6이었다. 전분 및 아밀로오스의 겔 크로마토그래피 용출결과 저분자량($<5{\times}10^5$)의 분자들이 각각 4.0%, 11.5%로 용출되었다. $75^{\circ}C,\;85^{\circ}C,\;95^{\circ}C$ 등 세 온도에서 용출한 가용성 전분의 겔 크로마토그래피 용출양상에서 높은 온도에서 용출한 것일수록 큰 분자량의 전분이 많이 용출되었다. 아밀로펙틴을 pullulanase로 분해시켰을 때 얻어진 가지부분들의 분자량분포에서 피크II(DP 35-45)에 대한 피크III(DP 10-15)의 비율은 2.2였다. 2.2 N HCI로 $35^{\circ}C$에서 10일간 산처리한 밤 전분의 가수분해율은 96%에 이르렀고 가수분해는 4일째를 경계로 두 단계의 다른 가수분해 속도를 나타내었다. 산처리 전분의 겔 크로마토그래피 용출양상에서 초기 6시산 후에 아밀로펙틴 피크가 완전히 사라졌고 산처리 기일이 증가함에 따라 DP 10-15의 짧은 사슬로 분해되었다. 아밀로오스 함량은 산처리 6시간 후까지는 증가하다 그 이후는 감소하였다. 밤 전분겔의 견고성은 $75^{\circ}C$로 가열하여 만든 전분겔에서 가장 높았고 응집성은 $85^{\circ}C$로 가열하여 만든 전분겔에서 가장 높았다. 전분겔의 노화속도는 비교적 빨랐으며 특히 $75^{\circ}C$로 가열하여 만든 전분겔에서 가장 빨랐다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제8권8호
• /
• pp.285-292
• /
• 2008

일반적으로, 골프장의 퍼팅그린(putting green)지역에서 사용되는 토양은 매우 낮은 CEC(양이온치환용량)와 알루미늄 및 철 수산화물의 코팅이 없는 모래로 이루어진 근권 혼합물로 구성되었다. 이러한 성질로 인해서, 토양에 의한 인산(Phosphorus, P)의 보유는 극히 제한될 수 밖에 없다. 새로운 상업용 인산비료는 골프장의 그린지역에서 적절한 인산의 유지에 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 잔디 품종 Floradwarf bermudagrass (Cynodon dactylon L. PERS.)을 유리온실에서 재배하면서 상업용 인산비료의 이동성과 영양분 공급력을 평가하였다. 전체 12주의 실험기간 동안 격주로 인산의 농도를 측정하기 위해 절단된 잔디와 용출액(leachate)이 수집되었다. 깎여진 잔디는 48시간 동안 70oC에서 건조되었고 건물중량(dry matter)측정이 이루어졌다. 인산의 용출에 있어서 MKP(monopotassium phosphate)와 APP(ammonium polyphosphate)가 가장 많은 양의 인산을 용출시켰고 MAP(monoammonium phosphate)와 0-20-20(액체)이 그 다음으로 많은 양의 인산을 용출 시켰고, CSP(concentrated superphosphate)가 가장 적은 양의 인산을 용출 시켰다. 전체 12주 동안 용출된 인산의 양을 시간별로 분석해 본 결과에 따르면, 2주와 4주 동안 수집된 용출액속에 시비된 인산의 대부분이 용출되었다. 나머지 6주, 8주, 10주, 12주 동안에 용출된 인산의 양은 미미하였다. 용출된 인산의 양은 건조물이나 영양분 흡수와는 상관 관계가 없었다. 전체 인산의 회수율은 43%에서 93%의 범위에 있었다. 인산 비료의 본래의 용해성으로 인해, 인산 비료간의 흡수, 총 건물중량 및 용출에 있어서 차이점이 존재하는 것 같다. 그러므로, 라이시미터(lysimeter) 실험결과에 따르면 CSP, 0-20-20, 그리고 MAP가 골프장의 퍼팅 그린 지역에 사용될 수 있는 환경친화적인 인산 비료로 사료된다.

• 농약과학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.279-288
• /
• 2006

강우에 의한 경사지 토양으로부터의 농약 유출양상을 파악하고 그에 대한 환경적 요인 및 영농방법등의 영향 정도를 평가하기 위하여 토양흡착실험과 인공강우유출실험 및 콩 재배 lysimeter 포장에서 유출 실험을 수행하였다. 흡착실험을 수행하여 농약의 이동 가능성과 이동형태를 파악하고, 인공강우시설을 이용한 유출실험으로 강우양상 및 경사도의 영향 정도를 살펴보고, 콩 재배 경사지 포장에 설치된 lysimeter 실험을 수행하여 작물 재배에 따른 농약의 유실 양상 차이를 파악하여 농약의 표면유출에 의한 유실 수준을 평가하고자 하였다. 두 농약의 Freundlich 흡착계수 K는 diazinon은 $4.0{\sim}5.5$이었고 metolachlor는 $1.6{\sim}2.0$이었다. Freundlich 등온흡착식의 직선성을 나타내는 1/n 값은 탈착방법의 경우 $0.96{\sim}1.02$이었고 흡착방법의 경우는 $0.87{\sim}1.02$이었다. 영국 SSLRC의 이동성 분류기준으로 판단하면 diazinon과 metolachlor는 moderately mobile ($75{\leq}Koc$ <500) 등급에 해당하였다. 인공강우 처리구의 유출수 및 유실토양에 의한 농약 유실률은 각각 diazinon $0.1{\sim}0.6%$ 및 $0.1{\sim}0.2%$, metolachlor $0.5{\sim}1.0%$ 및 $0.1{\sim}0.7%$ 이었고, 경사도 30%의 경우가 10%에 비하여 농약 유실량이 $0.2{\sim}1.9$ 배 많았다. 인공강우실험 후 농약의 토심별 분포를 살펴 본 결과 diazinon은 토심 $5{\sim}10$ cm까지 이동하였고 metolachlor는 토심 $10{\sim}15$ cm까지 이동하였다. Lysimeter 포장유출실험 결과 경사도 및 경사장별 나지구의 유실량은 diazinon $0.23{\sim}0.50%$, metolachlor $1.0{\sim}3.1%$ 수준이었으며, 인공강우실험의 유실률에 비하여 $1/3{\sim}2.5$ 배 수준으로 나타났다. 콩재배구의 유실률은 나지구의 유실률에 비하여 평균적으로 $21{\sim}75%$ 정도 감소된 것으로 나타났다. 유출수 중 농약성분의 최고농도는 콩재배구 및 나지구 각각 diazinon $1{\sim}9{\mu}g\;L^{-1}$ 및 $3{\sim}16{\mu}g\;L^{-1}$, metolachlor $7{\sim}31{\mu}g\;L^{-1}$ 및 $5{\sim}40{\mu}g\;L^{-1}$ 수준으로 작물 재배 여부에 따른 유출수 중 농도의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제30권6호
• /
• pp.43-52
• /
• 2021

본 연구에서는 Taguchi method을 사용하여 폐 배터리 셀 분말(LiNi_xCo_yMn_zO₂, LiCoO₂)으로부터 선택적 리튬 침출을 위한 최적의 질산염화 공정에 대한 연구를 진행했다. 질산염화 공정은 질산 침출 및 배소를 통해 질산리튬을 제외한 질산 화합물을 산화물로 변환하여 선택적 리튬 침출을 하는 공정이다. 따라서 전처리 온도, 질산 농도, 질산 침적 양, 배소 온도에 대하여 Taguchi method를 적용하여 인자가 미치는 영향에 대한 분석을 실시하였다. L₁₆(4⁴)직교 배열표를 사용하여 실험하였으며, 신호 대 잡음비(S/N) 및 분산 분석(ANOVA)을 분석하였다. 그 결과 배소 온도가 가장 크게 영향을 미쳤으며 질산 농도, 전처리 온도, 질산 사용량 순으로 영향을 미쳤다. 각 인자에 대해 세부적인 실험을 진행한 결과 전처리 700℃에서 10시간, 10 M 질산 2 ml/g 침출, 275℃ 배소 10시간이 적절하였다. 그 결과 80% 이상의 리튬을 침출을 확인하였다. 400℃ 이상 배소 시 급격하게 리튬 침출율이 감소원인 분석을 위해 질산리튬과 질산 화합물을 배소 후 D.I water에서 침출하지 잔류물에 대해 XRD 분석을 진행하였다. 분석 결과 질산리튬과 질산망간과 400℃ 이상의 온도에서 리튬 망간 옥사이드의 형성하며 D.I water에서 침출하지 않음을 확인하였다. 질산염화 공정 시 침출된 용액을 고액분리 후 증발농축하여 XRD 분석한 결과 LiNO₃의 회수를 확인하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권1호
• /
• pp.65-77
• /
• 2022

국내 바나듐 함유 티탄철석으로부터 직접 산 침출법에 의한 바나듐 및 유가금속의 침출거동과 회수가능성에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에 사용된 국내 연천산 티탄철석 정광은 0.8% V₂O₅를 함유하고 있었으며 HSC 프로그램을 통해 magnetite와 ilmenite의 비율이 1.9:1로 계산되었다. 바나듐 함유 정광으로부터 황산농도 및 온도별 침출실험을 통해 바나듐의 침출율은 Fe의 침출거동과 매우 유사하였으며 ilmenite 내 Ti의 침출은 75℃ 이상에서 TiOSO₄의 형태로 침출 될 수 있음을 알 수 있었다. VTM 정광 내 V, Fe, Ti의 침출율을 향상시키기 위해 황산산화 및 황산환원침출을 수행하였고 환원제로 Na₂SO₃를 사용할 시 바나듐의 침출율은 80% 였으나 Ti의 침출율은 황산침출과 비교하여 20% 상승한 55%까지 침출되었다. 반면 산화제로 Na₂S₂O₈을 첨가할 시, 바나듐은 거의 전량 침출되었으며 XRD 기기분석을 통해 잔사 내 주성분이 ilmenite임을 알 수 있었다. 산화 및 환원 침출용액으로부터 유가금속의 회수가능성에 대한 용매추출 연구를 통해 산화 침출용액에서는 그 어떤 금속도 선택성이 없었던 반면 환원침출용액에서는 Cyanex 923 용매화 추출제에 의해 Ti이 Fe와 V으로부터 선택적으로 추출될 수 있는 가능성을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권2호
• /
• pp.302-311
• /
• 2023

본 연구는 천연 목재방부제로서 피마자유(castor oil, CSO)의 적용 가능성을 평가하기 위하여 수행하였다. 이를 위하여 CSO를 감가압법으로 국내외 목재수종에 주입한 후, 주입능, 용탈성, 내후성 등을 조사하였다. CSO 주입능은 수종별 해부학적 구조의 차이로 인하여 솔송, 잎갈, 단풍, 신갈나무 순으로 측정되었으나, 모든 수종에서 목재 내로 효과적으로 주입되었다. 용탈성의 경우, 잎갈나무를 제외하고 주입능이 높은 수종에서 용탈되는 양이 많았다. CSO의 점도 저하를 위한 에탄올의 첨가는 주입능 및 용탈성에 부정적인 영향을 미쳤다. 중량감소율을 이용하여 조사한 CSO-주입/용탈 시편의 목재부후균에 대한 내후성은 대조구와 비교하여 대부분의 처리목에서 매우 우수하였다. 특히 갈색부후균인 Fomitopsis palustris에 대하여 CSO만으로 구성된 약액(CSO-2)을 처리한 대부분의 처리목에서 부후가 발생하지 않거나, 매우 낮은 중량감소율를 보였다. 이는 주입된 CSO가 용탈과정에서 목재 내에 잔류하여 발생한 결과로서 X-ray microscope 관찰을 통하여 CSO의 잔류를 확인할 수 있었다. 한편 CSO-2를 주입한 후, 2주간 염수에 용탈시킨 스트립 형태의 시편은 모든 절삭방향에서 길이 변화가 거의 일어나지 않았다. 또한 CSO-2 주입/용탈 시편을 야외에 2주간 노출시킨 후, 측정한 중량증가율과 길이팽윤율도 대조구 시편과 비교하여 매우 낮아 내수성이 크게 향상된 것을 확인하였다. 따라서 CSO는 목재부후균의 생장 억제뿐만 아니라 치수안정 효과까지 제공함으로서 다양한 실내외 환경에서 천연 목재방부제로서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 광물과 암석
• /
• 제36권4호
• /
• pp.289-302
• /
• 2023

본 연구지역은 강원도 횡성군 강림리로 치악산 편마암 지질에 해당된다. 본 연구지역의 지하수에서 우라늄 및 라돈 등과 같은 자연 방사성 원소의 농도가 규제기준을 초과한 것으로 조사되었다. 이에 해당 지하수 대수층에서 획득한 시추 코어를 대상으로 자연 방사성 원소의 용출 기작을 광물학적으로 규명하기 위해 인공풍화 실험을 수행하였다. 이를 위해 먼저 시추 코어시료의 실험 전 광물학적 특성을 분석한 결과, 저온 및 중온 열수 변성 작용을 받아 생성될 수 있는 녹니석계 클리노클로어의 함량이 높게 나타났다. 또한, 우라늄보다 토륨의 함량이 10배 정도 높은 것으로 확인되었다. 인공풍화 실험 결과, 함방사성원소 광물의 용해에 따라 1일 이내에 토륨의 농도가 증가하는 양상을 보이다가 그 이후에는 농도가 감소하는 경향을 보였다. 이는 이차광물 형태로 존재하는 토라이트의 용해에 의하여 토륨이 용출된 후, 황산염 등과 같은 형태로 재침전되기 때문인 것으로 판단된다. 시추 코어 내 우라늄의 함량이 토륨보다 낮지만, 풍화 실험 결과에서는 토륨보다 100배 이상의 농도로 용출된 것으로 확인되었다. 이는 우라늄이 풍화가 많이 된 토라이트에 함유되어 있거나 UO₂²⁺ 등의 이온 형태로 광물 표면에 흡착된 상태로 존재하면서 지속적으로 용해 또는 탈착되기 때문이다. 또한 토륨과 우라늄의 용출 양상은 탄산염의 농도와 양의 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 하지만, 지하수 내 토륨과 우라늄의 농도 사이의 상관성은 낮은 것으로 조사되었는데, 이는 앞서 설명한 바와 같이 두 원소가 다른 기원으로부터 지하수에 용출되기 때문인 것으로 판단된다. 두 방사성 원소의 용출속도는 다양한 반응속도 모델 중 Parabolic diffusion와 Pseudo-second order kinetic 모델에 의해 가장 잘 모사되는 것으로 확인되었다. 이러한 반응속도 모델의 회귀 상수들을 이용하여 우라늄의 농도가 먹는 물 수질기준까지 다다르는 기간을 유추해 본 결과, HCO₃의 농도가 높은 중성환경의 지하수 조건에서 약 29.4년으로, 대체적으로 빠르게 용출되는 것으로 예측되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권2호
• /
• pp.12-20
• /
• 2008

본 연구는 chromated copper arsenate(CCA)로 처리된 목재로 지은 세 개의 통나무 구조물과 하나의 방음벽 주변 토양에서 CCA 금속들의 공간적인 분포를 조사하기 위해 수행되었다. 13개의 배경 토양 시료뿐만 아니라 목재 구조물 주변에서 66개의 지표 및 35개의 종단면 토양 시료를 채취하였다. 구조물에 인접한 곳에서 채취한 토양 시료에서 크롬, 구리 및 비소의 농도는 하나의 구조물을 제외하고는 모두 배경 토양에서의 농도보다 높았으며, 3년 된 구조물에 인접한 표토에서의 농도는 8년 된 구조물에서의 농도보다 높게 나타났다. 비록 금속들의 수평 분포는 구조물에 따라 다르긴 하였지만, 크롬과 비소는 각각 20-60 cm 및 40-100 cm 내에서 농도 구배를 보이는 것 같았다. 구리는 가장 이동성이 작아서, 단지 20 cm 이내에서만 농도 구배를 나타냈다. 종단면 토양 시료 분석에 따르면 어떤 금속도 명확한 수직 분포를 보이지는 않았지만, 크롬과 구리는 각각 5 및 10 cm까지, 그리고 비소는 35 cm까지 구배를 보였다. 이 연구의 대상지역에서 CCA로 처리된 목재로부터 토양으로 용탈된 금속들은 수평 및 수직으로 인근 지역에 한정적으로 이동하여 분포하고, 가능한 생태적인 영향은 작은 범위 내에서만 일어날 것임을 보여주었다.