• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.135-138
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• 2004

본 연구는 중금속으로 오염된 폐수처리에 있어 친환경적 유기흡착제로서 휴믹물질의 활용성을 평가하기 위한 기초 연구로서 이탄(peat moss)으로부터 Humin을 분리 한 후, 중금속 이온(Cd(II),Cu(II))과의 흡착특성을 조사하였다. 이탄으로부터 추출한 peat-Humin의 함량은 94%이상을 나타냈으며, 분자의 작용기 특성은 일반 토양 휴믹물질(soil humic substance)과 유사하였다. peat-Humin과 중금속 이온(Cd(II),Cu(II))과의 흡착 반응은 5분내에 빠른 흡착형을 보였으며, pH 5-6에서 가장 높은 중금속 제거율을 보였다. pH 3의 산성조건에서도 50%정도의 제거율을 보였다. pH 5에서의 등온흡착 실험결과를 Freundlich 등온식에 적용하여 해석한 결과, 각의 중금속에 대한 peat-Humin의 흡착상수(Kf)는 Cd(II)이 8.07 그리고 Cu(II)가 4.56으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.42-51
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• 2004

본 연구에서는 캐나다 산 피트 모스(Canadian Sphagnum peat moss)시료로부터 산${\cdot}$염기 침전법을 이용하여 휴믹산(p-HA), 풀빅산(p-FA), 휴민(p-Humin)을 순수분리 하였고, 화학적(원소분석, pH 적정) 및 분광학적(적외선 및 핵자기공명 분광분석)방법을 이용하여 피트모스와 각 휴믹 성분의 특성(원소성분비, 양성자교환용량(PEC), 작용기 및 분자구조)을 규명하였다. 또한, Cd(II)을 흡착시킨 p-Humin의 적외선 스펙트럼 분석을 통하여 휴믹분자의 금속이온 결합자리를 확인하였다. 이상에서 얻어진 특성분석 결과는 문헌에 제시된 토양 휴믹물질의 특성과 함께 비교 분석하였다. 본 연구의 주요 목적은 유기물 집적 층인 피트 모스에 존재하는 휴믹물질의 친환경적 응용에 필요한 기초 물질 특성 자료를 제공함에 있다. 순수분리 결과, p-Humin 및 p-HA와 p-FA의 함량은 피트 모스 전체유기물 함량($957{\pm}32g/kg$)의 각각 $76\%,\;18\%,\;3\%$로 분포하였으며, 원소 성분비는 p-Humin이 $C_{1.00}H_{1.52}O_{0.79}N_{0.01}$로서 p-HA($C_{1.00}H_{1.09}O_{0.51}N_{0.02}$), p-FA($C_{1.00}H_{1.08}O_{0.65}N_{0.01}$)에 비하여 H/C와 (N+O)/C 비가 상대적으로 더 높았다. pH 적정분석을 통한 산/염기 특성 분석결과, 피트 모스 휴믹 분자에는 서로 다른 환경에 있는 두 종류의 산성 작용기가 존재함을 알 수 있었으며, PEC(meq/g) 값은 p-FA(4.91) >p-HA(4.09) >p-Humin(2.38)의 순으로 나타났다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 피트모스 휴믹물질의 작용기 기본 특성은 기존 토양 휴믹물질과 유사하였으며, 금속이온 주요 결합작용기는 -COOH임을 확인하였다. 피트 휴믹 분자의 탄소 골격은 전반적으로 낮은 휴믹화 단계의 물질 특성을 보였으며, $^{13}C$-핵자기공명 스펙트럼 분석을 통해 p-Humin과 용해성 휴믹 성분(p-HA, p-FA)의 분자구조 특성의 차이점을 밝힐 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.535-541
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• 2005

본 연구에서는 피트모스(Canadian Sphagnum peat moss)로부터 추출한 피트-휴민 (p-Humin)입자를 충전한 칼럼의 연속흐름 조건하에서의 중금속 이온(Cd, Cu, Pb)의 흡착 및 탈착효율을 조사하였다. p-Humin 충전 칼럼은 단일 성분 및 혼합 중금속 용액 모두에서 높은 중금속 제거효율을 보였으며, 실험 결과는 Thomas 모델식을 적용하여 p-Humin의 중금속 흡착특성에 대한 기초 자료를 산출하였다. 단일 성분 중금속 용액을 대상으로 한 실험 결과, p-Humin 단위 그램당 Cd, Cu 및 Pb의 최대 흡착량($q_0$)은 각각 138.8, 44.66 및 41.61 mg/g으로 나타났다. 혼합 중금속 용액을 대상으로 각 중금속 이온의 경쟁흡착 반응실험 결과, p-Humin에 대한 중금속 이온의 친화력 세기는 Pb $\gg$ Cu > Cd이었다. 흡착된 금속이온은 0.05 N $HNO_3$ 용액을 사용하여 쉽게 탈착시켜 회수할 수 있었으며, 회수율은 약 95% 이상을 나타냈다. 본 연구를 통해 p-Humin은 친환경적이고 경제적인 생흡착제로서 폐수 중 중금속 이온의 제거에 활용 가능함을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.122-125
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• 2004

본 연구는 친환경적 유기흡착제로서 휴믹물질의 활용성을 평가하기 위한 기초 연구로서 Peat moss에서 추출된 불용성 휴믹성분인 피트휴민(p-Humin)을 충진한 컬럼을 이용하여 카드뮴과 구리이온에 대한 파과곡선을 얻었고, 각 금속이온에 대한 제거능을 비교해 보았다. 카드뮴의 경우, 파과시간은 7.5 hr, 77 BV로 나타났으며, 구리의 경우, 7.3 hr, 76 BV으로 나타났다. Thomas model로부터 구한 최대 흡착량은 구리가 44.66 mg/g로 카드뮴의 41.61 mg/g보다 높게 나타났다. 0.05 N HNO$_3$를 이용한 탈질실험 결과, 각 중금속에 대한 회수율은 95% 이상으로 높았다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1337-1346
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• 2006

토양휴민(Hu)은 불용성 휴믹물질 성분으로서 소수성 유기화합물의 비가역적 토양흡착에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려진다. 그러나 휴민분자는 대부분 토양 무기물(점토 및 금속산화물) 성분과의 혼합 상태로 존재하기 때문에 순수분리가 어려워 물질특성과 반응성에 대한 정보는 제한적이다. 본 연구에서는 알칼리 용해성 토양 유기물을 제거한 잔류토양(Crude 휴민)을 대상으로 HF(2%) 처리를 통한 일련의 정제휴민 시료($Hu_1-Hu_6$)를 확보하였고, 원소분석과 $^{13}C$ NMR 분석을 통한 물질특성 및 1-naphthol과의 흡착-탈착 특성을 조사하였다. 비교시료로서 피트에서 추출한 휴민에 대하여도 동일한 실험을 수행하였고, 그 결과는 토양휴민과 비교 분석하였다. $^{13}C$ NMR 분석결과 토양휴민 분자는 탄수화물과 파라핀 계열의 지방족사슬 탄소성분 함량이 전체 유기탄소의 80% 이상을 차지하는 높은 지방족성을 보였다. 1-naphthol과의 흡착실험 결과, HF 정제에 따라 무기물 성분이 제거될수록 Freundlich 흡착상수 n값이 0.538에서 0.697로 일정하게 증가하였으며, 유기탄소-표준화분배계수(log $K_{OC}$) 값도 2.43에서 2.74로 증가하였다. 이는 휴민시료에 존재하는 무기물 성분이 1-naphthol의 흡착에 관여하고 있음을 나타내며, 피트휴민의 결과와 함께 흡착의 비선형성과 흡착세기에 대한 무기물 성분의 영향을 설명하였다. 탈착실험 결과, 모든 휴민시료에서 흡착-탈착 hysteresis가 관찰되었으며, 낮은 용질농도($C_e$=0.1 mg/L)에서의 hysteresis index(HI)는 피트휴민(2.697)>정제휴민(0.738)>Crude 휴민(0.593)의 순으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권12호
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• pp.897-905
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• 2013

본 연구에서는 불용성 토양 휴믹물질(HS)인 토양 휴민(Hu)을 대상으로 페난트린(PHE)과의 흡착상수($K_{OC}$, n)를 조사하였고, 각 휴민 분자의 물질특성과 흡착상수와의 상관관계를 조사하였다. 토양 휴민은 한라산 토양을 포함한 국내 5개 지역의 토양과 국제휴믹학회(IHSS) 표준토양 및 이탄토(Peat)에서 분리한 7종을 사용하였으며, 원소성분비 및 고체 $^{13}C$ NMR을 이용한 탄소형태별 분포(%) 등을 조사하였다. 토양 휴민은 알킬탄소를 주요 성분으로 하는 높은 지방족 탄소함량(57.1~72.3%)을 가진 분자구조 특성을 보였으며, 추출원별 알킬탄소의 함량($C_{Al-H,C}$, %)은 화강암 기원의 토양 Hu (26~42) > 화산재토양 기원의 HL Hu (23.9) > Peat Hu (14.0)의 순으로 나타났다. 토양 휴민의 물질특성과 PHE 흡착상수의 상관성 해석결과, 유기탄소 표준화분배계수($K_{OC}$, mL/g) 값은 알킬탄소 함량(%)과 높은 상관성($r^2$ = 0.77, p < 0.05)을 보인 반면, Freundlich plot을 통해 얻은 비선형 흡착상수(n)는 H,C-치환 방향족탄소 함량($C_{Ar-H,C}$, %)과 높은 상관성($r^2$ = (-)0.74, p < 0.05)을 보였다. $K_{OC}$ 값은 분자 극성도(PI, N+O)/C)와도 높은 상관성($r^2$ = (-)0.74, p < 0.1)을 보여, 분자극성도 값도 소수성유기물의 흡착능 예측에 유용한 물질특성 인자임을 확인하였다. 이상의 결과로 부터 토양휴민 분자 내 알킬탄소의 함량이 높거나, 분자극성도가 낮을수록 PHE의 흡착능이 증가하며, 방향족탄소 함량이 높을수록 흡착의 비선형성(nonlinear sorption)이 증가하는 경향이 있음을 알 수 있었으며, 이러한 토양 휴민의 PHE 흡착특성은 dual reactive mode 흡착모델에 적용하여 해석하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권1호
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• pp.44-52
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• 1996

시판(市販)되고 있는 유기질비료(有機質肥料) 17 가지를 수거(收去)하여 부식특성(腐植特性)을 조사(調査)하였다 유기질비료(有機質肥料)에 함유(含有) 되어있는 내용물(內容物)의 종류(種類)는 다양(多樣)하였다. 예(例)를 들면 어박(魚粕), 유박(油粕), 주정박(酒精粕), 세르코-D, 부식토(腐植土), 톱밥. 토양개량제(土壤改良劑), 나무 껍질, 돈분(豚糞), 계분(鷄糞), 우분(牛糞), zeolite, 골분(骨粉), 토룡분(土龍糞), 낙엽(落葉), 아미노산 발효(發酵) 부산물(副産物), 석회(石灰), 가축(家畜) 부산물(副産物), 농산(農産) 부산물(副産物) 등등이었다. 물리화학(物理化學) 및 분광학적(分光學的) 특성(特性)은 다음과 같았다. 1. 유기질비료(有機質肥料)의 비료가(肥料價)는 유기질비료종류(有機質肥料種類)에 따라 큰 차이(差異)가 있었다. 2. 내용물중(內容物中)에는 부식화(腐植化)가 완전(完全)히 이루어지지 않은 유기물(有機物)이 있는 경우(境遇)도 있었다. 이것은 높은 C/N값으로 나타났다. 3. 대체(大體)로 한 가지 시료(試料)에서 추출(抽出)되는 humic acid의 양(量)이 fulvic acid의 양(量) 보다 많았다. 4. 부식화(腐植化)의 진전(進展)에 따라 humin의 상대적(相對的)인 양(量)도 증가(增加)하였다. 5. Total acidity는 phenolic hydroxyl group과 밀접(密接)한 상관관계(相關關係)가 있었으며 carboxyl group은 hydroxyl group과 alcoholic hydroctyl group과 유의성(有意性) 있는 상관관계(相關關係)가 있었다. 6. Humic acid와 fulvic acid의 UV 및 visible light absorption spectrum은 거의 같은 모양이었다. 7. 추출(抽出)된 humic acid의 종류(種類)는 B, P 그리고 Rptype이었다. Humic acid 중(中) 2가지는 B type, 3가지는 P type, 그리고 나머지 12가지는 모두 Rp type에 속(屬)했다.