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GC×GC/TOF-MS를 이용한 서울 대기 중 유기 에어로졸의 분류 및 동정 (Classification and identification of organic aerosols in the atmosphere over Seoul using two dimensional gas chromatography-time of flight mass spectrometry (GC×GC/TOF-MS) data)

  • 전소현;임형배;최나래;이지이;안윤경;김용표
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.153-169
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    • 2018
  • 기존 대기 에어로졸에서의 유기성분 분석은 분석 기기로 파악한 피크 가운데 동정 가능한 성분 개수에 제한이 있었다. 이 문제를 극복하는 방법의 하나로 2DGC를 활용하여 보다 많은 성분을 동정하고, 이들 성분들의 특성 파악을 용이하게 하기 위해 검출된 피크들을 휘발도에 따라 3개, 극성도에 따라 2개로 분리하여 총 6개의 그룹으로 구분하고, 각 그룹의 피크를 정성/정성 분석하여 화학 특성에 따른 클래스로 구분하는 방법론을 제시하였다. 제시한 방법론을 서울에서 2013년 여름과 2014년 겨울에 측정한 대기 에어로졸의 유기 성분을 2DGC로 분석한 결과에 적용하여 특성 파악 연구를 수행하였다. 정성/정량 분석 결과 유기 성분을 8개의 클래스로 구분할 수 있었다. 이 성분들은 계절별 유사성과 차별성을 보여주었다. 한 예로 고극성-휘발성유기화합물(HP-VOC)의 정성분석 결과 여름에는 furanone 성분이 대부분이었으나, 겨울에는 furanone 성분이 검출되지 않았다. 저극성 반휘발성유기화합물(LP-SVOC)의 정성적 특징은 VOC와 OVOC가 대부분을 차지하고 있는 것이었으며 OVOC가 VOC보다 더 많은 종류로 검출되었다. 그러나 상대적 정량분석에서는 반대로 OVOC보다 VOC가 두 배 더 많은 양을 차지하고 있었다. 즉 LP-SVOC에서 OVOC는 더 다양한 종류가 발견되나 정량적으로 봤을 때는 VOC가 대부분을 차지하고 있다고 할 수 있다. 이러한 분석 결과는 보다 다양한 성분의 유기성분 분석과 함께 정성/정량 분석의 통합적 활용이 필요함을 보여주고 있다. 이 연구에서 2DGC 시스템 결과를 6개의 그룹으로 구분하여 미지 성분 피크를 그 그룹의 특성을 가진 것으로 정성/정량 분석하여 어느 정도 결과를 도출하였다. 그러나 각 그룹의 경계에 있는 성분들이 비슷한 특성을 갖는 경우가 나타났고, 정량 분석에는 아직도 미흡한 부분이 있는 제한점을 보였다. 이 부분에 대한 보다 심도 깊은 연구가 필요하다. 또한 2DGC 시스템은 단일 GC 시스템보다 검출 한도가 높은 제한점을 가지고 있으며, 정량이 아직 확실하지 않은 단점이 있다. 이들 문제점을 해결하기 위해서는 분석 시스템 자체에 대한 심도 깊은 연구가 필요하다.

치과용 모형 스캐너의 지대치 중첩 과정이 최종 가상 모형에 미치는 영향 (Effect of abutment superimposition process of dental model scanner on final virtual model)

  • 유범영;손큰바다;이규복
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권3호
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    • pp.203-210
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    • 2019
  • 목적: 본 연구는 치과용 모형 스캐너를 이용하여 단일 전장관과 3본 고정성의치 모형을 스캔하는 과정에서 지대치의 중첩 과정이 최종 가상 모형에 미치는 영향을 알아보려 하였다. 재료 및 방법: 평가를 위해 단일 전장관과 3본 고정성의치를 위한 석고 모형을 제작하였다. 그리고 Pindex system을 이용하여 핀 작업된 모형을 제작하였다. 기준 스캔 데이터(CAD Reference Model)와 실험 스캔 데이터(CAD Test Model)를 획득하기 위해서 치과용 모형 스캐너(E1, 3Shape A/S, Copenhagen, Denmark)를 이용했다. 기준 스캔 데이터는 지대치를 분할한 후 탈착하지 않고 스캔하였다. 그리고 실험 스캔 데이터는 분할된 지대치를 분리하여 스캔 후, 기준 스캔 데이터에 중첩되었다(n = 20). 마지막으로 3차원 검사 소프트웨어(release 2018.0.0; Geomagic control X; 3D Systems)를 이용하여 root mean square (RMS)를 분석하였고, 통계 분석은 Mann-Whitney U test를 사용하였다 (${\alpha}=.05$). 결과: 단일 전장관 지대치의 RMS 평균은 $10.93{\mu}m$, 3본 고정성의치 지대치의 RMS 평균은 $6.9{\mu}m$가 나왔다. 두 그룹의 RMS 평균값은 통계적으로 유의한 차이를 보여줬다 (P < .001). 또한 두 그룹의 양(positive)과 음(negative)의 오류는 단일 전장관 지대치는 $9.83{\mu}m$, $-6.79{\mu}m$, 3본 고정성의치 지대치는 $6.22{\mu}m$, $-3.3{\mu}m$의 평균값이 나왔다. 두 그룹의 양과 음의 오류 평균값은 통계적으로 모두 3본 고정성의치 지대치가 단일 전장관 지대치보다 통계적으로 유의하게 낮은 값을 보여주었다 (P < .001). 결론: 핀 작업된 모형의 스캔 과정에서 지대치의 개수가 증가하여도 지대치의 중첩에 의한 오류는 증가하지 않았다. 또한 단일 전장관 지대치에서 유의하게 높은 오류를 보였지만 임상적으로 허용 가능한 스캔 정확도의 범위에 있다.

LC-MS/MS를 이용한 식품 중 맥각 알칼로이드 시험법 개발 (Development of Analytical Method for Ergot Alkaloids in Foods Using Liquid Chromatoraphy-Tandem Mass Spectrometry)

  • 천소영;정은아;이봄내;권진욱;박혜영;김신희;강길진
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.158-169
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    • 2019
  • 우리나라의 해외 곡류 수입량과 수입국가의 다변화를 고려 해 볼 때, 호밀, 밀, 귀리 등 맥류에서 주로 발생하는 것으로 알려져 있는 맥각알칼로이드의 노출가능성도 배제할 수 없다. 따라서 본 연구는 곡류 및 곡류가공품 중 맥각알칼로이드에 대한 선제적 안전관리를 위해 호밀 및 가공품 (크래커, 맥주) 으로 부터 에르고메트린을 포함한 12종 맥각알칼로이드의 공인 시험법을 개발하고자 하였다. 아세토니트릴이 함유된 2 mM 탄산암모늄용액 추출과 Mycocep catridge를 이용한 정제 농축이 전처리 방법으로 적합함이 확인되었고, 기기분석을 통해 표준물질 첨가 검량선의 직선성이 12개 알칼로이드 모두 $R^2$ >0.99 이상이었으며, 정량한계는 $0.01{\sim}0.05{\mu}g/kg$수준이었다. 시험법 검증을 통해 대상 품목간의 차이는 있으나, 12개 맥각 알칼로이드 모두 회수율은 72~113% 수준이었으며, 반복성은 2~10% 수준으로 적합성이 확인되었다.

구급대원의 전문심장소생술 시뮬레이션훈련이 직무수행융합능력에 미치는 영향 (The effects of out of hospital ACLS simulation training on the paramedic's duty ability)

  • 박유나;조병준;김경용
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.99-106
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    • 2019
  • 본 연구는 시뮬레이션을 기반으로 한 전문심장소생술 교육이 병원 전 단계에 구급대원이 환자에게 시행하는 전문심장소생술 직무수행에 미치는 영향을 분석하고 효과적인 전문심장소생술을 시행하기 위한 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 비동등성 대조군 전후 설계를 기초하였으며 연구대상은 K소방학교의 신규 임용된 구급대원 16명이 참여하였다. 평가 도구로 사용된 시뮬레이션 교육 프로그램과 평가지는 ACLS 시뮬레이션 전문가 6인(응급의학 전문의 2명, 전공교수 2명, 전문강사 2명)에게 사전 검토 및 의견을 받아 본 연구에 적합한 도구로 개발하였다. 교육은 이론 30분, 실습 150분으로 구성하여 4인 1조 1개팀으로 구성하였다. 강사가 5분간 시연을 한 후 개인별 실습 후 디브리핑(debriefing)을 통한 교정을 거친 후 개별, 팀별 교육을 실시하였다. 평가척도는 5점 리커트(Likert) 척도로 수행능력 평가 점수를 부여하였다. 자료분석은 Windows용 SPSS 22.0 프로그램을 사용하였으며, 대상자의 일반적 특성은 빈도분석을 하였으며, 실험군과 대조군의 동질성 검증은 t검정을 하였고 두 그룹의 집단의 차이 분석은 대응표본 t 검정(paired t-test)으로 분석하였다. 동질성 검사에 실험군과 대조군의 동질성을 확인 할 수 있었다. 전문심장소생술(ACLS) 수행기술 6가지에 대한 평가에서 시뮬레이션 교육을 받은 실험군이 교육을 받지않은 전통적 교육 방식의 대조군보다 모든 면에서 수행능력이 우수하였음을 증명하였다. 수행기술은 1. 심전도 2. 전문기기 3. 수액처치 4. 리더십과 팀워크 5. 의료지도 6. 이송중 평가 이상 6가지 이다. 일반적인 강의와 실습을 한 구급대원보다 시뮬레이션 교육을 받은 구급대원이 직무수행 능력이 향상된 것이 검증되었다 따라서 종합술기 과정에 있는 학생이나 임상에 종사하는 응급구조사에게 시뮬레이션 훈련과 교육이 확대 적용된다면 더 능숙하게 직무를 수행해 나갈 수 있을 것이며, 심정지 환자에게 제공되는 구급서비스가 향상될 것으로 기대한다.

단일 수복물과 3본 고정성 수복물 지대치 모델에서 삼차원 분석을 통한 구강 스캐너의 정확도 비교 (Comparison of the accuracy of intraoral scanner by three-dimensional analysis in single and 3-unit bridge abutment model: In vitro study)

  • 황미양;손큰바다;이완선;이규복
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권2호
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    • pp.102-109
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    • 2019
  • 목적: 이 연구의 목적은 단일 수복물 지대치와 3본 고정성 수복물 지대치 모델에서 3종류의 구강 스캐너에 따른 정확도를 평가하는 것이다. 재료 및 방법: 본 연구에서는 단일 수복물 지대치와 제1대구치가 상실된 3본 고정성 수복물 지대치를 제작하고, 이를 주모형으로 설정하였다. 제작된 주 모형은 산업용 삼차원 스캐너로 스캔하였고, 이를 참조 스캔 데이터로 설정하였다. 3종류의 구강 스캐너(CS3600, CS3500, 그리고 EZIS PO)를 이용하여 주 모형을 5회 스캔 하였다. 이를 평가 스캔 데이터로 설정하였다. 삼차원 비교분석(Geomagic control X)에서 지대치의 스캔 정확도를 평가하기 위해 분할된 지대치를 선택하여 분석하였다. 통계분석은 SPSS 소프트웨어를 이용하여 분석하였다 (${\alpha}=.05$). 구강 스캐너 정확도는 kruskal-wallis test를 실시하여 비교하였고, pairwise test로 사후 검정을 실시하였다. 단일 수복물 지대치 모델과 3본 고정성 수복물 지대치 모델의 정확도 차이는 mann-whitney U test로 분석하였다. 결과: 구강 스캐너에 따른 정확도의 측정결과는 모두 유의한 차이를 보였다 (P < .05). 그리고 단일 수복물 지대치 모델과 3본 고정성 수복물 지대치 모델의 진도(trueness)는 통계적으로 유의한 차이를 보여주었으며, 단일 수복물 지대치에서 더 좋은 진도를 나타냈다 (P < .05). 정밀도(precision)에서는 유의미한 차이가 없었다 (P = .616). 결론: 단일 수복물과 3본 고정성 수복물 지대치의 정확도를 비교한 결과, 스캔 영역이 늘어날수록 지대치 스캔의 오류는 증가하였고, 3종류의 구강 스캐너에서 3본 고정성 수복물 지대치 모델의 스캔 정확도는 임상적으로 허용 가능하다.

중소·벤처기업의 업종, 영업형태, 조직문화가 기업성과에 미치는 영향에 관한 연구: 삼원분산분석(3-way ANOVA)을 중심으로 (An Empirical Study on Classification, Business Type, Organizational Culture on Performance of Korean IT SMEs·Venture)

  • 노두환;황경호
    • 벤처창업연구
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    • 제14권2호
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    • pp.221-233
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    • 2019
  • 우리나라의 중소기업은 전체 사업체 수의 99.8%, 종사자 비중의 87.8%, 전체 생산액의 48.4%를 차지하는 등 국가경제의 근간을 형성하고 있으며, 고용창출, 기술혁신, 산업의 다양성, 지역균형개발 등 여러 측면에서 국민경제 발전에 있어서 실질적인 원동력이 되고 있다. 이로 인해 중소기업은 기술혁신을 통해서 기술역량을 확보하는 것이 더욱더 필요해졌다. 하지만 대부분의 중소기업은 자금부담 능력은 물론 R&D인력, 연구장비 등 R&D 역량이 대체적으로 부족한 실정이다. 이에 정부에서는 중소기업 지원을 위해서 정부 출연(연)을 통해 다양한 정책적 지원을 강화하고 있다. 즉, 정부출연연구소는 산업 전반의 혁신활동을 증진시키고, 기업의 기술역량을 강화하기 위해 R&D를 통해 창출된 지식과 기술을 꾸준히 시장에 제공하고 있으며, 중소 중견기업이 견실한 기업으로 도약할 수 있도록 인력지원, 장비지원/연구시설 등을 통해 기업들을 지원하는 역할을 수행하고 있다. 특히 중소기업은 국민경제에서 차지하는 비중이 높을 뿐만 아니라 정치, 경제적인 면에서도 그 영향력이 커서 중소기업의 경쟁력 제고는 지속적인 경제 성장을 위해 반드시 달성해야 할 국가적인 주요 정책목표가 되고 있다. 이러한 이유로 중소기업의 경쟁력 제고를 위해 기업을 둘러싸고 있는 환경, 전략, 조직문화 등과 같은 추상화된 개념들 사이의 관계를 구체적으로 살펴볼 필요가 있다. 본 연구는 중소 벤처기업이 지속적인 경쟁력을 유지하기 위해 외부환경과 전략, 조직구조의 일치성(fit)을 추구할 때, 중소 벤처기업의 업종별, 영업형태별로 어떠한 조직문화가 기업성과(영업이익)에 유의미한 영향을 미치는지 알아보고자 665개 기업을 대상으로 실증분석을 하였다. 삼원분산분석(3-way ANOVA)을 통해 기업성과(영업이익)에 대한 중소 벤처기업의 업종, 영업형태, 조직문화의 주효과 및 상호작용효과를 검증한 결과, 중소 벤처기업의 업종은 통계적으로 유의미한 주효과가 있는 것으로 나타났으나, 영업형태와 조직문화는 유의미한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 중소 벤처기업의 세 가지 독립변수 간의 상호작용효과를 분석한 결과, 업종, 영업형태, 조직문화 간에는 통계적으로 유의미한 상호작용효과가 있는 것으로 나타났다. 구체적으로 살펴보면, ICT 서비스의 경우, B2B 기업은 관계지향적 문화, B2C 기업은 위계지향적 문화, ICT 기기의 경우는 B2B와 B2C 기업 모두 과업지향적 문화에서 기업성과가 상대적으로 높게 나타났으며, SW 기타의 경우, B2B와 B2C 기업 모두 위계지향적 문화에서 기업성과가 상대적으로 높게 나타났다. 이는 기업의 업종과 영업형태별로 적합한 조직문화가 존재한다는 것을 보여주고 있어, 향후 중소 벤처기업의 육성 및 기업성과와 관련된 촉진정책을 수립할 때 의미 있는 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

효율적 의료영상정보교류를 위한 프로토콜 제안: 유방자기공명영상 (Suggested Protocol for Efficient Medical Image Information Exchange in Korea: Breast MRI)

  • 박지희;최선형;김성준;용환석;우현식;진광남;정우경;신나영;최문형;정승은
    • 대한영상의학회지
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    • 제79권5호
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    • pp.254-258
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    • 2018
  • 목적: 보건의료정보화를 위한 진료정보교류 기반 구축 및 활성화 과제의 일부인 의료영상정보교류의 효용성을 높이기 위한 영상 품질 기준 연구에서 유방 자기공명영상검사의 적절한 프로토콜을 정립한다. 대상과 방법: 문헌 및 참고자료를 통한 국내외 유방 자기공명영상검사의 권고 프로토콜과 판독문 형식을 조사하고, 책임연구자가 설문지를 작성한 후, 국내 9명의 유방영상의학 전문가를 섭외하여 패널을 구성하였다. 전문가 패널은 총 3차례의 델파이 합의를 진행하여 유방자기공명영상 프로토콜의 합의안을 도출하였다. 결과: 합의된 유방자기공명영상 권고 프로토콜은 1.5 테슬라 이상의 기기로 유방 전용 코일을 사용하여 복와위 자세에서 영상을 획득하며, T2 강조영상과 조영 전 T1 강조영상을 포함한다. 조영증강영상은 적어도 2차례 이상 획득하며, 60~120초 사이 영상과 4분 이후 영상을 포함한다. 또한 조영증강 T1 강조영상의 절편 두께는 3 mm 이하, 측면 해상력은 120초 이하, 공간 내 평면 해상도는 $1.5mm^2$ 이하여야 한다. 결론: 국내 유방영상전문가 집단의 3차례에 걸친 델파이 합의를 통하여 효율적인 유방 자기공명영상검사의 검사 프로토콜 권고안을 정립하였다.

교대로 운전되는 두 개의 UV/광촉매반응기로 구성된 폐가스 처리시스템에서의 광촉매의 비활성화 및 재생 특성 (Characterization of Repeated Deactivation and Subsequent Re-activation of Photocatalyst Used in Two Alternatively-operating UV/photocatalytic Reactors of Waste-air Treating System)

  • 이은주;정찬홍;임광희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권4호
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    • pp.584-595
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    • 2021
  • 본 연구에서는 교대로 운전되는 두 개의 UV/광촉매 반응기로 구성된 폐가스 처리시스템의 운전단계와 단계별 광촉매의 비활성화의 상관관계를 사용된 광촉매에 대한 기기분석을 통하여 규명하였다. 선행연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]의 광촉매 반응기 시스템 운전에 사용되지 않은 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A4), 1회 운전하는 동안 사용되고 재생을 경험하지 않은 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A1), 2회 운전에 사용되고 1회 재생된 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A2) 및 3회 운전에 사용되고 2회 재생된 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체(A3)와, 1차 재생(AD1) 또는 3차 재생(AD3)된 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체에 대한 BET 분석, SEM, XPS, SEM-EDS 및 FTIR 분석 등을 수행하여, 광촉매를 담지한 다공성 SiO2 담체의 비활성화 및 재생 특성을 포함하는 특성 분석을 수행하였다. 그 결과로서, 3회 이상의 여러 번 재생을 수행하는 광촉매의 적정 재생 온도를 200℃ 미만으로 도출하였다. 이러한 광촉매의 적정 재생 온도는 BET 분석결과에서 도출된 기공에 흡착된 에탄올 산화분해 중간생성물의 대부분이 완전 분해가 되어 기공이 재생되는 재생 온도와 거의 일치하였다. 특히, XPS 분석 결과는, 선행 연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]에서 광촉매 반응기의 첫 번째 운전 후에 광촉매의 미세한 비활성화가 발생하였음을 나타내었다. 또한, XPS 분석 결과는, 선행연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]에서 광촉매 반응기의 두 번째 운전에서 비교적 큰 광촉매의 비활성화가 발생하여 첫번째 운전성능보다 약 5%만큼 못 미치는 에탄올과 황화수소 각각의 제거효율을 초래하였으나, 세 번째 운전에서의 에탄올과 황화수소의 제거효율은 두 번째 운전에서의 에탄올과 황화수소의 제거효율 실험 결과와 거의 비슷하였다는 연구 결과와 일치하였다. 한편, AD3를 사용하여 선행연구[Lee와 Lim, Korean Chem. Eng. Research, 59(4), 574-583 (2021)]에서와 같은 광촉매 반응기의 네 번째 운전을 수행할 것을 가정하면, 두 번째 운전에서보다 더 큰 광촉매의 비가역적 비활성화의 발생으로 인하여 에탄올과 황화수소 제거효율이 가장 크게 저하되리라 예상되었다.

유사물질 실험을 위한 자동화 현미경 실험 기기의 적용과 노캠퍼를 이용한 입자 성장 및 단순 전단 변형 실험의 예 (Application of Automated Microscopy Equipment for Rock Analog Material Experiments: Static Grain Growth and Simple Shear Deformation Experiments Using Norcamphor)

  • 하창수;김성실
    • 자원환경지질
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    • 제54권2호
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    • pp.233-245
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    • 2021
  • 암석의 미세구조에 대한 많은 연구는 실제 암석 관찰 뿐만 아니라 다양한 실험 장비를 이용하여 미구조의 발달 과정과 그 메커니즘을 이해하기 위해 수행되어 왔다. 변성이나 변형 작용 중에 입자 성장이나 입도의 변화를 일으킬 수 있는 광물 군집 내 입자 경계 이동 작용은 주요한 재결정작용 메커니즘 중 하나이다. 특히, 변형 과정 중 나타날 수 있는 입자 경계 이동의 연속적 관찰은 암석 유사 실험을 이용하여 수행될 수 있었다. 이번 연구에서는 다양한 실험 방법 중 유사 물질을 이용한 입자 성장 및 변형 실험 방법에 대해 기존 방법을 개량할 수 있는 실험 장비의 개발과 이를 통한 효과적인 미구조 분석 방법을 제시하였다. 개발된 실험 장비는 유사 물질 실험이 가능한 변형 장치와 실체 현미경에 회전 조작이 가능한 편광판들을 장착하여 광학적 조작이 가능하도록 구성되었다. 이들 장치들은 마이크로 컨트롤러를 통해 온도 및 변형 속도 제어 및 실험 동안 관찰되는 미구조 변화를 연속적으로 촬영할 수 있도록 자동화하여 구성되었다. 또한 편광판 회전 조작을 통해 취득되고 합성된 디지털 이미지들은 보다 정확한 입자 경계를 구분하고 분석할 수 있게 해주었다. 실험 결과의 입도 및 형태와 같은 미구조 분석을 위해 선분 교점 측정 방법과 입자 경계 트레이싱 방식을 비교하여 적용하였다. 유사물질로써는 석영과 유사한 광학적 성질을 가지는 노캠퍼(Norcamphor, C7H10O)라는 물질을 사용하였다. 개발된 장비의 실효성을 검증하고자 노캠퍼를 이용한 정적 입자 성장 실험과 단순 전단 변형 실험 및 이에 대한 미구조 분석을 수행하였다. 정적 입자 성장 실험은 시간이 지남에 따라 입자 수의 감소와 입도가 증가하는 전형적인 입자 성장 작용의 특징과 온도에 따른 성장 곡선들의 명확한 차이를 보여주었다. 중온-저변형율 조건의 단순 전단 변형 실험 결과는 평균 입도의 큰 변화는 없었으나, 입자 형태에 대해 전단 변형이 증가함에 따라 전단력 방향에 수직한 방향에 대해 약 53°의 방향으로 신장률이 증가하는 변화를 보여주었다. 이러한 미구조의 발달과정은 주어진 실험 조건에서 변형에 의해 입자 내부의 소성 변형과 내부 회복 작용이 균형을 이루면서 진행된 것으로 해석된다. 개량화 및 자동화된 실험장치를 이용한 이들 입자 성장 작용 실험 및 변형 실험의 예는 유사물질 실험에서 목적하는 바와 같이 실험 과정 동안의 입자의 미구조 변화과정을 순차적으로 관찰할 수 있고, 전체 수행 과정동안 수동적 조작없이 효율적으로 실험을 진행할 수 있다는 장점을 보여주었다.

하수처리장 내 나노 TiO2 입자 제거효율 예측을 위한 물질흐름모델 개발 (Development of A Material Flow Model for Predicting Nano-TiO2 Particles Removal Efficiency in a WWTP)

  • 반민정;이동훈;신상욱;이병태;황유식;김극태;강주현
    • 한국습지학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.345-353
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    • 2022
  • 산업과 생활환경에서 사용된 공학적 미세입자는 결국 하수처리장을 거쳐 수계로 배출되므로 미세입자의 수계 배출 제어에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 다수 연구에서 하수처리장 유출수 내 미세입자의 농도가 무영향관찰농도(No Observed Effective Concentration, NOEC)를 빈번히 초과하고 있는 것으로 보고되고 있어 전통적인 하수처리 기능과 더불어 미세입자를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 하수처리장의 설계와 운영을 최적화시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 하수처리장 내 단위공정별 특성 및 운전조건에 따른 미세입자의 거동특성과 제거효율에 대한 예측이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 하수처리장 내 각 공정 특성별 및 주요 운전조건의 영향에 따른 미세입자 제거효율예측을 위한 모델을 개발함으로써 하수처리장에서 미세입자를 보다 효율적으로 제어하기 위한 도구를 제공하고자 하였다. 개발 모델에서는 수처리 계통에서의 4개 단위공정(1차침전지, 생물반응조, 2차침전지, 및 총인처리시설)을 고려하고, 슬러지처리 계통은 농축, 소화, 탈수 공정 등의 다중 공정을 통합한 단일 공정으로 모의한다. 모의 대상 미세입자는 TiO2 (nano-TiO2)로서, 수중에서의 용해와 변환은 미미하므로 부유성 고형물과의 부착 기작만을 고려하였다. 부유성고형물에의 nano-TiO2 부착 기작은 고-액상 간 평형가정에 기반한 겉보기분배계수(Kd)를 매개변수로 반영하였으며 정상상태에서의 미세입자의 농도 및 부하를 공정별로 계산할 수 있도록 하였다. 아울러 개발 모델 구동의 편의를 위하여 MS 엑셀기반 사용자 인터페이스를 제작하였다. 개발 모델을 이용하여 주요 운전인자인 고형물체류시간(Solid Retention Time, SRT)이 nano-TiO2 제거효율에 미치는 영향을 파악하였다.