독일 Rhine 그라벤 지역의 Kaiserstuhl 에서 산출되는 테프라이트질 화산암에서 주반정광물과 석기광물로 나타나는 Ti-Augite는 60-85의 Mg-값($Mg/Mg+Fe^{2+}+Mn$)을 보여준다. FATS 와 TITS 성분은 포놀라이트질 바자나이트에서 테프라이트 및 분화된 포놀라이트질 테프라이트로 갈수록 감소함을 보여준다. 각 암석그룹의 단사휘석은 포놀라이트질 바자나이트에서 테프라이트, 포놀라이트질 테프라이트로 갈수록 Si는 감소하고 Al은 증가하는 분화양상을 보여준다. 알칼리암에서 흔히 산출되는 단사휘석의 녹색 core는 연갈색 내지 무색의 가장자리 보다 Fe 성분이 풍부하고 Ti 성분이 적음을 나타낸다.
녹조현상은 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하게 되고 물의 색을 현저하게 녹색으로 변화시킴으로써 발생된다. 최근에는 이러한 녹조 현상이 광역화, 독성화, 장기화의 특성을 띠며 빈번히 발생되고 있다. 녹조현상은 독소를 발생시키는 남조류에 의해 수생식물에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 독소에 의한 가축에의 영향, 생태계 파괴로 인한 생태학적인 문제, 산소결핍으로 인한 물고기 및 각종 수중생물 폐사 등의 심각한 문제를 야기한다. 또한 조류는 식수에서 맛과 냄새를 유발할 뿐 아니라 Microcystin-LR과 같은 유해한 독소를 배출하여 공중 보건을 위협한다. 이에 식수원으로 사용되는 하천의 조류 번식에 따른 대응방안 마련이 절실히 요구된다. 유입되는 조류로 부터의 정수처리 설비의 처리 부하를 줄이기 위해서는 취수시스템과 연계한 고속 전처리 조류 제거 시스템을 개발이 필요하다. 기존의 전기응집부상공정(Electro-Coagulation and Flotation, ECF)은 화학 약품(응집제) 투여량이 적은 이점이 있지만 비교적 긴 전기 분해 시간이 필요하여 기존 정수처리 시스템과 연계성에 있어 한계가 있다. 이에 본 연구는 전기 분해 시간을 줄여 유입된 조류를 수 초 내에 응집하여 1분 이내에 조류를 분리하는 초고속 조류 전처리 기술을 개발하였다. 개발된 기술의 현장적용 및 실험 결과, 응집과정이 없이도 Chlo-a는 약 45 %의 제거 효율을 나타났다. 또한 응집제의 투입 및 전극에 의한 부상시스템에 의해 Chlo-a가 약 80 %로 제거되는 것으로 나타나 빈번하게 발생되는 조류로부터 안정적인 물 공급을 위한 전처리 공정으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
가로수는 「도로법」 제11조에 따른 도로(고속국도를 제외한다)와 보행자전용도로 및 자전거전용도로 등 대통령령으로 정하는 도로의 도로구역 안 또는 그 주변지역에 심는 수목을 말하며, 도시의 가로수는 기후조절효과 및 대기오염 정화효과 등을 가질 뿐 아니라 도심지 내에 녹색을 도입하고 도시경관을 구성하는 주요 요소이다. 전국 각 시도에서는 가로수 조성사업을 지속적으로 추진하고 있다. 하지만 몇몇 도시에서는 적절하지 않은 가로수 관리로 인해 가로수가 말라죽는 현상이 증가하고 있다. 이에 가로수 고사 현상을 감소시키기 위하여 토양수분과 토양온도를 측정하여 가로수 피해와 연관성을 조사할 필요성이 있다고 판단하였다. 본 연구는 춘천시에서 진행하였으며, 일반 가로수와 현재 가로수 고사로 문제가 되고 있는 3 모니터링 지점을 선정하고, 토양수분 센서를 5, 15, 40 cm 깊이에 설치하였다. 센서를 이용하여 토양수분과 지온, EC 모니터링을 실시하였다. 토양수분 모니터링 자료를 활용하여 토층별 토양수분 소비량 산정을 하고, 현장 토양시료를 채취하여 물리·화학적 특성을 분석하였다. 또한 가로수 증발산량 산정 및 토층별 토양수분 소비량과 소비패턴을 비교하였다. 본 연구 결과를 향후 RZWQM(Root Zone Water Quality Model) 모델의 기초자료 및 시나리오 구성에 활용될 수 있으며, 모니터링 및 모델링 결과를 활용하여 가로수 및 도시 표토 기능 위협 요인을 분석에 활용 될 수 있다.
본 연구는 나주 정촌 고분군 1호 석실묘에서 출토된 유리구슬 편 19점에 대하여 형태적 특성 관찰과 화학 조성 분석을 통해 재질 및 특성을 밝히고, 이를 기초로 나주 복암리 3호분에서 출토된 유리구슬과 비교함으로써 마한 백제권에서 나타나는 고대 유리의 특성을 알아보고자 하였다. 정촌 고분군의 유리구슬은 감청색, 옅은 감청색, 벽색, 녹색, 감청색과 자색의 혼합색 등으로 구분할 수 있으며, 늘인 기법과 주조 기법을 사용하여 제작되었다. 복암리 3호분도 청색계 위주로 두 고분군에서는 모두 적색계 유리가 출토되지 않았다. 화학 조성에 따른 분류에서 정촌 고분군과 복암리 고분군에서는 공통적으로 소다유리군과 포타쉬유리군이 확인되었으며, 그 밖에 정촌 고분군에서는 알칼리혼합유리군, 복암리 고분군에서는 납바륨유리군이 확인되었다. 두 고분군의 유리 문화를 살펴보면 나주 정촌 고분군에 비하여 복암리 3호분이 색상별로 다양한 유형의 특성을 지녔다.
이 연구는 백룡동굴 내 동굴수의 지구화학 특성을 평가하고 이를 이용하여 동굴수의 기원 및 유동특성을 평가하기 위해서 수행하였다. 2022년 6월부터 2023년 5월까지 백룡동굴 주변 동강에서 2개 지점(WE1과 WE2)과 내부 4개 지점(WE3~WE6)에서 하천수와 동굴수를 각각 채취하여 주요 용존성분을 분석하였다. 하천수와 동굴수는 모두 Ca-HCO3형으로 구분되었다. 모든 동굴수에서 탄산염 광물이 과포화 상태이므로 동굴 내부에서 탄산염 광물이 침전될 것으로 예측되었다. 동굴수는 기원지와 물-암석 반응 정도의 차이로 인해 흐름이 있는 지점(WE3과 WE6)과 휴석소(WE4와 WE5)의 지구화학 특성이 뚜렷이 구분되었다. WE6은 동강으로부터 유입되었고 WE3을 통과하여 동강으로 유출된다. WE4와 WE5는 강수로부터 공급되지만 서로 다른 경로를 통해 동굴로 유입된다.
본 연구는 염화칼슘($CaCl_2$) 처리농도에 따른 토양침출수 및 참억새의 생육 특성을 평가해 제설제 살포로 인한 토양의 화학적 변화를 분석하고, 참억새(Miscanthus sinensis)의 내염성을 살펴봄으로써 제설제의 대표적 피해지역인 가로변 식생관리방안에 적용하고자 한다. 염화칼슘 처리농도는 0(Cont.), 1(C1), 2(C2), 5(C5), $10g{\cdot}L^{-1}$(C10) 등 총 5가지로 수용액을 조제해 참억새를 정식한 화분 토양에 1회 0.2L씩 2주 간격으로 총 6회 관주한 후 생육과 침출수의 특징을 분석하였다. 참억새를 식재한 토양침출수의 산도는 염화칼슘 처리농도가 높을수록 점차 완만하게 낮아진 반면, 전기전도도는 유의적으로 급증하는 경향을 보였다. 또한 염화물계 치환성 양이온의 함량은 전반적으로 증가하였으며, 치환성 칼슘 > 칼륨> 나트륨> 마그네슘 순으로 치환성 칼슘이 다른 이온에 비해 약 83~90% 높은 수치를 보였다. 참억새의 초장은 C10 처리구를 제외하고, C1~C5 처리구까지 유의적인 차이가 없었으나 엽장은 C5 처리구부터, 엽폭은 농도가 증가할수록 좁아지는 경향이 뚜렷했다. 반면, 엽수는 C10 처리구를 제외하고 C1~C5 처리구가 대조구에 비해 많아졌다. 참억새의 지상부와 지하부 생체중과 건물중 모두 C10 처리구를 제외하고 대조구에 비해 염화칼슘 처리농도가 높을수록 증가되었으며, 지상부 보다는 지하부의 증가세가 높았다. 이러한 결과로 볼 때, 가로변 염화칼슘 제설제의 지속적인 살포는 토양 내 산도 및 전기전도도, 염화물계 치환성 양이온에도 영향을 미칠 수 있음을 예측할 수 있다. 또한 참억새는 C10 처리구를 제외하고, 대조구에 비해 지상부 및 지하부의 생육이 양호해 제설제로 오염된 가로변 토양에서도 현장적용이 가능할 것으로 본다.
분무열분해법을 이용하여 서브 미크론 크기의 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ 상향 변환 형광체 입자를 합성하고 $Er^{3+}$ 및 $Yb^{3+}$ 농도 변화에 따른 발광특성을 조사하였다. 합성한 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$는 $Er^{3+}$ 활성이온의 $^4S_{3/2}/^2H_{11/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ 및 $^4F_{9/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ 전이에 기인한 강한 녹색 및 적색 발광을 보였다. 가장 높은 발광을 보이는 활성제 농도는 Er = 1.0% 그리고 Yb = 2.0%이며, 농도소광 현상은 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 일어남이 확인되었다. 레이저 다이오드 여기 광 세기에 대한 발광강도 의존성을 활성이온 농도에 따라 조사하였고, 발광 중간 에너지 레벨의 주 소멸과정을 고려하여 발광 메커니즘을 조사하였다. $Yb^{3+}$에서 $Er^{3+}$으로 에너지 전달은 바닥 상태 흡수(ground state absorption, GSA)에 기여하고, $Yb^{3+}$ 도핑은 $^4I_{11/2}{\rightarrow}^4I_{13/2}$ 전이를 가속화시켜 적색/녹색 발광세기 비를 상승시킨다. 최종적으로 분무열분해법으로 제조된 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ 형광체의 발광은 선형 감쇠가 중간 에너지 레벨의 고갈을 지배하는 2 광자 프로세스에 의해 일어남을 확인하였다.
TOPO/TOP로 안정화된 CdSe 반도체 발광 나노입자를 용해열 방법을 이용하여 합성하였다. 합성 온도 및 시간 조절을 통하여 540 nm 녹색 발광과 620 nm 적색발광 CdSe 나노입자를 얻었다. 형광체 변환 백색 발광다이오드(LED)는 460 nm 발광 InGaN 발광다이오드(LED) 여기원(excitation)과 540, 620 nm 발광 CdSe 나노입자 형광체를 결합하여 제작하였다. CdSe 나노입자 형광층은 녹색과 적색이 혼합된 단층과 분리된 다층구조로 이루어졌으며, 형광층 구성에 따른 백색 LED 소자의 특성 차이를 비교하였다. 단층구조 백색 LED는 20 mA에서 5.78 lm/W의 효율을 가지며, 형광층 내에서의 에너지 전이로 인하여 적색광이 강한(0.36, 0.45)의 색좌표를 보였다. 반면 다층 구조 백색광 LED는 20 mA에서 7.28 lm/W의 효율과 순수 백색광 영역인(0.32, 0.34)의 색좌표를 나타냈다. 또한, 400 nm의 청자색 LED를 여기원으로 적용 시, 소자의 효율이 8.76 lm/W로 증가하였다.
분무열분해 공정을 이용하여 $SrAl_2O_4:Eu$ 녹색 형광체를 제조함에 있어 붕소의 치환, 유기첨가제 및 건조 조절제의 사용에 따른 발광 특성을 조사하였다. Al 자리에 붕소를 치환시켜 줌으로써 결정상은 순수해지고 발광강도는 크게 향상됨을 확인하였다. 휘도 측면에서 붕소의 함량은 약 1 at%로 하는 것이 가장 바람직하였다. 유기첨가제의 함량 변화에 따른 $Sr_{0.9}Al_{1.98}B_{0.02}O_4:Eu_{0.1}$ 형광체의 휘도 변화를 조사한 결과 0.2M을 사용했을 때 가장 높은 휘도를 얻었다. 유기첨가제와 함께 건조 조절제로 DMF 0.5M을 함께 사용함으로써 $Sr_{0.9}Al_{1.98}B_{0.02}O_4:Eu_{0.1}$ 형광체의 휘도는 약 172% 향상되었다. XRD 분석 결과에 의하면 사용한 유기첨가제와 DMF의 사용은 $Sr_{0.9}Al_{1.98}B_{0.02}O_4:Eu_{0.1}$ 형광체의 결정상 변화 없이 결정성을 크게 향상시켰다. 유기 첨가제만을 사용할 경우 형광체의 표면적은 커졌지만 DMF를 함께 사용함으로써 현저히 줄어들었다. 따라서 유기첨가제와 DMF를 동시에 사용하여 합성한 형광체의 휘도가 크게 향상된 것은 결정성 증가와 표면적 감소에 기인한 것이라고 결론지었다.
두가지 종류의 Ga2S3:Er(A형 및 B형) 단결성을 iodine을 수송매체로 사용하는 화학 수송법으로 성장 시켰다. 성장된 단결정은 모두 단사정계 결정구조를 갖고 있었다. 광흡수 측정으로부터 구한 광학적 에너지띠 간격은 13K에서 A형 단결정이 3.375$\pm$0.001cV, B형 단 결정이 3.365$\pm$0.001eV로 주어졌다. 이들 $Ga_2S_3:Er$:Er단결정을 Cd-He 레이저의 325nm-선으로 여기하여 측정한 photoluminescence 스펙트럼에서, A형 단결정은 444nm에 피크가 위치하는 강한 청색발광띠가 나타났다. B형 단결정은 513nm과 695nm에 피크가 위치하는 녹색발광띠 및 적색발광띠 및 적색발광띠만이 나타났다. 두가지 종류의 단결정 모두에서 525nm과 695nm에 피크가 위치하는 녹색발광띠 및 적색발광띠만이 나타났다. 두가지 종류의 단결정 모두에서 525nm, 553nm, 664nm, 812nm, 986nm, 1540nm 파장 영역 부근에 위치하는 예리 한 발광피크들이 나타났으며, 이들 예리한 발광피크는 $Er^{3+}$ 이온의 에너지 준위 사이의 전자 전이에 의하여 나타나는 것으로 해석된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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