• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권2호
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• pp.21-30
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• 1998

쓰레기 매립지는 쓰레기 고형물이 장기간에 걸쳐 생물학적으로 분해됨으로 말미암아 상당한 양의 침하가 유발되는 독특한 침하특성을 갖고 있다. 분해에 의한 총 압축량은 분해가능한 쓰레기의 고형물 함량 및 매립연한에 크게 의존하며. 매립지 침하의 안정화 속도는 분해조건에 의존한다. 쓰레기 매립지의 이러한 독특한 침하거동을 규명하기 위하여 제안되었던 침하모델을 매립 연한이 서로 다른 쓰레기 매립지 침하자료들에 대하여 적용하였다. 모델 변수 값들이 각각 구해 졌으며, 그 경향들이 분석되었다. 쓰레기 매립지의 장기 침하 양상이 제안된 모델에 의해 잘 예측될 수 있으며, 매립연한 및 두개의 적합한 설계변수에 근거하여 잔존 침하량을 예측할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권1호
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• pp.5-14
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• 1998

쓰레기 매립지의 장기 침하 메카니즘은 일반적인 홀의 거동과는 달리 생물학적인 분해에 의해서 크게 영향을 받는다. 본 논문에서는 쓰레기 매립지의 장기 침하량(역학적 이차침하량과 분해에 의한 이차침하량)을 예측하기 위하여 두 식이 사용되었다. 역학적 이차침하는 변형률-대수 시간에서 선형적인 관계를 갖는다고 가정하였다. 분해에 의한 침하를 평가하기 위하여, 분해 가능한 쓰레기 고형물의 용액화에 관련된 일차반응기작으로 모사되는 가수분해 과정을 고려한 모델을 숙성된 (aged) 쓰레기로 충진된 Lysimeter 침하자료에 적용하였다. 본 연구에서는 분해과정 가운데 쓰레기 고형물의 용액화로 말미암아 유발되는 침하를 효과적으로 모사할 수 있는 간단한 수학적 모델을 제안하고자 하였다.

• 생태와환경
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• 제36권4호통권105호
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• pp.434-446
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• 2003

습지에서 중금속이나 방사성 물질의 성상과 이동은 전자수용체와 유기탄소를 이용하는 미생물의 대사작용의 결과로 나타나는 지질화학적 작용과 밀접한 관계를 가지고 있으며, 이러한 지질화학적반응의 공간적인 분포는 주변 환경의 특성에 의해 영향을 받게 된다. 습지에서의 이러한 현상을 수학적으로 모의하기 위하여 식물의 존재 여부에 따른 퇴적물 내에서의 중금속 거동에 대한 일반적인 수학적 모형을 개발하였다. 본 모형에서 고려되는 주요 기작은 습지에서의 침적과 식물 뿌리의 존재가 퇴적물 내 지질화학적 반응과 이송 기작 및 혼합과정에 미치는 영향 등이며, 정상상태에 관한 수식들이 퇴적물 환경의 모의에 적용되었다. 수치모의 실험의 결과에 따르면, 열거된 물리학적기작들이 미생물의 유기 탄소원 분해작용의 결과로 나타나는 일련의 전자수용체, 그에 따른 반응물, 모형에서 고려된 중금속 물질인 비소 등 퇴적물내 화학 물질들의 수직적 분포에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 본 모형에서는 특정한 생물학적 변환 과정이 열역학적으로 호의적인 영역에서만 발생하는 것으로 고려되었음에도, 비생물학적 작용과 혼합 기작에 의하여 각각의전자수용체 분포의 수직적 중첩이나 역전 등 현장에서 실제 관측되는 현상 들을 잘 모사할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제14권5호
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• pp.585-592
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• 1999

본 연구는 황화수소 가스 제거를 위한 화학 . 생물학적 복합공정의 전체 효율을 결정하는 생물반응기에 의한 Fe(II) 산화 속도를 증진시키고자 배지 최적화와 함께 고정화 세포 반응기 시스템을 개발하는 것을 목표로 하였다. 고정화 담체로는 celite beads를 선정하였고 반응기는 airlift type의 반응기를 사용하였다. 먼저, 철침전물(jarosite) 최소화 배지 개발을 위한 연구를 수행하였고, 그 결과 기존에 사용되어졌던 9K 배지 사용시 질소원 및 인 공급원으로 사용된 $(NH_4)_2SO_4$와 $K_2HPO_4$가 제외되고 $(NH_4)_2HPO_4$가 대체된 M16 배지를 사용하였을 때 Fe(II) 산화 속도의 감소가 없음은 물론 jarosite 생성이 거의 없음을 확인할 수 있었다. 또한 M16 배지의 초기 pH 변화에 따른 철 산화 거동 및 jarosite 생성 측면을 조사한 결과 초기 pH 1.8이 최적임을 확인할 수 있었다. 다음으로 celite beads에 세포를 고정화 한 후 jarosite 생성 최소화 배지(M16 배지)에서의 고정화 세포에 의한 철 산화 거동을 고찰하였다. 반복 회분식 배양 결과, 회분식 배양의 결과 최대 Fe(II) 산화 속도에 이르러서는 거의 일정해지는 결과를 보였다. 반분회분식 배양의 결과 최대 Fe(II) 산화 속도가 2.33 g/L . h이었다. 연속 조업을 수행한 결과 현탁 세포의 최대 비성장 속도보다 높은 희석속도에서 최대 Fe(II) 산화 속도가 결정되었다. 최대 Fe(II) 산화속도는 2.14 g/L . h이었으며, 이？？의 희석속도는 0.25 $h^{-1}$이었다. 반복 회분식 및 연속 조업기간 동안 Fe(total)의 농도는 초기 Fe(II) 농도와 거의 비슷하게 유지되었고 이러한 사실로부터 jarosite가 거의 생성되지 않았음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.345-354
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• 2001

높은 함량의 비소로 오염된 지역으로부터 분리해 낸 토착미생물들이 비소 지구화학에 미치는 영향을 조사하였다. Arsenite는 arsenate에 비하여 더욱 높은 미생물 성장 저해효과를 나타내었다. Arsenate를 함유한 배양액에 분리된 미생물들을 24시간 동안 배양한 결과, arsenate의 함량이 높을수록 미생물들의 성장은 감소하였으며 150mM 이상의 arsenate 조건에서는 성장이 확연히 중단되었다. 그러나, 동일 배양액에서 4일간에 걸쳐 추가 배양한 결과 미생물들의 성장이 다시 관찰되었으며 이는 미생물들이 비소를 해독하고 성장을 유지할 수 있도록 그들의 생화학적 기능을 조절하였음을 의미한다. 분리된 것 중 두 종의 미생물을 arsenate를 함유한 배양액에서 20시간 가량 배양한 결과, arsenate를 arsenite로 환원시켰음이 관찰되었고 이는 해독기제에 의한 것으로 추측된다. 또한 동일조건의 배양액에서 4일간 추가 배양한 결과 총 용존 비소함량의 감소가 관찰되었다. 미생물은 자연조건에서 비소의 화학종 결정에 영향을 미치며 이러한 특성은 비소로 오염된 지역의 복구에 유용하게 사용되어 질 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권6호
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• pp.513-519
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• 2012

오염 원인 물질의 해양 내 거동에 대한 파악은 환경 변화에 따른 부영양화 등 해양 수질 오염에 대한 예측 및 대응 방안 선정을 위한 전제 조건이다. 본 연구에서는 부영양화 원인 물질인 인의 해양퇴적물에서 해수로의 용출 특성을 조사하였다. 검토된 환경 조건은 pH 7-9, 온도 10-$20^{\circ}C$, 용존 산소 농도(dissolved oxygen, DO) 0.7-7.0 mg/L 였다. 생물학적 요인을 배제한 조건에서 회분식 실험을 통해 구해진인 용출 자료는 1차 반응식으로 해석되었으며, 환경 조건의 영향은 통계학적 방법을 통해 정량화 되었다. 해양 퇴적물로부터 해수로의 인 용출은 pH와 온도가 높고 DO가 낮을수록 증가하였다. 1차 반응 평형 농도 기준으로 검토된 범위의 pH 증가, 온도 증가, DO 감소는 각각 인용출을 2-3배 증가시켰다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.443-443
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• 2010

액체 표면을 전극으로 하는 플라즈마 방전은 생물학적 살균, 분해 처리 등에 필요한 UV 및 화학적 활성종의 생성에 유리하여 널리 활용되고 있다. 하지만 그 특성 등에 관한 연구는 액체막의 유동 및 기하학적 구조 상 진단의 제한으로 인하여 아직 미비한 상태이다. 전해질 내 방전은 전극 표면의 기포 막 에 인가되고 그 두께에 따라 변한다. 따라서 본 연구에서는 액상 전해질의 인가 전압 및 점성도를 독립적으로 조절하여 기포 막 크기와 인가 전력간의 관계와 이에 따른 전해질 내 플라즈마의 특성이 음극 글로우 방전임을 밝혔다. 실험에서는 전기 전도도 1.6-3.2 S/m의 NaCl 수용액 전해질에 양극성 전극을 삽입하고 350 kHz의 전압을 인가하여 플라즈마를 발생하였다. 인가된 전압은 230 - 280 V이며 전해질의 점성도는 젤라틴을 첨가하여 1E-4-1.1 kg/m${\times}$sec로 조절하였다. 기포 막의 두께 및 변화는 고속카메라를 통하여 관측하였으며 인가되는 전압 및 전류는 고전압 프로브와 전류 프로브를 통하여 관찰하였다. 기포 막은 전극표면에서 막 비등을 통하여 발생됨을 밝혔다. 인가 전력과 손실 열에너지간의 비율에 따라 기포막은 수축과 확장의 진동을 반복하였으며 전기 유체적 모델을 통하여 기포 막의 동적 거동에 따른 플라즈마에 인가된 전력의 변화를 정량적으로 분석할 수 있었다. 기포 막의 평균적인 두께는 인가 전압과 비례하여 약 $150\;{\mu}m$에서 $200\;{\mu}m$로 증가하였으며 진폭은 점성의 증가 시 약 $50\;{\mu}m$에서 $20\;{\mu}m$로 감소하였다. 순간적인 플라즈마 인가 전력은 평균적인 두께에 따른 평균적인 두께에 대해서는 15 - 20 W의 변화를 보였으나 진폭의 감소 시 17 - 70 W의 보다 큰 폭으로 증가하였다. 이를 통하여 점성도가 큰 조건에서 기포 막의 확장이 억제되어 방전이 유지됨을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제32권5호
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• pp.985-990
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• 2000

${\zeta}-Carotene$를 dichloromethane에 용해하고 dry ice 상에서 ozonolysis을 행하였다. Ozonolysis에 의해 생성된 화합물은 silica gel chromatography를 행하여 분획하고, photodiode array detector를 이용하여 ODS-HPLC로 분석하였다. Toluene에 ${\zeta}-carotene$을 용해하고 $37^{\circ}C$, 72시간 자동산화시킨 결과, 다수의 carbonyl 및 acidic화합물이 생성되었다. ${\zeta}-Carotene$의 자동산화로부터 생성된 carbonyl 화합물의 대부분은 ozonolysis에 의하여 얻어진 산화개열산물이 나타내는 HPLC상의 거동과 분광학적 특성이 서로 잘 일치하였다. 또한 ${\zeta}-carotene$의 자동산화에 의해 생성된 중앙개열 acidic 화합물은 생물활성을 나타내는 4,5-didehydrogeranyl geranyl acid 표준품과 동일한 분광학적 특성을 나타냈다. 이러한 결과는 in vitro상의 산화적 조건하에서 ${\zeta}-carotene$ 자동산화에 의해 eccentric cleavage가 생성됨을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.151-157
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• 2005

본 연구에서는 퇴적물에서 일어나는 유기물 분해과정 중 이용된 전자 수용체와 분해과정에서 생산된 환원 물질의 농도 변화를 적절히 파악하고 정량화하기 위한 수치모델을 개발하였다. 퇴적물에 서식하는 미생물이 전자 수용체를 이용하여 유기물을 분해하는 반응들은 전자 수용체의 종류에 따라서 다음과 같이 6가지 형태로 구분 할 수 있다: (1) 호기성 분해(Aerobic Respiration), (2) 탈질(Denitrification), (3) 망간 환원(Manganese Reduction), (4) 철 환원(Iron Reduction), (5) 황산염 환원(Sulfate Reduction), (6) 메탄 환원(Methanogenesis). 이와 같은 6가지 반응은 양론(Stoichiometry)적으로 표현되어지며, 여기에 관여하는 3개의 고형물질(침전성 유기물질, manganese oxides, iron oxides)과 8개의 용존물질 (oxygen, nitrate, sulfate, ammonia, dissolved manganese, dissolved iron, sulfide, methane)의 움직임은 1차원 물질수지 방정식으로 모델에서 재현되어졌다. 퇴적물에서 미생물에 의한 유기물 분해 반응은 Monod 반응식을 이용하여 간단히 표현되어졌다. 퇴적물에 포함된 물질들에 대한 물질수지 방정식들은 Monod 반응식에 포함된 비선형성을 제거하기 위해서 다단계의 반복적인 수치해석법에 의해 안정적인 해를 구할 수 있었다. 모델의 타당성을 검토하기 위하여 Sweert et al.(1991a)이 Netherland의 Veluwe 호수의 퇴적물에서 조사한 자료에 모델결과를 비교하였고, 결과로써 산출된 전자 수용체와 환원 물질의 수직적 분포형태는 관측간과 비교적 잘 부합하였다. 그러나 모델을 통하여 예측된 $NH_4^+$의 농도는 측정된 농도보다 훨씬 낮은 것이 관찰이 되었는데, 이는 모델에서 유기물질을 표현할 때 사용한 Redfield의 유기물식이 본 연구에 적용된 퇴적물에서의 높은 질소 함유율을 적절히 표현하지 못한 결과로 해석되어 질 수 있다. 퇴적물 깊이에 따른 전자 수용체와 환원된 물질의 분포변화는 중금속의 재용출과 생물이용도를 조절하는 주요인이 되기 때문에, 이 연구에서 개발된 수치모델은 퇴적물에서 일어나는 미량 오염 물질의 거동을 파악하기 위해 유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 추계학술발표회
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• pp.97-102
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• 2007

축산폐수는 유기물 및 질소분의 농도가 높아 발생량에 비해 오염 부하량이 큰 폐수이다. 따라서 본 실험에서는 축산폐수에 고온호기성소화공정을 적용하여 고농도의 질소분의 제거효율을 조사해 보았다. 실험은 체류시간과 공기주입량을 변화시켜가며 수행하였다. 반연속식으로 운전된 본 실험 결과 높은 SCOD 제거효율을 얻을 수 있었다. 반면 TCOD의 경우 SCOD보다는 적은 제거율을 나타내었다. 질소분의 제거의 경우 HRT 3 days일 때 79%의 NH4-N이 제거되었으며, 체류시간이 감소하면서 그 제거량도 줄어드는 것으로 나타났다. 실험기간 중 수행된 가스분석에 있어서 유입된 질소분 중 일부가 N2O gas로 전환됨을 발견하였으며, 따라서 생물학적 탈암모니아가 일어남을 알 수 있었다. 실험기간 중 반응조 내에 NO2 및 NO3는 존재하지 않는 것으로 나타났다. HRT 3 days의 경우 유입된 질소 중 213.4%가 N20 gas로 전환되었으며, HRT 0.5 day 의 경우 4.5% 가 N2O gas로 변환되어 체류시간이 감소할수록 생물학적인 N2O gas 전환량이 줄어드는 것으로 나타났다.