• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권8호
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• pp.5-11
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• 2014

구제역 가축 매몰지 침출수(이하 구제역침출수)의 생태계 위해성 평가 기법을 개발하기 위한 기초자료를 도출하고자 구제역 가축 매몰지의 유공관 또는 관측정에서 채취한 시료에 대하여 이화학적 분석과 생태독성시험을 수행하였다. 이화학적 분석은 환경부 기준 구제역침출수 유출판별지표 항목 중 염소이온($Cl^-$)과 암모니아성질소($NH{_4}{^+}-N$)농도, 그리고 한국원자력연구원에서 제안한 구제역침출수 유출판별지표인 NRN(Ninhydrin-Reactive Nitrogen)농도를 분석하였고, 생태독성시험은 발광박테리아(V. fischeri), 담수미세녹조류(P. subcapitata), 그리고 물벼룩(D. magna)을 생물종으로 이용하여 수행하였다. 이화학적 분석 결과와 V. fischeri에 대한 독성영향과의 상관관계를 분석하여 상관도가 높은 구제역침출수 유출판별기준 인자를 도출하였고 회귀분석식을 이용하여 반수독성을 유발하는 지표항목의 농도를 산출하였으며 생태독성영향과 구제역침출수의 수계유출관리법과의 연계성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 구제역 가축 매몰지에 의한 생태계 위해성을 평가하고 향후 관리 기준을 설정하는데 활용될 수 있을 것으로 예측한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.113-113
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• 2017

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며, 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도, 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상 시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.157-157
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• 2016

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며. 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도. 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정 시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• 환경영향평가
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• 제21권3호
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• pp.483-501
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• 2012

본 연구에서는 2005 - 2006년 기간 동안 국내 인공호의 환경영향평가를 위해 LEHA 다변수 생태모형(Lentic Ecosystem Health Assessment Model)을 청평호에 적용하였고, 생태 건강도 모델값을 산정하였다. LEHA 생태 평가모형은 생물학적 변수($B_p$), 물리적 변수($P_p$), 화학적 변수($C_p$)의 11개 주요 메트릭으로 구성되었고, 이를 통합하여 생태 건강도 등급을 평가하였다. 생물학적 변수($B_p$)는 수환경의 질적 저하에 따라서 감소하는 민감종 메트릭($M_2$, NSS) 및 충식종 메트릭($M_5$, % $I_n$)이 이용되었고, 두 메트릭 모델값은 각각 1.5%, 32.4%로서 낮게 나타났다. 반면, 내성종($M_3$, % $T_s$)과 잡식종 메트릭($M_4$, % $O_m$) 값은 43%, 62%로서 높게 나타나 호수생태계의 질적 저하가 확인되었다. 물리적 서식지 변수($P_p$)는 수변 식피율($M_9$, % $V_c$)로서 1차 조사에 비해 2차 조사에 높게 나타났으며, 상류에서 하류로 갈수록 메트릭 모델 값이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 정수역의 증가로 서식환경의 단순화와 인근 수체에서 실시되고 있는 잦은 골재 채취로 인한 서식지의 하상구조 변경이 악영향을 준 것으로 사료되었다. 한편, 화학적 수질특성 변수($C_p$)는 수체의 이온(양이온/음이온) 특성을 나타내는 전기전도도($M_{10}$, $C_I$)와 부영양 상태를 평가하는 Chl-a의 부영양화 지수($M_{11}$, $TSI_{CHL}$)로서 메트릭 모델값은 계절별 변이는 크게 나타났고, 지점 간의 공간변이는 미미한 것으로 나타나, "양호상태"로 평가되었다. LEHA 다변수 모델에 의거한 청평호의 환경영향평가에 의하면, 생태 건강도 LEHA 모델값은 1차 조사에서 30.7로 "보통-악화상태", 2차 조사에서 28로 "악화상태"를 보여 계절 변이 특성을 보였다. 지점별 LEHA 모델값은 호수의 정수대(S5)에서 28로 최소치를 보였고, 그 외 지점들도 29 - 30으로 지점 간 미미한 차이를 보였다. 청평호의 종합적인 환경영향평가에 의하면, 이 화학적인 수질기준 측면에서는 "양호상태"를 보인 반면, 생물학적 기준에서는 "악화상태"를 보였는데, 이는 빈번한 준설작업으로 인한 물리적 서식지 교란이 영향을 준 것으로 사료되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.807-812
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• 2018

본 연구에서는 국가에서 권고하고 있는 일발촬영 진단참고준위 설정에 사용된 조건을 조사하여 PCXMC v2.0 프로그램을 이용하여 유효선량을 측정하고 생물학적 평가를 해보고자 한다. 그 결과 ICRP 60에서 유효선량은 가장 높은 Pelvis AP는 0.794 mSv 가장 낮은 Chest PA는 0.050 mSv이었다. ICRP 103에서는 남성이 가장 높은 T-Spine AP는 0.733 mSv 가장 낮은 Chest PA는 0.057 mSv, 여성은 가장 높은 T-Spine AP는 0.906 mSv 가장 낮은 Chest PA는 0.052 mSv이었다. 남녀 성인 40세 기준으로 일반촬영별 유효선량을 평가 해 보았고, 선량한도의 제한을 받지 않는 의료피폭이라도 방사선위해의 확률적 영향을 최소화하기 위해서 선량을 권고량 이하로 유지하여 국민의 의료피폭을 줄이기 위해 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.584-593
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• 2021

해양의 퇴적물은 해저면을 구성하여 생물 서식지로 중요한 역할을 하고 있다. 그러나, 육상으로부터의 오염물 유입, 자가 오염 등의 내외부적 요인에 의한 오염은 점차 심각해지고 있어 생태학적으로 중요한 역할을 하는 퇴적물 관리에 대한 필요성이 더욱 증대되고 있다. 특히, 매립과 준설이 포함된 개발 사업에서의 퇴적물 영향에 대한 검토와 평가는 주변 생태계에 대한 사전적 보호와 관리의 측면에서 큰 의미를 지닌다. 본 연구에서는 공유수면개발 행위에 대한 해역이용협의서 중의 해양 퇴적물 평가의 지표가 되는 퇴적물 관리 기준에 대한 개선 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 국내외의 해양퇴적물 평가 및 관리기준을 비교검토 하였다. 국내의 경우, 해양환경관리법에 적시된 관련 기준을 대상으로 하였다. 동시에 비교적 다양한 요소로 구성된 평가기준을 보유한 캐나다와 NOAA사례를 분석하였다. 또한 실제 평가기준 적용 및 운영 사례 분석을 위해 해역이용협의서 중 해저 퇴적물에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 판단되는 최근 5년간(2016-2020)의 항만 및 어항개발 사업 사례를 분석하였다. 특히, 일반해역이용협의서 중 퇴적물의 평가 단계에서의 기준과 평가 요소 등을 분석하였다. 고찰과 분석을 통해 해역이용협의서 중 현재의 퇴적물 환경기준에 생태 위해성과 잠재적 인체 위해성에 대한 평가 요소를 고려할 필요가 있음을 제안하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권2호
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• pp.125-129
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• 2011

GM작물의 상용화를 위하여서는 반드시 환경위해성평가를 거쳐야 한다. 불행하게도 초기 event가 개발되고 기본적인 검토가 완료된 GM작물에 대하여 환경위해성평가를 수행하기 위하여서는 약 7백만에서 1,500만불의 경비가 소요되며 기간 또한 수년이 필요하다. 따라서 저자는 사용화를 위한 GM작물의 개발을 위한 프로젝트에 관여하는 개발자는 실험실 또는 온실단계의 아주 초기단계에서부터 환경위해성평가기준을 충분히 숙지하여야 한다고 제안한다. 기존의 많은 리뷰논몬에서 이미 지적된 것 과 같이 GM작물의 상용화과제에서 가장 큰 걸림돌(죽음의 계곡)은 초기 사상 (event)의 선발과정이며, 대부분이 이 단계에서 충분한 자료를 제시할 수 없어서 포기한다는 사실을 간과하여서는 안 될 것이다. 특히 지극히 기본적인 분자생물학 특성에 관한 자료들로서 예를 들어 도입유전자의 copy 수, 숙주의 게놈내 도입위치, 도입유전자의 주변 염기서열, 유전자 재배열과 도입유전자로 인한 숙주 내 기존유전자의 knock out 현상의 여부 등에 관한 충분한 자료를 제시하지 못하는 경우가 많으며 이는 GM 작물의 개발 초기단계에서부터 철저하게 검증이 이루어져야 하는 항목들이다. 국내의 경우, 농촌진흥청은 2011년부터 2020년까지 10년간 "차세대바이오그린 21 사업"을 발족하여 추진 중에 있으며 특히 국내용뿐만 아니라 중국의 사막화 지역 등 불량환경에 재배가 가능한 GM작물 등 해외로 수출을 위한 global GM작물의 개발을 위한 전략을 수립하여 추진 중에 있다. 따라서 저자는 환경위해성평가기준에 부합되는 초기 event의 선발 과정에 역점을 두어 사전에 분자생물학적 특성에 관한 RA기준을 고려하여 자체평가시스템을 도입하도록 제안 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1047-1053
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• 2008

돈분폐수 처리수의 색도를 제거하기 위해 최적의 응집 조건에 대하여 평가하였다. 유출수의 용존 유기 탄소 농도는 227.3 mg/L, 색도는 2,430 CU, 탁도는 22.1 NTU, 그리고 UV$_{254}$는 3.7 cm$^{-1}$이었다. 유출수의 소수성 유기물은 55.3%, 반친수성 유기물은 17.4%, 그리고 친수성 유기물은 27.3%로 세분화하였다. 또한, 겉보기 분자량 분포는 0.5 K 이하, 0.5$\sim$1 K, 1$\sim$10 K, 10$\sim$30 K 및 30 K 이상은 각각 74.2%, 7.3%, 5.5%, 7.1% 및 5.9%이었다. 최적의 pH 및 응집제 주입량을 결정하기 위해 유동전류계를 사용하였다. 황산알루미늄과 염화 제 2철의 최적 응집제 주입량 및 pH는 각각 5.84 mM, pH는 5.3이며, 9.25 mM, pH는 5.0이었다. 최적의 응집 조건에서 황산알루미늄과 염화 제 2철은 각각 91.9%와 98.7%로 높은 색도 제거 효율을 얻었다. 생물학적 처리를 거친 돈분폐수는 화학적인 응집으로 색도제거에 좋은 성과를 보여주었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.291-298
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• 2008

수은은 산업화될수록 방출량이 많아지고 자연생태계의 먹이사슬에 의한 생물학적 축적에 의하여 결국 인간에게 강한 독성을 나타내게 된다. 최근 중금속 무독화관련 유전자를 도입한 유전자변형식물체를 이용하여 중금속의 독성을 제거하거나 저감하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 유전자변형생물체는 자연생태계에 미치는 환경위해성을 평가하여 안전성을 검증한 후 환경에 방출해야만 한다. 환경정화용 유전자변형생물체의 환경위해성 평가기술개발연구에 이용하기 위한 형질전환 식물체 생산을 위하여 까마중에 유기수은 (organic mercury)을 무기수은 (ionic mercury)으로 전환시켜서 독성을 저감시키는 organomercurial lyase (merB) 유전자를 도입하여 형질전환 시켰다. 유전자 도입 및 발현이 확인된 2개의 형질전환 라인 (merB1, merB4)은 유기수은제제인 MMC $0.5{\mu}M$, PMA $1{\mu}M$에서 저항성을 나타내었다. 또한 형질전환 1세대 종자도 $2{\mu}M$ MMC와 PMA에 저항성을 나타내는 것을 확인하였다. 향후 이들 형질전환체를 이용하여 환경 정화용 유전자변형생물체의 환경위해성 평가방법 개발 연구를 수행 할 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권3호
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• pp.274-288
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• 2018

낙동강 유역에 조성된 신규습지에서 서식환경에 대한 어류의 분포 특성을 평가하고, 이를 기반으로 한 관리방안 도출을 위해 42개 습지에서 환경요인의 측정과 어류 조사를 시행하였다. 조사 기간 동안 총 30종의 어류가 출현하였으며, 이 중에서 배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochirus)과 같은 외래어종의 비율이 상대적으로 높았다. 특히, 밀어(Rhinogobius brunneus)나 끄리(Opsariichthys uncirostris amurensis), 피라미(Zacco platypus) 등의 어류는 흐름이 있는 환경을 선호하기 때문에 배스가 우점하는 습지(정체수역)에서 상대적으로 낮은 밀도를 가지는 것으로 사료된다. SOM (Self-Organizing Map)을 활용한 패턴분석 결과, 각 습지의 서식환경 특성에 따라 어류 종의 출현빈도가 상이한 것으로 분석되었다. 어류 종의 분포는 각 습지의 수심 변화와 수생식물 피도에 민감하게 영향 받는 것으로 나타났으며, 수온이나 pH, 용존산소 등의 이화학적 요인 변화에 대한 영향은 적었다. 특히 수생식물의 피도는 어류의 종다양성이나 밀도에 강한 영향을 주는 것으로 분석되었으며, 수변식생이 부족한 습지에서는 어류가 적은 풍부도와 다양성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 기반으로 평가할 때 어류 등의 생물다양성 증진을 위해 호안사면의 높은 인공성이나 수변식생의 부족한 습지 등은 개선이 필요할 것으로 사료되며, 건강성 확보를 위한 지속가능한 관리방안이 마련되어야 할 것으로 판단된다.