• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.198-198
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• 2019

2011년 동일본 지역에서 발생한 지진으로 인하여 후쿠시마 다이이치에 위치한 원자력 발전소에서 다양한 방사성 물질들이 바다, 하천 그리고 대기와 같은 자연환경 속으로 유출되었다. 방사성 세슘(Cesuim, $Cs^{137}$)은 다양한 방사성 물질들 가운데 반감기(Half-life)가 30.17년으로 가장 긴 물질이다. 방사성 세슘이 환경 생태계로 한번 유출될 경우 긴 반감기과 널리 퍼지는 성질로 인하여 오랜 시간동안 넓은 지역에 막심한 피해를 초래하므로 효과적인 처리방법을 통해 안전하게 처리하는 것이 아주 중요하다. 세슘을 제거하기 위하여 물리적, 화학적, 생물학적 등 다양한 방법들을 통해 연구를 진행하고 있으며, 특히 세슘을 제거하는 아주 효과적인 방법 중 하나인 프러시안 블루(Prussian Blue, PB) 흡착제를 적용하는 방법이 많이 주목받고 있다. 그러나 프러시안 블루는 미세한 분말입자로서 수처리에 사용하게 되면 처리 후 발생되는 슬러지들을 수중으로 부터 분리하기 어려운 한계점을 가지고 있다. 최근 연구에서는 프러시안 블루의 적용 한계점를 극복하기 위하여 자성체(Magnetic substance)를 물리적 지지체로 이용하여 외부 자기장을 통해 수중으로 분리하는 방법들이 연구되고 있다. 자성체란 외부 자기장이 주어지게 되면 입자들 표면에 자성력을 띄는 물질들을 말한다. 본 연구에서는 자성체 종류들 가운데 가장 높은 자성력을 지닌 강자성체(Ferromagnetic Substance)를 물리적 지지체로 하여 산화과정, 실란과정, 합성과정을 거쳐 강자성체 입자의 표면에 프러시안 블루를 합성한 새로운 형태에 합성체를 제조하고, 제조된 합성체를 이용하여 수중에 존재하는 세슘 제거 능력을 평가하였다. 제조된 합성체의 물리적 특성을 분석하기 위하여 SEM, XRD를 이용하여 합성체 입자의 표면 분석을 진행하였다. 합성체의 세슘 제거 능력을 평가하기 위하여 임의 제조된 0.5mg/L의 세슘 농도를 가진 원수 100ml에 제조된 새로운 형태의 합성체 1g을 투입한 뒤 1분간의 반응시간 동안 반응한 이후 잔류 세슘을 측정한 결과 수중의 존재하는 세슘에 대해 99.9%의 세슘 제거율을 기록하였다. 자가분리(Magnetic Seperate)의 원리를 이용하여 수중으로부터 회수율을 측정한 결과, 99%의 합성체 회수율을 얻었다. 실험결과를 통해 외부자기장이 주어지게 되면 수중으로부터 합성체를 대부분 분리하여 회수할 수 있다고 판단된다. 본 연구를 통해 개발된 새로운 형태의 합성체는 수중의 세슘 처리 공정에서 사용자가 직접 접촉하지 않고 세슘제거 및 외부자기장을 통해 수중으로부터 분리가 가능한 합성체라고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Society of Environmental Biology Conference
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• 2002.11a
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• pp.15-24
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• 2002

Polychloinated biphenyls (PCBs) 및 유기염소계 농약은 UNEP에서 지속성유기오염물질(POPs)로 규정하고 있는 화합물로서 환경내 잔류성이 강하고 먹이사슬을 딸라 생물증폭되는 화합물로 알려지고 있다. 광양만의 유기염소계화합물의 오염현황을 파악하고자, 표층퇴적물, 생물, 해수 중의 농도를 정량ㆍ정성분석하였다. 해수의 용존상을 제외한 모든 매질에서 PCBs와 DDT 화합물이 주요 유기염소계 화합물로 검출되었다. 퇴적물 중의 총 PCBs, DDTs, CHLs(클로르단 화합물), HCHs (헥사클로르사이클로헥산)의 농도는 각 각 0.61-1.97 ng/g, 0.16-1.16 ng/g, nd-0.51 ng/g, 0.05-0.79 ng/g의 농도 범위를 나타냈다. 퇴적물 중의 유기염소계화합물의 농도수준은 우리나라 주요 만 (부산만, 영일만, 울산만, 경기만)에서 조사된 퇴적물 중의 농도와 비교할 때 낮은 수준이며, 저서생물에 독성학적 위해를 일으킬 수 있는 수준에 미치지 못한다. 이매패류 중의 유기염소계화합물의 농도는 총 PCBs (4.42-19.ng/g), 총 BBTs (7.54-22.6ng/g), CHLs (0.49-2.0ng/g), HCHs (0.82-7.32ng/g)의 범위를 나타었다. PCBs의 경우 산업시설 및 도시 주변에서 상대적으로 높았으나 전반적으로 비슷한 수준을 나타냈다. 해수 중의 PCBs 농도는 제철소 인근에서 상대적으로 높았으며, 해수의 용존상에서는 입자상에서와 달리 DDTs보다 HCHs가 상대적으로 높은 농도로 검출되었다. 이는 두 상에 분배되는 이들 화합물의 성향에 따르는 것으로 파악된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.9 no.2
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• pp.71-84
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• 2007

Masan Bay is a representative semi-closed bay acted as a sedimentation reservoir with a slow current velocity and a poor water circulation in Korea. The pollutants from terrestrial sources into the Masan Bay have apparently environmental pollution problems, such as eutrophication, red tied, and hypoxia. In this study, An ecological modeling work was performed to estimate the material circulation including the growth of bivalve in ecosystem. Furthermore, the effect of water purification was calculated by filter feeding bivalve to particulate organic matter just like COD and phytoplankton. And Water quality management strategy by bio-purification of bivalve is derived through selection of location, quantification of bivalve aquaculture farm. The results showed that the optimum location for bivalve farming is where phytoplankton accumulation by physical processes is maximized and the optimum density and area of bivalve are 35 individuals $m^{-3}$ and ca. 500 hectare, respectively. When assuming conditions for the optimum growth of bivalve, COD could decrease by up to 18% even without other reduction of pollution loads.

• Journal of Life Science
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• v.28 no.7
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• pp.864-873
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• 2018

There has been increasing attention and research in various nanoparticle applications. Nanoparticles have been used for a variety of purposes in different departments including but not limited to cosmetics, food, machinery, and chemical. A highly sought-after field to use nanoparticles, especially natural or artificial silver nanoparticles (SNPs), is the utilization of their significant antimicrobial properties in daily items such as fabrics, indoor air filters, and, water filtration units where abundant bacterial and fungal growth are inevitable. These applications of SNPs, however, have enabled continuous human exposure and hence paved the way for potential SNP toxicity depending on exposure method and particle size. This potential toxicity has led to researches on safer antimicrobial solutions to be utilized in textile and filtration. In this context, products of natural origin have gained expanding interest due to their eco-friendly, cost-effective, and biologically safe properties along their promising antibacterial and antifungal activities. Natural product-applied fabrics and filters have been shown to be comparable to those that are SNP-treated in terms of ease production, material durability, and antimicrobial efficiency. This article summarizes and assesses the current state of in vitro and in vitro toxicity of SNPs and discusses the potential of natural products as an alternative.

• Clean Technology
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• v.21 no.1
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• pp.39-44
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• 2015

This study investigated the effects of six metal oxide nanoparticles (NPs: CuO, NiO, TiO₂, Fe₂O₃, Co₃O₄, ZnO) on seed germination and germination index (G.I) for five types of seeds: Brassica napus L., Malva verticillata L., Brassica olercea L., Brassica campestris L., Daucus carota L. NPs of CuO, ZnO, NiO show significant toxicity impacts on seed activities [CuO (6-27 mg/L), ZnO (16-86 mg/L), NiO (48-112 mg/L)], while no significant effects were observed at > 1000 mg/L of TiO₂, Fe₂O₃, Co₃O₄. Tested five types of seed showed different sensitivities on seed germination and root activity, especially on NPs of CuO, ZnO, NiO. Malva verticillata L. seed was highly sensitive to toxic metal oxide NPs and showed following EC₅₀s : CuO 5.5 mg/L, ZnO 16.4 mg/L, NiO 53.4 mg/L. Mostly following order of toxicity was observed, CuO > ZnO > NiO > Fe₂O₃ ≈ Co₃O₄ ≈ TiO₂, where slightly different toxicity order was observed for carrot, showing CuO > NiO ≈ ZnO > Fe₂O₃ ≈ Co₃O₄ ≈ TiO₂.

• KSBB Journal
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• v.11 no.2
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• pp.238-245
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• 1996

Microbial desulfurization characterlstics of a bituminous coal have been determined by using Thiobacillus ferrooxidans. The effects of process variables (such as coal pulp density, particle size and addition of surfactants) on pyrite removal have been investigated in both shake and airlift-bioreactor culture experiments. In shake experiments, pyrite could be removed over 78% for pulp densifies below 20% (w/v) and removed below 40% for pulp densities over 30% (w/v) in 8 days. Pyrite removal decreased with increasing pulp densities, and it also decreased sharply with increasing particle sizes. In airlift bioreactor experiments, pyrite at 50% (w/v) pulp density could be removed about 50%. Its value is much higher than 15% at the same pulp density in a shake experiment. With addition of surfactants, pyrite removal was enhanced in shake experiments significantly, whereas it was slightly decreased in an airlift bioreactor experiment.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.3
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• pp.276-285
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• 2006

When polluted stream water was treated with biological aerated filter(BAF) in pilot plant, all operation with 90, 60, 45 and 30 min of EBCT at fixed $0.1m^3air/m^2min$ of aeration showed 80% or higher treatment efficiency of particle materials(SS, turbidity and Chl.-a) and 85% or higher efficiency of ammonia nitrogen removal. It was thought that, in case of BOD, biological stability may sufficiently be assured with BAF because grade III or IV inflow water was changed to grade I for outflow water. In case of $COD_{Mn}$, about 60% of removal efficiency was found. When the mechanism of the result was investigated, about 30% of COD materials was produced by algae clogged in the reactor. There was almost no biological decomposition because specific substrate utilization rate of algogenic organic materials were $0.0245mg{\cdot}COD_{Mn}/mg{\cdot}VSS{\cdot}day$, thus partial backwashing(washing the media in 1 m upper of the reactor once a day) was required. It is thought that elevation of removal rate about 10% of $COD_{Mn}$ and 5.5% of $BOD_5$ could be obtained with partial backwashing resulting in assurance of biologically more stable raw water and that saving backwashing water may be significant.

• Clean Technology
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• v.22 no.2
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• pp.89-95
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• 2016

The nanotoxicity of ZnO nanoparticles used in cosmetics and tire industry is one of emerged issues. Herein, the removal of ZnO nanoparticles dispersed in aqueous phase and its ecotoxicity were investigated. In the short-term exposure for fertilized eggs (O. latipes), the deformity was observed at 5 mg L⁻¹ of ZnO nanoparticles in some individuals and delayed hatching of eggs by retarded growth was observed at 10 mg L⁻¹ of ZnO nanoparticles. This result show that ZnO nanoparticles have cytotoxic effect to the organisms lived in water phase. Therefore, herein, the removal of ZnO nanoparticles in aqueous phase by chemical precipitation was investigated. After addition of Na₂S and Na₂HPO₄, the precipitated ZnO was transformed to ZnS and Zn₃(PO₄)₂ particles, respectively. The removal efficiency of ZnO was reached to almost 100% for two cases. In addition, the toxicity tests about ZnS and Zn₃(PO₄)₂ particles showed no acute toxicity for D. magna. This implies that transformation of ZnO to ZnS and Zn₃(PO₄)₂ particles with very low ionization constant might decrease effectively the toxicity of ZnO.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.46.1-46.1
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• 2009

우리 몸의 뼈를 재료적인 측면으로 보면, 주로 나노 크기의 콜라겐과 아파타이트로 이루어 져 있는 복합체이다. 때문에 최근 생체 모사적인 측면에서 나노 크기의 생체 활성 재료를 이용하여 골 재생 촉진이 우수한 지지체를 제작하고자 하는 많은 연구 들이 진행되고 있다. 이러한 나노 크기의 재료는 일반적인 마이크로 크기의 생체 재료에 비해 표면적이 월등히 크기 때문에 생체 활성 (bioactivity)이 우수하다고 알려져 있으며, 이를 골 재생용 지지체의 구성 재료로 사용하였을 경우 기계적 강도 또한 향상 시킬 수 있다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 나노 크기의 HA, CaSiO3 등 다양한 나노 생체 활성 입자들을 침전법 (precipitation method)을 통하여 제조하였으며, 이를 이용하여 골 재생 촉진을 위한 3차원 지지체를 제조 하였다. 또한 기존의 마이크로 크기의 생체 재료로 제작된 지지체와의 생물학적, 기계학적 비교 평가를 통하여 나노크기의 재료의 우수성을 입증하고자 하였다. 결론적으로, 나노 크기의 재료로 제작된 골 재생용 지지체의 경우 기존의 마이크로 크기의 재료로 제작된 지지체보다 골세포의 부착, 증식 및 분화능이 우수하였고, 지지체의 기계적 강도 또한 향상됨을 알 수 있었다. 이를 통하여 나노 크기의 생체 활성재료는 골 재생 촉진을 위한 지지체 제작에 응용 가능성이 높음을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.05b
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• pp.427-428
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• 2003

현대인의 경우 대부분이 하루 중 80% 이상의 시간을 어떤 형태의 가정, 사무실, 공공건물, 학교, 병원, 지하시설물, 상가, 음식점, 자동차, 지하철 등의 실내공간에서 생활하고 있으며, 특히 어린이와 노약자, 병약자들의 경우 대부분의 시간을 실내에서 보내고 있는 실정에 있어 실내공기오염이 인체에 미치는 영향은 크다고 할 수 있다. 실내환경에는 대기환경과는 달리 물리적, 화학적, 생물학적으로 매우 다양한 오염물질들은 복합적인 배출원에서 기인되며 그 배출량은 물질에 따라 상당히 편차가 있을 뿐 아니라 오염물질 농도분포 역시 시간적, 공간적 특성에 따라 다양하게 나타날 수 있으며, 실내공기의 상태는 일차적으로 외부공기의 영향을 받게 되고 이차적으로는 담배연기, 스토브, 오븐, 시멘트, 건축자재, 페인트 및 벽면의 입자상 물질 등과 같은 실내오염원으로부터 영향을 받아 오염상태가 심해진다. (중략)