본 연구는 소수성 막 재질에 대한 막오염도를 평가하고자 수동흡착의 개념을 도입하여 정상운전을 위한 막 모듈 이외에 수동흡착 시험용 막 모듈을 설치하여 유출을 시키지 않은 상태에서 막 표면에 부착되는 미생물에 의한 막오염 정도를 분석함으로써 소수성 막오염 잠재성을 평가하고자 하였으며, 이때 운전조건으로 유기물 유입부하를 변화시켜 평가하였다. 이와 더불어 오염된 멤브레인을 세 가지 세정방법(두가지 물리적 세정과 화학적 세정)을 통해 막 세정 전후의 막오염 회복률을 평가하였다. 막오염 평가인자로는 반응조 내 MLSS 농도와 EPS 농도를 조사하였으며, 여과저항 값을 산정하여 막오염 전과 후, 세정 3단계 전과 후를 비교 평가하였다. 실험 결과로서, COD 농도가 750 mg/L인 가장 높은 부하량 조건에서 반응조 내 EPS 농도와 수동흡착 시험용 멤브레인의 여과저항 값이 가장 높게 나타났다. 또한 여과저항 값이 초기 운전 시작 후 차이를 보였지만 60일 이후의 최종 여과저항은 거의 일정하게 나타났는데, 이는 막 표면에 부착된 미생물량이 임계점에 이르러 수동흡착만으로는 더 이상의 막오염은 진행되지 않은 것으로 판단된다. PAds 상태에서 유기물 유입부하에 따른 오염된 막의 세정 전후의 여과저항 측정 결과에서는 3단계 세정 후 평균 회복률이 각각 Run 1이 78%, Run 2가 72%, Run 2가 69%로 유기물 부하가 높을수록 회복률이 떨어지는 것으로 나타났으며, 반면에 물리적 세정에 의한 복원률이 40일 경부터 Run 2와 Run 3의 물리적 세정에 의한 회복률이 낮아지는 것으로 보아 높은 유기물 부하로 인한 막표면의 케이크 형성으로 막오염이 심화된 것으로 판단된다.
본 연구는 산성광산배수 (AMD)의 처리 과정에서 생성되는 부산물 ochre의 이화학성, 광물학적 특성 및 환경 분야 활용 가능성을 확인하기 위해 수행하였다. 이를 위하여 적극적 처리법인 물리 화학적 정화 처리시설에서 생성된 ochre-H와 수동적 처리법인 자연 정화 처리시설에서 생성된 ochre-D, ochre-S의 특성을 비교 분석하였다. Ochre-H는 광물 내 침철석 (goethite) 함량 및 철 성분 함량이 다른 시료에 비해 상대적으로 낮게 나타났지만, 소석회 내 칼슘 이온의 인 흡착 능력과 상대적으로 높은 흡착 표면적 등이 장점으로 작용할 수 있다. 또한 환경 생태계의 중금속 오염 가능성이 희박하고 물리 화학적 정화 처리시설에서 균일한 특성의 ochre를 대량 생산할 수 있으므로 실용적이며, 경제성이 높을 것으로 판단된다. Ochre-H의 인 흡착 특성은 Freundlich 흡착등온식모델에 적합하였다. 또한 ochre의 흡착 특성이 단분자층 흡착이 아닌 여러 분자층으로 흡착되어 매우 높은 흡착량을 가지기 때문에 인 출현곡선 (BTC)은 1이 아닌 0.3~0.4 상대농도 범위에서 평형에 도달하였다. 실제로 물 중 인 제거 능력을 평가한 실험에서 인 농도 외에 다른 오염원이 존재할 것으로 예상되는 수질 시료의 경우를 제외한 나머지 시료에서는 수질 및 수생태계 생활환경기준상의 인 농도 I 등급 기준치 이하로 검출되어 정화능력이 우수함을 확인하였다. 또한 정화 처리 과정 중 ochre내의 철 성분이 수질 내로 용출되는 양은 많지 않은 것으로 나타났다. 실험을 통하여 확인한 ochre의 높은 인 제거능력을 이용하여 부영양화 현상에 대한 정화제로 환경 분야에 적용하기 위해서는 오염원이 유입되는 하천 등의 위치를 정확히 파악한 후, 현장에 필터 형태의 pilot을 제작하여 설치하는 것이 중요하며, 또한 슬러지의 일종인 ochre 내 철 등으로 인한 수질오염의 발생 여부를 확인하여 유해하지 않음이 검증되어야 한다.
본 연구에서는 시화지구의 공단과 주거 지역에서의 휘발성 유기화합물 농도를 능동식과 수동식 시료채취기를 이용해 측정하고 그 특성을 비교 분석하였다. TVOC의 평균농도는 패시브샘플러(passive sampler)의 경우 공단지역이 주거지역보다 1.86배 더 높게 나타났다. 능동식 시료채취기의 경우 공단지역이 주거지역보다 1.07배 더 높게 나타났다. Passive sampler를 이용하였을 경우 공단지역이 주거지역보다 대부분의 물질에서 농도가 높게 나타났지만 열탈착 흡착 튜브(thermal desorption tube)를 이용했을 경우는 트리클로로에틸렌, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 등 일부 물질의 농도에 있어서 주거지역이 오히려 높게 나타났다. 전체 BTEX 비율 중에서 전반적으로 톨루엔이 차지하는 비율이 가장 컸으며, passive sampler의 경우 공단지역이 주거지역보다 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌의 상대비율이 높게 나타났다. 그러나 열탈착 흡착 튜브의 경우는 오히려 주거지역이 더 높게 나타났다. 본 연구를 통해서 대기오염 목적성분의 시간적, 공간적 농도 특성 파악을 위한 passive sampler를 이용하면 오염관리 혹은 역학적 연구에 도움이 되는 적절한 시료채취 방법이라는 사실을 알 수 있었다.
전압 인가식 제전방식이 반도체나 디스플레이 산업에는 가장 많이 사용되고 있지만, 방전에 의한 주변 미세 먼지의 흡착 및 전극핀의 오염으로 불량 발생의 원인을 제공하므로, 주기적인 관리 비용이 발생하게 된다. 전극핀의 오염 문제는 코로나 방전으로 인하여, 주변 공기의 미세한 입자를 축적함으로 생성된다. Fuzz ball의 생성은 전극핀의 마모를 촉진 시키고, 또한 정전기 제거 장치의 성능을 저하시킨다. 오염물 제거 방법은 수동 브러쉬 및 자동 브러쉬를 이용하여 기계적인 세척 방법이 효과적이지만, 추가적인 기계부품이나 사용자의 관리를 요구한다. 일부의 경우에는 이미터에 축척된 오염물이 웨이퍼나 제품에 전이될 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 제전기의 외부로 돌출되는 전극핀을 없애고, 이온탱크 내부에 위치한 텡스텐 전극선을 이용하여 주위 기체 분자를 직접 이온화할 수 있는 청정 환경에 적합한 정전기 제거 장치를 개발하였다. 한국기계연구원에서 시험인증한 결과, 오염 입자는 평균 $0.7572particles/ft^3$이고, 제전 시간은 2초 이하 이며, 잔류 전위는 7.6V로 만족할 만한 결과를 얻었다.
본 연구에서는 현재까지 연구되어진 감잎 추출물(PLE)의 추출방법을 달리하고 그 추출물을 비 특이적 흡착 resin을 사용하여 부분 정제함으로서 추출물의 활성을 높이고자 하였으며 PLE와 PLE의 부문 정제물(PPLE)의 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량을 측정하였다. 또한 이들의 항산화제와 항알레르기 개선제로써의 유효성을 알아보기 위해 항산화 효과에 관여하는 DPPH 라디칼 포착효능, superoxide 음이온 라디칼 포착효능과 제Ⅰ형 알레르기 반응 억제 효능에 관여하는 5-LO억제 효능, COX억제효능, NO소거효능 및 수동피부아나필락시스 억제 효능(PCA)을 측정하였다. 그 결과 PLE와 PPLE의 페놀성 화합물은 각각 $230.0{\pm}19.6$ mg/g, $475{\pm}38.7$ mg/g이 함유되어 있었고, 플라보노이드는 각각 $34.8{\pm}6.5$ mg/g, $78.8{\pm}3.6$ mg/g 함유되어 있는 것으로 나타났다. 그리고 PLE와 PPLE이 각각 $23.8{\pm}63.2$ mg/g, $10.0{\pm}1.3$ mg/g의 농도에서 DPPH 라디칼을, $47.6{\pm}3.4$ ppm, $22.4{\pm}3.3$ ppm의 농도에서 superoxide 음이온 라디칼을 50% 소거하는 것으로 나타났다. PLE와 PPLE의 항알레르기 효능에 관하여 5-LO의 $IC_{50}$값이 각각 $77.1{\pm}11.7$ ppm, $38.6{\pm}7.0$ ppm으로 양성대조군인 EGCG의 $IC_{50}$($18.9{\pm}5.5ppm$)보다는 높았지만 PLE와 PPLE가 EGCG와 같은 단일물질이 아니라 천연혼합물임을 감안하였을 때 5-LO를 비교 적 낮은 농도에서 억제하고 있다고 볼 수 있다. 또한, COX-2의 선택적 저해율을 COX-1과 COX-2의 비율 비교를 통해 나타낸 결과 양성대조군으로 사용한 EGCG보다는 떨어지는 결과를 나타냈으나 다른 천연물과 비교하였을 때 COX-2를 상당히 선택적으로 저해하고 있음을 확인하였다. 마우스의 대식세포인 RAW 264.7 세포주를 사용하여 낮은 세포독성과 NO소거에도 우수한 효과가 있음을 확인하였고, 마우스를 이용하여 수동피부아나필락시스 반응 억제 효과도 확인하였다. 이상의 결과에 따르면, 감잎 추출물이 항산화 및 항알레르기 효능을 갖고 있어 알레르기성 비염이나 아토피와 같은 알레르기관련 질병 예방 및 개선 또는 건강식품 원료로서 유효하게 사용될 것이라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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