중금속은 토양 내에서 비보존성 화학물질로 작용하므로 흡착에 의해 지연효과가 발생할 수 있고 흡착은 pH에 영향을 받는다고 보고된 바 있다. 그러므로 토양 및 지하수 오염을 예방하고 복구하기 위해서는 다양한 pH조건에서 중금속의 이동형태를 파악하는 것이 중요한 연구과제가 된다. 본 연구에서는 사질토양에서 pH에 따른 중금속의 이동특성을 연구하기 위하여 배치실험과 주상실험올 수행하였다. 배치실험의 경우 초기농도별로 11가지의 $ZnCl_2$ 40 mL 용액과 사질토양 10g을 교반기에서 72시간 반응시켜 평형상태에 도달하게 한 후 용액을 채취하여 Zn, Ca, Mg의 세 가지 양이온을 ICP-AES로 분석하였다. 주상실험은 3가지 pH조건 (7.7, 5.8, 4.1)에서 10 g/L의 KCl과 $ZnCl_2$를 추적자로 사용하여 순간주입 (pulse injection) 형태로 토양시료 상부에 투입한 후 Time Domain Reflectometry (TDR)를 사용하여 10 cm 깊이에서 잔존수농도를, EC-meter와 ICP분석을 통하여 20 cm 깊이의 하부 경계면에서 침출수농도를 분석하였다. 배치실험 결과, Zn은 Ca, Mg와 이온교환의 형태로 흡착이 발생하였고 등온 흡착방정식의 각 모델 (Linear, Freundlich, Langmuir)별로 최저 1.2에서 최고 614.1의 지연계수를 나타냈다. 주상실험에서도 모든 pH조건에서 Zn이온이 이온교환을 하여 흡착이 발생하였으나, 잔존수와 침출수 형태의 파과곡선 모두에서 Zn이용의 첨두농도 도달시간이 K이온과 일치하여 지연효과는 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이는 정상류 상태로 부과한 낮은 배경농도의 용탈수내에 Zn보다 강한 이온교환능을 가지는 원소가 존재하지 않아 Zn의 탈착이 발생하지 않았기 때문이다. pH가 낮을수록 Zn는 용액내 수소이온 ($H^+$)의 증가로 치환능이 감소하여 첨두농도가 높게 나타났고, 상대적으로 치환되는 Ca, Mg의 양은 줄어들었다. 따라서 본 연구에 적용된 배치실험과 주상실험의 조건하에서는 Zn이온이 이온교환반응에 의한 흡착이 발생하였으나 지연효과는 발생하지 않았고 가장 낮은 pH에서 첨두농도가 최고 12.7배까지 증가하였다.
본 연구에서는 과일 폐액으로부터 고정화 세포를 이용하여 수소생산을 위한 배양조건을 조사하였다. 각종 과일 폐액 중에 수박 폐액에서 환원당의 함량이 가장 높았으며, 수소생산량은 2319.2 mL/L이었다. 고정화 물질 sodium alginate의 농도와 크기에 따른 수소생산성 효과는 검토범위 내에서는 적었다. 고정화된 비드의 내부 관찰에서 세포가 왕성하게 생육하고 있음을 확인했다. 대사의 효소물질로 이용될 수 있는 각종 아미노산의 첨가는 종류에 관계없이 수소생산성에 영향을 거의 미치지 않았다. 금속이온 $FeSO_4$를 첨가한 결과 최적 농도는 1.2 g/L이고, 1.3배의 수소생산 증가를 나타났다. 수소생산정지 후 배양액의 유기산은 lactic acid와 butyic acid가 가장 많았다.
황산제일철을 원료로 해서 함수산화철 안료를 제조하기 위한 실험이다. 황산제일철을 암모니아로 중화해서 Mohr's salt(ferrous ammonium sulfate)을 만들고 Mohr's salt의 농도를 Fe(II) 이온농도, 14${\sim}$72g/l, 수소이온농도를 pH3 또는 6으로 조절한뒤, 반응온도는 $90{\sim}100^{\circ}C$로 일정하게 유지하고 반응시간 2시간, 3기압으로 공기 가압한 결과는 다음과 같다. Mohr's salt의 농도가 진하고, 중성으로 갈수록 함수산화철의 수득율이 증가되며, Mohr's salt 농도가 Fe(II) 이온농도, 42.81g/l 일때, 91.5% 이상의 수득율을 얻었다. 이렇게하여 생성된 함수산화철의 결정형은 $\alpha$-goethite형이며, 색상도 천연 ${\alpha}$-goethite와 유사하였다. 이것을 $500^{\circ}C$로 하소(calcination)하니 미려한 적갈색을 띤 ${\alpha}-Fe_2O_3$가 생성되었다.
Zircaloy-4 합금판재에 230-250ppm의 수소를 장입시키고 $400^{\circ}C$에서 72시간동안 균질하게 수소화물을 형성시킨후 $350^{\circ}C$의 static autoclave를 이용하여 여러 가지 농도의 LiOH 부식용액조건에서 부식시험을 수행하였다. 부식평가는 시간에 따른 무게증가의 변화로서 측정하였고, 시편의 미세구조는 광학현미경과 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 부식시험 후 형성된 산화막에서의 H와 Li의 분포를 확인하기 위해 secondary ion mass spectrometry(SIMS)를 이용해 각 원소의 분포를 두께방향에서 측정하였다. 여러 가지 농도의 LiOH 수용액조건에서 Li+ 이온의 용액농도가 30ppm 이상으로 증가하면 합금의 부식은 급격히 가속화되었다. 이것은 $Li^{+}$가 산화막 내의 $Zr^{4+}$ 자리를 치환함에 따라 산소공공이 증가로 산화반응이 증가되고, 이로 인해 형성되는 수소화물의 양이 증가하기 때문이다. LiOH용액조건에서 부식시험 전에 시편 내에 수소를 장입시켜 수소화물을 형성시키면 수소를 장입하지 않은 시편보다 부식이 더 빨리 가속되지만, 시험기간이 길어지면 오히려 수소를 미리 장입시키지 않은 시편의 부식속도가 더 빨라진다. 이것은 부식시험 전에 수소를 시편에 미리 장입을 시키면 이때 형성된 수소화물에 의해 초기에 부식이 빨리 가속되지만 이미 고용도 이상의 수소가 금속 내부에 존재하므로 부식과정 중에 생기는 수소가 금속의 내부로 확산되어 들어오는 것이 억제되어 부식속도가 둔화되는 것으로 생각된다.
산성용액중에서 백금음극을 사용하여 중크롬산이온의 환원을 전위주사법 및 정전위전해에 의하여 검토하였다. 지지전해질로서 황산나트륨(pH 1.5∼4.0)을 사용한 비완충용액중의 중크롬산칼륨의 분극곡선은 3단파가 생기며 첫째파 및 둘째파의 파고는 각각 크롬(Ⅵ)농도 및 수소이온의 활동도에 비례하나 셋째파는 어느 것에도 비례하지 않았다. 첫째 및 둘째 peak이 전류는 전위주사속도(${\nu}$)에 비례하나 셋째 peak는 50mV/sec이하의 늦은 주사속도에서 ${\nu}^{1/2}$에 비례하였다. 정전위전해에 의하면, 크롬(Ⅵ)의 환원은 셋째 peak보다 더 base이고 초기 pH가 약 2.3 이상이 되면 완전히 억제되었다. 그러므로 이 세 peak는 각각 $Cr_2O_7^{\to}Cr^{3+},\;2H^+{\to}H_2$ 및 음극피막의 형성으로 간주하였다.
목적: 본 연구는 감미의 작용에 관한 "감보" 등의 이론적 바탕과 약물의 이화학적인 특성을 통해 약효를 어느 정도 예측하고자 하였다. 방법: 한약재의 오미별 이화학적 특성을 구명하기 위하여 수소이온농도(pH), $200^{\circ}C$와 $550^{\circ}C$에서의 질량감소량, 전기전도도, 가시부 및 자외부 흡수 spectrum의 전자전이에 따른 비율, TLC에 의한 주요 성분의 이동율($R_{f}{\;}value$)과 낮은 성분의 이동율($R_{f}{\;}value$)을 측정하였다. 결과: 전탕에 따른 수소이온농도(pH)의 평균은 $5.24{\pm}0.56$이었으며. 약재의 휘발 성분 및 수분 함유량은 $288{\pm}125mg$이었고, 유기물함량의 평균은 $867{\pm}116g$이었으며, 전기전도도의 평균은 $5.46{\pm}0.93S/cm$이었으며, 가시부 및 자외부 흡수 spectrum의 전자전이에 따른 흡광도 비율($\pi{\\rightarrow}\pi^{*}/n{\rightarrow}\pi^{*}$)의 평균은 $3.043{\pm}0.679$이었으며, TLC에 의한 주요 성분의 이동율($R_{f}{\;}value$)의 평균은 $0.553{\pm}0.317$이었고, TLC에 의한 낮은 성분의 이동율($R_{f}{\;}value$)의 평균은 $0.136{\pm}0.122$ 이었다. 결론:약재의 pH는 모두 7보다 낮은 약산성 이었으며, 약재의 휘발 성분 및 수분 함유량은 대략 10~50%정도를 나타내었다. 유기물함량은 대략 80~95%정도를 나타내었다. 전기전도도를 통하여 산약이나 감초는 이온성 물질을 많이 포함하고 있으리라 추정된다.
순화(純化)된 뉴켓슬병(病) 바이러스를 얻기 위(爲)한 기초적(基礎的)인 실험(實驗)으로 바이러스 재료(材料)를 완형액(緩衡液)의 종류(種類) 및 수소(水素)이온 농도(濃度), 한천농도(寒天濃度)를 달리한 한천(寒天)겔칼럼에 통과(通過)시켰다. 그러고 바이러스 재료(材料)의 혈구응집력가(血球凝集力價)와 총질소량(總窒素量)을 비교(比較) 측정(測定)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 한천(寒天)겔 응과법(凝過法)을 뉴켓슬병(病) 바이러스의 순화(純化)에 간단(簡單)히 이용(利用) 할수 있다. 2. pH 7.0 이상(以上)의 인산식염(燐酸食鹽) 완형액(緩衡液)과 5~8%의 한천농도(寒天濃度) 입자(粒子)를 이용(使用)할때 가장 좋은 결과(結果)를 얻을 수 있었다. 3. 매시(每時) 5~10ml의 유출속도(流出速度)일때 55ml 부터 80ml의 유출액중(流出液中)에서 고농도(高濃度)의 바이러스를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 실리콘을 기초로 한 포토다이오드를 제작하여 현재 바이오센서에서 이용되고 있는 luminol 화학 발광을 전기적으로 검출하였다. 우선, 실리콘 웨이퍼에 이온주입을 통해 p-n 접합을 형성하고 Al 전극을 형성시켜 포토다이오드를 제작하였다. PDMS을 passivation 막으로 사용하여 horseradish peroxidase(HRP) 농도 변화에 따른 발광의 최적조건과 luminol, HRP가 섞인 용액에 서로 다른 양의 과산화수소를 넣어 발광이 최대로 발생하는 혼합비를 측정하였다. 최종적으로 2mM luminol, 25U HRP 조건 하에서 과산화수소 농도에 따른 화학 발광을 측정하였으며, $10{\mu}M$부터 $500{\mu}M$ 범위의 과산화수소 농도 변화에 따른 포토다이오드의 감도는 단위 면적당 23.429pA/ ${\mu}M$이다.
‘부유’단감은 국내에서는 일반화되어 있는 PE필름 밀봉 저장방식으로 과실의 호흡에 의해 산소농도의 감소와 이산화탄소의 증가로 호흡이 억제되고 이에 따라 노화가 지연됨으로 과실의 저장수명을 증가시키는 방식이며, 최적저장온도는 -0.5~$0^{\circ}C$라고 보고되고 있다. 이에 본 실험에서는 상온유통을 고려하여 2$0^{\circ}C$에서 0.03mm, 0.05mm LDPE필름으로 포장한 경우와 무포장한 경우를 비교하여, 중량, 수소이온농도, 가용성고형분, 경도를 측정하고 이를 외관품질검사 결과와 종합적으로 검토하였으며, 또한 환경기체조성의 범위를 설정하기 위하여 산소농도(1~5%), 이산화탄소농도(5~15%)를 독립변수로 중심합성계획법(central composite design)에 의해 3단계로 부호화하였고 산소소비농도, 이산화탄소 발생속도, pH 당도, 경도를 종속(반응)변수로 결과를 이용하여 독립변수와 종속변수간의 함수관계를 규명하며, 독립변수들의 값의 변화에 따라서 반응량(종속변수)이 어떻게 달라지는 가를 예측하며, 독립변수가 종속변수인 반응량을 최적화(Optimize) 하는가와 어떤 실험계획법을 쓰면 가장 좋은 정도를 얻을 수 있는지를 규명하고자 한다.
새우양식장의 저질에서 암모니아, 황화수소가스와 같은 독성물질의 용출은 수질관리에서 매우 중요하다. 그러므로 이 연구에서는 칼럼에 저질을 주입하고 저질 개선제로 활성탄, 제올라이트, 패각 그리고 철 등을 주입하여 저질로부터 용출되는 독성물질을 중심으로 수질에 미치는 영행을 평가하였다. 암모니아 질소($NO_3$)는 제올라이트와 패각을 주입한 곳에서 효과적으로 제거되었다. 제올라이트는 암모늄이온($NH_4^+$)을 이온교환으로 제거된 것으로 판단되며, 패각은 pH의 상승을 방지하여 안정하게 pH를 유지시켜 암모니아가스($NO_3$)의 농도를 낮게 유지하는 것으로 나타났다. 황화수소와 COD는 활성탄을 주입한 곳에서 효과적으로 제거되었으며 황화수소는 패각에서도 부분적으로 제거가 일어난 것으로 나타났다. 인은 활성탄, 패각, 철에서 잘 제거되었다. 새우 양식장에서는 특히, 주간에 플랑크톤의 광합성에서 의해서 pH가 상승하게 되며 이것은 암모니아가스의 농도가 높게 된다. 그러나 패각의 주입은 pH의 상승을 방지하여 암모니아가스의 농도가 높게 된다. 그러나 패각의 주입은 pH의 상승을 방지하여 암모니아가스의 농도를 낮게 유지할 수 있다는 것을 나타내고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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