• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.433-445
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• 2021

고전압 아크 방전에 의한 플라즈마 발파의 유체 침투 효율을 검증하기 위해 실험실 규모의 토사 시료에 대하여 발파 시험을 실시하였다. 이 연구를 위해 대용량 축전기가 포함된 플라즈마 발파 장치와 직경 80 cm, 높이 60 cm 크기의 컬럼형 토사 시료를 제작하였다. 토사 시료로는 사질토와 실트를 7:3 비율로 섞은 A 시료 7개와 9:1 비율로 섞은 B 시료 3개가 제작되었다. A 시료에 플라즈마 발파 없이 수압만으로 유체를 주입했을 때는 시추공 주변으로 국소적인 침투만 발생되었고 침투면적비는 5% 이하로 분석되었다. 플라즈마 발파에 의한 유체 침투 시험은 1 kJ, 4 kJ 그리고 9 kJ의 방전 에너지로 실시되었다. A 시료에 대한 플라즈마 발파 시험에서 유체의 침투면적비는 1회만 발파하였을 때는 16~25%이고 5회 연속 발파 시에는 30~48%로 분석되어, 수압만으로 유체를 주입했을 때보다 침투면적이 최대 9.6배까지 넓어졌다. B 시료에 대한 5회 연속 플라즈마 발파 시험에서 유체의 침투면적비는 33~59%로 분석되어 동일 조건의 A 시료 시험에 비해 침투면적이 1.1~1.4배 정도 넓어졌다. 이러한 결과는 플라즈마 발파 시에 방전 에너지가 클수록, 발파 횟수가 증가할 수록 유체의 침투면적이 증가하며, 투수성이 큰 토양에서 플라즈마 발파가 더욱 효과적임을 보여준다. 유체 침투 효과를 삼차원적인 부피로 분석하기 위해 유체 침투반경을 계산하였다. 수압으로만 유체를 주입했을 때의 침투반경은 9 cm인 반면에, 9 kJ의 에너지로 5회 발파 시에는 침투반경이 27~30 cm로 계산되어 유체 침투 효과가 최대 333%까지 증가되었다. 이러한 연구결과는 투수성이 낮은 실제 오염토양에서 원위치 토양 세정을 실시할 때 플라즈마 발파 기술을 적용하면, 세정제의 전달범위가 증가되어 정화효율이 개선될 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.19-30
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• 2021

선행 연구를 통해 우리나라 동해 울릉 분지에 천연가스 자원인 하이드레이트 부존 퇴적층의 존재가 확인되었다. 퇴적층에서 가스를 생산하기 위한 시도는 세계적으로 연구되고 있으며, 생산 메커니즘은 열-수리-역학적 현상이 동시에 발생하는 복합적인 현상이다. 하이드레이트의 생산성 및 안정성 평가는 실험실 규모로 수행되기에는 어려움이 있다. 따라서, 가스 하이드레이트의 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가를 위해서는 전산 수치 해석이 필수적으로 수행되어야 한다. 이 연구에서는 여러 가지 가스 하이드레이트 생산 방법 중 감압법을 이용한 생산 시 목표 공저압 및 감압속도에 따른 하이드레이트 퇴적층의 안정성과 가스 생산성에 대한 영향을 전산 모사 해석을 통해 분석하였다. 연구결과 목표 공저압이 낮을수록 생산성은 향상되고 안정성은 악화되는 것을 확인하였고, 감압 속도는 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로 실제 시험 생산 시 발생할 수 있는 사질생산 현상에 대한 대응 전략 수립을 위해 감압 속도 조절에 따른 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가 해석을 수행하였다. 해석 결과 낮은 감압 속도에서 높은 감압 속도로 변경 시킬 경우 안정성 확보에 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 가스 생산 시 하이드레이트 해리로 인한 퇴적층의 침하가 발생하고 시추 생산정 하부에서는 압력 구배로 인해 지반 융기가 발생하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 감압법을 활용한 가스 생산 시 목표 공저압 선정을 위해서는 생산성 및 안정성에 대한 고려가 동시에 수행되어야 하며, 지반 변위로 인해 생산 시추공에 발생하는 응력에 대한 고려도 필수로 수행되어야 한다는 결론을 얻었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제39권1호
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• pp.54-60
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• 2024

본 연구는 축산물 생산 환경에서 오염 가능한 Aspergillus ochraceus와 Rhodotorula mucilaginosa를 저감하기 위하여 자외선과 유기산을 활용하여 그 효과를 구명하였다. 이를 위하여 각각의 균 현탁액(10⁷-10⁸ spores/mL)을 칼 표면에 1 mL 접종하고 37℃에 건조한 후 각각의 처리 조건에 활용하였다. 먼저 유기산 효과를 구명하기 위하여 아세트산, 젖산, 구연산을 활용하였으며 적정 농도 선정을 위하여 0.5, 1, 2, 3, 4, 5%의 농도로 제조하였다. 그 결과 아세트산의 경우 약 5 log, 젖산은 최대 2 log CFU/cm² 감소하였으나, 구연산의 경우 1 log 이하로 미미한 수준이었다. 이에 따라 유기산 처리 효과를 더욱 극대화하기 위해 자외선과의 복합처리를 진행하고자 하였다. 두 균주는 모든 유기산에서 90% 이상 감소하여 초기 균주와 비교하였을 때 유의적인 차이(P<0.05)를 보였으며 특히 4%의 젖산은 자외선(360 mJ/cm²)과 함께 처리하였을 때, 2 log CFU/cm²이상 감소하였으며 같은 조건에서 아세트산은 5 log CFU/cm²이상의 저감능을 보였다. 그러나 본 연구에서 사용한 4% 농도의 아세트산으로 제조할 경우 이취가 매우 심하여 작업자가 생산환경에서 사용하기에 어려움이 있다. 이에 따라서 현장에 적용하기 위한 유기산과 자외선 최적 처리 조건은 4% 젖산 용액에 1분간 침지한 후 자외선을 20분 가량(360 mJ/cm²) 살균 처리하는 방법으로 선정하였다. 최종적으로 유기산 세척 및 자외선 처리가 된 칼로 돼지고기 절단 작업을 수행하였을 때, 현장 오염 수준의 진균류 농도에서 작업 후 돼지고기 표면으로 이행되는 오염량은 모두 불검출 되었다. 본 연구를 통하여 실험실 규모뿐만 아니라 최종적으로 현장에서 살균된 도구를 활용하여 작업 시 고기 표면까지 이행되는 교차오염을 방지할 수 있는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• 대한미생물학회지
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• 제7권1호
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• pp.9-15
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• 1972

한국(韓國)에서 이질(痢疾)에 관(關)한 의학적(醫學的)인 보고(報告)가 이루어 진 지는 역사적(歷史的)으로 오래 전(前)부터의 일이다. 그리고 근년(近年)에 와서 그 보고건수(報告件數)도 해마다 늘어가는 경향(傾向)이 있다. 그러나 아직도 선진국(先進國)과는 달리 전국적(全國的)인 규모(規模)에서 실험실조직망(實驗室組織網)의 정비상황(整備狀況)이 미흡(未洽)한 탓으로 개별적(個別的)인 환자(患者)의 진단(診斷)이 임상적(臨床的)인 인상(印象)만으로 이루어진 것이 대부분(大部分)이며 원인세균(原因細菌)의 검출(檢出)로서 확진(確診)된 것은 극소수(極少數)에 불과(不過)하다. 저자(著者)들은 1967년(年)에 서울 근교(近郊)에서 이질(痢疾) 혹(惑은) 그와 유사(類似)한 증상(症狀)을 정시(呈示)한 환자(患者)로부터 분리(分離)되었던 이질균(痢疾菌)의 의심(疑心)이 농후(濃厚)한 균주(菌株) 66주(株)에 대(對)하여 형태학적(形態學的), 생화학적(生化學的) 및 혈청학적(血淸學的) 동정조건(同定條件)을 시행(施行)한 결과(結果) 기중(其中) 41주(株)가 전형적(典型的)인 이질균(痢疾菌)임을 찾아내고, 그 균주(菌株)들이 A군(群) 1주(株), B군(群) 36주(株) 및 D군(群) 4주(株)의 분포(分布)로 되어 있었음을 보고(報告)한 바 있다. 금번(今番) 다시 1971년(年) 2월(月)부터 9월(月)까지 기간(其間) 그 범위(範圍)를 넓혀서 서울지방(地方), 경기도(京畿道), 강원도(江原道), 전라남도(全羅南道), 경상북도(慶尙北道) 및 경상남도(慶尙南道) 지역(地域)에서 이질(痢疾) 혹(惑)은 그와 유사(類似)한 환자(患者)로부터 얻어진 63주(株)의 균주(菌株)를 시험(試驗)한 결과(結果) 기중(其中) 45주(株)가 국제(國際) Shigella Commission의 정의(定義)에 따라 전형적(典型的)인 이질균(痢疾菌)임을 밝혔으며 제1표(第1表)에서 보는바와 같이 그 분포(分布)는 B군(群) 36주(株), C군(群) 7주(株) 및 D군(群) 2주(株)이었고 A군(群)은 없었다. 또한 B군(群) 36주중(株中)에서는 $B_{2a}$가 27주(株)로서 제일 많았고 $B_{3c},\;B_{4a}$ 및 $B_y$가 각기(各其) 3주식(株式) 있었다. C군중(群中)에서는 $C_{11}$이 1주(株)있었을 뿐 나머지 6주(株)는 $C_{15}$형(型)이었다. D군(群) 2주(株)는 모두 phase II 상태(狀態)이었다. 지역적(地域的)인 븐포(分布)로서는 $B_{2a}$가 각(各) 지역(地域)에서 골고루 분리(分離)된데 반(反)하여 $B_{3c}$나 C군(群)은 서울지방(地方)에서 분리(分離)되었다. 물론(勿論) 이 분포상황(分布狀況)은 이번 보고(報告)에서 다루어진 적은 수(數)의 균주(菌株)만으로 단정(斷定)할 수는 없었다. 각(各) 혈청형별(血淸型別)로 생화학적(生化學的) 성상(性狀)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 제2표(第2表) 및 제3표(第3表)에서 보는바와 같았으며 1967년도(年度)에 저자등(著者等)이 보고(報告)하였던 것과 또한 1971년(年)에 Ewing등(等)이 미국(美國)에서 보고(報告)하였던 성상(性狀)과 일부(一部) 비교(比較)도 하였다. 한국(韓國)에서 임상적(臨床的)으로 널러 사용(使用)되고 있던 Chlorarnphenicol, Neomycin, Erythromycin, Colistin, Kanamycin, Tetracycline, Streptomycin 및 Ampicillin 등(等) 8종(種)의 항생제(抗生劑)에 대(對)하여 Ericsson씨(氏) disc 방법(方法)으로 이질균(痢疾菌)의 감수성(感受性) 여부(與否)를 시험(試驗)한 결과(結果)는 제4표(第4表) 및 제5표(第5表)에 나타난 바와 같이 대부분(大部分)의 균주(菌株)가 Neomycin, Erthromycin, Colistin, Kanamycin, Tetracycline 및 Streptomycin 등(等)에 대(對)하여 고도(高度)의 내성(耐性)을 정시(呈示)하였고 Chloramphenicol에 대(對)하여서도 52.8%가 내성균주(耐性菌株)로서 나타났다. Ampicillin에 대(對)하여서는 85.8%가 감수성균주(感受性菌株)로서 나타났다. 다제내성면(多劑耐性面)에서 관찰(觀察)할때 14종(種)의 서로 다른 양상(樣相)을 볼수 있었으며 시험(試驗)에 사용(使用)되었던 8제(劑) 전부(全部)에 대(對)한 내성균(耐性菌)이 6주(株), Ampicillin을 제외(除外)한 7제(劑) 내성균(耐性菌)이 13주(株), 6제(劑) 내성균(耐性菌)이 7주(株), 5제(劑) 내성균(耐性菌)이 7주(株), 4제(劑) 내성균(耐性菌)이 78(株), 3제(劑) 내성균(耐性菌)이 3주(株) 및 2제(劑) 내성균(耐性菌)이 1주(株) 있었으며 단제(單劑) 내성균(耐性菌)은 1주(株)도 없었다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.377-388
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• 2022

제강슬래그를 이용한 광물탄산화 공정 이후 발생하는 잔사슬래그의 비소(As) 제거 기작 규명을 위해, 전로제강슬래그(blast oxygen furnace slag: BOF)에 직접 및 간접탄산화 공정이 각각 적용된 두 종류의 잔사슬래그를 대상으로 실험실 규모의 실험을 실시하였다. 광물탄산화 공정은 잔사슬래그의 화학적-광물학적 조성변화, 용출수의 pH 저감, 표면 미세공극 형성 등 기존 제강슬래그의 특성을 변화시키는 것으로 밝혀졌다. 다양한 pH 범위의 As 인공오염수(초기농도: 203.6 mg/L)에 잔사슬래그를 반응시킨 배치실험에서, RDBOF (직접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 감소할수록 As 제거효율이 증가하는 경향을 보이며 초기 pH가 1인 환경에서 99.3%의 As 제거효율을 나타냈다. 이는 RDBOF 표면을 피복하던 CaCO₃가 낮은 초기 pH 환경에서 용해되어 RDBOF 표면에서 철산화물의 노출 면적을 증가시킴으로 인해, 철산화물의 As 음이온 표면 흡착을 촉진한 것에서 기인한 것으로 판단되었다. 반면 RIBOF (간접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 높은 환경일수록 As 제거효율이 증가하며 초기 pH 10의 As 오염수에서 70.0%의 가장 높은 As 제거효율을 보였다. RIBOF의 영전하점(pH 4.5)을 고려할 때, 초기 pH 4-10 조건에서 음전하를 띠는 RIBOF의 표면에 As 음이온의 전기적 인력에 의한 표면 흡착은 발생하기 어려울 것으로 예상되었다. 다만 수용액 내 용존하는 Ca²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺와 같은 2가 양이온들에 의해 As 음이온이 RIBOF 내 철산화물에 간접적으로 고정되는 양이온 가교효과(cation bridge effect)가 발생하였고, 초기 pH가 높은 환경일수록 슬래그 표면이 더 강한 음전하를 띠며 양이온 가교효과가 가속화되어, 결과적으로 많은 As가 흡착된 것으로 판단되었다. 하지만 강알칼리 (pH 10-11 이상) 조건에서는 RIBOF 표면에 생성된 칼슘침전물이 철산화물을 피복함으로써 철산화물에 의한 As 음이온 표면 흡착을 저해하는 현상이 발생하였다. 또한 배치실험 이후 회수된 잔사슬래그에 TCLP 시험을 수행한 결과, RDBOF와 RIBOF 모두 2% 미만의 As 탈착률을 보여 안정적인 형태로 As가 고정되어 있음이 확인되었다. 본 연구 결과를 통해, 잔사슬래그가 기존에 As 제거제로 활용되던 제강슬래그의 단점인 수계의 급격한 pH 상승을 억제하는 동시에, 높은 As 제거효율 및 안정성을 나타내는 저비용-친환경의 As 제거제로서의 활용 가능성을 입증하였다.